TWI404965B - 檢測多電池單元個數的電路、監測系統、以及檢測電池組中電池單元個數的方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種電池檢測技術,特別是一種多電池單元檢測技術。
多電池單元之可充電池,因其容量相對較大而適用於多種場合,例如,筆記型電腦、手機、個人數位助理等電子設備,但不以此為限。某些種類的電池組,例如:鋰離子電池組,可根據各種不同電壓需求採用不同電池單元數目的電池來提供電能。例如,鋰離子電池組可提供不同電壓的電能,例如10.8V(三個電池單元)、14.4V(四個電池單元)、18V(五個電池單元)、21.6V(六個電池單元)等。這樣,需正確地配置一電池管理積體電路以對不同電池單元個數的電池組進行監測和保護。
一些配置電池管理積體電路的現有技術,包括一次性可編程(One Time Programmable,OTP)配置、微處理器控制單元(MCU)配置、以及附加引腳配置。圖1所示為現有技術中根據常規OTP配置的電池管理積體電路102示意圖。電池管理積體電路102與OTP記憶體104整合在一起。通常,自動測試設備106在晶片測試階段配置OTP記憶體104,進而使電池管理積體電路102支援特定的電池單元個數。但是,在配置結束後,電池管理積體電路102可能無法可支持包括其他電池單元個數的電池組。
圖2所示為現有技術中根據常規MCU配置的電池管理積體電路202示意圖。電池單元的個數資訊被儲存於微處理器控制單元206中,微處理器控制單元206配置電池管理積體電路202中的暫存器204。當電池管理積體電路202通電時,微處理器控制單元206將電池單元的個數資訊寫入暫存器204中。電池管理積體電路202可支援多種電池單元個數,但微處理器控制單元206需要軟體支援並且造價相對昂貴。
圖3所示為現有技術中根據常規附加引腳配置的電池管理積體電路302示意圖。電池管理積體電路302的若干引腳用於配置電池管理積體電路302。如圖3所示,電池管理積體電路302包括兩個配置引腳304和306,配置引腳304和306可被連接至不同電壓位準,用以指示電池管理積體電路302支援的電池單元個數。例如,當配置引腳304連接至電源電壓(VDD),配置引腳306連接至地電壓(VSS)時,支援的電池單元個數為示例性的五個;當配置引腳304和306都連接至電源電壓,電池單元個數為三個節;當配置引腳304和306都連接至地電壓,電池單元個數為六個。但是,為支援不同電池單元個數的電池組,安裝電池管理積體電路302的印刷電路板的佈局需要更改,以便將配置引腳304和306連接至不同的電壓位準。
本發明要解決的技術問題在於提供一種檢測多電池單元個數的電路、系統及方法,能夠克服現有技術中電池管理積體電路無法靈活地支援各種電池單元個數的應用場合的缺陷。
本發明提供一種檢測多電池單元個數的電路,包括:一檢測模組,連接至該多電池單元中的每一該電池單元,在一第一檢測模式提供指示該多電池單元中之一端點電壓的一端點電壓信號,以及在一第二檢測模式提供指示該電池單元電壓的一電池單元電壓信號;以及一控制器,連接至該檢測模組,並根據該端點電壓信號和該電池單元電壓信號提供指示該多電池單元之個數的一電池單元計數信號。
本發明還提供一種監測系統,包括:一電池組;一檢測電路,連接至該電池組,檢測該電池組中的多個電池單元;多個電池單元監測器,其中,每一該電池單元監測器監測一相對應電池單元;以及一開關電路,連接至該檢測電路,致能該多個電池單元監測器,並將已致能的該多個電池單元監測器分別連接至該多個電池單元。
本發明還提供一種檢測電池組中電池單元個數的方法,包括:檢測一電池組中多個電池單元之其中之一的一端點電壓;提供指示該端點電壓的一端點電壓信號;檢測該電池單元的一電池單元電壓;提供指示該電池單元電壓的一電池單元電壓信號;以及根據該端點電壓信號和該電池單元電壓信號產生指示該多個電池單元之個數的一電池單元計數信號。
與現有技術相比,本發明中的電池單元個數檢測電路可檢測多電池單元的電池單元個數,並產生指示個數的電池單元計數信號。這樣,電池管理積體電路可靈活地支援不同個數電池單元的應用場合。另外,根據電池單元的個數,可實現相應的電池單元監測和保護功能。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述,但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地,本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外,在以下對本發明的詳細描述中,為了提供針對本發明的完全的理解,提供了大量的具體細節。然而,於本技術領域中具有通常知識者將理解,沒有這些具體細節,本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中,對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述,以便於凸顯本發明之主旨。
根據本發明的一個實施例,電池單元個數檢測電路檢測N個電池單元的數量,並產生指示電池單元個數N的計數信號。這樣,電池電源管理積體電路可靈活支援不同電池單元個數的應用場合。另外,根據電池單元的個數N,可實現相應的電池單元監測和保護功能。
圖4所示為根據本發明一實施例檢測電池單元個數N的檢測電路400的結構示意圖。在一實施例中,電池單元被整合在電池組450中,電池組450可容納M個電池單元,其中M為整數。M個電池單元可串聯連接,形成M+1個電池節點BAT0
至BATM
。如果電池組450中的M個電池單元為串聯連接,則電池節點BAT0
至BATM
的電壓位準依序升高。電池組450還包括電池組端點454和452。電池節點BAT0
連接至電池組端點454,電池節點BATM
連接至電池組端點452。在一實施例中,電池組450還包括M個濾波電容462-1至462-M,分別與M個電池單元並聯。在如圖4所示的實施例中,電池組450包括N個串聯連接的電池單元460-1至460-N,其中N=1,2…M。
檢測電路400連接至電池組450,用以檢測電池單元的個數N並提供用於指示個數N的電池單元計數信號480。在一個實施例中,檢測電路400包括檢測模組470和控制器404。檢測電路400在至少進行過一輪電池單元個數的檢測後,提供指示電池單元個數N的電池單元計數信號480。在每輪電池單元個數檢測中,控制器404選擇電池組450中的一個電池單元進行檢測。檢測模組470對所選的電池單元進行檢測,並輸出一狀態信號402。基於狀態信號402,控制器404可提供電池單元計數信號480或者繼續選擇一個新的電池單元。當選中新的電池單元之後,開始新一輪的電池單元個數檢測。這樣的電池單元個數檢測不斷地被重複,直至控制器404根據狀態信號402提供電池單元計數信號480。
在一實施例中,檢測模組470包括運算放大器406、電阻410、412、414、416、418和420、預放電開關430、參考開關432、第一組檢測開關440-1至440-M以及第二組檢測開關442-1至442-M。在一實施例中,檢測模組470中的所有開關皆由控制器404透過控制信號408控制。每個控制信號控制檢測模組470中一個開關的導通狀態。運算放大器406的反相輸入端透過電阻412和參考開關432接收參考電壓VREF
。運算放大器406的反相輸入端還透過電阻416連接至第一組檢測開關440-1至440-M。運算放大器406的非反相輸入端通過電阻420接地。運算放大器406的非反相輸入端還透過電阻418連接至第二組檢測開關442-1至442-M。電阻414連接於運算放大器406的反相輸入端與輸出之間。預放電開關430和電阻410串聯連接於電池組端點452與地之間。
在一實施例中,第K個檢測開關440-K透過電阻416連接至運算放大器406的反相輸入端,同時連接至第K個電池單元的正極,即第K個電池節點BATK
,其中,K為整數,且K=1,2…M。第K個檢測開關442-K透過電阻418連接至運算放大器406的非反相輸入端,同時連接至第K個電池單元的負極,即第K個電池節點BATK-1
。控制器404控制第一組檢測開關440-1~440-M和第二組檢測開關442-1~442-M的狀態,以監測電池組450中對應電池單元的狀態。例如,為監測第K個電池單元的狀態,控制器404透過控制信號408導通檢測開關440-K和442-K,將第K個電池單元連接至運算放大器406,同時控制其他檢測開關關斷。
在檢測電池單元個數之前,控制器404執行預放電以避免錯誤的電池檢測(例如,當存留在一或多個濾波電容462-1至462-M中的電荷相對較大時)。在預放電時,控制器404透過控制信號408導通預放電開關430並關斷其他開關。這樣,濾波電容462-1至462-M透過預放電開關430以及電阻410進行放電。在一實施例中,控制器404為預放電設置一放電電流(例如,50uA)和放電時間(例如,100ms)。
在檢測電池單元個數時,為檢測第K個電池單元的狀態,控制器404將檢測電路400控制於工作在第一檢測模式和第二檢測模式。在第一檢測模式,控制器404導通檢測開關440-K和參考開關432,並關斷檢測開關442-K和預放電開關430。在第二檢測模式,控制器404導通檢測開關440-K和442-K,並關斷參考開關432和預放電開關430。
在第一檢測模式中,透過導通檢測開關440-K,電池節點BATK
連接至運算放大器406的反相輸入端,同時,透過關斷檢測開關442-K,電池節點BATK-1
與運算放大器406的非反相輸入端解耦合。這樣,運算放大器406可接收電池節點BATK
處的端點電壓。運算放大器406根據端點電壓輸出狀態信號402,例如,指示電池節點BATK
處的端點電壓的端點電壓信號VOUT1
。VOUT1
可由公式(1)計算得到:
其中,VREF
是參考電壓、VBATK
是電池節點BATK
處的節點電壓、R412
是電阻412的阻值、R414
是電阻414的阻值、R416
是電阻416的阻值。這樣,可計算得出端點電壓信號VOUT1
並將其輸出至控制器404。控制器404將端點電壓信號VOUT1
與第一臨限值相比較,以決定第K個電池單元的存在狀態。
在第二檢測模式中,透過導通檢測開關440-K和442-K,電池節點BATK
和電池節點BATK-1
分別連接至運算放大器406的反相輸入端和非反相輸入端。這樣,運算放大器406可接收第K個電池單元的電池電壓。運算放大器406根據電池電壓輸出一狀態信號402,例如,指示第K個電池單元的電池電壓的電池單元電壓信號VOUT2
。VOUT2
可由方程式(2)計算得之:
VBATK-1
是電池節點BATK-1
處的電壓、R418
是電阻418的阻值、R420
是電阻420的阻值。這樣,可計算得出電池單元電壓信號VOUT2
並將其輸出至控制器404。控制器404將電池單元電壓信號VOUT2
與第二臨限值(例如,0.5V)相比較,以決定第K個電池單元的存在狀態。
另外,根據第K個電池單元的存在狀態,控制器404可提供電池單元計數信號480或者繼續選擇一個新的電池單元。如上所述,重複檢測電池單元個數直到控制器404根據狀態信號402提供電池單元計數信號480。在每輪電池單元個數之檢測中,控制器404根據預定電池檢測順序從電池組450中選擇一電池單元。在一實施例中,預定電池檢測順序是從高電壓側至低電壓側,該檢測順序將在圖5中詳細描述。在一實施例中,預定電池檢測順序是從低電壓側至高電壓側,該檢測順序將在圖6中詳細描述。
有利的是,根據本發明的電池單元個數檢測電路可檢測電池單元個數N,並在電池組工作時產生指示電池單元個數的電池單元計數信號。這樣,電池管理積體電路可更靈活地支援不同電池單元個數的場合。另外,可根據電池單元個數N實現電池單元監測和保護功能。
圖5所示為根據本發明個實施例檢測電路(例如,圖4中所示之檢測電路400)檢測電池單元個數的步驟。圖5將結合圖4進行描述。如圖4之描述,可支援M個電池單元包括N個串聯連接的電池單元,其中N=1,2…M的電池組450。在圖5所示的實施例中,控制器404由高電壓側向低電壓側從電池組450中選擇一電池單元。
在步驟510中,電池組450連接至檢測電路400,檢測電路400開始被供電。在步驟512中,控制器404導通預放電開關430進行預放電,以避免檢測電路400發生錯誤的電池單元檢測。
在步驟514中,控制器404選擇電池單元460-K。在圖5的實施例中,首先將K設置為M以便從高電壓側開始進行第一輪之電池單元檢測。控制器404導通檢測開關440-K和參考開關432,並關斷檢測開關442-K和預放電開關430使檢測電路400工作在第一檢測模式。在第一檢測模式下,檢測模組470輸出指示電池節點BATK
處端點電壓的端點電壓信號VOUT1
。
在步驟516中,控制器404將端點電壓信號VOUT1
與第一臨限值相比較,以決定電池單元460-K的存在狀態。在一實施例中,如果端點電壓信號VOUT1
小於第一臨限值,則可檢測出電池節點BATK
處於開路狀態。在此種情況下,可判斷出電池節點BATK
為未連接狀態,即電池單元460-K不存在(如步驟518所示)。在步驟520中,控制器404選擇電池單元460-(K-1),則流程圖500返回步驟514開始新一輪的電池單元個數檢測。
但是,如果端點電壓信號VOUT1
大於第一臨限值,控制器404導通檢測開關440-K和442-K,並關斷參考開關432和預放電開關430,如步驟522所示,檢測電路400則工作在第二檢測模式。在第二檢測模式下,檢測模組470輸出指示電池單元460-K之電池電壓的電池單元電壓信號VOUT2
。
在步驟524中,控制器404將電池單元電壓信號VOUT2
與第二臨限值相比較,以決定電池單元460-K的存在狀態。在一實施例中,。如果電池單元電壓信號VOUT2
小於第二臨限值,則可檢測出電池節點BATK
與電池節點BATK-1
之間為非正常狀態。例如,電池節點BATK
與電池節點BATK-1
之間發生短路,或電池單元460-K電壓過低無法正常工作。在此種情況下,在步驟528中,控制器404輸出指示非正常狀態的警告信號。如果電池單元電壓信號VOUT2
大於第二臨限值,在步驟526中,可判斷出電池單元460-K存在。
在步驟530中,控制器404根據所檢測到存在的電池順序數K計算電池單元個數N,並提供指示電池單元個數N的電池單元計數信號480。換言之,電池單元個數N相等於電池單元個數M減去不存在的電池單元個數。當獲知電池單元個數N後,電池單元個數檢測終止。在一實施例中,控制器404還可根據電池單元個數N選擇電池單元460-(N+1),以監測電池組450中的新插入電池單元。
圖6所示為根據本發明另一實施例檢測電路(例如,圖4中所示之檢測電路400)檢測電池單元個數的步驟。圖6結合圖4進行描述。在圖6所示的實施例中,控制器404由低電壓側向高電壓側從電池組450中選擇一電池單元,電池單元個數檢測由第一個電池單元460-1開始。
在步驟610中,電池組450連接至檢測電路400,檢測電路400被供電。在步驟612中,控制器404進行預放電,以避免檢測電路400發生錯誤的電池單元檢測。
在步驟614中,控制器404選擇電池單元460-K。在圖6的實施例中,首先將K設置為1以便從低電壓側開始第一輪電池檢測。檢測電路400工作在第一檢測模式輸出指示電池節點BATK
端點電壓的端點電壓信號VOUT1
。在步驟616中,控制器404將端點電壓信號VOUT1
與第一臨限值相比較,以決定電池單元460-K的存在狀態。在步驟618中,如果端點電壓信號VOUT1
小於第一臨限值,則可檢測出電池單元460-K不存在。
在步驟630中,控制器404根據所檢測到存在的電池順序數K計算電池單元個數N,並提供指示電池單元個數N的電池單元計數信號480。接著,電池單元個數檢測終止。在一實施例中,控制器404還根據電池單元個數N選擇電池單元460-(N+1),以監測電池組450中的新插入電池單元。
但如果端點電壓信號VOUT1
大於第一臨限值,在步驟622中,控制器404控制檢測電路400,使其工作在第二檢測模式。在第二檢測模式下,檢測模組470輸出指示電池單元460-K之電池電壓的電池單元電壓信號VOUT2
。
在步驟624中,控制器404將電池單元電壓信號VOUT2
與第二臨限值相比較,以決定電池單元460-K的存在狀態。如果電池單元電壓信號VOUT2
小於第二臨限值,則可檢測出電池節點BATK
與電池節點BATK-1
之間為非正常狀態。在此種情況下,在步驟628中,控制器404輸出指示非正常狀態的警告信號。如果電池單元電壓信號VOUT2
大於第二臨限值,在步驟626中,可判斷出電池單元460-K存在。
在步驟629中,控制器404選擇電池單元460-(K+1),流程圖600回到步驟614以開始新一輪之電池單元檢測,直至步驟630中產生電池單元計數信號480。
在一實施例中,檢測模組470檢測電池組450中每個電池單元的存在狀態,以提供電池單元計數信號480。在一實施例中,當檢測電路400被供電後,自動對電池組450進行電池單元個數之檢測。在另一實施例中,檢測電路400可由一信號觸發(例如,由監測電池組電壓的電池管理積體電路所產生的欠壓信號)。例如,當電池組450的電壓突然下降,觸發了欠壓信號時,檢測電路400可進行電池單元個數檢測以檢測電池組450中的電池單元個數,進而決定是否因為某個電池單元不存在而導致電池組450之電壓下降。
圖7所示為根據本發明一實施例檢測電路(例如,圖4中所示之檢測電路400)中的控制器404的結構示意圖。圖7將結合圖4、圖5、及圖6進行描述。控制器404包括比較器702、計數器704、狀態機706以及臨限值產生器730。臨限值產生器730包括多工器708、電壓源710及712。比較器702將狀態信號402與第一臨限值或第二臨限值相比較。比較器702將比較結果輸入狀態機706,狀態機706提供一內部控制信號716控制多工器708,並輸出控制信號408,同時向計數器704提供時脈週期信號714。
根據內部控制信號716,多工器708在第一檢測模式下選擇電壓源710,在第二檢測模式下選擇電壓源712。計數器704根據比較器702的比較結果以及時脈週期信號714提供電池單元計數信號480。具體而言,如果電池單元個數檢測如圖5所示由高電壓側向低電壓側進行,計數器704則根據如步驟518所示檢測出的所有不存在的電池(即為第一檢測模式中比較器702的比較結果),提供電池單元計數信號480。如果電池單元個數檢測如圖6所示由低電壓側向高電壓側進行,計數器704則根據如圖6之步驟626所示檢測出的所有存在的電池(即為第二檢測模式中比較器702的比較結果),提供電池單元計數信號480。檢測電路400中的開關根據控制信號408導通或關斷,檢測電路400可工作在圖5或圖6所示的流程中。
在一實施例中,如果如圖5所示之步驟526或圖6所示之步驟626中的短路狀況發生,狀態機706根據比較器702的比較結果提供一警告信號(圖7中未示)。
圖8所示為根據本發明一實施例電池管理系統800示意圖。在圖8的實施例中,電池組850可包括N+2個電池單元。電池單元監測器802-1至802-(N+2)分別監測各個電池單元的狀態,如電壓、電流、溫度等。檢測電路400提供電池單元監控信號810-1至810-(N+2)以致能或關斷電池單元監測器802-1至802-(N+2)。
在圖8的實施例中,電池組850包括N個串聯連接的電池單元860-1至860-N,以及電池組端點854和852。在不存在的電池單元的電極位置有端點,例如,端點890和892,以為新電池的插入作準備。
在一實施例中,如果檢測電路400檢測到電池組850中的電池單元802-1至802-N存在,檢測電路400致能電池單元監測器802-1至802-N,同時關斷電池單元監測器802-(N+1)至802-(N+2)。如果一電池單元不存在,其相應的電池單元監測器則不會被致能。在一實施例中,如果檢測電路400檢測到一電池單元剛被插入電池組850中,檢測電路400致能相應的電池單元監測器監測新插入電池單元的狀態。這樣,只有對應於目前存在電池單元的電池單元監測器會被致能,可提高電源管理系統800的效能。
圖9所示為根據本發明一實施例電池管理積體電路900示意圖。圖4中所示之檢測電路400或圖8中所示之電池管理系統800可整合為電池管理積體電路900。由於電池管理積體電路900可進行電池單元個數檢測,相較於需要附加引腳配置電池單元個數的常規電池管理積體電路,電池管理積體電路900節省了引腳。
如圖9所示的實施例中,電池管理積體電路900檢測包括電池單元460-1、460-2和460-3的電池組450。如果第四個電池單元插入節點490和492之間,電池管理積體電路900也可檢測到此電池單元,並致能相對應的電池單元監測器。
圖10所示為根據本發明一實施例檢測電池單元個數N的方法流程圖1000。儘管在圖10中揭示了具體的步驟,這些步驟僅為示例性的,亦即,本發明可執行其他步驟或圖10中步驟的變形。
在步驟1010中,檢測所選電池單元(例如,第K個電池單元)的端點電壓。在一實施例中,在第一檢測模式下,第K個電池單元的節點,即第K個電池單元的正極連接至一運算放大器,以檢測第K個電池單元的端點電壓。在一實施例中,對N個濾波電容進行預放電,每一個濾波電容都與N個電池單元中的一個相並聯。在步驟1020中,在一實施例中,運算放大器可產生一指示第K個電池單元之端點電壓之端點電壓信號。
在步驟1030中,檢測如第K個電池單元的電池單元電壓。在一實施例中,在第二檢測模式下,第K個電池單元之節點,即第K個電池單元的正極,以及第K-1個電池單元之節點,即第K個電池單元的,負極連接至運算放大器,以檢測第K個電池單元的電池單元電壓。在步驟1040中,提供指示第K個電池單元電壓的電池單元電壓信號。
在步驟1050中,根據端點電壓信號和電池單元電壓信號產生指示電池單元個數N的電池單元計數信號。在一實施例中,在第一檢測模式比較端點電壓信號和第一臨限值,決定第K個電池單元是否處於開路狀態,在第二檢測模式比較電池單元電壓信號和第二臨限值,決定第K個電池單元是否處於短路狀態。如果端點電壓信號大於第一臨限值並且電池單元電壓信號大於第二臨限值,即第K個電池單元既不處於開路狀態也不處於短路狀態,則可決定第K個電池單元存在。在一實施例中,當第K個電池單元存在但第K+1個電池單元不存在時,電池單元個數N等於K。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然,在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解,本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此,在此披露之實施例僅用於說明而非限制,本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定,而不限於此前之描述。
102...電池管理積體電路
104...OTP記憶體
106...自動測試設備
202...電池管理積體電路
204...暫存器
206...微處理器控制單元
302...電池管理積體電路
304、306...配置引腳
400...檢測電路
402...狀態信號
404...控制器
406...運算放大器
408...控制信號
410~420...電阻
430...預放電開關
432...參考開關
440-1~440-M...第一組檢測開關
442-1~442-M...第二組檢測開關
450...電池組
452、454...電池組端點
460-1~460-N...電池單元
462-1~462-M...濾波電容
470...檢測模組
480...電池單元計數信號
490、492...節點
500...流程圖
510~530...步驟
600...流程圖
610~630...步驟
702...比較器
704...計數器
706...狀態機
708...多工器
710、712...電壓源
714...時脈週期信號
716...內部控制信號
730...臨限值產生器
800...電池管理系統
802-1~802-(N+2)...電池單元監測器
810-1~810-(N+2)...電池單元監控信號
850...電池組
852、854...電池組端點
860-1~860-N...電池單元
890、892...端點
900...電池管理積體電路
1000...流程圖
1010~1050...步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述,以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中:
圖1所示為現有技術中根據常規OTP配置的電池管理積體電路示意圖。
圖2所示為現有技術中根據常規MCU配置的電池管理積體電路示意圖。
圖3所示為現有技術中根據常規附加引腳配置的電池管理積體電路示意圖。
圖4所示為根據本發明一實施例檢測電池單元個數N的檢測電路的結構示意圖。
圖5所示為根據本發明個實施例檢測電路檢測電池單元個數的步驟。
圖6所示為根據本發明另一實施例檢測電路檢測電池單元個數的步驟。
圖7所示為根據本發明一實施例檢測電路中的控制器結構示意圖。
圖8所示為根據本發明一實施例電池管理系統示意圖。
圖9所示為根據本發明一實施例電池管理積體電路示意圖。
圖10所示為根據本發明一實施例檢測電池單元個數的方法流程圖。
400...檢測電路
402...狀態信號
404...控制器
406...運算放大器
408...控制信號
410~420...電阻
430...預放電開關
432...參考開關
440-1~440-M...第一組檢測開關
442-1~442-M...第二組檢測開關
450...電池組
452、454...電池組端點
460-1~460-N...電池單元
462-1~462-M...濾波電容
470...檢測模組
480...電池單元計數信號
Claims (22)
- 一種檢測多電池單元個數的電路,包括:一檢測模組,耦接至該多電池單元中的每一該電池單元,在一第一檢測模式提供指示該多電池單元中之一端點電壓的一端點電壓信號,以及在一第二檢測模式提供指示該電池單元電壓的一電池單元電壓信號;以及一控制器,耦接至該檢測模組,並根據該端點電壓信號和該電池單元電壓信號提供指示該多電池單元之個數的一電池單元計數信號。
- 如申請專利範圍第1項的電路,其中,該檢測模組包括:一運算放大器,耦接至該多電池單元,產生該端點電壓信號和該電池單元電壓信號;以及一第一開關及一第二開關,以切換該電路在該第一檢測模式和該第二檢測模式下工作,其中,在該第一檢測模式下,該第一開關導通以及該第二開關關斷,在該第二檢測模式下,該第一開關和該第二開關都導通,其中,該第一開關耦接在該多電池單元的一第一極和該運算放大器的一第一輸入端之間,該第二開關耦接在該多電池單元的一第二極和該運算放大器的一第二輸入端之間。
- 如申請專利範圍第1項的電路,其中,該檢測模組進一步包括:一運算放大器,耦接至該多電池單元,產生該端點電壓信號和該電池單元電壓信號;一第一組開關,將該多電池單元的一正極耦接至該運算放大 器;以及一第二組開關,將該多電池單元的一負極耦接至該運算放大器。
- 如申請專利範圍第1項的電路,其中,該控制器在該第一檢測模式比較該端點電壓信號與一第一臨限值,在該第二檢測模式比較該電池電壓信號與一第二臨限值。
- 如申請專利範圍第4項的電路,其中,當該端點電壓信號大於該第一臨限值並且該電池單元電壓信號大於該第二臨限值時,該控制器檢測出該電池單元存在。
- 如申請專利範圍第1項的電路,進一步包括:一預放電開關,耦接該多電池單元串聯,為多個濾波電容放電,其中,每一該多個濾波電容與一相對應電池單元並聯。
- 如申請專利範圍第1項的電路,其中,該控制器包括:一臨限值產生器,產生一第一臨限值及一第二臨限值;一比較器,耦接至該臨限值產生器,分別比較該端點電壓信號與該第一臨限值,以及該電池單元電壓信號與該第二臨限值;以及一計數器,耦接至該比較器,根據該比較器所產生的多個比較結果提供該電池單元計數信號。
- 如申請專利範圍第7項的電路,該控制器進一步包括:一狀態機,耦接至該臨限值產生器和該計數器,為該臨限值產生器和該計數器提供一時脈週期信號。
- 一種監測系統,包括:一電池組;一檢測電路,耦接至該電池組,檢測該電池組中的多個電池 單元;多個電池單元監測器,其中,每一該電池單元監測器監測一相對應電池單元;以及一開關電路,耦接至該檢測電路,致能該多個電池單元監測器,並將已致能的該多個電池單元監測器分別耦接至該多個電池單元。
- 如申請專利範圍第9項的監測系統,其中,該檢測電路產生指示該多個電池單元之個數的一電池單元計數信號。
- 如申請專利範圍第9項的監測系統,其中,該檢測電路包括:一檢測模組,耦接至該電池組,檢測該電池組中第K個電池單元的一存在狀態,並提供指示該第K個電池單元是否存在的一狀態信號;以及一控制器,耦接至該檢測模組,根據一數字K及該狀態信號計算該多個電池單元之個數。
- 如申請專利範圍第11項的監測系統,其中,如果指示該第K個電池單元之一端點電壓的該端點電壓信號大於一第一臨限值,並且指示該第K個電池單元之電池單元電壓的該電池單元電壓信號大於一第二臨限值,該狀態信號指示該第K個電池單元存在。
- 如申請專利範圍第11項的監測系統,其中,如果該狀態信號指示該第K個電池單元存在,該檢測模組對第K+1個電池單元的一存在狀態進行檢測,如果該第K+1個電池單元不存在,則該多個電池單元之個數等於該數字K。
- 如申請專利範圍第11項的監測系統,其中,如果該狀態信號指示該第K個電池單元不存在,該檢測模組對第K-1個 電池單元的一存在狀態進行檢測,如果該第K-1個電池單元存在,則該多個電池單元之個數等於數字K-1。
- 如申請專利範圍第9項的監測系統,其中,已致能的該多個電池單元監測器分別監測該多個電池單元的電壓。
- 如申請專利範圍第9項的監測系統,其中,已致能的該多個電池單元監測器分別監測該多個電池單元的電流。
- 如申請專利範圍第9項的監測系統,其中,已致能的該多個電池單元監測器分別監測該多個電池單元的溫度。
- 一種檢測電池組中電池單元個數的方法,包括:檢測一電池組中多個電池單元之其中之一的一端點電壓;提供指示該端點電壓的一端點電壓信號;檢測該電池單元的一電池單元電壓;提供指示該電池單元電壓的一電池單元電壓信號;以及根據該端點電壓信號和該電池單元電壓信號產生指示該多個電池單元之個數的一電池單元計數信號。
- 如申請專利範圍第18項的方法,進一步包括:對分別與該多個電池單元並聯的多個濾波電容進行放電。
- 如申請專利範圍第18項的方法,進一步包括:比較該端點電壓信號與一第一臨限值;以及比較該電池單元電壓信號與一第二臨限值。
- 如申請專利範圍第18項的方法,進一步包括:如果該端點電壓信號大於該第一臨限值並且該電池單元電壓信號大於該第二臨限值,認定該電池單元存在。
- 如申請專利範圍第18項的方法,進一步包括:該電池單元耦接至一運算放大器;以及 將該電池單元與該運算放大器解耦合。
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2010
- 2010-08-31 TW TW099129190A patent/TWI404965B/zh not_active IP Right Cessation
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