TW201222920A - Battery capacitance detecting system - Google Patents

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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Description

201222920 六、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種用於電子裝置的檢測系統，特別涉及一 種電池容量檢測系統。 【先前技術】 [0002] 通常，電子裝置的電池會因使用者長期使用或更換備用 電池等因素而造成電池老化，進而導致電池實際容量逐 漸減少，從而與標準電池容量之間出現差異。如此，老 化後的電池因容量較小，與新電池相比，只需要較少的 〇 充電時間即可充滿電量。若使用者仍然按照標準的充電 時間對已老化的電池進行充電，則容易因過量充電而損 壞電池。因此，現在已有電池製造廠商開始使用即時檢 測電池實際容量並藉以確定電池最佳充電時間的技術。 [0003] 一種習知的電池容量檢測技術是通過庫倫計數器法測量 流經電池輸出端與負載之間的電阻的電流量，並經採樣 、積分處理後以此計算電池的剩餘電量。然而，該方法 Q 的檢測電路通常較為複雜，且需要使電池輸出端與負載 之間的電阻具備很高的精密度，增加了電路設計成本。 【發明内容】 [0004] 有鑒於此，有必要提供一種設計成本較低的電池容量檢 測系統。 [0005] —種電池容量檢測系統，其包括檢測單元、電池電力量 測元件及控制處理單元，該控制處理單元控制檢測單元 和待測電池之間形成或斷開電流回路，該電池電力量測 元件用以在檢測單元和待測電池之間形成或斷開電流回 099140473 表單編號A0101 第3頁/共13頁 0992070480-0 201222920 寺/7別;則里—組待測電池的輸出電麼值和輸出電流 以獲仔待測電池的内阻的實時電阻值，該控制處理 °…依據電池電力里測元件測得的電池内阻的實時電阻 值判定待測電池的實時容量及/或最佳充電時間。 [0006] [0007] [0008] [0009] 上述的電池合^檢測系統通過控制處理單元控制檢測單 兀和待測電池之間形成或斷開電流回路，以使電池電力 里測讀測試出電池的兩組輸出電壓和輸出電流，進而 計算出該電池的内阻的實時電阻值，以最終判定出該電 池的實時容量及最佳充電時間，便於使用者合理使用該 電池。該電池容量檢測系統測試精確，設計成本低。 【實施方式】 請參閲圖1，本發明的較佳實施方式提供的電池容量檢測 系統100，其可用於各種電子裝置（圖未示）巾以檢測 電子裝置的電池200的實時容量。該電池容量檢測系統 100包括檢測單元10、電池電力量測元件（gas gauge IC ) 2 0、控制處理單元3 〇及顯示單元4 〇。 請結合參閱圖2 ,在本實施方式的類比等效電路中，該電 池200用以為電子裝置的系統負載Rsys提供工作電壓。該 電池200的電壓為Vb，内阻為Rb。 該檢測單元1 〇包括相互電性的類比開關丨2及檢測電阻丄4 。該類比開關12同時與電池200的一端和系統負載Rsys 的一端電性連接，該檢測電阻14同時與電池2〇〇的另一端 和系統負載Rsys的另一端電性連接。當該類比開關12閉 合時，該檢測電阻14與電池200建立電性連接，即此時檢 099140473 測早元1 0和電池2 0 0形成電流回路；與當該類比開關1 2斷 表單編號A0101 第4頁/共13頁 0992070480-0 201222920 [0010] ο [0011] 開時，該檢測電阻1 4與畲ι 、电、'也200斷開電性連垃，+吐多& 負载Rsys和電池200形成電流回路。 … 該電池電力量測元件2 〇用 合時電池2(H)輸出的電心檢測在類比開關12斷開和閉 _實時電阻值。該電^壓，以計算電池副的内阻 和檢測單元1G電性連接^力量測轉2G同時與電池200 具體地，該電池電力量測元件 2〇電性連接於電池2叫—哪M。同時，該電池 電力量心件20用於將得到的内阻Rb的電阻值的類比訊 號轉換為數位城’並將魏祕麟送至控制處理單 元30 〇 ο 該控制處理單元30可為電子裝置的中央處理器（cent_ ral processing unit，CPU)，其同時與檢測單元 1〇 和電池電力量測元件20電性連接。該控制處理單元3〇通 過軟體程式控制類比開關12閉合和斷開.，同時該控制處 理單元30通過比對電池電力量測元件20傳送的電池200的 内阻Rb的實時電阻值與預設的内阻Rb的‘標準電阻值，以 判定出該電池200的實時容量及最佳充電時間等資訊。該 控制處理單元30將得到的電池200的實時容量及最佳充電 時間的資訊傳送至顯示單元40。 [0012] [0013] 該顯示單元40可為電子裝置的螢幕，用於顯示電池2〇〇的 實時容量及最佳充電時間的資訊，以便使用者在合理的 時間内對電池200充電，進而保護電池200，延長電池 200的使用壽命。 請參閱圖2，當該電池容量檢測系統1〇〇工作時，電池2〇〇 099140473 表單編號A0101 第5頁/共13頁 0992070480-0 201222920 為系、、先負載Rsys正常供電。首先，控制處理單元3〇控制 類比開關12處於斷開狀態，如此，該系統負載Rsys與電 池200形成電流回路。此時’電池2〇〇的内部電流定義為
Ib — 〇ff。該電池電力量測元件20檢測到電池2 〇〇輸出的 私"’L為I，輸出的電壓為V_〇f f。此時可得：Rsys = off/1，Ib-off = I。 [0014] 清參閱圖3，其次，控制處理單元3 〇控制類比開關丨2處於 閉合狀態，如此，該檢測單元1〇與電池2〇〇形成電流回路 。此時，電池200的内部電流定義為Ib_〇n，檢測電阻14 的電阻值預先設置為Rset，流過系統負載。73的電流為 II ’流過檢測電阻14的電流為12。該電池電力量測元件 20檢測到電池200輸出電壓為ν-〇η，此時，
Il=V-〇n/Rsys ’ I2 = V-on/Rset，Ib-〇n=Il + I2。 [0015] 由圖2及圖3可知，類比開關1 2斷開和閉合時，電池2 〇 〇的 内阻Rb上流過的電壓差為（V-off)-(V-on)，電流差為 .. ....... ： (Ib-on)-(Ib-off)，故該電池電力暈測元件20可計算 内阻Rb的實時電阻值，即。由 (Ib-on)-(Eb-ofl5 於該V-off、V-on、Ib-on及Ib-off的值均可通過電池 電力量測元件20檢測或計算出，故此時可求得内阻Rb的 實時電阻值。 [0016] 最後該電池電力量測元件2 0將計算出的内阻Rb的實時電 阻值轉換成數位訊號後，傳送至控制處理單元30。控制 處理單元30將該内阻Rb的實時電阻值與内阻Rb的標準電 099140473 表單編號A0101 第6頁/共13頁 0992070480-0 201222920 阻值比對，以得出該電池200的實時容量及最佳充電時間 等貪訊’並通過顯示單元4〇顯示上述資訊。 [0017] Ο [0018] 本發明的電池容量檢測系統100通過類比開關12斷開和閉 合’以使電池電力量測元件20測試出電池200在不同狀態 下的輪出電壓和輸出電流，進而計算出該電池2 00的内阻 Rb的實時電阻值’並通過控制處理單元3〇判定出該電池 200的實時容量及最佳充電時間等資訊，以便使用者合理 使用該電池2GG。該電池容量檢測系統1G0測試時無須設 置精密度高_試魏，設計成本低，測試精密度高。 η付合發明專利要件，爰依法提出專利 斤准Μ上所迷者僅為本發明之較佳實施例，本發 明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝之 人士援依本發明之_所作之等效歸錢化，皆應涵 蓋於以下申請專利範園内。 申請 [0019]〇 [0020] [0021] [0022] 【圖式簡單說明】 圖1係本發明較佳，掩方式的電池容量檢測系統的功能模 塊圖； =所不電池容量檢測系統的類比開關斷開時的等 099140473 圖3係圖1所示電池容I仏，a丨金认* ΐ檢測系統的類比開關閉合時的等 效電路圖。 【主要元件符號說明】 電池容量檢測系統：1 〇 Q 檢測單元：10 表單編號Α0101 第7真/共13頁 0992070480-0 [0023] 201222920 [0024] 類比開關：1 2 [0025] 檢測電阻：1 4 [0026] 電池電力量測元件：2 0 [0027] 控制處理單元：30 [0028] 顯示單元：4 0 [0029] 系統負載：Rsys [0030] 電池：200 [0031] 電壓：Vb [0032] 内阻：Rb 0992070480-0 099140473 表單編號A0101 第8頁/共13頁

Claims (1)

  1. 201222920 七 Ο ❹ 、申請專利範圍： •種電池谷量檢财、統，其包括檢測單元、電池電力量測 70件及控制處理單元，該控制處理單元控制檢測單元和待 測電池之，形成或斷開電流回路，該電池電力量測元件用 .在檢測早％和相電池之間形成或_電流回路時，分 別測量一組待测電池的輸出電麼值和輸出電流值，師得 池㈣_料電崎，該_處理單元依據電池 ϊκ牛測得的電池内阻的實時電阻值判定待測電池 的實時容量及/或最佳充電時間。 如申請，利範圍第i項所述之電池容量檢測系統，其令所 述檢測單包料聯的類比咖和㈣電阻 單元控制類比開關閉合或斷開，以使該類比開關、： 阻和待測電池之間形成或斷開電流回路。 如申請專利範圍第2項所述之電池容量檢喝統，其 述控制處理單元用於控制類比開關斷開或閉合，該類比開 關斷開時，待測電池和待測電池對應的系統負載形成電流 I::·—，該檢測單元與待測電池對應的 如申請專利範圍第W所述之電池容量檢測系統，其中所 ^電池容量檢測系統包括顯示單元，所述顯示單元與控制 處理單元電性連接，用以顯示待測電池的實時容量 充電時間的訊息。 如申請專利範圍第1項所述之電池容量檢測系統，其令所 述電池電力量測元件將測試所得的待測電池内阻的實時電 阻值轉換為數位訊號，並傳送至控制單元。 099140473 表單編號A0101 第9頁/共13頁 0992070480-0 201222920 6 .如申請專利範圍第1項所述之電池容量檢測系統，其中所 述控制處理單元用於比對電池電力量測元件測得的待測電 池的内阻的實時電阻值與待測電池的内阻的標準電阻值， 以判定待測電池的實時容量及最佳充電時間。 7 .如申請專利範圍第1項所述之電池容量檢測系統，其中所 述電池電力量測元件同時與待測電池和檢測單元電性連接 〇 8 .如申請專利範圍第1項所述之電池容量檢測系統，其中所 述控制處理單元為中央處理器。 0992070480-0 099140473 表單編號A0101 第10頁/共13頁
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