CN1326304C - 电池状态监视电路和电池设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过在放电禁止状态期间阻止外终端振动的安全电池设备，由于来自微型计算机的指令而进入所述放电禁止状态。当从外部将放电禁止信号输入给电池状态监视电路时，过电流监控终端的阻抗保持恒定。

Description

电池状态监视电路和电池设备
技术领域
本发明涉及一种能够监视蓄电池状态的电池监视电路，还涉及一种装配有该种蓄电池的电池设备、一种限流装置、一种电池状态监视电路等。
背景技术
如图2所示，电池状态监视电路通常配备有电池电压监控终端5-9、用作充电控制晶体管门连接端的COP终端10、用作放电控制晶体管门连接端的DOP终端11、用作过电流监控终端的VMP终端12和用作微型计算机控制终端的CTL终端13。
在图2所示的电池设备中，蓄电池1-4、充电控制晶体管14、放电控制晶体管16和微型计算机21分别和电池状态监视电路22A、外终端EB+和EB-相连。
利用蓄电池1-4所提供的电能进行操作的一个或两个外负载19(例如笔记本个人电脑的CPU等)和用于向蓄电池1-4进行充电的充电器20被连接在电池设备23A的外终端EB+和EB-之间。
当过电流检测电路15检测发现，通过所希望的从VDD放电，VMP终端12电压已经降低时，导致DOP终端11输出放电禁止信号“H”，因此使FET16进入关闭状态。这被称作一种由于过电流的放电禁止状态。
在由于过电流的充电/放电禁止状态期间，电池状态监视电路22A(图1中的过电流检测电路15)导致设置在内部的上拉电路18进入开启状态，并使VMP终端12通过给定阻抗通向电池电压监控终端5。因此过电流起因的外负载19的阻抗远大于上拉电路18的阻抗(也就是不担心发生过电流)，VMP终端12的电位和外终端EB+几乎等于VDD。过电流检测电路15检测，通过来自VDD的所希望的电压，VMP终端12的电压已经升高。这被称作由于过电流而引起的从禁止放电状态的返回。
另一方面，当放电禁止信号(这里放电禁止信号被称作“H”)从微型计算机21输出到CTL终端13时，由于非过电流原因，电池状态监视电路22A导致DOP终端11输出“H”，使FET16进入关闭状态。这被称作由于来自计算机的指令而引起的放电禁止状态。
由于来自计算机的指令而引起的放电禁止状态被来自微型计算机的释放信号而复原。
然而，在普通的电池状态监视电路22A和电池设备23A中，当外负载19的阻抗很大时，出现这样的问题，即由于来自计算机的指令，在放电禁止状态期间，外终端EB+周期性振动，例如下文第2-5项所述。图5显示了一种振动波形示例。该振动对电池设备23A自身的充电/放电控制没有影响。然而作为一种噪音源，它可能严重影响周围设备。
1.当计算机进入放电禁止状态时，FET16进入关断状态，停止向外终端EB+提供能量。
2.外终端EB+被外负载19降低，从而引起其电位下降。
3.在此情况下，VMP终端12的电位和外终端EB+的电位一起下降，从而电池状态监视电路22A识别由于过电流而引起的放电禁止状态。
4.接下来，上拉电路18进入接通状态。在此情况下，当外负载19的阻抗远大于上拉电路18的阻抗时，VMP终端12和外终端FB+的电位都升高，从而它们的电位接近VDD电位。
5.由上，实现了电池状态监视电路22A识别由于过电流而引起的放电禁止状态，导致上拉电路18再次进入关闭状态。
6.状态返回上述2所描述的状态。
发明内容
本发明致力于解决上述问题。根据本发明的电池状态监视电路的结构和电池设备，即使当放电受微型计算机的限制时，外终端EB+也不振动，从而阻止产生噪音。
根据本发明的一个方面，一种电池状态监视电路，包括：
一个连接到放电设备的放电控制输出终端，用于控制蓄电池的放电电流；
一个电池状态监视输入终端，用于监视蓄电池的电流和电压中的至少一个；
一个控制信号输入终端，用于从外部源接收控制信号，以控制蓄电池的充电/放电状态；
一个过电流监视输入终端，用于监视蓄电池的电流；
一个过电流检测电路，用于检测蓄电池的过电流状态；
一个上拉电路，用于在所述过电流检测电路检测到蓄电池的过电流状态时将过电流监视输入终端上拉；
一个“或”电路，具有连接到过电流检测电路的输出和控制信号输入终端的输入以及连接到放电控制输出终端的输出；以及
一个禁止电路，用于在控制信号输入到控制信号输入终端上时防止所述上拉电路将过电流监视输入终端上拉。
根据本发明的另一个方面，一种电池状态监视电路，包括：
一个连接到放电控制设备的放电控制输出终端，用于控制蓄电池的放电电流；
一个电池状态监视输入终端，用于监视蓄电池的电流和电压中的至少一个；
一个控制信号输入终端，用于从外部源接收控制信号，以控制蓄电池的充电/放电状态；
一个过电流监视输入终端，用于监视蓄电池的电流；
一个过电流检测电路，用于检测蓄电池的过电流状态；
一个下拉电路，用于在所述过电流检测电路检测到蓄电池的过电流状态时将过电流监视输入终端上的电压下拉；
一个“或非”电路，其具有连接到过电流检测电路的输出和控制信号输入终端的输入以及连接到放电控制输出终端的输出；以及
一个禁止电路，用于在控制信号输入到控制信号输入终端上时防止所述下拉电路将过电流监视输入终端下拉。也就是当从外部向电池状态监视电路输入放电禁止信号时，保持过电流监控终端的阻抗恒定。
附图说明
在附图中：
图1显示了符合本发明的电池状态监视电路和电池设备；
图2显示了通用的电池状态监视电路和电池设备；
图3显示了另一种符合本发明的电池状态监视电路和电池设备；
图4显示了另一种符合本发明的电池状态监视电路和电池设备；
图5显示了通用的电池状态监视电路和电池设备振动波形。
具体实施方式
图1显示了符合本发明的电池状态监视电路和电池设备，下文将结合图1介绍本发明。
如图1所示，符合本发明的电池状态监视电路配备有电池电压监控终端5-9、用作充电控制晶体管门连接终端的COP终端10、用作放电控制晶体管门连接终端的DOP终端11、用作过电流监控终端的VMP终端12和用作微型计算机控制终端的CTL终端13。
在图1所示的电池设备中，蓄电池1-4、充电控制晶体管14、放电控制晶体管16和微型计算机21分别和电池状态监视电路22、外终端EB+和EB-相连。根据图1所示结构，电池电压监视终端5的电位和VDD的相同，电池电压监视终端9的电位和VSS的相同。在某些情况下，微型计算机21被设置在电池设备的外侧。
利用蓄电池1-4所提供的电能进行操作的一个或两个外负载19(例如笔记本个人电脑的CPU等)和用于向蓄电池1-4充电的充电器20被连接在电池设备23的外终端EB+和 EB-之间。
在正常状态下，FET14和FET16保持开启状态，因而确保向外负载19提供电能。通过FET14和FET16，VMP终端12被升高到VDD电位。在此情况下，当降低外负载19的阻抗以增大电流时，由于FET14和FET16的接通电阻，VMP终端12的电压比VDD电位低。过电流检测电路15检测发现，VMP终端12的电压已经比VDD电位降低所希望的电压，导致DOP终端11输出放电禁止信号“H”，使FET16进入关闭状态。这被称作由于过电流引起的放电禁止状态。在这种情况下，由于FET16处于关闭状态，停止提供能量，受外负载19的影响，外终端EB+被拉下，从而它的电位下降。
在过电流引起的充电/放电禁止状态期间，电池状态监视电路22(图1中的过电流检测电路15)导致设置在内部的上拉电路18进入开启状态，并使VMP终端12通过给定阻抗通向电池电压监视终端5。因此过电流起因的外负载19的阻抗远大于上拉电路18的阻抗(也就是不担心发生过电流)，VMP终端12的电位和外终端EB+的电位几乎等于VDD。过电流检测电路15检测发现，通过来自VDD的所希望的电压，VMP终端12的电压已经升高。放弃过电流检测状态。因此，电池状态检测电路22导致FET16再次进入开启状态，使电池设备23返回正常状态。这被称作从由于过电流而引起的放电禁止状态返回。
另一方面，当放电禁止信号(这里放电禁止信号被称作“H”)从微型计算机21输出到CTL终端13时，由于过电流之外的原因，电池状态监视电路22导致DOP终端11输出“H”，使FET16进入关闭状态。这被称作由计算机而引起的放电禁止状态。在此情况下，由于FET16处于关闭状态，停止提供能量，受外负载19的影响，外终端EB+被拉下，从而它的电位下降。
由计算机而引起的放电禁止状态被来自微型计算机的释放信号而复原。上述每一种操作设置有用于阻止故障的延时器。
在符合本发明的图1所示的电池状态监视电路22中，添加一个禁止上拉电路17。当微型计算机给出放电禁止信号时，禁止上拉电路17操作，阻止上拉电路18使VMP终端12追上电池电压监控终端5。因此，当微型计算机给出放电禁止信号而进入放电禁止状态时，进行下述操作。
1.当微型计算机给出放电禁止信号而进入放电禁止状态时，FET16进入关闭状态，停止向外终端EB+供应能量。同时，禁止上拉电路17操作。
2.外终端EB+被外负载19拉下，从而它的电位被降低。
3.在此情况下，VMP终端12电位和外终端EB+的电位一起被降低，从而电池状态监视电路22识别由于过电流而引起的放电禁止状态。
4在此情况下，由于禁止上拉电路已经在1操作，上拉电路18保持关闭状态。
5.因此，外终端EB+和VMP终端12开启，从而它们被固定在这样的状态，即，由外负载19引起的拉下正在被执行。也就是外终端EB+不振动。
在普通示例中，当由于计算机而进入放电禁止状态时，由于上拉电路18的开启/关闭，VMP终端12的阻抗改变。然而，在符合本发明的电池状态监视电路和电池设备的结构中，在由于计算机而引起的放电禁止状态期间，被用作过电流的监控终端的VMP终端12的阻抗是恒定的，从而不担心外终端EB+振动。因此，消除了对外围设备受严重影响的担心，因此获得了增强的安全性。在图1所示情况下，VMP终端12保持电绝缘，以保持阻抗恒定。
图3显示了另一种符合本发明的电池状态监视电路和电池设备。在图3中，来自微型计算机的放电禁止信号阻止过电流检测。因此，当由微型计算机引起放电禁止状态时，执行下述操作。
1当微型计算机给出放电禁止信号而进入放电禁止状态时，FET16进入关闭状态，停止向外终端EB+供应能量。同时，禁止过电流检测。
2外终端EB+被外负载19拉下，从而它的电位被降低。
3在此情况下，VMP终端12电位和外终端EB+的电位一起被降低。然而由于禁止过电流检测，电池状态检测电路22不能识别由于过电流而引起的放电禁止状态。
4因而，上拉电路18保持关闭状态。
5因此，外终端EB+和VMP终端12开启，从而它们被固定在这样的状态，即，由外负载19引起的拉下正在被执行。也就是外终端EB+不振动。
在图3中获得类似于图1的效果。
图4显示了另一种符合本发明的电池状态监视电路和电池设备。在这个示例中，获得一种类似于图1的结构，该结构还具有一NMOS-FET。代替FET14、FET16、禁止上拉电路17和上拉电路18，FET14B、FET16B、禁止下拉电路17B和下拉电路18B分别被连接。虽然没有进行具体介绍，很明显，通过使用NMOS-FET而构造图3所示结构，也能获得类似效果。
在符合本发明的电池状态监视电路和电池设备中，即使在来自微型计算机的放电禁止信号作用下，上拉电路18或下拉电路18B是固定的，同时保持开启状态时，也保持VMP终端12的阻抗恒定，因此，阻止外终端振动。在此情况下，VMP终端12的阻抗由上拉电路18或下拉电路18B确定，VMP终端12的电位被上拉电路18或下拉电路18B的阻抗和外负载19的阻抗之间的差额确定。因而实现本发明的目的。
此外，本发明也适用于这样的情况，即蓄电池的接头数量是变化的。
因此根据本发明，当放电禁止信号被输入到电池状态检测电路时，只要能使过电流监控终端的阻抗保持恒定，可以使用任何结构的电路。因此电路结构并不局限于上述实施例所描述的结构。
如上所述，本发明具有一种结构，即使当放电被外部微型计算机限制，外终端也不振动，没有产生噪音，因此，增强了电池设备和使用该电池设备的电子装置的安全性。

Claims (6)

1.一种电池状态监视电路，包括：
一个连接到放电设备的放电控制输出终端，用于控制蓄电池的放电电流；
一个电池电压监视终端，用于监视所述蓄电池的电压；
一个控制信号输入终端，用于从外部源接收控制信号，以控制蓄电池的充电/放电状态；
一个过电流监视输入终端，用于监视蓄电池的电流；
一个过电流检测电路，用于检测蓄电池的过电流状态；
一个上拉电路，用于在所述过电流检测电路检测到蓄电池的过电流状态时将过电流监视输入终端的电压上拉；
一个“或”电路，具有连接到过电流检测电路的输出和控制信号输入终端的输入端以及连接到放电控制输出终端的输出端；以及
一个禁止电路，用于在控制信号输入到控制信号输入终端上时防止所述上拉电路将过电流监视输入终端的电压上拉。
2.如权利要求1所述的电池状态监视电路，其中所述上拉电路连接到电池电压监视终端，将过电流监视输入终端上的电压上拉到电池电压监视终端上的电压。
3.如权利要求1所述的电池状态监视电路，其中所述控制信号输入终端连接到微型计算机。
4一种电池状态监视电路，包括：
一个连接到放电控制设备的放电控制输出终端，用于控制蓄电池的放电电流；
一个电池电压监视终端，用于监视蓄电池的电流；
一个控制信号输入终端，用于从外部源接收控制信号，以控制蓄电池的充电/放电状态；
一个过电流监视输入终端，用于监视蓄电池的电流；
一个过电流检测电路，用于检测蓄电池的过电流状态；
一个下拉电路，用于在所述过电流检测电路检测到蓄电池的过电流状态时将过电流监视输入终端上的电压下拉；
一个“或非”电路，其具有连接到过电流检测电路的输出和控制信号输入终端的输入端以及连接到放电控制输出终端的输出端；以及
一个禁止电路，用于在控制信号输入到控制信号输入终端上时防止所述下拉电路将过电流监视输入终端的电压下拉。
5.如权利要求4所述的电池状态监视电路，其中所述下拉电路连接到电池电压监视终端，将过电流监视输入终端上的电压下拉到电池电压监视终端上的电压。
6.如权利要求4所述的电池状态监视电路，其中所述控制信号输入终端连接到微型计算机。
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