TWI259283B - Battery managing circuit and electronic machine - Google Patents

Description

心9283

MM. 921298RS 五 修正 曰 發明說明0) 【發明所屬之技術領域】 本發明關於電池管理電 【先前技術】 路乂及電子機械。 攜帶型電子機械可以收 出m池、组件）。作為這樣的攜，：ί體供給動作電源的 數位相機、攝影機、行動電子機械比如可以舉 置（PDA)等。 話、以及攜帶型資訊終端裝 在這樣的攜帶型電子機 谷夏的電池剩餘容量檢測裝 組裝有檢測電池的剩餘 裝置的剩餘容量檢測 7 :作為該檢測電池剩餘容量 ，所示，對於電池10並\二圖串^

Rl、R2。而由微型電腦C^連接串聯連接的分壓電阻 測電壓作為反映電池10的剩°該微電腦2〇將檢 電腦2。由内置AD轉換器的帶處理。而微 剛用LSIW，根據得到 輸广子的電池剩餘容量檢 估算（比如夂^知利電反對電池剩餘容量進行 , , π專利文獻1)。該電池剩餘容量比如也可以 在機械本體的顯示器裝置上顯示。 里如也了从 【專利文獻1】 特開2 0 0 0 — 35 0 3 7 1號公報（圖9) :是’在前述的以往的技術中，"反映電池 =谷1的>訊，只是簡單地停留在檢測的顯現在 ， R和：厂堅機的連接點上的電壓。只有這樣檢測出二 堡，對於具有種類差別、個體差別的電池1〇，+能夠：： 出實際的電池剩餘容量。 乃 m 12510pifl.ptc 案號 92129868

1259283 五、發明說明（2) =’應該更精確地估算電池10的 葦纪型電腦中採用更高級的電池管理功处 里 比如在 現這種高級的電池管理功能的系統構成;:當=，由於實 小型化以及低價格化的攜帶型電子機μ :益在追求 用。 风上間直就無法採 【發明内容】 在本發明提供的主要技術中， 麼的電池電議裝置的電池管理ΐ路剛電池電 件，並且 連接宰聯連接的電阻以及開關元 使所述開關元件導通，名 流，從而得到關於所述電池带’L、:阻上/爪過所述電池電 電壓的變化的資訊的電池控^檢測裝置檢測的所述電池 所述電池控制裝置，〗 二置 資訊，確定所述電池的剩^容，於所述電池電壓的變化的 關於本發明的其他特 里 載而闡明。 、$ ’通過本說明書以及圖式的記 【實施方式】 本實施方式的電池管 所述電池電壓檢測努電路，可以如下構成。 分壓電阻， ，具備串聯連接的第一及第二 所述第一及第二分 所述第一分壓電阻和所^随對於所述電池並聯連接，將 為所述電池的電壓進γ二—分壓電阻的連接點的電壓作 變化的資訊，為當所述開關

12510pifl.ptc '^仃檢剛0 而，關於所述電池 1259283 玉 ^ 一^Μ 號 92129868 五發明說明^-- 修正 曰 電壓:變化ί。由所述電池電壓檢剛裝置檢測的所述電池 :管理電路檢測的電池‘ $開，7^件在導通狀態由所述 <開始恢復到規定電壓值=從所述開關元件成為截土 置， 值的時間的電壓恢復時間計量裝 關於所述電池電壓的欠 守間計量裝置計量的所述時間。、貝訊，為由所述電壓恢復 進而’具備儲存關於 貝訊的裝置， 攻電池的所述剩餘容量的特性 所述電池電壓檢測裝置， 化的資訊，參照所述儲存的所述電池電壓的變 述電池的剩餘容量。 裝置的所述特性資訊，決定所 具備所述的電池管理電 在本實施方式的電子機械上 路’從所述電池供給動作電源。 電阻而n所述動作電源的電能的構成元件可以是所述 在本貫施方式中，鱼作A L7 4士 m 電池管ίΐ Φ + ^ j作為以彺的技術採用的第5圖的 二吕里電路相比，如苐1圖所*，作為模擬負載，在用 (Η從二 1〇j“電流的電阻R3的基礎上設置了開關元件 (開關電晶體)Trl以及電阻以十對於電池1〇，串聯連 接的多個分壓電阻R 1、R2 (電池分壓電阻檢測裝置、第一 以及第二分壓電阻）是被並聯連接的構成中，將串聯連接 的電阻R 3與開關元件τ r 1與電池1 〇並聯連接。 而’微電腦（電池控制裝置）2 〇由内置AD轉換器以及計

第8頁 12510pifl.ptc 1259283 修正 案號 92129868 五、發明說明（4) 數器（電壓恢復時間計量裝置）的電池剩餘容量檢測用Ls j 構成。而，微電腦2 0的動作電源通過連接於電池1 〇的調節 器（電源裝置）3 0供給。 另外’如第1圖以及第2圖的示意的時序圖所示，可編 私微電腦（電池控制裝置，以後稱為「微電腦」）2 〇，通過 電阻R4作為負載控制輸出施加電壓，使開關元件Trl導通 截止。如第2圖所示，微電腦20作為負載控制輸出，比如 ，加lv以上的電壓，則開關元件Trl從截止變成導通狀 態。開關元件Trl變成導通後，電流從電池1〇流過電阻” 以及開關元件Trl。於是，在分壓電阻R1和分壓電阻R2的 連接點的檢測的電壓（以後稱檢測電池電壓）發生變化。 電腦20通過AD輸入端子，得到關於這個變化的資訊 ' 稱電壓變化資訊）（圖中的「微電腦〇輸入」的圖形）。律 後，微電腦20根據得到的電壓變化資訊，參胛 #、 腦20内的可編程R0M(儲存裝置、以後稱R〇M)等 =特性表池剩餘容量特性資訊），確定電^。的= t ^ f决疋的電池剩餘容量，比如可以在機械本體的县貝 不态裝置上顯示。 4販幻，、、、貝 7作為該電壓變化資訊，比如可以舉出兩種。1一， 為後述的實施方式，為當開關元件^丄導通時於、 :壓。其次’作為後述的實施例2，為對於 ：：τ: > =態的，則電池電壓，從開關元 设=規疋的電壓值的時間（以後稱電壓恢復日± :上1·灰復時間也可以在得到檢測電池電壓；二 計數器上計量。 R寬腦2 0内的 1259283 ^S_92129868 五 發明說明（5) 另外，該檢測電池電壓，只要是可以反映電池電壓的 中檢制^不限於一定是分壓電阻以和分壓電阻R2的連接點 甲把/則的電壓。 第1實施例 产π t = f的電壓變化資訊為檢測的電池電壓的變化量的 行说明。微電腦20，如前述的第2圖中的「微電腦 f ^ S二的ί形所示，基於取樣用的時鐘頻率的周期，取 ^懕美ί化貪訊。在開關元件ΤΓ1的截止狀態，檢測電池 電池i ΐ i5/。另—方面，開關元件成為導通狀態，檢測 些降低的偽⑴十成 以及4·5ν左右。根據這 rom中的電池剩餘容量特:儲存在微電月自20内的 作為該電池剩餘容V特表吐广 圖形的數值資料的集合。m疋相當於第3圖所示的 將開關元件Trl截止狀態二：：的圖形(實線)中， 變化量（圖中「△ v」） 乍為基準的檢測電池電壓的 軸。即作為檢測電池電壓~的’ 一將電池剩餘容量作為縱 4· 8V時，其變化量（絕對值）ς化量，當檢測電池電壓為 4 · 6 V時其變化量絕對值為〇 $ I · 2 V，並且當檢測電麼為 變化量絕對值為〇· 5V。如第3 /檢測電池電壓為4· 5V時其 池電壓的各變化決定電池剩圖^的β圖形所示，對應檢測電 對應不同的溫度的各圖形（虛:谷、量’但是也準備了相當於 量特性表，使得可以姆严更I以及點劃線）的電池剩餘容 另外，作為檢測電;:：變化進行補償。 是所述那樣的以5 V為基進沾^的又化量的其他例子，不只 —二二：：~--差分，也 !259283 修正 92129868 玍 L乂月 y 五、發明說明（6) =檢測電池電壓的一次微分係數等各種各樣變化量的資 第2實施例 對於所述的電壓變化資訊為電壓恢復時間時進行說 。微電腦20，如所述第2圖中的「微電腦…取得」的 =所示，得到電壓變化資訊。在開關元件Tri為截止狀

測電池電塵基本上為5V。另一方面，開關元件H 2為¥通後，檢測電池電壓降低’向4 8V、4 6ν、4 ^數值變化。這樣，#前所述，„元件m從導左 左截b止如 ，將降低了的檢測電池電壓返回到原來的5V 第的95%的電壓）的時間作為電壓恢復時間。如 邱八3的/門fAD輸入」圖形所示，由其虛線所示的圖形的 復‘門Ιί、圖中的「At」）為電壓恢復時間。這個電壓恢 4也可μ做為檢測電池電壓的取樣次數進行計數。 /外，在第2圖中的「微電腦AD取得」的圖形中， 少。但是〜？ 樣間隔長，其取樣次數 便可以外^二r.，ί樣間隔短，其取樣次數充分地多，以 昭儲存^ Γρ &恢復時間。㈣計量的電壓恢復時間，參 二=存在楗包腦20内的R〇M裏的電池/ 定電池10的剩餘容量。 里将性表，決

作為該電池剩餘容量特性表，是相當於第4 H ;，數值資料的集合。在第4圖所示的圖形中圖= 恢设時間作為橫軸，將電池^中將電壓 第4圖的圖形所示，對庫斗旦^二里^_為縱轴。即，如該 池剩餘容量，但是也準;^相=也電壓不^复時間決定電 --；--------- 田於對應不同的溫度的各圖 第11頁 12510pifl.ptc 案號 92129868 ^>年1^ 月 y 1259283 修正 曰 五、發明說明（7) 形（虛線以及點劃線）的電池剩餘容量特性表，使得可以對 溫度的變化進行補償。 其他 在第1圖中’作為模擬負載的電阻的值是可變的， 也可以通過使從電池1 〇流入電阻r 3的電流隨時變化而取得 電壓變化資訊。具體地，準備對應可變電阻R3的各值的各 電池剩餘容篁特性表，使電阻r 3隨時變化並取得電壓變化 資訊。這樣，可以更精確地決定電池剩餘容量。作為使電 阻R3的電阻值進行變化的結構的一個例子，準備了串聯連 接電阻R3以及開關元件Trl的組合的兩組，將這兩植對電 聯；Γ此時’應該分別控制兩個開關元件的 導、/、截止，微電腦2〇採用兩個輸出端子。 與而且，在微電腦20側盡可能使構成元件内置， 以只現小型化降低組裝作業的工時。#，如 一’ 也可以將電阻R1、R2、R4、開關+ j &弟囷所不， 中。铁後，m " / Θ置在微電腦20 值可=當ςΓ 負载的R3作為外置部件，其電阻 負載進：將：：：:= =載的伽作為實際運行的 4的貝施例的電池管理電路萝人擔册 中，將對其機械本體供給動作衣入榀贡型機械 為管理的物件。即 "、、電池（電池組件）1 0作 十土入W / 將供給機械本體的動作命、店a J ί ; ;κ 直構成元件)作為充當負載_處理’::—部分 有必要再專門設置作為模擬負載 1里。這樣，就沒 部件的個數。作為- 〕 因而可以減少 動電話、以1;!^比如可 12510pi fl.ptc 第12頁 1259283 ιΜ. 92129868

五、發明說明（8) 端裝置(PDA)等。而可以成為 位相機、攝 勺电阻R3的，比如可以是在數 的充電電池。 凋正的馬達、快閃記憶體用 進而，由於電池1 〇具有種g§ 電池1 0中，仅姓甘φ 4 m 士類上以及個體上的差別，在 樣，可以# ί ΐ ΐ w電池剩餘容量特性表。這 更精选地決疋剩餘容量。即，與 裝的電池1 〇蜂Ψ Φ 4^胃 即微電腦20隨時從安 丄υ各貝出電池剩餘容詈拉极矣，‘ & , 樣，決定雷、％ w仏—旦仏里特11表如所述實施例那 電池剩餘谷Ϊ。作為在雷池1 〇相丨彳 量特性表的处槐ΛΑ加u 7 甩U側保持電池剩餘容

等適當的蚀六丄甘μ斗…咏 疋在寬池、、且件中組裝入ROM 田幻储存媒體或記憶元件。 該實施例可以收到如下的效果。 在檢測應確定剩餘容量的電池電壓砗 述以往技術-樣的檢測點取得日:;腦從與： 置電阻R3以及開關元件Trl等這種程度的冓、要附加： 以精確地推定電池的剩餘容量。而且， 成就可 可以低價實現。 於構成簡單所以 而且，由於可以將各種各樣的電池的 微電腦中，所以可以結合各種各樣的電：：：：在 以上，根據其實施例就本發明的實施剰餘=里。 體的說明，但是並不限於此，在沒有脫離发:言=丁了具 圍中可以有各種各樣的變更。 ”主¥心，息的範 發明的效果 能夠以簡單的構成推定電池的精密殘存容旦

12510pifl.ptc 第13頁 1259283 修正 _案號 92129868 圖式簡單說明 第1圖是本發明一實施方式的電池管理電路的方塊 圖。 第2圖是表示本發明一實施方式的電池管理電路的動 作的概念的時序圖。 第3圖是對本發明一實施方式的電池管理電路檢測的 電池電壓的變化量的電池剩餘容量的特性表的示意圖。 第4圖是對本發明一實施方式的電池管理電路計量的 電池電壓的恢復時間的電池剩餘容量的特性表的示意圖。 第5圖是以往的電池管理電路的方塊圖。

【圖式標示說明】 10 :電池 2 0 :微電腦（電池控制裝置、電壓恢復時間計量裝置） 3 0 :調節器

Rl、R2 :分壓電阻（電池電壓檢測裝置、第一及第二 分壓電阻） R3、R4 :電阻

Trl :開關元件（開關電晶體）

12510pifl.ptc 第14頁

Claims (1)

1259283 案號92129868_Θ十年“月 G曰 修正_ 六、申請專利範圍 : 1. 一種電池管理電路，具有用於檢測電池電壓的電池 電壓檢測裝置，與對於上述電池並聯地連接串聯連接的電 阻以及開關元件，其特徵在於還具有： 使上述開關元件導通，在上述電阻上流過上述電池電 流，從而得到關於上述電池電壓檢測裝置檢測的上述電池 電壓的變化的資訊的電池控制裝置， 上述電池控制裝置，根據關於上述電池電壓的變化的 資訊，確定上述電池的剩餘容量。

2. 如申請專利範圍第1項所述的電池管理電路，其特 徵在於上述電池電壓檢測裝置具備串聯連接的第一以及第 二分壓電阻， 上述第一以及第二分壓電阻對於電池是並聯連接的， 將在上述第一分壓電阻與上述第二分壓電阻的連接點的電 壓作為上述電池的電壓進行檢測。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述的電池管理電 路，其特徵在於關於上述電池電壓的變化的資訊，是在上 述開關元件導通之際，由上述電池電壓檢測裝置檢測的上 述電池電壓的變化量。

4 ·如申請專利範圍第1項所述的電池管理電路，其特 %:在於具備計量對於上述開關元件在導通狀態由上述電池 γ管理電路檢測的電池的電壓、從上述開關元件截止後開始 灰復到規定的電壓值的時間的電壓恢復時間計量裝置， 關於上述電池電壓的變化的資訊，是由上述電壓恢復 時間計量裝置計量的上述時間。

第15頁 1259283 案號 92129868 Α斗年△月么日__ 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第1項所述的電池管理電路，其特 徵在於具備儲存關於上述電池的上述剩餘容量的特性資訊 的裝置， 上述電池電壓檢測裝置，根據關於上述電池電壓的變 化的資訊，參照上述進行儲存的裝置的上述特性資訊，確 定上述電池的剩餘容量。 6. —種電子機械，其特徵在於具備申請專利範圍第1 項至第5項的其中之一項所述的電池管理電路，從上述電 池供給動作電源。

7. 如申請專利範圍第6項所述的電子機械，其特徵在 於消耗上述動作電源的電能的構成元件是上述電阻。

第16頁 1259283 修正 _案號 92129868 六、指定代表圖 (一） 、本案代表圖為：第—一 1 一一圖 (二） 、本案代表圖之元件代表符號簡單說明： 10 電 池 20 微 電 腦 30 調 即 器 R1 、R2 分 壓電阻 R3 、R4 ： 電 阻 Trl :開關元件

12510pifl.ptc 第4頁