CN1365020A - 数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法 - Google Patents

数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法,主要是在数字相机的电源开启后,关闭一跨接于电池两端的假负载,并求取在假负载关闭状态下的输出电压,再导通该假负载,并求取在假负载开启状态下的输出电压,而依所求得的输出电压以计算求得电池内阻,以及耗电主件动作时的电池输出电压,因此,可准确得知各耗电主件启动时对电池输出电压所造成的压降,而得以充分掌握电池的残存电力,获得相机最大的供电效率。

Description

数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法
本发明是有关数字相机的技术领域，尤指一种数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法。
按，以现有的数字相机的设计而言，其较为耗电的主件主要是如图4所示的闪光灯充电电路91、液晶显示器的背光驱动电路92及镜头马达驱动电路93，该等主件由于耗电量大，因此，必须分别以开关元件911、921及931来控制是否供电至该等耗电主件，以当相机在使用时，如不涉及该耗电主件相关的功能，则将其对应的开关关闭而停止供应电源，而相机的其他逻辑线路94主要是由数字信号处理器、唯读存储器及随机存取存储器所构成，其耗电量较小且是为相机工作所必须，故不作电源上的管制。
前述数字相机的电力是由电池95所供应，而电池95在经使用一段时间之后，其输出电压将逐渐下降，因此，为避免相机因电池的输出电压不足而无法正常工作或甚至当机所造成的困扰，一般数字相机均设置有一低电压检知电路96(Battery low detection circuit)，以当电池95的输出电压低于一临界值时，产生信息或声音来告知使用者更换电池，然而，数字相机由于具备有前述的耗电主件，当该等耗电主件动作时，将造成电池输出电压不同程度的下降，而进一步导致该低电压检知电路96所测得的电压并无法反应实际使用时的输出电压，因此，前述习知数字相机的电池电压检测设计，实有予以改进的必要。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法”，几经研究实验终至完成此项新颖进步的发明。
本发明的目的是在提供一种数字相机所使用预测电池输出电压的装置和方法，其可准确得知各耗电主件启动时对电池输出电压所造成的压降，而得以充分掌握电池的残存电力，获得相机最大的供电效率。
依据本发明的一特色，是提出一种数字相机所使用预测电池输出电压的装置，主要包括：一电池电压检知电路，连接于电池的两输出端，以将电池电压的分压由一分压输出端输出；一模拟数字转换器，连接该分压输出端以将模拟的电压值转换为数字资料，以由其输出端输出；一假负载，是跨接于该电池两端；以及，一中央处理单元，是连接该模拟数字转换器的输出端，并控制该假负载的导通与否，藉由关闭及开启该假负载，而分别求取在假负载关闭及开启状态下的输出电压，并根据该求得的输出电压，而计算求得电池内阻，再进一步根据该电池内阻及预先求得的耗电主件的耗电流值，计算求得耗电主件动作时的电池输出电压。
依据本发明的另一特色，是提出一种数字相机所使用预测电池输出电压的方法，该数字相机具有是跨接于该电池两端的假负载，该方法主要包括下述的步骤：(A)在数字相机的电源开启后，关闭该假负载；(B)求取在假负载关闭状态下的输出电压(Vdoff)；(C)导通该假负载；(D)求取在假负载开启状态下的输出电压(Vdon)；(E)计算求得电池内阻为(Vdoff-Vdon)*(RD/Vdon)，其中，RD为假负载的阻值；以及，(F)计算求得耗电主件动作时的电池输出电压为Vdoff-(Vdoff-Vdon)*(RD *I(x)/Vdon)，其中，I(x)为预先求得的该耗电主件在对应于该电池输出电压下的耗电流值。
由于本发明设计新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。
为使贵审查委员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：
图1是本发明的数字相机所使用预测电池输出电压的装置的架构图。
图2是本发明的数字相机所使用预测电池输出电压的方法的流程图。
图3是显示预先测得的耗电主件在不同电池输出电压下的耗电流值。
图4是概略显示习知数字相机的电源供应的状态。
图1显示本发明的数字相机所使用预测电池输出电压的装置的架构图，其中，具有内阻Rs的电池11的两输出端是连接至一电池电压捡知电路13，此电池电压捡知电路13是可为由两电阻R1、R2串联的分压电路所构成，此电池电压检知电路13的分压输出端连接至一模拟数字转换器14，以将模拟的电压值转换为数字资料，而模拟数字转换器14的输出则连接至一中央处理单元15，该中央处理单元15是可控制一跨接于电池11两端的假负载16，如图所示，该假负载16是可为一电阻RD串接一开关晶体管Q1，该中央处理单元15的一输出端连接至该晶体管Q1的基极，以控制该晶体管Q1的开启或关闭，而选择是否导通该假负载16。
前述的电池11是用以供电至数字相机的闪光灯充电电路17、液晶显示器的背光驱动电路18及镜头马达驱动电路19等耗电量大的耗电主件，以及耗电量较小的逻辑电路20，前述耗电主件均分别以开关元件171、181及191来控制是否供电至该等耗电主件。
由于上述耗电主件动作时，将造成电池输出电压VB不同程度的压降，其大小因当时电池11内阻Rs的大小而有所差异，因此，为准确得知各耗电主件启动时对电池输出电压所造成的压降，必须先求得电池11内阻Rs的大小。又相机的电源供应系统若能正常地供应足够的电力以供相机的使用，则电池的输出电压必须高于一最低输入电压VTH，若电池的输出电压VB低于此VTH时，使用者将被警示无法使用该耗电主件动作相关的功能。
参照图2所示本发明的数字相机所使用预测电池输出电压的方法的流程图，其是在数字相机的电源开启后，中央处理单元15控制Q1而先关闭假负载16(步骤S201)，而在假负载16关闭的状态下的输出电压以Vdoff表示，随后中央处理单元15经由该电池电压检知电路13及模拟数字转换器14测知电池输出电压VB＝Vdoff，且为求得较精确的电压值，该中央处理单元15可读取多次(例如5次)的电压值，而求取其平均值作为Vdoff(步骤S202)。
于步骤S203中，中央处理单元15控制Q1以导通该假负载16，而在假负载16开启的状态下的输出电压以Vdon表示，经延迟一段时间Td(步骤S204)以使电气信号稳定后，中央处理单元15经由该电池电压检知电路13及模拟至数字转换器14测知电池输出电压VB＝Vdon，且为求得较精确的电压值，该中央处理单元15可读取多次(例如5次)的电压值，而求取其平均值作为Vdon(步骤S205)。而如流经晶体管Q1的电流以Id表示，则可得到：
Vdoff-Vdon＝RS*Id＝Rs*(Vdon-Vdoff)/RD，及
Rs＝(Vdoff-Vdon)*(RD/Vdon)                 (1)，
据此，便可计算求得电池内阻Rs的值(步骤S206)
在求得电池的内阻后，便可进一步计算各耗电主件动作时，电池输出电压的预测值。由于各耗电主件在不同电池输出电压下，会有不同的耗电流值，故需以实验先求得耗电流值，图3即显示在使用四颗AAA电池的情况下，所预先测得闪光灯充电电路、液晶显示器的背光驱动电路及镜头马达驱动电路在不同电池输出电压(6V、5V、4V)下的耗电流值，令此耗电流值为I(x)，则当某一耗电主件启动时，VB的压降为：
I(x)*Rs＝I(x)*(Vdoff-Vdon)*(RD/Vdon)            (2)，
其中，Rs为代用(1)式的结果，最后，该主件动作时的电池输出电压预测值即为：
Vsin＝Vdoff-(Vdoff-Vdon)*(RD *I(x)/(Vdon)        (3)，
而前途预先实验求得的耗电流值I(x)可建表记录在内建于中央处理单元15或外接的非挥发性存储器中，且前述的计算式均可由中央处理单元15以程序予以执行，据此，即可根据所动作的耗电主件而查表取得I(x)并计算出Vsin(图2的步骤S207)，步骤S208则判断Vsin是否低于VTH，如是，则表示电池电力不足，故关闭电源并警示使用者(步骤S209)，如否，则表示电池电力足够，相机可正常工作(步骤S210)。
由以上的说明可知，本发明可藉由电池内阻的量测与计算，求得各耗电主件启动时所造成的压降，而能预测电池电压在耗电主件启动时是否足够使相机正常工作，故得以充分掌握电池的残存电力，获得相机最大的供电效率。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于习知技术的特征，为数字相机制作上的一大突破，恳请贵审查委员明察，早日赐准专利，以便嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (11)

1.一种数字相机所使用预测电池输出电压的装置，其特征在于，主要包括：
一电池电压检知电路，连接于电池的两输出端，以将电池电压的分压由一分压输出端输出；
一模拟数字转换器，连接该分压输出端以将模拟的电压值转换为数字资料，以由其输出端输出；
一假负载，是跨接于该电池两端；以及
一中央处理单元，是连接该模拟数字转换器的输出端，并控制该假负载的导通与否，藉由关闭及开启该假负载，而分别求取在假负载关闭及开启状态下的输出电压，并根据该求得的输出电压，而计算求得电池内阻，再进一步根据该电池内阻及预先求得的耗电主件的耗电流值，计算求得耗电主件动作时的电池输出电压。
2.根据权利要求1所述的数字相机所使用预测电池输出电压的装置，其特征在于，其中该电池电压检知电路是为由两电阻串联的分压电路所构成。
3.根据权利要求1所述的数字相机所使用预测电池输出电压的装置，其特征在于，其中该假负载是为一电阻串接一开关晶体管，该中央处理单元是连接至该晶体管的基极，以控制该晶体管的开启或关闭，而选择是否导通该假负载。
4.根据权利要求1所述的数字相机所使用预测电池输出电压的装置，其特征在于，其中该中央处理单元是在数字相机的电源开启后，先关闭该假负载，以求取在假负载关闭状态下的输出电压Vdoff，再导通该假负载，以求取、在假负载开启状态下的输出电压Vdon。
5.根据权利要求4所述的数字相机所使用预测电池输出电压的装置，其特征在于，其中该中央处理单元所计算求得电池内阻为(Vdoff-Vdon)*(RD/Vdon)，其中，RD为假负载的阻值。
6.根据权利要求5所述的数字相机所使用预测电池输出电压的装置，其特征在于，其中该中央处理单元所计算求得耗电主件动作时的电池输出电压为Vdoff-(Vdoff-Vdon)*(RD *I(x)/(Vdon)，其中，I(x)为预先求得的该耗电主件在对应于该电池输出电压下的耗电流值。
7.根据权利要求6所述的数字相机所使用预测电池输出电压的方法，其特征在于，其中该预先求得的耗电主件的耗电流值是建表记录在一非挥发性存储器中。
8.一种数字相机所使用预测电池输出电压的方法，该数字相机具有是跨接于该电池两端的假负载，其特征在于，该方法主要包括下述的步骤：
(A)在数字相机的电源开启后，关闭该假负载；
(B)求取在假负载关闭状态下的输出电压Vdoff；
(C)导通该假负载；
(D)求取在假负载开启状态下的输出电压Vdon；
(E)计算求得电池内阻为(Vdoff-Vdon)*(RD/Vdon)，其中，RD为假负载的阻值；以及
(F)计算求得耗电主件动作时的电池输出电压为Vdoff-(Vdoff-Vdon)*(RD *I(x)/Vdon)，其中，I(x)为预先求得的该耗电主件在对应于该电池输出电压下的耗电流值。
9.根据权利要求8所述的数字相机所使用预测电池输出电压的方法，其特征在于，其中于步骤(C)及(D)之间还包含一步骤以延迟一段时间，以便使电气信号稳定。
10.根据权利要求8所述的数字相机所使用预测电池输出电压的方法，其特征在于，其中于步骤(F)中，相机的耗电主件对应于电池输出电压下的耗电流值是预先求得并建表记录之。
11.根据权利要求8所述的数字相机所使用预测电池输出电压的方法，其特征在于，其还包含一步骤(G)以判断耗电主件动作时的电池输出电压是否低于可使相机正常工作的最低输入电压，如是，则关闭电源并警示使用者，如否，则相机可正常工作。
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