CN1499216A - 电池管理电路以及电子机器 - Google Patents

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Abstract

在具有用于检测电池电压的电池电压检测装置的电池管理电路中，具备：对于电池并联地连接串联连接的电阻以及开关元件，并且使开关元件导通，在电阻上流过电池电流，从而得到关于电池电压检测装置检测的电池电压的变化的信息的电池控制装置，电池控制装置，根据关于电池电压的变化的信息，决定电池的剩余容量。

Description

电池管理电路以及电子机器
技术领域
本发明涉及电池管理电路以及电子机器。
背景技术
便携式电子机器可以收容对机器本体供给动作电源的电池(电池组件)。作为这样的便携式电子机器比如可以举出数字相机、摄像机、手持电话、以及便携式信息终端装置(PDA)等。
在这样的便携式电子机器中，组装有检测电池的剩余容量的电池剩余容量检测装置。作为该检测电池剩余容量装置的剩余容量检测方法，如图5的电池管理电路的框图所示，对于电池10并联地连接串联连接的分压电阻R1、R2。而由微型计算机(以后称微机)20检测在分压电阻R1和分压电阻R2的连接点上呈现的电压。该微机20将检测电压作为反映电池10的剩余容量的信息进行处理。而微机20由内置AD转换器的带AD输入端子的电池剩余容量检测用LSI构成，根据得到的检测电压对电池剩余容量进行估算(比如参照专利文献1)。该电池剩余容量比如也可以在机器本体的显示器装置上显示。
【专利文献1】
特开2000-350371号公报(图9)
但是，在前述的以往的技术中，作为反映电池10的剩余容量的信息，只是简单地停留在检测的显现在分压电阻R1和分压电阻R2的连接点上的电压。只有这样检测出的电压，对于具有种类差别、个体差别的电池10，不能够充分地推算出实际的电池剩余容量。
因此，应该更精确地估算电池10的剩余容量，比如在笔记本型计算机中采用更高级的电池管理功能。但是，由于实现这种高级的电池管理功能的系统构成非常复杂，在追求小型化以及低价格化的便携式电子机器上简直就无法采用。
发明内容
在本发明提供的主要技术中，在具有用于检测电池电压的电池电压检测装置的电池管理电路中，具备：
对于所述电池并联地连接串联连接的电阻以及开关元件，并且
使所述开关元件导通，在所述电阻上流过所述电池电流，从而得到关于所述电池电压检测装置检测的所述电池电压的变化的信息的电池控制装置，
所述电池控制装置，根据关于所述电池电压的变化的信息，确定所述电池的剩余容量。
关于本发明的其它特征，通过本说明书以及附图的记载而阐明。
附图说明
图1是本发明一实施方式的电池管理电路的框图。
图2是表示本发明一实施方式的电池管理电路的动作的概念的时序图。
图3是对本发明一实施方式的电池管理电路检测的电池电压的变化量的电池剩余容量的特性表的示意图。
图4是对本发明一实施方式的电池管理电路计量的电池电压的恢复时间的电池剩余容量的特性表的示意图。
图5是以往的电池管理电路的框图。
图中：10-电池，20-微机(电池控制装置、电压恢复时间计量装置)，30-调节器，R1、R2-分压电阻(电池电压检测装置、第一及第二分压电阻)，R3、R4-电阻，Tr1-开关元件(开关晶体管)
具体实施方式
本实施方式的电池管理电路，可以如下构成。
所述电池电压检测装置，具备串联连接的第一及第二分压电阻，
所述第一及第二分压电阻对于所述电池并联连接，将所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点的电压作为所述电池的电压进行检测。
而，关于所述电池电压的变化的信息，为当所述开关元件导通之际，由所述电池电压检测装置检测的所述电池电压的变化量。
进而，具备计量对于所述开关元件在导通状态由所述电池管理电路检测的电池电压，从所述开关元件成为截止以后开始恢复到规定电压值的时间的电压恢复时间计量装置，
关于所述电池电压的变化的信息，为由所述电压恢复时间计量装置计量的所述时间。
进而，具备存储关于所述电池的所述剩余容量的特性信息的装置，
所述电池电压检测装置，根据关于所述电池电压的变化的信息，参照所述存储的装置的所述特性信息，决定所述电池的剩余容量。
在本实施方式的电子机器上，具备所述的电池管理电路，从所述电池供给动作电源。
而，消费所述动作电源的电能的构成要素可以是所述电阻。
在本实施方式中，与作为以往的技术采用的图5的电池管理电路相比，如图1所示，作为模拟的负载，在用于从电池10流过电流的电阻R3的基础上设置了开关元件(开关晶体管)Tr1以及电阻R4。即，对于电池10，串联连接的多个分压电阻R1、R2(电池分压电阻检测装置、第一以及第二分压电阻)是被并联连接的构成中，将串联连接的电阻R3与开关元件Tr1与电池10并联连接。
而，微机(电池控制装置)20由内置AD转换器以及计数器(电压恢复时间计量装置)的电池剩余容量检测用LSI构成。而，微机20的动作电源通过连接于电池10的调节器(电源装置)30供给。
另外，如图1以及图2的示意的时序图所示，可编程微机(电池控制装置，以后称为‘微机’)20，通过电阻R4作为负载控制输出施加电压，使开关元件Tr1导通截止。如图2所示，微机120作为负载控制输出，比如施加1V以上的电压，则开关元件Tr1从截止变成导通状态。开关元件Tr1变成导通后，电流从电池10流过电阻R3以及开关元件Tr1。于是，在分压电阻R1和分压电阻R2的连接点的检测的电压(以后称检测电池电压)发生变化。微机20通过AD输入端子，得到关于这个变化的信息(以后称电压变化信息)(图中的‘微机AD输入’的图形)。然后，微机20根据得到的电压变化信息，参照存储在微机20内的可编程ROM(存储装置、以后称ROM)等的电池剩余容量特性表(电池剩余容量特性信息)，确定电池10的剩余容量。被决定的电池剩余容量，比如可以在机器本体的显示器装置上显示。
作为该电压变化信息，比如可以举出两种。其一，作为后述的实施方式，为当开关元件Tr1导通时的检测电池电压。其次，作为后述的实施例2，为对于开关元件Tr1在导通状态的检测电池电压，从开关元件Tr1成为截止后开始恢复到规定的电压值的时间(以后称电压恢复时间)。该电压恢复时间也可以在得到检测电池电压的微机20内的计数器上计量。
另外，该检测电池电压，只要是可以反映电池电压的即可，并不限于一定是分压电阻R1和分压电阻R2的连接点中检测的电压。
实施例1
对所述的电压变化信息为检测的电池电压的变化量的情况进行说明。微机20，如前述的图2中的‘微机AD输入’的图形所示，基于取样用的时钟频率的周期，取得电压变化信息。在开关元件Tr1的截止状态，检测电池电压基本是5V。另一方面，开关元件成为导通状态，检测电池电压降低，变成4.8V、4.6V、以及4.5V左右。根据这些降低的检测电池电压的数值，参照存储在微机20内的ROM中的电池剩余容量特性表，决定电池10的剩余容量。
作为该电池剩余容量特性表，是相当于图3所示的图形的数值数据的集合。在图3所示的图形(实线)中，将开关元件Tr1截止状态的5V作为基准的检测电池电压的变化量(图中‘ΔV’)作为横轴，将电池剩余容量作为纵轴。即作为检测电池电压的变化量，当检测电池电压为4.8V时，其变化量(绝对值)为0.2V，并且当检测电压为4.6V时其变化量绝对值为0.4V，检测电池电压为4.5V时其变化量绝对值为0.5V。如图3的图形所示，对应检测电池电压的各变化决定电池剩余容量，但是也准备了相当于对应不同的温度的各图形(虚线以及点划线)的电池剩余容量特性表，使得可以对温度的变化进行补偿。
另外，作为检测电池电压的变化量的其他例子，不只是所述那样的以5V为基准的差分，也可以利用关于其差分、检测电池电压的一次微分系数等各种各样变化量的信息。
实施例2
对于所述的电压变化信息为电压恢复时间时进行说明。微机20，如所述图2中的‘微机AD取得’的图形所示，得到电压变化信息。在开关元件Tr1为截止状态，检测电池电压基本上为5V。另一方面，开关元件Tr1成为导通后，检测电池电压降低，向4.8V、4.6V、4.5V左右的数值变化。这样，如前所述，开关元件Tr1从导通返回到截止状态，将降低了的检测电池电压返回到原来的5V左右(比如5V的95％的电压)的时间作为电压恢复时间。如图2中的‘AD输入’图形所示，由其虚线所示的图形的部分的时间(图中的‘Δt’)为电压恢复时间。这个电压恢复时间也可以做为检测电池电压的取样次数进行计数。
另外，在图2中的‘微机AD获得’的图形中，为了说明方便，检测电池电压的取样间隔长，其取样次数少。但是实际上，取样间隔短，其取样次数充分地多，以便可以计量电压恢复时间。根据计量的电压恢复时间，参照存储在微机20内的ROM里的电池剩余容量特性表，决定电池10的剩余容量。
作为该电池剩余容量特性表，是相当于图4所示的图形的数值数据的集合。在图4所示的图形中，将电压恢复时间作为横轴，将电池剩余容量作为纵轴。即，如该图4的图形所示，对应计量的电池电压恢复时间决定电池剩余容量，但是也准备了相当于对应不同的温度的各图形(虚线以及点划线)的电池剩余容量特性表，使得可以对温度的变化进行补偿。
其它
在图1中，作为模拟的负载的电阻R3的值是可变的，也可以通过使从电池10流入电阻R3的电流随时变化而取得电压变化信息。具体地，准备对应可变电阻R3的各值的各电池剩余容量特性表，使电阻R3随时变化并取得电压变化信息。这样，可以更精确地决定电池剩余容量。作为使电阻R3的电阻值进行变化的结构的一个例子，准备了串联连接电阻R3以及开关元件Tr1的组合的两组，将这两组对电池10进行并联连接。此时，应该分别控制两个开关元件的导通与截止，微机20采用两个输出端子。
而且，在微机20侧尽可能使构成要素内置，这样可以实现小型化降低组装作业的工时。即，如图1所示，也可以将电阻R1、R2、R4、开关元件Tr1内置在微机20中。然后，只将作为模拟负载的R3作为外置部件，其电阻值可以适当设定。
进而，可以将作为模拟负载的电阻R3作为实际运行的负载。即将所述的实施例的电池管理电路装入便携式机器中，将对其机器本体供给动作电源的电池(电池组件)10作为管理的对象。即，将供给机器本体的动作电源的一部分或者全部(构成要素)作为充当负载的R3处理。这样，就没有必要再专门设置作为模拟负载的电阻R3，因而可以减少部件的个数。作为装入电池管理电路的电子机器，比如可以举出数字相机、摄像机、手持电话、以及便携式信息终端装置(PDA)等。而可以成为电阻R3的，比如可以是在数字相机、摄像机中，用于焦距调整的马达、闪存用的充电电池。
进而，由于电池10具有种类上以及个体上的差别，在电池10中，保持其电池固有的电池剩余容量特性表。这样，可以更精密地决定剩余容量。即，微机20随时从安装的电池10读出电池剩余容量特性表，如所述实施例那样，决定电池剩余容量。作为在电池10侧保持电池剩余容量特性表的结构的一个例子，是在电池组件中组装入ROM等适当的存储介质或存储元件。
该实施例可以收到如下的效果。
在检测应确定剩余容量的电池电压时，微机从与所述以往技术一样的检测点取得电池电压。即，只要附加设置电阻R3以及开关元件Tr1等这种程度的简单构成，就可以精确地推定电池的剩余容量。而且，由于构成简单所以可以低价实现。
而且，由于可以将各种各样的电池的特性数据存储在微机中，所以可以结合各种各样的电池推定剩余容量。
以上，根据其实施例就本发明的实施方式，进行了具体的说明，但是并不限于此，在没有脱离其主导思想的范围中可以有各种各样的变更。

Claims (7)

1.一种电池管理电路，具有用于检测电池电压的电池电压检测装置，其特征在于：具备：
对于所述电池并联地连接串联连接的电阻以及开关元件，并且
使所述开关元件导通，在所述电阻上流过所述电池电流，从而得到关于所述电池电压检测装置检测的所述电池电压的变化的信息的电池控制装置，
所述电池控制装置，根据关于所述电池电压的变化的信息，确定所述电池的剩余容量。
2.如权利要求1所述的电池管理电路，其特征在于：所述电池电压检测装置具备串联连接的第一以及第二分压电阻，
所述第一以及第二分压电阻对于电池是并联连接的，将在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的连接点的电压作为所述电池的电压进行检测。
3.如权利要求1或2所述的电池管理电路，其特征在于：关于所述电池电压的变化的信息，是在所述开关元件导通之际，由所述电池电压检测装置检测的所述电池电压的变化量。
4.如权利要求1～3的任一项所述的电池管理电路，其特征在于：具备计量对于所述开关元件在导通状态由所述电池管理电路检测的电池的电压、从所述开关元件截止后开始恢复到规定的电压值的时间的电压恢复时间计量装置，
关于所述电池电压的变化的信息，是由所述电压恢复时间计量装置计量的所述时间。
5.如权利要求1～4的任一项所述的电池管理电路，其特征在于：具备存储关于所述电池的所述剩余容量的特性信息的装置，
所述电池电压检测装置，根据关于所述电池电压的变化的信息，参照所述进行存储的装置的所述特性信息，确定所述电池的剩余容量。
6.一种电子机器，其特征在于：具备权利要求1～5的任一项所述的电池管理电路，从所述电池供给动作电源。
7.如权利要求6所述的电子机器，其特征在于：消耗所述动作电源的电能的构成要素是所述电阻。
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