CN1494191A - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种电子设备，包括电池(2)，控制单元(13)，该装置具有电池被充电到满充电状态的第一模式和电池被充电到比满充电状态充电量少的状态的第二模式，用于检测电池已经在第一模式下充电到满充电状态的单元(11)，以及用于当电池被检测到已经充电到满充电状态时将控制单元的控制从第一模式切换到第二模式的单元(11、31)。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及一种具有电池的电子设备。
背景技术
随着诸如个人计算机之类的便携电子设备的小型化，开发了用于移动环境的诸如锂离子电池之类的辅助电池的技术。
众所周知，如果电池处于满充电状态或者几乎是满充电状态，锂离子电池的电池容量会逐渐降低。特别是当锂离子电池处于高温环境下时，电池容量会大大地缩小。从比满充电状态充电量少的状态开始的放电周期寿命比从满充电状态的放电周期寿命长得多。
作为利用此特征的一项技术，有人开发了一种用开关在电池被充电到满充电状态的模式和电池被充电到比满充电状态充电量少的状态的模式之间切换电池的技术(日本专利申请KOKAI PublicationNo.2002-78222(第六段，图3))。
根据上述技术，当电池被开关从电池被充电到比满充电状态充电量少的状态的模式(第二模式)切换到电池被充电到满充电状态的模式(第一模式)时，电池无法返回到电池被充电到比满充电状态充电量少的状态的模式，除非由开关再次切换一下模式。
如果在将电池从第二模式切换到第一模式之后用户忘记将电池切换到第二模式，则电池始终在第一模式下充电，从而会降低电池性能。
发明内容
根据本发明，提供了一种电子设备，包括电池，控制装置，该装置具有电池被充电到满充电状态的第一模式和电池被充电到比满充电状态充电量少的状态的第二模式，用于检测电池是否已经在第一模式下充电到满充电状态的装置，以及用于当电池被检测到已经充电到满充电状态时将控制装置的控制从第一模式切换到第二模式的装置。
附图说明
本说明书收入的并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的目前优选的实施例，与上文给出的一般说明，下面给出的优选的实施例的详细说明一起，用于说明本发明的原理。
图1是显示根据本发明的一个实施例的笔记本型个人计算机及其外围电路的电池充电设备的方框图；
图2是显示模式和模式切换电路51的每一部分的值之间的关系的表；
图3是显示全充电按钮106、子LCD 208和LCD 206的连接位置的视图；
图4A和4B是说明在模式0和1下的充电方法的图表；
图5是说明在模式0和1下的充电方法的图表；
图6是显示剩余电池电量的显示屏的视图；
图7是说明当个人计算机关闭并且全充电按钮被按下时的处理过程的流程图；
图8是说明由软件完全地给电池充电的方法的流程图；以及
图9是显示由软件选择充电模式的窗口的视图。
具体实施方式
下面将参考附图的多个视图描述根据本发明的一个优选的实施例的电子设备。
图1是显示根据本发明的一个实施例的笔记本型个人计算机及其外围电路的电池充电设备的方框图。
如图1所示，根据该实施例的电池充电设备10由通过连接器A连接的AC转换器1给电池2进行充电。电池充电设备10包括供电微型计算机11、直接连接的充电电路12、恒定电流/恒定电压充电电路13、采样单元14a和14b，以及充电模式切换电路51。
通过连接器A连接的AC转换器1具有以额定的电流值供电的恒定电流模式和以额定的电压值供电的恒定电压模式。AC转换器1以恒定电流模式供给电源，直到施加的电压值达到预先确定的极限值。在施加的电压值达到预先确定的极限值之后，AC转换器1以恒定电压模式供给电源。当AC转换器1供给的电流小于额定电流值时也设置恒定电压模式。连接器A允许插入许多类型的具有不同额定值的AC转换器的DC IN终端。这里的电池充电设备10支持具有额定电流值为3A和额定电压值为15V的AC转换器。
供电微型计算机11控制整个电池充电设备10，并根据稍后将要描述的采样单元14a和14b采样的每一部分的电流值和电压值决定充电方法。供电微型计算机11具有检测作为外部电源起作用的AC转换器1是否已经连接到连接器A的功能。
供电微型计算机11具有电源52。即使计算机关闭，电源52也可以通过整流器104或105和调整器103从AC转换器1或电池2接收电源，并使供电微型计算机11运转。
供电微型计算机11根据EC(嵌入式控制器)101通过I2C总线100发出的通信命令和输入到A/D输入端口22的信号(V_DC、I_DC、V_BAT1和I_BAT1)从输出端口23输出控制信号(CQCHG#、CCHGON、CBCHG1#和CCHGMD)。
从供电微型计算机11的输出端口23输出的控制信号CCHGMD使CCHGMD信号保持在逻辑值“1”。当EC 101通过I2C总线100输入一个表示全充电按钮106被按下或者系统已经发出模式切换请求的通信命令时，控制信号CCHGMD将CCHGMD信号更改为逻辑值“0”。
直接连接的充电电路12插入在AC转换器1和主电池2之间。直接连接的充电电路12根据从供电微型计算机11发出的控制信号(CQCHG#)直接连接AC转换器1和电池2或断开它们的连接。
类似于直接连接的充电电路12，恒定电流/恒定电压充电电路13与直接连接的充电电路12平行插入在AC转换器1和电池2之间。恒定电流/恒定电压充电电路13如此起作用，以便AC转换器1以预先确定的范围内的电流值对电池2进行充电。恒定电流/恒定电压充电电路13也具有以预先确定的电流值供电的恒定电流模式和以预先确定的电压值供电的恒定电压模式。恒定电流/恒定电压充电电路13持续以恒定电流模式下输出电源，直到施加的电压值达到预先确定的极限值。在施加的电压值达到预先确定的极限值之后，恒定电流/恒定电压充电电路13持续以恒定电压模式输出电源。当供电微型计算机11发出控制信号(CCHGON)时，恒定电流/恒定电压充电电路13开始起作用。
在以恒定电压模式充电时，恒定电流/恒定电压充电电路13以符合从充电模式切换电路51输出的反馈电压V_BAT1_FB的模式给电池2充电。恒定电流/恒定电压充电电路13执行恒定电压模式的充电控制以便让反馈电压V_BAT1_FB等于参考电压Vref。
具体来说，当充电模式切换电路51输出对应于模式0(全充电模式)的反馈电压V_BAT1_FB＝V_BAT1×(R2′/(R1′±R2′))时，电池2的低压模式下的电池电压V0由于反馈电压被控制到V_BAT1_FB Vref而成为V0＝Vref×(1+R1′/R2′)。
当充电模式切换电路51输出对应于模式1的反馈电压V_BAT1_PB＝V_BAT1×(R2/(R1+R2))时，电池2的低压模式下的电池电压V1成为V1＝Vref×(1+R1/R2)。
图4A和4B是说明在模式0和1下的充电方法的图表。
在模式0(全充电x模式)下，充电过程以恒定电流I0开始。当电池2的电压达到V时，充电过程被切换到以恒定电压V0进行充电。当充电电流达到IE0时，充电过程结束。在模式1(小于全充电的充电模式)下，充电过程以恒定电流I1开始。当电池电压达到V1时，电压被切换到恒定充电电压。当充电电流达到IE1时，充电过程结束。此时，供电微型计算机11将CCHGMD信号从逻辑值“0”返回到逻辑值“1”，从而将充电模式从模式0返回到模式1。请注意，I0＝I1并且IE0＝IE1是理想的，并且V0＞V1。供电微型计算机11一般输出逻辑值“1”。
由于个人计算机自动返回到原始充电模式，即使用户忘记将模式返回到原始模式，也可以防止电池由于疏忽造成的磨损。
直接连接的充电电路12和恒定电流/恒定电压充电电路13由供电微型计算机11进行控制，以便当直接连接的充电电路12直接连接AC转换器和电池2时恒定电流/恒定电压充电电路13的功能失效，当直接连接的充电电路12断开AC转换器1和电池2的连接时有效。在初始状态，当直接连接的充电电路12直接连接AC转换器和电池2时，恒定电流/恒定电压充电电路13的功能无效。
采样单元14a和14b在要采样的部分检测电流值和电压值，并将它们通知到供电微型计算机11。具体来说，采样单元14a检测AC转换器1的额定电流值，采样单元14b累加电池2的实际充电容量。
充电模式切换电路51根据从供电微型计算机11输出的CCHGMD的逻辑值输出预先确定的反馈电压V_BAT1_FB。具体来说，由开关31根据CCHGMD的逻辑值切换电池2的实际充电电压V_BAT1的两个不同的分电压。
图2是显示模式和模式切换电路51的每一部分的值之间的关系的表。如图2所示，如果CCGMD信号的逻辑值＝“0”，设置模式0，输入是电池2的实际电压V_BAT1，作为模式切换电路51的输出的反馈电压V_BAT1_FB是V_BAT1(＝V0×R2′/(R1′+R2))，电池的恒定电压模式下的充电电压是V0。
如果CCGMD信号的逻辑值＝“1”，设置模式1，输入是电池2的实际电压V_BAT1，作为模式切换电路51的输出的反馈电压V_BAT1_FB是V_BAT1(＝V0×R2/(R1+R2))，电池的恒定电压模式下的充电电压是V1。在这种情况下，V0＞V1。
在本发明的实施例中，假设电池充电效率是100％，电池2的充电容量由如图5所示的横坐标I和纵坐标t所构成的图形的面积来表示。在模式1下，面积(阴影部分)被设置为模式0下的面积的85％。
EC 101具有电源102。即使计算机关闭，电源102也可以通过整流器104或105和调整器103从AC转换器1或电池2接收电源，并使EC 101运转。
EC 101向供电微型计算机11通知一个表示全充电按钮106已经被按下的事件，和系统的模式事件。
EC 101连接到内部总线201。内部总线201连接到CPU202、存储器203、HDD(硬盘驱动器)204和DSC(显示控制器)205。DSC 205连接到LCD(液晶显示器)206、VRAM(视频RAM)207和子LCD(子液晶显示器)208。
CPU 202控制整个笔记本型个人计算机。CPU 202执行根据本发明的实施例的电源控制程序以控制电池2。
存储器203用于存储数据并作为应用程序的工作区。
HDD 204根据本发明的实施例的电源控制程序204a、各种应用程序等等。
显示控制器(DSC)205控制LCD 206和子LCD 208的显示屏。VRAM 207是用于由DSC 205进行显示处理的存储器。
图3是显示全充电按钮106、子LCD 208和LCD 206的连接位置的视图。如图3所示，根据本发明的实施例的全充电按钮106位于笔记本型个人计算机的外壳的表面上，甚至在LCD 206关闭时也可以对其进行操作。
下面将描述根据本发明的实施例的个人计算机的操作。
下面将参考图7的流程图说明当个人计算机关闭并且全充电按钮被按下时的处理过程。初始状态是模式1。
判断全充电按钮是否已经被按下(S1)。此过程可以进行，因为如上所述EC 101和供电微型计算机11甚至在笔记本型个人计算机关闭时也可以接收电源。
如果在S1中为“是”，则个人计算机从模式1切换到模式0(全充电模式)。具体来说，供电微型计算机11根据从EC 101输出的并表示全充电按钮106已经被按下的控制信号将CCHGMD信号从逻辑值“0”改为逻辑值“1”。供电微型计算机11将恒定电流/恒定电压充电电路13的充电方法从模式1切换到模式0(S2)。
结果，电池2被充电到满充电状态。在S3中判断电池2是否处于满充电状态。如果在S3中为“是”，则个人计算机从模式0(全充电模式)切换到模式1(S4)。
具体来说，如果检测到了满充电状态，则供电微型计算机11将CCHGMD信号从逻辑值“0”改为逻辑值“1”，并将恒定电流/恒定电压充电电路13的充电方法从模式0切换到模式1。由于个人计算机自动从模式0返回到模式1，即使用户错误地按下全充电按钮，也可以防止电池老化。
下面将说明当个人计算机开启时由软件更改电池2的充电方法的处理过程。
在本发明的实施例中，显示了用于由电源控制程序204a选择充电模式的窗口，如图9所示。
例如，当在图9显示的窗口选择“全充电模式”时，供电微型计算机将CCHGMD信号设置到逻辑值“0”，并在模式0操作恒定电流/恒定电压充电电路13。在用户重置模式之前“全充电模式”保持不变。当选择了全充电模式时，即使用户按下全充电按钮，充电模式也不会改变。
当在图9显示的窗口选择“长使用寿命模式”时，供电微型计算机将CCHGMD信号设置到逻辑值“1”，并在模式1操作恒定电流/恒定电压充电电路13。在用户重置模式之前“长使用寿命模式”同样保持不变。当选择了“长使用寿命模式”时，当全充电按钮被按下时，执行从模式1切换到模式0(全充电模式)的过程，并在检测到满充电状态时从模式0返回到模式1，如参考图7的流程图所描述的。在图9显示的窗口单击“全充电”图标时，执行与按下全充电按钮执行的过程系相同的过程。
下面将参考图8的流程图说明由软件完全地给电池充电的方法。
判断用户是否选择了长使用寿命模式(S11)。如果在S11中为“是”，则设置模式0(全充电模式)(S13)。
具体来说，根据通过I2C总线从EC 101传输到供电微型计算机11的并表示“全充电模式”的通信命令，将CCHGMD信号改为逻辑值“0”。结果，恒定电流/恒定电压充电电路13的充电方法改为模式0。
如果在S11中为“否”，则设置模式1(S12)。具体来说，根据通过I2C总线从EC 101传输到供电微型计算机11的并表示“长使用寿命模式”的通信命令，将CCHGMD信号改为逻辑值“1”。然后，恒定电流/恒定电压充电电路13的充电方法改为模式1。
如果选择了长使用寿命模式，则判断全充电按钮是否被按下(S14)以及窗口中的“全充电”图标是否被单击(S15)。如果满足了其中任何一个条件，则通过I2C总线从EC 101传输到供电微型计算机11的“全充电模式切换”通信命令，将恒定电流/恒定电压充电电路13的充电方法从模式1切换到模式0(S16)。
因而，电池2被充电到满充电状态。在S17中判断电池2是否处于满充电状态。如果在S17中为“是”，则个人计算机从模式0(全充电模式)切换到模式1(S18)。
具体来说，如果检测到了满充电状态，则供电微型计算机11将CCHGMD信号从逻辑值“0”改为逻辑值“1”，并将恒定电流/恒定电压充电电路13的充电方法从模式0切换到模式1。由于个人计算机自动从模式0返回到模式1，即使用户错误地按下全充电按钮，也可以防止电池老化。
在上文描述的实施例中，电源控制程序会显示电池2的剩余电量。电池2的剩余电量的显示是根据这样的假设计算的，在模式1下充电完成时的累积电量为在模式0下的100％。剩余电池电量作为一个大于100％的值显示，如图6所示。可以容易地通知给用户由用户按下全充电按钮的影响和选择长使用寿命模式的影响。
依据用户的用途，例如，他/她每天带着计算机出门。假设是这样的情况，采用了强制地将计算机改为模式0的装置。
例如，当在图9显示的窗口选择“全充电模式”时，供电微型计算机将CCHGMD信号改为逻辑值“0”，并在模式0操作恒定电流/恒定电压充电电路13。在用户重置模式之前“全充电模式”保持不变。即使当选择了全充电模式时用户按下全充电按钮，也只开始充电，而模式不会改变。
为防止电池错误地切换到全充电状态，可以配置用于使全充电按钮失效的装置。
本发明不仅限于上述实施例，在实际应用中，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
那些精通本技术的人可以容易地实现其他优点和进行其他修改。因此，本发明的更广的方面不仅局限于这里显示和描述的具体细节和代表性的实施例。相应地，在不偏离所附权利要求和它们的等效物所定义的一般发明概念的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (5)

1.一种电子设备，其特征在于包括：
电池(2)；
控制装置(13)，该装置具有电池被充电到满充电状态的第一模式和电池被充电到比满充电状态充电量少的状态的第二模式；
装置(11)，用于检测电池是否已经在第一模式下充电到满充电状态；以及
装置(31)，用于当电池被检测到已经充电到满充电状态时将控制装置的控制从第一模式切换到第二模式。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括甚至在电子设备关闭时也可以操作的按钮，在该设备中，由控制装置对按钮进行操作以开始在第一模式下给电池充电。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，按钮位于电子设备的外壳的表面。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括使控制装置开始在第一模式下给电池充电的用户界面。
5.根据权利要求1所述的设备，进一步包括用于显示电池的剩余电量的装置，在该设备中，显示装置通过使用第二模式中的充电状态作为参考来显示电池的剩余电量。
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