TW201121200A - Battery charge-discharge path management circuit and method thereof - Google Patents

Description

201121200 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種充放電路從督理電路及方法，且 特別是有關於一種電池充放電路徑管埂電路及方法。 【先前技術】 在科技日新月異的現今時代中，隨著電子裝置的普及 化’消費者除了對電子裝置之功能有所要求外，各企業更 • 嘗試將電子裝置輕薄化，來滿足消費者對於電子裝置可便 於攜帶的需求。電子裝置例如係筆記製電腦。由於筆記型 電腦具有可攜帶性’筆記型電腦在未外接電源之情況下， 亦可依據其所配置的電池模組來供應電力。於此，如何讓 電池模組可持續地供應穩定之電力至電子裝置，以讓電子 裝置可維持其運作實為重要。其中，電池模組例如為智慧 型電池（Smart Battery) ’智慧型電池具有管理能力以提供相 關之電池資料，例如電池狀態或電池剩餘容量。 •然而，現今電子裝置只透過系統管理匯流排（SyStem Management Bus，SMBus)與電池模組進行溝通與管理，也 就是，，電子裝置只利用軟體控制之方式來對電池進行溝

Adaptor)時軟體會要求充電 假定電子裝置連接上電源轉換器（AC

電子裝置可能 通與管理。於此，他金雷工壯 電，且電池也依據指示來進行充 換器被拔除時即刻地顯示出充放 201121200

TW57I5PA 發生大然關機（Shout down)的情況。 【發明内容】 本有關於一種電池充放電路後管理電路及方 否/成Si模組與電子裝置的充放電狀態來決定是 以供電池模組透過電子裝置充電或放 ΐ 此可提供高效率及高安全性的充放電環 電路根明之—方面’提種電池紐電路护管理 第一判斷電路判斷電池模組與電子及開關電路。 電狀態或充電狀態。第二判斷:置疋否同時處於玫 電池模組。開關電路在電池模組Μ ^子裝置是否轉接 狀態或充電狀態，且電子_接4 時處於放電 模組與電子裝置之間的-充放電路^抵組時，形成電池 根據本發明之另一方面，提出二 理方法。電池充放電路徑管理 ^電池充放電路經管 判斷一電池模組與—電子裂置是否；;括下列步驟。首先， 或-充電狀態。接著，判斷電 ，處於-放電狀態 之後，若電池模組與電子I置卢疋否祕電池模組。 態，且電子裝置耦接電池模組時，：於放電狀態或充電狀 組之間的一充放電路徑。 成電子裝置與電池模 為讓本發明之上述内容能更明 例，並配合所附圖式，作詳細說明如下.下文特舉實施 201121200

. .TW5715PA 【實施方式】 兹以電池充故電踗 子裝置之間之-實施= =模組及電 模組及電子裝置之示意圖$卿理電路應用於電池 徑管理電路_例如耦接電池模組15::及:=:電袼 屬。假定電子裝置綱連接電源、轉換器（ _ =轉換請所供應之電源可料池模組u = (亦即電池模組進行充電）。假W子裝置200未連接^ =益190時’電池棋組150可供應電源（亦即電池餘 電力）至電子裝置200。電子裝置2〇〇例如係筆 ^ : 青同時參照第2圖與第3圖’第2圖繪示為二 電池充放電路徑管㈣路之方塊_。第3圖繪示本發明= 實施例之電池充放電雜㈣電％之流_。電池綠= 路徑管理電路包括第-判斷電路1〇、第二判斷電路如^ 開關電路5〇。電池充放電轉管^法可應㈣前述 充放^鮮㈣路⑼且電池Μ電路好理方法包每 如下步驟。 你 於步驟S202中，第-判斷電路1〇判斷電池模組 與電子裝置是否同時處於放以態或充電㈣。 池模組150與電子裝£ 200㈣處於放電狀態或充電狀 態，則執行步驟S204;若電池模纟且15〇與電子裝置2〇〇 未同時處於放電狀態或充電狀態’則執行步驟咖。盆 中，電子褒置200更包括充電積驗電路（Changeintegra；d

CirC_(未繪示）’第-判斷電$ 1〇係依據充電積體電路 201121200

TW57I5PA 來决疋電子裝置2〇〇是處於充電狀態 ' 舉例來說’第〜判斷電路10例如^狀態。 之-接腳’此接腳可指示出電源轉料^充電積體電略 裝置200之接腳。假定電源轉換器 是否搞接電子 由此接腳可以得知電子裝置200處於充電^子^200, 轉換器190未耦接電 、電狀態。假疋電綠 裝置可能處於敌電可以得知電子 充電積體電路之ACQK接腳。》子中此接腳例如為 繪示)ΐ^Γ5ί)例如更包括充電保護積體電路(未 ^ 树電路10係依據充電積體電路來決定電池 杈組150疋處於充電狀態或放電狀態。舉例來說，第 斷電路10例如债測充電保護積體電路之代表電池模植I% 是處於充放電狀態之接腳。假定充電保護積體電路具有用 以代表充放電狀態之兩接腳’第—判斷電路1〇可包括— 及閘（AND Gate)’並利用此及閘來依據此兩接腳之狀態（例 如高電位或低電位）以偵測出電池模組15〇是否處於充電 或放電狀態。假定此及閘之輸出係為代表高電位，，〗，，之信 號，則表示電池模組150是處於充電或放電狀態。在一例 子中，此兩接腳例如為充電保護積體電路之CHD接腳及 DGD接腳。 在一實施態樣中，第一判斷電路10更包括一反互斥 或閘（Exclusive NOR Gate)。舉例來說，假定電子袭置2〇〇 與電池模組150同時處於充電狀態（皆輸入代表高電位，,Γ, 之信號至第一判斷電路）或放電狀態（皆輸入代表低電 位之信號至第一判斷電路）時，第一判斷電路10可產生 201121200

. .TW5715PA 代表高電位”1”之信號， ⑼之充故電狀態可能為^子裝置柳輿 路或電子元件之組合來實現，且=此判斷係可由其他; 表高電位或低雷仞夕户咕、且代表充放電之传^ ，心Γ 信號)亦可依據實作中二(亦即代 5又&十與解，並不以此為限制。貫作電路來進行 於V驟S204中，第二判斷免 是否耦接電池模組15〇。若電电路30判斷電子裝置2〇〇

150，則執行步驟S206 ;若電子^置200耦接電池模組 150，則執行步驟S2〇8。舉 '置200未耗接電池模組 用以與電池模、组150進行溝電子裝i 200更包括 ManagementBus，SM =糸統管理匯流排⑼咖 結果（g t % # & θ H示），第二判斷電路3 〇將 U如電缺組疋否與電 匯 流排。由於軟體係诱渦系絲总im 1柄接” 、s 、 二’ g里匯流排斑實體電路進行溝 通，於此，軟體可由此來確認電 ' ^ , a 聽接電子裝置以進行充電或放電^且15G的目則狀悲（疋 於步驟S206中，開關電路5〇在電池模组ι5〇與電子 裝置200同時處於放電狀態或充電狀態，且電子裝置2〇〇 耦接電池模組150時，形成電池模組15〇與電子裝置2〇〇 之間的一充放電路徑。茲舉一例詳細說明如下。 請參照第4 ，其繪示第2圖之步驟s2〇6中之開關 電路的示意圖。舉例來說，開關電路5〇且有多個開關元 件。在一實施態樣中，開關電路5〇例如包括第〆至第六 開關T1〜T6。在一例子中’假定第一開關τι與第一開關 T5為N型金屬氧化物場效應電晶體(Nm〇s)，關關丁4與 開關T6為P型金屬氧化物場致應電晶體(ρΜ〇§)，開關 201121200 TW5715PA 1 與開關T3分別為N型及P型雙極性接面電晶體（BJT)(例 如為NPN或PNP)。其中，端點A代表耦接電池模組150 之端點，端點B代表耦接電子裝置200之端點，端點S1 例如為第一判斷電路10之輸出端，端點S2例如為第二判 斷電路30之輸出端。然而，開關電路50中之開關元件亦 可依據實作中之需求來決定類型（例如NMOS、PMOS或其 他種類之電晶體），亦不以此例子為限制。 舉例來說，第一開關T1係依據互斥或閘來決定導通 或截止第二開關T2與第三開關T3。假定電子裝置200與 電池模組150同處於充電狀態或放電狀態時，第一判斷電 路1〇(亦即互斥或閘）提供代表高電位”1”之信號以導通第 一開關T1。 舉例來說，若由端點S1輸入代表高電位”1”之信號 時，會使得第一開關T1為導通，且第二開關T2與第三開 關T3為截止。於此，端點A(代表電池模組150)上之電壓 會透過電阻R1〜R2來分壓，若電阻R1大於電阻R2，此時 電阻R2之端點C分得一較小壓降。 此外，假定電池模組150耦接電子裝置200時，第二 判斷電路30提供代表高電位”1”之信號，第四開關T4係 依據第二判斷電路來決定導通或戴止第五開關T5。舉例來 說，假定電池模組150耦接電子裝置200時，第二判斷電 路30提供代表高電位Τ’之信號以截止第四開關T4,此時 第四開關形成開路而截止第五開關Τ5。於此，假定第五開 關Τ5處於截止狀態時，端點C將不會連接至接地端，以 使電阻R2上所分得之較小壓降來讓第六開關Τ6導通，致 201121200

. .TW5715PA 使電池模組150與電子裝置200之間形成充放電路徑p。 換句話說，第六開關T6係依據第一至第五開關（T1〜T5)來 決定是否導通，以形成充放電路徑P。 於步驟S208中，開關電路50中斷電池模組150與電 子裝置200之間的充放電路徑P。舉例來說，若電子裝置 200與電池模組150未處於相同狀態（例如充放電狀態） 時，開關電路50不會形成充放電路徑P。若電池模組150 未與電子裝置200耦接時，開關電路50亦不會形成充放 # 電路徑P。換言之，開關電路50只有在電子裝置200與電 池模組150處於相同狀態，且電池模組150與電子裝置200 耦接的情形下，才會形成充放電路徑P以供電池模組150 透過電子裝置200進行充電，或由電池模組150放電至電 子裝置200。如此，從而避免電池模組150與電子裝置200 於充電或放電時之狀態不一致而導致的擱置（Pending)(亦 即可能使電子裝置突然關機之情況）。 本發明上述實施例所揭露之電池充放電路徑管理電 ® 路及其方法，係利用開關電路依據電子裝置與電池模組的 狀態來形成或中斷充放電路徑，以避免當電池模組與電子 裝置之充放電狀態不一致時所造成的搁置（亦即可使電子 裝置不會突然關機）。本發明相關之電池充放電路徑管理電 路及其方法具有在電池進行充放電時提供高效率及高安 全性之使用環境的優點。 綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並 非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動 Γ 201121200 TW5715PA · · 與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範 圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示本發明之實施例之電池充放電路徑管理 電路應用於電池模組及電子裝置之示意圖。 第2圖繪示乃第1圖之電池充放電路徑管理電路之方 塊圖。 第3圖繪示本發明之實施例之電池充放電路徑管理 電路之流程圖。 第4圖繪示乃第2圖之步驟S206中之開關電路的示 意圖。 【主要元件符號說明】 200 :電子裝置 190 :電源轉換器 150 :電池模組 100電池充放電路徑管理電路 50 :開關電路 30 :第二判斷電路 10 :第一判斷電路 S202〜S208 :步驟 P :充放電路徑 A〜C、S1〜S2 :端點 T1〜T6 :開關 R1~R2 :電阻 10

Claims (1)

1. 201121200 .TW57I5PA 七、申請專利範圍： 模組及 —電種4池广t電路徑管理電路，用以搞接-電池 =裝置，該電池充放電路好理電路包括：也 是否同時_於]斷電路，用以判斷該電池模組與該電子r置 疋否同％處於—放電狀態或一充電狀態； 电于衷置 一第二判斷電路，用以判斷 池模組；μ 称玄電子裝置是否耦接該電 間闕電路’用以在該電池模叙* 於該放電狀態或該充電狀態，且該電子處 組時，形成該電池模組與該電 ;„也模 徑。 衣置之間的一充放電路 2·如—申請專利範圍第】項所述之電路，其甲該電 裝置匕括充電積體電路(Charge τ t 一判斷電路传依攄^ ^ 1ge integrated ，該第 略係依據5亥充電積體電路來決 處於該充電狀態或該放電狀態。 β子裝置疋 3. 如申請專利範圍第丨項所述之電路 杈組包括一充電保護積 ，、中《亥電池 充電積體電路來決定兮雷 7 一判斷電路係依據該 放電狀態。 電灿組是處於該充電狀態或該 4. 如申請專利範圍第i項所 電路用以在該雷；驻翠+ L 具中e亥開關 模组㈣電子F電池模組時，中斷該電池 棋…W子裝置之間的該充放電路徑。 單元用以在t/電第1項所述之電路’其中該開關 狀態或該放;狀態= = ==時處於該充電 關閉該電池與該電子農置間之該^ 201121200 TW57I5PA 放電路徑。 6·如申請專利範圍第1 判斷電路包括-反互斥㈣' a 4’其中該第一 互斥或間（Exclusive N〇R〇 7.如申請專利範圍第6項 電路包括势 奴電路，其中該開關 -開關係依據該互斥或閘來決 :；：關;第 與該第三開關。 、又戳止弟一開關 該第二判斷電路來決定導通或戴止該第:：鶴依據 電路專利範圍第8項所述之電路’其中該開關 更包括一第六開關’該第六開關係依據該第—至第五 開關來決定是否導通。 10♦一種電池充放電路徑管理方法，包括： ▲判斷-電池模組與—電子裝置是否同時處於一放電 狀態或一充電狀態； 判斷該電子襄置是否轉接該電池模組；以及 若該電池模組與該電子衰置同時處於該放電狀離或 該充電狀態，且該電子裝置_該電池模組時，形成該電 子裝置與該電池模組之間的一充放電路徑。 11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該電 子裝置之該充電狀態或該放電狀態係依據該電子裝置之 一充電積體電路(Change Integrated Circuit)來決定。 12. 如申明專利範圍第1 〇項所述之方法，其中該電 池模組之該充電狀態或該放電狀態係依據該電池模組之 201121200 TW57I5PA 該充電積體電路來決定。 ^如申請專利範圍第12項所述之方法，更包括： ㈣:電未#接該電池模組時，财斷該電池模 、與㈣子I置之間的該充放電路徑。 二二申請專利範圍第⑴項所述之方法更包括： 或該放電：ί組中舆二電:裝置未同時處於該充電狀態 充放電路徑。 模組與該電子㈣之間的該