CN1752767A - 降压式充电电池的电量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降压式充电电池的电量检测方法，主要通过充电器将外加电源做一降压动作，再由充电电池回馈实际的充电电量值后，将充电电量值与预设的参考电量值经运算后取得充电电池实际已完成充电的电量比值，再由充电器根据该电量比值发出一显示信号至一显示单元，以精确告知使用者充电电池已完成的充电电量。根据本发明的检测方法可取得精确的电量比值，使得使用者可根据该信息放心且有效地使用充电电池。

Description

降压式充电电池的电量检测方法

技术领域

本发明涉及一种降压式充电电池的电量检测方法，特别是针对外加电源做一降压阶段的条件下对充电电池的实际充电电量进行检测的方法。

背景技术

充电电池为人们使用电力产品提供了极大的方便，使得人们不用担心电源中断的问题，并且具有携带便利及可重复使用的优点，因而在操作上非常便利，并具有环保的功能，由于充电电池的容量大幅增加及充电电池材料的扩充，充电电池的应用面日益广泛，已不再局限于如音响等小型的家电，而是将充电电池运用到了电动机车等大型的运输工具上，因此，如何对充电电池进行有效性的充电便成为一项相当重要的技术。

现有的相关技术请参阅台湾专利公报第507412号的“充电电池充电装置、充电电池组充电方法、及充电电池组”，该专利中披露了一种充电电池的充电装置，用于对具有充电电池的充电电池组进行充电，充电电池组可储存表示充电电池最大充电电流的信息和最大充电电压的信息并连接此信息，并具有一用来储存最大充电电压的数字信息的存储机构；或者如台湾专利公报第522624号的“充电电池充电装置、充电电池组及二次充电电池的充电方法”，其提供了一种对多个充电电池组充电时，能够减少充电时间、并具有较小体积的充电装置。

以上两个充电电池的充电方法中披露了充电电池如何在最短时间内进行有效充电，但是，对使用者而言，充电电池进行使用前，必须先了解充电电池实际的充电量，才能进行判断该电力产品应该使用多长时间后必须再进行充电或更换充电电池，因此，请再参阅台湾专利公报第533646号的“充电电池充电系统及其充电电池充电装置”，其使用一具有演译法程序规划的微控制器，用于检测供给充电电池的充电状态，以产生一控制信号，以及供给充电电池适当的充电电压与电流；该专利虽然具有检测充电电池容量的功能，但实质上只做一次检测，也就是仅检查充电电池有无饱满而已，并无法精确地测量出充电电池的容量。

根据上述说明可以了解，现有的技术仅能判断充电电池有无达到充分饱和，但是此部分对于使用者而言不会产生太大的帮助，举例来说，当使用者需要骑电动机车外出时，如果完全不清楚充电电池的实际充电电量，将无法判断究竟能骑多少路程，如果要等待充电电池充满电量，也不知要耗费多少时间，因而产生极大困扰。

此外，目前用以侦测充电电池的充电电量的方法多采用在充电状态下直接进行检测，由于充电器同时接收到外加电源及充电电池的电量值，因此在测定上往往受到外加电源的干扰而影响其精确性，也就是高估充电电池的电量值，由于使用者所获得电量信息并非是精确值，当然在判断充电电池的实际使用时间上也会产生较大的误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种可精确检测充电电池的实际电量并使充电器的显示单元可显示该实际电量的降压式充电电池的电量检测方法。

根据本发明的降压式充电电池的电量检测方法包括以下步骤：充电器降压中止充电动作：充电器预设一降压信号，通过降压信号使充电电压加入一降压阶段，通过降压阶段中断充电电压对充电电池的充电动作；充电电池回馈电量至充电器：在所述步骤a，充电电池将其当时的实际电量回馈至充电器；运算及显示充电电池的实际电量值：通过充电器内一预设的参考电量值，并将所述步骤b的电量值与参考电量值进行运算后，取得充电电池实际已完成充电的电量比值，充电器根据电量比值发出一显示信号至一显示单元。

此外，其中的充电器包括：一控制单元，预设有一参考电量值，控制单元用于输出一充电信号及降压信号，使外加电源转换为充电电压进行充电动作，且控制单元在充电电压的降压阶段下接收充电电池回馈的电量值，并以电量值与参考电量值进行运算取得一电量比值，再根据电量比值输出一显示信号；一驱动单元，连接外加电源以及接收控制单元所发出的充电及降压信号，并将充电及降压信号转换为一驱动信号输出；一变压单元，接收驱动信号来控制充电动作，及将外加电源转换成直流电对充电电池进行充电动作；一显示单元，接收及显示显示信号。

本发明的充电器使得使用者可在充电电池进行充电的状态下，经由显示单元而随时得知该充电电池已完成的充电电量状态，且本发明采用单独读取充电电池的充电电量值进行判断，不受外加电源的干扰，因而可取得精确的电量比值，使用者可根据该信息放心且有效地使用充电电池。

附图说明

图1为本发明的检测流程图。

图2为本发明的电路方块图。

图3为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

有关本发明的较佳实施例与技术内容，现结合附图说明如下：

请参阅图1所示，本发明提供一种检测充电电池30的实际充电量的检测方法，其可应用于充电器10，在充电电池30装设后，可进行充电状态下的电池电量检测。其中该充电器10包括：一控制单元11，其预设一参考电量值，及输出一充电信号及降压信号；

一驱动单元12，连接外加电源20并接收控制单元11所发出的充电、降压信号，并将该充电、降压信号转换为一驱动信号输出。一变压单元15，将通过驱动单元12的外加电源20转换成直流电对充电电池30进行充电动作，同时受该驱动信号的控制，该充电动作中充电电压将会加入必要的降压阶段，该降压信号使变压单元15的充电电压小于充电电池30的关机电压；及

一显示单元14，接收及显示该显示信号。

这样，该控制单元11通过一驱动单元12控制外加电源20，在变压单元15加入一降压阶段的动作，且该控制单元11在充电电压为降压阶段的状态下接收充电电池30回馈的已充电的电量值，通过该电量值与参考电量值进行运算，取得一电量比值，该控制单元11根据该电量比值输出一显示信号。

本发明的充电器10的实施方法如下：

1、一般充电模式：由控制单元11输出充电、降压信号至驱动单元12，经过驱动单元12将充电、降压信号经过光耦合动作及共振频率而转换成驱动信号至变压单元15，该变压单元15接收驱动信号后随即将外加电源20转换(交流到直流)，并维持在定电流模式(C.C.)下对充电电池30进行充电动作(此充电流程为已知技术，以下不再赘述。)

2、检测及显示实际充电量模式：

a、充电器降压中止充电动作：该充电器10的控制单元11在电池初始装设状态或者已装设进行充电状态下，该控制单元11预设一降压信号，该降压信号可预设一间隔时差由控制单元11发出，此时，驱动单元12接收前述降压信号后将此降压信号传给变压单元15，使通过驱动单元12的外加电源20转换成直流电对充电电池30进行充电的充电电压产生一降压阶段，藉此降压阶段将会使充电电压的电压不足以对充电电池30做充电的动作，即中断外加电源20对充电电池30的充电动作，此处降压信号使充电电压小于充电电池30的关机电压，所称关机电压是指正常充电电池30电力耗尽小于设备额定电压而无法提供电力使用状态时所关机的电压，该降压信号还可考虑充电电池30是否有过度放电的状态，而使降压信号调整至充电电压位于损坏电压(无法充电状态)与关机电压之间。

b、充电电池30回馈电量至充电器10：在降压阶段，因充电电压小于充电电池30的关机电压，故该充电电池30可将其当时的实际电量回馈一电量值至充电器10的控制单元11，另为使充电电池30的实际电量的电压准位更加精确，在控制单元11及充电电池30之间可设有一用以修正浮动电压准位的修正单元13，使充电电池30的实际电量避免充电电压在降压阶段初始时所具有的假性电压影响，使充电电池30回馈的实际电量值趋于精确。

c、运算及显示充电电池30的实际电量值：通过该充电器10的控制单元11预设的参考电量值，并将步骤b中，充电电池30回馈的实际电量值与参考电量值经运算后取得充电电池30实际已完成充电的电量比值，该电量比值根据控制单元11的定义，使该充电器10的控制单元11将该电量比值发出一显示信号至一显示单元14。其中，该显示单元14为一发光二极管灯组，该灯组可根据颜色区分或标示卷标显示电量比值所代表的灯号，让使用者可明确断定该充电电池30已完成的充电电量；或者该显示单元14也可为一液晶显示模组或者波段显示器，同样目的在于使得使用者在充电器10上可快速查知该充电电池30当时的实际电量。

本发明的充电器10可适用于铅酸、镍离子及锂离子等各式的电池模组。

为能对本发明的实施例有更进一步的了解，现结合一完整充电流程说明如下：请再参阅图2所示，本发明的充电器10对充电电池30的充电流程依序包括：

初始化设定A：将充电器10的控制单元11中的BIOS根据所欲操作的充电电池30的种类、容量等因素，进行充电时间、预设电量参考值、显示电量比例等设定。

侦错模式B：在充电电池30与充电器10连接时，充电器10先进行充电电池30是否可进行充电而作侦错判断。判断方式是先对充电电池30进行短时间充电后，将充电电压加入一降压阶段，此时可得到对充电电池30的测定电压V1，再进行一次时间的充电，同样在充电电压加入一降压阶段，同样在此阶段得到对充电电池30的测定电压V2，经过比较后，若V2≤V1，表示充电电池30处于负电压状态，并无法有效获得外加电源20的充电效果，即该充电电池30已损坏无法再进行充电，此时充电器10将进入睡眠模式H，并由控制单元11发出显示信号至显示单元14告知使用者更换充电电池30后，再进行充电。

充电模式C：当充电电池30通过侦错模式B后，根据图1的充电步骤，充电器10将对充电电池30进行定电流模式充电，为能实时获得充电电池30已完成充电的电量值，充电模式C可设定多段间隔的充电时间。

电量测试D：在充电模式C的每一段间隔充电时间完成后，充电器10的控制单元11将发出降压信号至驱动单元12，改变变压单元15的充电电压的状态，此时，充电电池30将回馈其当时实际电量值，该实际电量值经修正单元13后至控制单元11，再由控制单元11预设参考电量值进行逻辑运算，并根据其预设比例得出电量比值。

电量显示E：根据电量比值，控制单元11将发出显示信号至显示单元14，在本实施例中是以电池的电容量为≥50％、≥75％、≥85％、或＝100％，在未达到上述设定前，将显示出其电量数值。前述已提及的该显示比例是控制单元11根据充电电池30种类、容量等因素而设定，也就是说，该电量显示比例可随需求进行设定变更，而显示方式可采用LED灯组或者波段显示器等方式呈现，当使用者临时要取用充电电池30时，即可由充电器10的显示单元14呈现的电量比例，藉此估算该充电电池30上可使用的电量，这样将有助于判断预期使用的时间及距离。

温度测试F：当充电模式C的每一间隔充电时间完成，并显示电量比例后，再进行下一间隔充电时间前，将对充电电池30进行温度测试，主要是避免充电电池30有不当损坏而造成的烧毁事情。

维持模式G：当预设充电时间完成或者充电电池30实际电容量已达100％的饱和状态后，若使用者未将充电电池30取出使用，则充电器10将进入维持模式G，以脉冲充电等方式将充电电池30的充电量维持在饱和状态。

经由上述流程说明可以明显看出，本发明在侦错模式及电池的电容量测试均在充电电压具有一降压阶段的情况下，对充电电池30的实际电量进行检测和显示，让使用者在进行充电电池30充电的时候，可实时且精确地获得完成充电量的信息，还可进行使用时间及距离的精确判断。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降压式充电电池的电量检测方法，应用于一充电器(10)，在充电电池(30)装设后进行充电状态下的检测，其特征在于所述检测方法依序包括：

a、所述充电器(10)降压中止充电动作：所述充电器(10)预设一降压信号，通过所述降压信号使充电电压加入一降压阶段，通过所述降压阶段中断所述充电电压对所述充电电池(30)的充电动作；

b、所述充电电池(30)回馈电量至所述充电器(10)：在所述步骤a，所述充电电池(30)将其当时的实际电量回馈至所述充电器(10)；

c、运算及显示所述充电电池(30)的实际电量值：通过所述充电器(10)内一预设的参考电量值，并将所述步骤b的电量值与参考电量值进行运算后取得所述充电电池(30)实际已完成充电的电量比值，所述充电器(10)根据所述电量比值发出一显示信号至一显示单元(14)。

2.根据权利要求1所述的降压式充电电池的电量检测方法，其特征在于，所述显示单元(14)可为一发光二极管、液晶显示模组、及波段显示器的其中之一。

3.根据权利要求1所述的降压式充电电池的电量检测方法，其特征在于，所述充电电池(30)为铅酸、镍离子、及锂离子的电池模组。

4.根据权利要求1所述的降压式充电电池的电量检测方法，其特征在于，所述外加电源的充电动作是在定电流模式下进行。

5.根据权利要求1所述的降压式充电电池的电量检测方法，其特征在于，所述充电器(10)包括：

一控制单元(11)，预设有一参考电量值，所述控制单元(11)用于输出一充电信号及降压信号，使外加电源转换为充电电压进行充电动作，且所述控制单元(11)在所述充电电压的降压阶段下接收所述充电电池(30)回馈的电量值，并以所述电量值与参考电量值进行运算，取得一电量比值，再根据所述电量比值输出一显示信号；

一驱动单元(12)，连接外加电源(20)以及接收所述控制单元(11)所发出的充电及降压信号，并将所述充电及降压信号转换为一驱动信号输出；

一变压单元(15)，接收所述驱动信号来控制充电动作，及将所述外加电源(20)转换成直流电对所述充电电池(30)进行充电动作；

一显示单元(14)，接收及显示所述显示信号。

6.根据权利要求5所述的降压式充电电池的电量检测方法，其特征在于，所述控制单元(11)与充电电池(30)之间设有一修正单元(13)。

7.根据权利要求1所述的降压式充电电池的电量检测方法，其特征在于，所述降压信号使所述充电电压小于所述充电电池(30)的关机电压。

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