CN1988312B - 电源供应装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种符合电池规格的电源供应装置，其包括若干锂电池模块、切换装置、符合该电池规格之包装规格的电池包装、及控制器。每一锂电池模块各包含至少一锂电池单体且跨接电压符合该电池规格中的电压规格。所述切换装置用以分别切换所述电源供应装置的二端，将该两端耦接于所述若干锂电池模块的二端。所述电池包装容纳所述若干锂电池模块及切换装置。当控制器侦测一锂电池模块电量将尽，则控制所述切换装置使该电源供应装置的二端耦接到另一锂电池模块的二端；当所述锂电池模块电量也将用尽时，控制器会切换这两个锂电池模块的二端并将其并接于该电源供应装置的二端之间。本发明所述的电源供应装置可以在不增加电池单体或增加电池组的数量就可以延长计算机装置使用时间，其简单且具有很好的实用价值。

Description

电源供应装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电源供应装置，特别是涉及一种以若干锂电池模块顺序供电的单包装电源供应装置。

背景技术

近年来许多计算机制造商及设计者致力研究以求延长可携式计算机装置(portable computing device)的使用时间，例如：笔记本、行动通讯装置等等。举例来说，以较复杂的电源管理方法来达成延长计算机装置使用时间的目的。然而，以较复杂的电源管理方法来管理计算机装置，可能会增加计算机装置设计的复杂度及生产成本。

传统上，一电池组(battery package)具有固定数量的电池单体(battery cell)。举例来说，有一个电池组有N组电池并连，每一组电池具有M个电池串连，所以共N×M个电池，其中N及M为大于的0正整数。当上述电池组在放电时是以N×M个电池同时供应电能，以下简称类电池组为单电池组。所以增加电池单体或增加电池组的数量是延长计算机装置使用时间的另一个方法。然而增加电池单体或增加电池组的数量势必会增加计算机装置的重量及体积。

在电机和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronic Engineers，简称IEEE)2003年12月计算机杂志(Computer Magazine)标题为“Battery Modelingfor EnergyAware System”一文中曾经指出双电池设计可以延长25％的使用时间。但是双电池组的应用设计仍然存在有增加计算机装置的重量及体积的问题。

因此，需要一种电源供应装置以解决上述的问题

发明内容

本发明的主要目的在提供一种电源供应装置及其控制方法，用以在不改变既有单电池组包装大小规格的情况下增加电池的使用时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种电源供应装置，其符合一电池规格，且包括若干锂电池模块、切换装置、电池包装以及控制器。其中每一锂电池模块各包含以一特定连接型态连接的至少一锂电池单体，而且每一锂电池模块二端点的跨接电压符合所述电池规格中的电压规格。所述切换装置用以分别切换所述电源供应装置的二端点与所述若干锂电池模块其中每一个模块的二端点耦接。所述电池包装容纳所述若干锂电池模块以及所述切换装置。所述电池包装的规格符合所述电池规格的包装规格。所述控制器侦测到所述若干锂电池模块的电量，当其中一第一锂电池模块电量将用尽时，该控制器控制所述切换装置来切换电源供应装置的二端，并将该二端耦接至其中一第二锂电池模块的二端；当第二锂电池模块电量也将用尽时，所述控制器控制切换装置，并使所述第一锂电池模块以及所述第二锂电池模块的二端并接于所述电源供应装置的二端之间。

另外，本发明还提供一种电源供应装置控制方法，适用于一电源供应装置。所述电源供应装置的包装符合一电池规格，且可容纳若干锂电池模块。首先，耦接所述电源供应装置的二端至所述若干锂电池模块其中一第一锂电池模块的二端。接着，侦测所述若干锂电池模块的电量。当所述第一锂电池模块电量将用尽时，则切换所述电源供应装置的二端，使其耦接至所述若干锂电池模块其中一第二锂电池模块的二端。当所述第二锂电池模块电量也将用尽时，切换电源供应装置的二端并接至所述第一锂电池模块及第二锂电池模块的二端。

本发明所提供的电源供应装置在不用增加电池单体或增加电池组的数量便可以延长计算机装置的使用时间，且其控制方法简单，容易实现，极具实用价值。

附图说明

图1为本发明一实施例的电源供应装置及计算机装置结构图；

图2为本发明实施例中电源供应装置放电时的控制流程图；

图3为本发明实施例中电源供应装置充电时的控制流程图；

图4为本发明一实施例的电源供应装置包装方法。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

所述的电源供应装置通常具有固定的规格以适用一计算机装置，其所述规格例如包装形状、包装大小、电池单体容量、供应电压及电流范围。本发明的电源供应装置可以用在新开发的计算机产品或既有的计算机产品上。举例来说，市面上有一现有计算机产品适用的单电池组符合第一电池规格，那么这第一电池规格为现有的规格。在不影响此现有规格的情况下(例如改变包装大小、或增加电池单体)，与上述所描述的单电池组，本发明实施例所提出的电源供应装置则是可以增加其使用(即放电)时间。如果一开发中的计算机产品适用的电池组符合第二电池规格。那么与以单电池组型态来制作符合第二电池规格的电源供应装置比较，本发明实施例所提出的电源供应装置则是可以在不比单电池组增加更多电池单体的情况下延长其使用(亦即放电)时间。

如图1所示，为本发明一实施例的电源供应装置及计算机装置结构图。

所述电源供应装置2包含锂电池模块3和4，以及切换装置5和6。所述锂电池模块3和4分别各含锂电池单体31和41(例如n/2个，其中n为大于0的正整数)。所述锂电池模块3和4中每一模块的所包含的锂电池单体均是以一特定连接型态连接。每一锂电池模块中锂电池单体的数量可以不同，其连接方式也可以不同。但是，每一锂电池模块二端点的跨接电压必须符合一现有电池规格(例如第一电池规格或第二电池规格)中的电压规格。

所述锂电池模块3包含温度监控电路32及电压监控电路33。所述锂电池模块4包含温度监控电路42及电压监控电路43。

所述切换装置5和6是分别用来切换电源供应装置2的二端点与锂电池模块3和4的二端点耦接。V_in表示计算机装置10的电源输入端。所述切换装置5及6可以使锂电池模块3和4的二端同时并接于电源供应装置2的二端之间。所述电源供应装置2的二端点与锂电池模块3和4中至少一者的二端点耦接时，跨接电压符合所述现有电池规格中的电压规格。所述电源供应装置2包装的规格符合所述现有电池规格的包装规格，所以电源供应装置2是能够与计算机装置10在外形上结合。

所述计算机装置10包含控制器11，其用来控制切换装置5和6，经由所述电压监控电路33与43去侦测所述锂电池模块3与4上的电压。当所述一锂电池模块的电压急剧下降时，则所述控制器11判定其电量将尽。

参照图2所示，其为本发明实施例中电源供应装置放电时的控制流程图。

首先，所述控制器11控制切换装置5和6，让锂电池模块3和4的其中一者，例如锂电池模块3，与电源供应装置2的二端耦接，并开始放电(步骤S12)。控制器11持续侦测锂电池模块3的剩余电量。当控制器11侦测锂电池模块3电量将用尽时(步骤S14)，控制所述切换装置5和6用以切换电源供应装置2的二端耦接至锂电池模块4的二端，使锂电池模块4接着放电(步骤S16)。

当锂电池模块4电量也将用尽时(步骤S18)，所述控制器11控制切换装置5和6使锂电池模块3和4的二端并接于电源供应装置2的二端之间，从而使锂电池模块3和4一起放电(步骤S20)。

另参照图3所示，为本发明实施例中电源供应装置充电时的控制流程图。

当所述锂电池模块3和4的其中一者电量未满时，所述电源供应装置2进行充电的过程中，控制器11控制切换装置5和6以顺序对电量未满的锂电池模块充电。比如，如果同时对锂电池模块3和4充电，则需要使用符合2安培(ampere)电流的电路，而对锂电池模块3和4顺序充电的话，则只需要使用符合1安培电流的电路。举例来说，在所述电源供应装置2充电时，控制器11侦测锂电池模块3和4的电量(步骤S22)。当其中一锂电池模块，例如锂电池模块3，电量未满时(步骤S23)，所述控制器11控制切换装置5和6来切换电源供应装置2的二端耦接至锂电池模块3的二端，以此来对锂电池模块3充电(步骤S24)。当锂电池模块3的电量已充满时(步骤S26)，所述控制器11控制切换装置5和6来切换电源供应装置2的二端耦接至锂电池模块4的二端，以此来对锂电池模块4充电(步骤S28)。

对于具有二个以上锂电池模块的电源供应装置2，也可以用类似的方法放电及充电。

图4为本发明一实施例的电源供应装置包装方法。

首先，决定一电池规格(步骤S1)，例如所述第一电池规格或第二电池规格。举例来说，所述第一电池规格的电源供应装置包装最多可以容纳属同一特定类型的6个锂电池单体。假设一个锂电池单体可以供应约1.5伏特(volt，以下简称V)的电压。有一个符合所述第一电池规格的单电池组有2组电池并连，每一组电池具有3个电池串连，所以共6个电池。当所述单电池组放电时是以6个电池同时供应电能以符合所述第一电池规格中的电压规格，约4.5V。

取得一电源供应装置包装(步骤S2)。所述电源供应装置包装的大小及形状符合所述电池规格的包装规格，并且最多可以容纳n个属同一类型的锂电池单体，其中n为大于0的正整数。

接着，取得n个属上述类型的锂电池单体(步骤S4)。

平均分配所述n个锂电池单体至特定数目的锂电池模块(步骤S6)。即所述若干锂电池模块包含的锂电池单体数目总和等于所述现有电池规格所能容纳所述类型的所述锂电池单体的最大数目n，且每一锂电池模块所含的锂电池单体数目相等。每一锂电池模块包含的锂电池单体是以一特定连接型态连接，每一锂电池模块二端点的跨接电压符合所述电池规格中的电压规格。

以上述实例来说明，所述n等于6，而锂电池模块共2组，每组锂电池模块包含3个串连的锂电池单体，可以供应约4.5V的电压。所述若干锂电池模块的每一者更包含一电压监控电路及温度监控电路。

较佳情况中，所述n个锂电池单体属同一类型且数目相同。每个若干锂电池模块的跨接电压必须符合所述电池规格的供应电压，然而，可以包含不同数目及不同类型的锂电池单体。

耦接一切换装置至所述若干锂电池模块，使得切换装置能分别切换所述电源供应装置的二端点与所述若干锂电池模块其中每一者的二端点耦接(步骤S8)。藉以让所述电源供应装置的二端点的跨接电压符合所述电池规格。

包装所述若干锂电池模块及切换装置于所述电源供应装置包装(步骤S10)。其中所述包装具有一连接接口，其用以和一计算机装置连接。透过所述连接接口计算机装置的控制器能按照所述电源供应装置在放电时及充电时的控制方法来控制所述切换装置。

因此，本发明实施例的电源供应装置是可以不增加电池单体，而将符合一电池规格的电池包装所能容纳的锂电池单体分别配置为锂电池模块，并用以顺序放电，以提供符合所述电池规格的电能，并延长电源供应装置的放电时间。

Claims (9)

1.一种电源供应装置，其符合一电池规格，其特征在于：包括两个锂电池模块，其中每一锂电池模块各包含以一特定连接型态连接的至少一锂电池单体，每一锂电池模块二端点的跨接电压符合所述电池规格中的电压规格；一切换装置；一电池包装，容纳所述两个锂电池模块及所述切换装置，且其规格符合所述电池规格的包装规格；一控制器，其控制上述切换装置，让所述锂电池模块其中之一与电源供应装置耦接，并开始放电，当控制器侦测上述耦接锂电池模块电量将用尽时，控制所述切换装置用以切换电源供应装置耦接至另一个锂电池模块，使该另一个锂电池模块放电，当该另一个锂电池模块电量也将用尽时，所述控制器控制切换装置使上述两个锂电池模块一并接于电源供应装置，从而使上述两个锂电池模块一起放电。

2.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于：所述电池规格为一现有的单电池组规格。

3.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于：所述锂电池单体属同一类型，且所述两个锂电池模块包含的锂电池单体数目总和等于所述电池规格的包装规格所能容纳上述类型的所述锂电池单体的最大数目。

4.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于：所述锂电池单体属同一类型，且上述两个锂电池模块每一者所包含的锂电池单体数目相等。

5.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于：所述两个锂电池模块的每一者更包含一电压监控电路。

6.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于：所述控制器在电源供应装置充电时侦测上述两个锂电池模块的电量，当所述两个锂电池模块其中一第一锂电池模块电量未满时，控制所述切换装置以切换上述电源供应装置的二端耦接至所述第一锂电池模块的二端。

7.一种电源供应装置控制方法，适用于一电源供应装置，所述电源供应装置的包装符合一电池规格，且容纳两个锂电池模块，其特征在于，该方法包含下列步骤：

耦接所述电源供应装置的二端至所述两个锂电池模块其中一第一锂电池模块的二端；

侦测上述第一锂电池模块的电量，当所述第一锂电池模块电量将用尽时，则切换所述电源供应装置的二端耦接至两个锂电池模块其中一第二锂电池模块之二端；

当上述第二锂电池模块电量也将用尽时，切换所述第一锂电池模块及所述第二锂电池模块的二端并接于电源供应装置的二端之间。

8.根据权利要求7所述的电源供应装置控制方法，其特征在于：经由侦测所述第一锂电池模块的电压，当所述第一锂电池模块的电压急剧下降时，则判定为电量将尽。

9.根据权利要求7所述的电源供应装置控制方法，其特征在于：

在所述电源供应装置充电时，侦测所述两个锂电池模块的电量，当所述第一锂电池模块电量未满时，控制所述切换装置以切换所述电源供应装置的二端耦接至所述第一锂电池模块的二端。

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