TWI463722B - 充／放電控制系統及其充／放電流控制方法 - Google Patents

充／放電控制系統及其充／放電流控制方法 Download PDF

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Description

充/放電控制系統及其充/放電流控制方法
本發明係有關一種電源系統以及控制電源系統充放電的方法。
在一些應用中，例如電動汽車中，電源供應系統可為一或多個電氣負載(例如，汽車系統)提供電壓，電壓可能高於或低於期望供應電壓。在這些應用中，直流/直流(DC/DC)轉換器可用以將輸入供應電壓轉換成期望電源電壓。在這些系統中，可能包括電池在某些情形下(例如，電源供應系統失效時)為一或多個電氣負載供電，並/或在DC/DC轉換器及負載間提供一緩衝器。DC/DC轉換器可直接耦接至電池。在上述應用中，電源供應系統可為電池充電，且電池可為負載(例如，一或多個汽車系統)供電。
DC/DC轉換器可包括輸出電流限制以限制源自DC/DC轉換器的輸出電流，進而限制供給電池和/或負載的電流。電流限制通常用以保護DC/DC轉換器。相應地，DC/DC轉換器之電流限制可不提供流向電池的充電電流的控制，且在一些情形下，如負載短路時，不限制電池與負載間的放電電流。
本發明的目的為提供一種充/放電控制系統，包括：一控制電路，檢測一電池充電電流或一電池放電電流；一第一電晶體，若該電池放電電流超過一電池最大放電電流設定值，則該第一電晶體使一負載至少與一電池及一直流/直流轉換器中的其中之一斷開；以及一第二電晶體，調節該電池充電電流以使該電池充電電流保持等於或接近一充電電流設定值。
本發明還提供一種充/放電流控制方法，包括：透過一控制電路檢測一電池放電電流或一電池充電電流；若該電池放電電流超過一電池最大放電電流設定值，則透過一第一電晶體使一負載與一電池及一直流/直流轉換器中的其中之一斷開；以及透過一第二電晶體調節該電池充電電流，以使該電池充電電流保持等於或接近一充電電流設定值。
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。
本發明所揭露的系統和/或方法可提供電池充電控制及放電電流保護功能。該系統接收來自直流/直流(DC/DC)轉換器的輸入電源，並為電池或負載供電。提供給該系統的輸入電源(例如，來自DC/DC轉換器的輸入電源)與DC/DC轉換器的輸出電源相對應。電池可為一或多個其他系統(負載)提供不同於DC/DC轉換器的輸入電壓的電壓。該系統可個別提供電池充電路徑及電池放電路徑之控制。部分充電路徑可與部分放電路徑重疊。電池充電路徑可包括DC/DC轉換器，可將輸入電壓轉換為電池充電電壓。電池放電路徑可包括負載，且從電池(和/或DC/DC轉換器)提供電能給負載。該系統和/或方法可分別實現控制電池充電電流及提供放電電流保護。
該系統可檢測電池充電電流並調節電池充電電流，以使電池充電電流保持在預定充電電流值的一個範圍(例如，正負5%)內。該系統可檢測電池放電電流並在檢測到放電電流超過一臨限值(例如，負載短路)時，斷開負載與電池(和/或DC/DC轉換器)。
本文中關於負載與電池的內容中的“連接”，對應於以允許電流流經的方式耦接，“斷開”指以不允許電流流經的方式耦接。例如，如果電流可在電池與負載間流通，則負載與電池“連接”。換言之，如果從電池的正端經負載至電池的負端存在一條連續的路徑(因此電流可流通)，則負載與電池連接。如果負載與電池“斷開”，電流無法流通於電池及負載之間。斷開的負載和電池仍然可能耦接在一起，例如電池的正端可與負載接在一起，但電池的負端未與負載接在一起。
在並非關於負載、電池及流經負載及電池之間的電流的內容中，“耦接”可包括中間元件，而“連接”指直接耦接(例如，沒有中間元件)。例如，第一元件與第二元件間存在連續路徑且連續路徑可包括中間元件，則第一元件與第二元件耦接。在另一例中，第一元件與第二元件間存在連續路徑且連續路徑未包括中間元件，則第一元件與第二元件連接(直接耦接)。
圖1所示為本發明一實施例電源拓撲100的結構示意圖，電源拓撲100包括可控制電池充電並在電池放電過程中提供保護的系統102。電源拓撲100可包括直流/直流(DC/DC)轉換器104、電池106和負載108。系統102可包括控制電路，例如電池充電器及電池放電電流保護電路114、感應電阻Rs、第一電晶體Q11及第二電晶體Q12。系統102可防止過大的電池放電電流從電池106經第一(電池放電)路徑110流向負載108，且系統102可控制流經第二(電池充電)路徑112的電池充電電流。
DC/DC轉換器104可在其輸入端VIN+及VIN-接收輸入電源(電壓及電流)，並在其輸出端提供電壓和電流，其輸出端可與埠VDC+及VDC-耦接。埠VDC+及VDC-的電壓可與輸入端VIN+及VIN-的電壓不同，且埠VDC+及VDC-的電壓可與電池106的標稱電壓對應。
例如，在電動汽車中，輸入電源可由電動汽車的主電池提供，例如，用於汽車推動的電池。主電池的電壓取決於電池技術(例如，鉛酸、鋰離子)，大約介於50伏特至100伏特之間。接續此例，DC/DC轉換器104之輸出電壓可對應於負載108中一或多個汽車系統的傳統電源電壓。汽車系統可包括電動座椅、窗戶和/或閘鎖、娛樂系統、導航系統、舒適系統和/或其他由傳統汽車電源(如標稱電壓12V)供電的汽車系統，但不以此為限。當主電池失效或無法使用的情況下，電池106可為汽車系統供電。相應地，電池106的標稱電壓可為12伏。本發明並不僅限於一特別的電池電壓，並可應用於具有更高或更低輸出電壓的DC/DC轉換器。
電池106以其標稱電壓向負載108供電。電池106可保護DC/DC轉換器104的輸出電壓。在DC/DC轉換器104斷路、無法使用和/或失效的情況下，電池106可在預設時間段內向負載108供電。例如，電池106具有的電池容量與電池提供電流的時間相對應，在此時間內，電池維持輸出電壓高於一值(例如，高於負載的最低工作電壓)。
系統102可分別控制電池充電路徑112及電池放電路徑110。系統102可控制流向電池106的充電電流，並預防過大的放電電流流經電池106(例如，負載短路時)。電池放電路徑110中的電流(放電電流)可由電池106的正端流經埠BATT+、第二電晶體Q12、 感應電阻Rs、第一電晶體Q11、埠VOUT、負載108，流向埠VOUT-/BATT-及電池106的負端。電池充電路徑112中的電流(充電電流)可由DC/DC轉換器104的正輸出端VDC+流經感應電阻Rs、第二電晶體Q12、電池106、埠VOUT-/BATT-，流向DC/DC轉換器104的負輸出端VDC-。如上所述，電源拓撲100允許DC/DC轉換器104向負載108提供電流的同時為電池106充電。如檢測到過大的電池放電電流，電源拓撲100允許負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104斷開。
電池充電器及電池放電電流保護電路114可檢測流經感應電阻Rs的電流(如放電電流或充電電流)。例如電池充電器及電池放電電流保護電路114可檢測感應電阻上的電壓，該電壓代表流經感應電阻的電流。至少部分基於被檢測到的電壓和/或電流，電池充電器及電池放電電流保護電路114向第一電晶體Q11提供第一信號(放電控制信號)和/或向第二電晶體Q12提供第二控制信號(充電控制信號)。
例如，第一電晶體Q11及第二電晶體Q12可為P通道金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOS)。如本領域技術人員所知，PMOS電晶體可在閘極電壓為低態時開啟(例如，導通)，並在閘極電壓為高態時關斷(例如，不導通)。透過調整電晶體之閘極電壓，可控制PMOS電晶體的導通狀態為開啟或關斷。
放電控制信號可控制第一電晶體Q11的狀態(例如，透過調節第一電晶體Q11的閘極電壓，以開啟或關斷第一電晶體Q11)。若檢測到流經感應電阻Rs的電流超過臨限值，且臨限值對應於預設最大放電電流，則電池充電器及電池放電電流保護電路114可關斷第一電晶體Q11。關斷第一電晶體Q11可防止電流從電池106流向負載108，也可防止電流從DC/DC轉換器104流向負載108。換言之，當第一電晶體Q11關斷(不導通)時，負載108可與電池106及DC/DC轉換器104斷開。在一些實施例中，如電池充電器及電池放電電流保護電路114已將第一電晶體Q11關斷，則電池充電器及電池放電電流保護電路114可在一段時間後重新開啟第一電晶體Q11，例如，使負載108和電池106和/或DC/DC轉換器重新連接。若檢測到流經感應電阻Rs的電流仍然超過臨限值，則電池充電器及電池放電電流保護電路114可再次關斷電晶體Q11。若故障(例如，短路)已排除，則負載108可再次與電池106和/或DC/DC轉換器104連接上。
在一些實施例中，當電池106與負載108連接時，檢測到反向電流流經感應電阻Rs(例如，電池106以相反的極性連接：電池正端與埠VOUT-/BATT-連接，而電池負端與埠BATT+連接)，則電池充電器及電池放電電流保護電路114可關斷第二電晶體Q12。
充電控制信號可控制第二電晶體Q12的導通狀態(例如，透過調節第二電晶體Q12的閘極電壓)以使充電電流保持等於或近於一預設值(充電電流的預設值)。充電控制信號可維持第二電晶體Q12在線性區的操作。至少部分基於檢測到的流經感應電阻Rs的電流，電池充電器及電池放電電流保護電路114可調節第二電晶體Q12的導通狀態。若檢測到的流經感應電阻Rs的電流為大於充電電流預設值的第一值，則電池充電器及電池放電電流保護電路114可減小Q12的導通程度(例如，增加第二電晶體Q12的閘極電壓)以減小充電電流。若檢測到的流經感應電阻Rs的電流為小於充電電流預設值的第二值，則電池充電器及電池放電電流保護電路114可增加第二電晶體Q12的導通程度(例如，減小Q12的閘極電壓)以增大充電電流。以此方式，可透過控制第二電晶體Q12的導通(例如，透過調節閘極電壓)，調節流經第二路徑112的充電電流至等於或接近充電電流預設值。第二路徑112包括DC/DC轉換器104及電池106。在一些實施例中，第一值和第二值可相同。
如圖1所示之電源拓撲100中，充電電流或放電電流可流經感應電阻Rs。是否有充電電流或放電電流流過可取決於DC/DC轉換器104、電池106和/或負載108。DC/DC轉換器104提供足夠的電流以為電池106充電並為負載108供電時，充電電流可在DC/DC轉換器104及電池106(流經感應電阻Rs)間流動。DC/DC轉換器104為負載108提供的電流不充分時，放電電流會從電池流出。在此情況下，電池106及DC/DC轉換器104(若具有提供電流之能力)可一起為負載108供電或僅由電池為負載供電(若DC/DC轉換器104不具有提供電流之能力)。
例如，DC/DC轉換器104提供的電流上限為DC/DC轉換器104的內部電流極限值。來自DC/DC轉換器104的電流分成流經電池106(充電電流)及流經負載108(負載電流)的部分。是否有提供給電池106的充電電流至少部分取決於負載電流。若負載電流小於DC/DC轉換器104的內部電流極限值與電池充電電流預設值之間的差值，則可有充電電流(如此處所述，經電池充電器及電池放電電流保護電路114調節)供給電池106。若負載電流大於DC/DC轉換器104的內部電流極限值與電池充電電流預設值之間的差值，並小於DC/DC轉換器104的內部電流極限值，則充電電流可小於電池充電電流預設值。在此情況下，電池充電器及電池放電電流保護電流114可調節第二電晶體Q12的閘極電壓，並以最大程度地導通第二電晶體Q12。若負載電流大於DC/DC轉換器104的內部電流極限值，則放電電流自電池106流向負載108。在此情況下，來自電池106的放電電流可達到最大放電電流。若放電電流增加至超過最大放電電流，則如此處所述，電池充電器及電池放電電流保護電路114可控制第一電晶體Q11以斷開負載108與DC/DC轉換器104和/或電池106之間的連接。
當放電電流流經感應電阻Rs時，電流可沿放電路徑110自電池106流經第二電晶體Q12(例如，流經第二電晶體Q12的內部二極體)、感應電阻Rs及第一電晶體Q11，並流至負載108。若DC/DC轉換器104也提供電流，則來自電池106的電流及來自DC/DC轉換器104的電流均可流經第一電晶體Q11。至少部分基於流經感應電阻Rs的電流，電池充電器及電池放電電流保護電流114可控制第一電晶體Q11。若來自電池106的放電電流超過最大放電電流(例如，負載108短路時)，則電池充電器及電池放電電流保護電路114關斷第一電晶體Q11，以斷開負載108與電池106及DC/DC轉換器104之間的連接。
充電電流流經感應電阻Rs時，此電流(充電電流)可自DC/DC轉換器104流經感應電阻Rs及第二電晶體Q12，流至電池106。若DC/DC轉換器104也為負載108提供電流，則此電流(負載電流)可自DC/DC轉換器104流經第一電晶體Q11，流至負載108。電池充電器及電池放電電流保護電路114調節第二電晶體Q12的導通程度，以使充電電流保持等於或接近充電電流預設值。當電池106充電時，電池充電器及電池放電電流保護電路114也可保持第一電晶體Q11開啟，以允許負載電流自DC/DC轉換器104流向負載108。
有利之處在於，如圖1中所示之電源拓撲100，感應電阻Rs可用於感測充電電流和放電電流。若充電電流流經感應電阻Rs，且因充電電流與放電電流反向，由於充電電流與一反向之放電電流相對應，因此電池充電器及電池放電電流保護電路114可保持第一電晶體Q11開啟。
在一些實施例中，系統102可防止電池反極性耦接。在此情形(反極性耦接)下，電池106的負端可與埠BATT+連接，電池106的正端可與埠BATT-連接。
在反極性情形中，一相對應於DC/DC轉換器104的電壓及電池106的電壓的總和(例如，VDC+VB)之電壓被施加於感應電阻Rs及第二電晶體Q12的串聯組合上。感測充電電流時，流經感應電阻Rs的電流可為正向。電池充電器及電池放電電流保護電路114可控制第二電晶體Q12(例如，減小第二電晶體Q12的導通程度)，以保持電流等於或接近充電電流預設值。在“正常”極性的情形中，一相對應於DC/DC轉換器104的電壓與電池106的電壓的差值(例如，VDC-VB)之電壓被施加於串聯組合的感應電阻Rs及第二電晶體Q12上。因電壓總和VDC+VB比差值VDC-VB大，在反極性情形中，電池充電器及電池放電電流保護電路114可調節第二電晶體Q12的閘極電壓，以減小第二電晶體Q12的導通程度並減小電流。
若在反極性情形中，DC/DC轉換器104未耦接且/或未工作(例如，未提供電流)，則無電壓向電池充電器及電池放電電流保護電路114和/或第二電晶體Q12供電。第二電晶體Q12可關斷(不導通)。在此情形下，因第二電晶體Q12的內部二極體被反向偏置，因此未有反向電流自電池106流出。
在一些實施例中，電池106的極性可被監控(例如，透過電池充電器及電池放電電流保護電路114)。在這些實施例中，若電池106以反極性連接，電池充電器及電池放電電流保護電路114可關斷第二電晶體Q12以斷開電池106與DC/DC轉換器104及負載108之間的連接。
相應地，圖1中所示之電源拓撲100提供電池充電路徑及電池放電路徑，並分別提供電池充電電流和/或電池放電電流保護。透過控制第一電晶體Q11和/或第二電晶體Q12控制(例如，調節)流經上述路徑的電流。電池充電器及電池放電電流保護電路114可使用感應電阻Rs檢測電流(例如，電池充電電流或電池放電電流)。有利之處在於，可透過控制第二電晶體Q12的導通狀態而非基於DC/DC轉換器104的電流限制，使充電電流保持等於或接近充電電流預設值。基於在感應電阻Rs上檢測到的放電電流，控制第一電晶體Q11(例如，開啟或關斷)，可避免過大之放電電流流經電池106(例如，在負載短路的情形下)。例如，若檢測到之放電電流高於臨限值，則關斷第一電晶體Q11以斷開負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104之間的連接。一段時間間隔後，電池充電器及電池放電電流保護電路114可重新連接(例如，重新嘗試)負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104。
如上所述，圖1中所示之電源拓撲100可使用P通道MOSFET實現。在一些實施例中，亦可使用N通道MOSFET。在圖1中所示之電源拓撲100中，第一電晶體Q11及第二電晶體Q12控制電池106的正端與負載108的正端和/或DC/DC轉換器104的正輸出端VDC+間的連接。在此情形中，電池106及負載108的負端可與DC/DC轉換器104的負輸出端VDC-連接。若使用N通道MOSFET，NMOSFET可控制電池106的負端與負載108的負端和/或DC/DC轉換器104的負輸出端VDC-的連接。在此情形中，電池106及負載108的正端可與DC/DC轉換器的正輸出端VDC+連接。如本領域技術人員所知，相較於P通道MOSFET，N通道MOSFET成本較低且性能較優。
圖2所示為根據本發明另一實施例電源拓撲200的結構示意圖，電源拓撲200包括可控制電池充電並在電池放電過程中提供保護的系統202。與圖1中所示之電源拓撲100相似，電源拓撲200可包括DC/DC轉換器104、電池106及負載108。系統202可包括控制器電源供應器214、第一控制電路(例如，電池充電器控制電路216)、第二控制器電路(例如，電池放電電流保護電路218)、感應電阻Rs、第一電阻R1、第二電阻R2及第一電晶體Q1、第二電晶體Q2、第三電晶體Q3及第四電晶體Q4。系統202可防止過大放電電流自電池106沿第一(放電)路徑210流向負載108，並控制電池充電電流自DC/DC轉換器104沿第二(充電)路徑212流向電池106。
系統202分別控制充電路徑212及放電路徑210。系統202控制流向電池106的充電電流並/或防止過大放電電流流經電池106(例如，負載108短路時)。流經第一路徑210的電流(放電電流)可自電池106的正端流出，流經負載108、埠VOUT-、第一電晶體Q1、感應電阻Rs、第二電晶體Q2的內部二極體(和/或當第二電晶體Q2導通時，流經第二電晶體Q2) 、埠BATT-、流向電池106的負端。流經第二路徑212的電流(充電電流)可自DC/DC轉換器104的正輸出端VDC+流出，流經埠VOUT/BATT+流向電池106，並自電池106流經第二電晶體Q2及感應電阻Rs，流向DC/DC轉換器104的負輸出端VDC-。
控制器電源供應器214可由DC/DC轉換器104和/或電池106供電。控制器電源供應器214可與埠VDC+及VDC-耦接。當DC/DC轉換器104與系統202耦接且DC/DC轉換器104工作時，控制器電源供應器214可透過VDC+及VDC-自DC/DC轉換器104接收電能。當DC/DC轉換器104未與系統202耦接且DC/DC轉換器104未工作時，若電池106與系統202連接，則控制器電源供應器214可接收來自電池106的電能。若電池106與系統202連接，則控制器電源供應器214可在埠VDC+及VDC-透過第一電晶體Q1的內部二極體接收來自電池106的電能。
電池充電器控制電路216透過感應電阻Rs檢測充電電流。電池放電電流保護電路218感應電阻Rs檢測放電電流。例如，電池充電器控制電路216和/或電池放電電流保護電路218可檢測感應電阻Rs上的電壓，該電壓代表流經感應電阻Rs的電流。至少部分基於檢測到的電壓和/或電流，電池放電電流保護電路218向包括第一電晶體Q1及第三電晶體Q3的第一電晶體對(放電電晶體對)提供第一信號(放電控制信號)，且/或電池充電器控制電路216向包括第二電晶體Q2及第四電晶體Q4的第二電晶體對(充電電晶體對)提供第二信號(充電控制信號)。在一實施例中，第一電晶體Q1、第二電晶體Q2、第三電晶體Q3及第四電晶體Q4可為N通道MOSFET。
如本領域技術人員所知，為開啟N通道MOSFET，閘極驅動電壓相對高於源極，例如，閘極電壓大於N通道MOSFET的源極電壓。在電源拓撲200中，若省略第三電晶體Q3及第四電晶體Q4，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2的閘極分別與節點1(電池放電電流保護電路218的輸出)及節點2(電池充電器控制電路216的輸出)耦接。若電池充電器控制電路216和/或電池放電電流保護電路218不能工作(例如，因控制器電源供應器214失效)，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2將關斷。則DC/DC轉換器104、電池106與負載108之間將斷開連接。
電池充電器控制電路216和/或電池放電電流保護電路218不能工作(例如，因控制器電源供應器214失效)時，包括了第三電晶體Q3及第四電晶體Q4的系統202連接電池106與負載108及DC/DC轉換器104。換言之，當第三電晶體Q3及第四電晶體Q4關斷時，透過電阻R1及R2，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2開啟。電阻R1及R2使第一電晶體Q1及第二電晶體Q2的閘極與VDC+及VOUT/BATT+耦接。如電池充電器控制電路216和/或電池放電電流保護電路218不能工作，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2開啟(例如，導通)，DC/DC轉換器104可向電池106和/或負載108供電，且/或電池106可向負載108供電。在此模式下(若控制器電源供應器失效)，DC/DC轉換器104的電流限制可限制流向電池106的充電電流，且負載208短路，無防止過大放電電流流經電池106的功能。此模式下的功能對應於沒有系統202的電源拓撲。
電池放電電流保護電路218提供放電控制信號以控制第三電晶體Q3的狀態，並透過第三電晶體Q3控制第一電晶體Q1的狀態，例如，驅動第三電晶體Q3及第一電晶體Q1至兩狀態(開啟或關斷)中的某一或某另一狀態。如檢測到的流經感應電阻Rs的電流超過對應於預設最大放電電流值的臨限值，則電池放電電流保護電路218開啟第三電晶體Q3並相應地第一電晶體關斷Q1。如上所述，關斷第一電晶體Q1以斷開負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104的連接。在一些實施例中，若電池放電電流保護電路218關斷第一電晶體Q1，則電池放電電流保護電路218可在一段時間後開啟第一電晶體Q1(例如，使負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104重新連接)。若檢測到的流經感應電阻Rs的電流仍然超過臨限值，則重新連接再次關斷第一電晶體Q1。以此方式，如故障(如短路)已排除，負載108可再次與電池106和/或DC/DC轉換器104耦接。
電池充電器控制電路216可調節第四電晶體Q4的導通狀態並透過第四電晶體Q4調節第二電晶體Q2的導通狀態，以保持第四電晶體Q4調節第二電晶體Q2在線性區的操作，進而連續調節電池充電電流。如上所述，至少部分基於檢測到的流經感應電阻Rs的電流，電池充電器控制電路216調節第四電晶體Q4(及第二電晶體Q2)的導通狀態。以此方式，透過控制第四電晶體Q4的導通狀態並進而控制Q2的第二電晶體導通狀態，流經包括DC/DC轉換器104及電池106的第二路徑212的充電電流可調節至等於或接近充電電流預設值。
以此方式，系統202控制電池充電電流大約為設定值(例如，充電電流設定值)。此外，當檢測到的電池放電電流超過最大電池放電電流設定值時，系統202斷開負載108，進而避免產生過大電池放電電流。
圖3所示為電源拓撲200中的電池充電器控制電路302的結構示意圖。至少部分基於檢測到的電池充電電流及充電電流設定值，電池充電器控制電路302提供電池充電電流的閉迴路控制。本實施例中的電池充電器控制電路302包括放大器OA31、電容C31、電阻R31及R32，還可包括電阻R33。電池充電器控制電流302接收充電電流設定值，並與感應電阻Rs耦接以提供輸出OUT，例如，向圖2中的系統202的節點2提供輸出OUT。
電阻R31耦接至電阻R32且電阻R31及R32與放大器OA31的負輸入端耦接。電阻R31接收代表充電電流設定值的信號(例如，一電壓)。在一些實施例中，充電電流設定值可在電池充電器控制電路302中產生。電阻R31及R32為充電電流設定值提供分壓功能，並將分壓得到的電壓提供給放大器OA31的負輸出端。
電容C31耦接於放大器OA31的輸出與放大器OA31的負輸入端間。電容C31為電池充電器控制電路302提供主極點(以提高穩定性)。如本領域技術人員所知，電晶體(例如，圖2中所示之第二電晶體Q2及第四電晶體Q4)皆包括內部電容。例如，與R32耦接之與第四電晶體Q4的閘極相關的電容及與Q4的汲極相關的寄生電容，可為電池充電器控制電路302提供相對高的頻率極點。電容C31在電池充電器控制電路302中提供主(低頻)極點及相應較高的穩定性。
電阻R33可與放大器OA31的負輸入端耦接。如本領域技術人員所知，電阻R33可補償放大器OA31的輸入的非理想特性。電阻R32及電阻R33與感應電阻Rs耦接。
當電池充電器控制電路302耦接在圖2中的系統202中時，感應電阻Rs可連接在電阻R32與R33間，且放大器OA31的輸出可與節點2及第四電晶體Q4的閘極耦接。透過適當選擇電阻R31及R32之阻值，可使放大器OA31正輸入端的電壓(例如，感應電阻Rs上的電壓)等於或接近放大器OA31負輸入端的電壓時，流經感應電阻Rs的電流與充電電流設定值對應。若流經感應電阻Rs的電流大於充電電流設定值，則電池充電器控制電路302調節(例如，增加)第四電晶體Q4的導通狀態，進而調節(例如，減小)第二電晶體Q2的導通狀態，以增加流向電池106的充電電流。換言之，若檢測到的充電電流大於充電電流設定值，電池充電器控制電路302增大其輸出以增大第四電晶體Q4的閘極電壓，並減小第二電晶體Q2的閘極電壓。相反地，若檢測到的充電電流小於充電電流設定值，電池充電器控制電路302減小其輸出以減小第四電晶體Q4的閘極電壓，並增大第二電晶體Q2的閘極電壓。以此方式，電池充電器控制電路302控制充電電流等於或近於對應於充電電流設定值的電流。
圖4所示為圖2中所示之電源拓撲中200的電池放電電流保護電路402的結構示意圖。本實施例中的電池放電電流保護電路402包括放大器OA41、電阻R41、R42、R43、R44及R45、電容C41及二極體D1。在一些實施例中，放大器OA41可為比較器。放大器OA41可在正輸入端的電壓大於負輸入端的電壓時提供等於或近於其正電源電壓(正供電軌)的輸出，在正輸入端的電壓小於負輸入端的電壓時提供等於或近於其負電源電壓(負供電軌)的輸出。如本領域技術人員所知，負電源電壓可為零(例如，地電位)。
電池放電電流保護電路402與感應電阻Rs耦接，接收代表電池最大放電電流設定值的信號。電池放電電流保護電路402向圖2中的系統202的節點1(及第三電晶體Q3的閘極)提供輸出。該輸出開啟或關斷第三電晶體Q3，關斷或開啟第一電晶體Q1，進而阻止或允許電流在電池106和/或DC/DC轉換器104與負載108間流動。
在本實施例的電池放電電流保護電路402中，電阻R41及R42相互連接，並連接至放大器OA41的負輸入端。電阻R43耦接在放大器OA41的輸出及放大器OA41的正輸入端間。電阻R44與電容C41串聯耦接，且該串聯組合耦接在放大器OA41的輸出與正輸入端間，並與電阻R43並聯。電阻R45與放大器OA41的正輸入端耦接。二極體D1的陽極與電阻R45耦接，陰極與電阻R44及電容C41耦接。
電阻R41接收代表電池最大放電電流設定值的信號。R42與感應電阻Rs的第一端耦接。電池放電電流保護電路402耦接在圖2的系統202中時，R45及二極體D1的陽極與感應電阻Rs的第二端耦接。
電池放電電流保護電路402可為磁滯比較器。如本領域技術人員所知，取決於比較器輸入端信號的相對幅度，比較器的輸出可為低態(例如，等於或接近負供電軌)或高態(例如，等於或接近正供電軌)。例如，若正輸入端的信號大於負輸入端的信號，比較器的輸出可為高態，反之，若負輸入端的信號大於正輸入端的信號，比較器的輸出可為低態。典型地，比較器的一輸入端與一參考值耦接，另一輸入端與一輸入信號耦接，以與參考值相比較。在此情形中，比較器的輸出是輸入信號高於或低於參考值的指示信號。
在磁滯比較器中，使比較器的輸出“轉態”的輸入信號值不僅取決於該輸入信號值，也取決於比較器的輸出(比較器的狀態)。例如，輸入信號被施加於正輸入端，參考值被施加於負輸入端，若比較器的輸出為低態，使比較器轉態的輸入信號值可高於當輸出為高態時使比較器轉態的輸入信號值。
若檢測到流過感應電阻Rs的電流超過對應於電池最大放電電流設定值的電池最大放電電流，電池放電電流保護電路402在第一(斷開)時間段內持續開啟第三電晶體Q3並關斷第一電晶體Q1。第三電晶體Q3開啟且第一電晶體Q1關斷時，負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104斷開，進而既無放電電流從電池流出，亦無放電電流流過感應電阻Rs。當負載108斷開時，充電電流可流過感應電阻Rs。這使得當負載108斷開時，DC/DC轉換器104可為電池106充電。
在第一時間段後，電池放電電流保護電路402在第二(連接)時間段關斷第三電晶體Q3並開啟第一電晶體Q1。若檢測到流經感應電阻Rs的電流仍然超過電池最大放電電流設定值對應的電池最大放電電流，電池放電電流保護電路402再次在第一時間段內持續開啟第三電晶體Q3並關斷第一電晶體Q1，之後再於第二(連接)時間段時關斷第三電晶體Q3並開啟第一電晶體Q1，直到檢測到流經感應電阻Rs的電流不再超過電池最大放電電流。若檢測到流經感應電阻Rs的電流不再超過電池最大放電電流，則電池放電電流保護電路402保持關斷第三電晶體Q3並開啟第一電晶體Q1，以繼續監控流經感應電阻Rs的電池放電電流。
第一(斷開)時間段及第二(連接)時間段可不相等。第一時間段的時間長度可至少部分基於與電容C41及電阻R43、R44及R45相關的時間常數。第二時間段的時間長度可至少部分基於與電容C41、電阻R43、R44及R45及二極體D1相關的時間常數。二極體D1可減小與第一時間段相關的第二時間段的時間長度。例如，第一時間段的時間長度可大約為20毫秒，第二時間段的時間長度可大約為1毫秒。其他時間長度均有可能且在本發明所揭露的範圍內。
例如，假設起初檢測到的放電電流小於電池最大放電電流，且放大器OA41的輸出為低態(例如，等於或接近負供電軌)，電池106可與負載108連接放電電流流經感應電阻Rs，且檢測到的代表放電電流的電壓Vs可小於經電池最大放電電流設定值所得到的電壓。若放電電流增加至大於最大放電電流的值(例如，因負載短路)，電壓Vs可超過經電池最大放電電流設定值得到的電壓。放大器OA41正輸入端的電壓可超過負輸入端的電壓，致使放大器OA41轉態。因此，放大器OA41的輸出可從低態變化至高態，使第三電晶體Q3開啟，而第一電晶體Q1關斷，使負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104斷開，並使自電池106流出的放電電流中斷。如上所述，轉態指改變狀態，”低態”對應於等於或近於負供電軌，”高態”對應於等於或近於正供電軌。放大器OA41輸出從低態至高態的轉換可因電阻R43的正回授作用於相對較短時間段內完成。
第一時間段可從放大器OA41的輸出轉換至高態開始。在第一時間段內，電容C41充電至放大器OA41的輸出電壓(高態)。電容C41的充電速率可至少部分基於電容C41的電容值及電阻R44的電阻值。C41充電時，放大器OA41正輸入端的電壓可下降。當放大器OA41正輸入端的電壓下降至低於放大器OA41負輸入端的電壓時，放大器OA41可轉換。因此，放大器OA41的輸出可從高態轉換至低態，使第三電晶體Q3關斷，而第一電晶體Q1開啟，重新連接負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104，並使放電電流自電池106流向負載，並流經感應電阻Rs。
第二時間段可從放大器OA41的輸出轉換至低態開始。在第二時間段內，C41放電至放大器OA41的輸出電壓(低態)。電容C41的放電速率可至少部分基於電容C41的電容值及二極體D1。二極體D1為電容C41提供放電路徑，進而使與電容放電有關的時間常數如上所述，相對於與電容充電相關的時間常數變短。C41放電時，負載108可與電池106和/或DC/DC轉換器104耦接，DC/DC轉換器104允許放電電流流經感應電阻Rs。如放電電流小於電池最大放電電流，放大器OA41的輸出可保持為低態，進而維持電池106與負載108的連接。如，在第二時間段結束時，放電電流增至大於最大放電電流(例如，負載108持續短路)，電壓Vs可超過經電池最大放電電流設定值得到的電壓。放大器OA41正輸入端的電壓可超過負輸入端的電壓，進而使放大器OA41的輸出轉態至高態進而將電池106和/或DC/DC轉換器104與負載108斷開，次迴圈可重複。換言之，如負載108持續短路，電池放電電流保護電路402可如上所述，再次斷開負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104。
以此方式，若檢測到的放電電流超過電池最大放電電流，電池放電電流保護電路402可在第一時間段內將電池106和/或DC/DC轉換器104與負載108斷開。第一時間段後，電池放電電流保護電路402可再次連接電池106和/或DC/DC轉換器104與負載108。如過大放電電流持續存在，在第二時間段後，電池放電電流保護電路402再次斷開電池106和/或DC/DC轉換器104與負載108，且此迴圈重複。典型地，第一(斷開)時間段可長於第二(連接)時間段，以使得大於電池最大放電電流值的放電電流可在相對較短時間內從電池106流出。
圖5所示為本發明又一實施例電源拓撲500的結構示意圖，電源拓撲500包括可控制電池充電並在電池放電過程中提供保護的系統502。與圖1中所示之電源拓撲100及圖2中所示之電源拓撲200相似，電源拓撲500包括DC/DC轉換器104、電池106及負載108。與系統202相似，系統502可包括控制器電源供應器214、感應電阻Rs、第一電阻R1、第二電阻R2及第一電晶體Q1、第二電晶體Q2、第三電晶體Q3及第四電晶體Q4。系統502可包括控制電路，如控制器510，以提供電池充電電流控制和/或電池放電電流保護。
如上所述，控制器510提供的功能可與電池充電控制電路216(302)和/或電池放電保護電路218(402)等效。控制器510可包括處理器(CPU)512、輸入/輸出(I/O)電路514、以及記憶體516。如本領域技術人員所知，控制器510可包括其他電路。系統502可防止過大電池放電電流自電池106沿第一(放電)路徑210流向負載108，並控制流經第二(充電)路徑212的電池充電電流。
與系統102及202類似，系統502分別控制電池充電路徑(例如，充電路徑212)及電池放電路徑(例如，放電路徑210)。與系統202類似，系統502控制流向電池106的充電電流和/或防止過大放電電流自電池106流出(例如，負載108短路時)。控制器510檢測流經感應電阻Rs的電流(例如，電池充電電流或電池放電電流)，例如，透過檢測代表流經感應電阻Rs的電流的電壓。為回應所檢測到的電流，控制器510還向第三電晶體Q3和/或第四電晶體Q4提供一或多個輸出信號。
控制器510可包括儲存在記憶體516內的指令。處理器512執行該指令，使控制器510檢測流經感應電阻Rs的電流，並提供回應該檢測電流的輸出。記憶體516可包括代表充電電流設定值和/或電池最大放電電流設定值的資料。輸入/輸出電路514可包括類比/數位轉換器(Analog-Digital Converter,ADC)，用以將檢測到的類比信號轉換成代表所檢測到的類比信號的數位信號。類比/數位轉換器可檢測感應電阻Rs上的電壓，該電壓代表流經感應電阻Rs的充/放電電流。類比/數位轉換器還將檢測到的電壓轉換成代表檢測到的電壓的數位信號。
控制器510可在預設的時間段內檢測流經感應電阻Rs的電流。若檢測到的電流大於或小於臨限值，則控制器510被設定為接收一中斷。
控制器510被設定為用以判斷所檢測到的電壓係代表充電電流或放電電流。若檢測到的電壓代表充電電流，則控制器510調節耦接至第四電晶體Q4的閘極的一輸出信號。如本領域技術人員所知，控制器510可用數位/類比轉換器向第四電晶體Q4的閘極提供一類比輸出信號。若檢測到的電壓代表放電電流，則控制器510調節耦接至第三電晶體Q3的閘極的輸出信號。
在操作過程中，控制器510調節第四電晶體Q4的閘極電壓，進而調節第二電晶體Q2的閘極電壓，以使電池充電電流保持等於或接近對應於充電電流設定值的充電電流。回應於所檢測到的電池放電電流，控制器510調節第三電晶體Q3的閘極電壓，以開啟或關斷第一電晶體Q1。若檢測到的電池放電電流超過對應於電池最大放電電流設定值的電流，控制器510則開啟第三電晶體Q3並關斷第一電晶體Q1，進而使負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104斷開。控制器510可在第一時間段內斷開負載108。控制器510可在第二時間段內重新連接負載108與電池106和/或DC/DC轉換器104(例如，關斷第三電晶體Q3並開啟第一電晶體Q1)。若過大電池放電電流之條件仍然存在，控制器510可再次在第一時間段內斷開負載108。時間段的長度可由一或多個計時器提供。如本領域技術人員所知，計時器可包含在控制器510內。
相應地，系統502可使電池充電電流保持等於或接近充電電流設定值並/或防止大於電池最大放電電流設定值的電池放電電流從電池106流出。
在本實施例中，記憶體516可包含一或多個下列類型的記憶體：半導體固件記憶體、可編程記憶體、非易失性記憶體、唯讀記憶體、電子式可編程記憶體、隨機存取記憶體、快閃記憶體、磁盤記憶體、和/或光碟記憶體。記憶體516還可包含其他或將來所開發的電腦可讀記憶體。
圖6A所示為本發明一實施例控制電池充/放電的方法流程圖600。如此處所述，該方法中的操作可由包括控制器510的電路執行。
在步驟605中，檢測一電池放電電流或電池充電電流。在步驟610中，若電池放電電流超過電池最大放電電流設定值，則斷開負載。在步驟615中，調節電池充電電流以使電持充電電流保持等於或接近充電電流設定值。
圖6B所示為本發明一實施例保持電池充電電流等於或接近充電電流設定值的方法流程圖630。
在步驟635中，檢測一電池充電電流。在步驟640中，比較所檢測到的電池充電電流與充電電流設定值。在步驟645中，調節電池充電電流以使其保持在充電電流設定值的位準。以此方式，可控制電池充電電流保持等於或接近充電電流設定值。
圖6C所示為本發明一實施例防止過大電池放電電流的方法流程圖660。在步驟665中，檢測一電池放電電流。在步驟670中，若檢測到的電池放電電流超過一臨限值(例如，電池最大放電電流設定值)，則在第一時間段內斷開負載。在步驟675中，在第二時間段內重新連接負載。這些步驟可重複。以此方式，若檢測到超過電池最大放電電流設定值的電池放電電流，則負載將與電池和/或DC/DC轉換器斷開。可多次重新連接負載與電池和/或DC/DC轉換器，且若放電電流小於電池最大放電電流設定值，則負載可保持連接。
相應地，此處描述了數個可分別控制電池充電路徑及電池放電路徑的系統。這些系統可檢測電池充電電流或電池放電電流，並控制充電電流保持等於或接近充電電流設定值，和/或在檢測到的放電電流超過電池最大放電電流設定值(例如，負載短路)時，斷開負載與電池和/或DC/DC轉換器。
雖然圖6A-6C根據一些實施例描述了步驟的示例，但圖6A-6C中描述的步驟在其他實施例中並不是必需的。事實上，在本發明的其他實施例中包含圖6A-6C中步驟和/或其他步驟的組合，是可能的。因此，並非精確針對某張圖中的特徵和/或步驟的權利要求是在本發明所揭露的範圍內的。
本發明實施例係透過以一般文字來描述以電腦可使用的媒體形式存在且透過一或多個電腦或其他設備來執行之電腦可執行指令。
舉例來說，電腦可用之媒體可包含電腦儲存媒體及通訊媒體，但不以此為限。電腦儲存媒體包含以任何方式或技術實施以儲存例如電腦可讀之指令、資料結構、程式模組或其他資料之可變(volatile)/不可變、可移除/不可移除的電腦儲存媒體。電腦儲存媒體包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電子式可抹除可程式唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術，光碟(CD-ROM)、數位多功能磁碟(DVD)或其他光學儲存，卡式磁帶(cassettes)、磁帶(tape)、磁碟、或其他磁式儲存或其他可用於儲存資料之媒體，但不以此為限。
本文任一實施例中所謂的“電路”，可包含，例如，以下電路中的單個或組合：固定電路、可編程電路、狀態機電路，和/或儲存可編程電路執行指令的韌體。
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。
100．．．電源拓撲
102．．．系統
104．．．DC/DC轉換器
106．．．電池
108．．．負載
110．．．第一(電池放電)路徑
112．．．第二(電池充電)路徑
114．．．電池充電器及電池放電電流保護電路
200．．．電源拓撲
202．．．系統
210．．．第一(放電)路徑
212．．．第二(充電)路徑
214．．．控制器電源供應器
216．．．電池充電器控制電路
218．．．電池放電電流保護電路
302．．．電池充電器控制電路
402．．．電池放電電流保護電路
500．．．電源拓撲
502．．．系統
510．．．控制器
512．．．處理器
514．．．輸入/輸出(I/O)電路
516．．．記憶體
600．．．流程圖
605、610、615．．．步驟
630．．．流程圖
635、640、645．．．步驟
660．．．流程圖
665、670、675．．．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所示為根據本發明一實施例電源拓撲的結構示意圖。
圖2所示為根據本發明另一實施例電源拓撲的結構示意圖。
圖3所示為電源拓撲中的電池充電器控制電路的結構示意圖。
圖4所示為電源拓撲中的電池放電電流保護電路的結構示意圖。
圖5所示為本發明又一實施例電源拓撲500的結構示意圖。
圖6A所示為本發明一實施例控制電池充/放電的方法流程圖。
圖6B所示為本發明一實施例保持電池充電電流等於或接近充電電流設定值的方法流程圖。
圖6C所示為本發明一實施例防止過大電池放電電流的方法流程圖。
100．．．電源拓撲
102．．．系統
104．．．DC/DC轉換器
106．．．電池
108．．．負載
110．．．第一(電池放電)路徑
112．．．第二(電池充電)路徑
114．．．電池充電器及電池放電電流保護電路

Claims (22)

  1. 一種充/放電控制系統，包括：一控制電路，檢測一電池充電電流或一電池放電電流；一第一電晶體，與該控制電路相連，若該電池放電電流超過一電池最大放電電流設定值，則該第一電晶體使一負載至少與一電池及一直流/直流轉換器中的其中之一斷開；一第二電晶體，與該控制電路相連，將該電池連接至該直流/直流轉換器並調節該電池充電電流以使該電池充電電流保持等於或接近一充電電流設定值；以及一第三電晶體，與該第二電晶體和該控制電路相連，當該控制電路不能工作時，該第三電晶體保持該電池與該直流/直流轉換器之間的連接，其中，該第三電晶體的汲極與該第二電晶體的閘極相連以使該第二電晶體的閘極電壓根據該第三電晶體的閘極電壓被調節。
  2. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該第一電晶體基於一第一信號斷開或連接該負載。
  3. 如申請專利範圍第2項的系統，其中，該第一信號來自該控制電路，開啟或關斷該第一電晶體。
  4. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該第三電晶體的一閘極電壓根據一第二信號被調節，透過調節該第二電晶體的該閘極電壓使該第二電晶體在線性區操作，以使得該電池充電電流保持等於或接近該充電電 流設定值。
  5. 如申請專利範圍第4項的系統，其中，該第二信號係來自該控制電路，開啟或關斷該第三電晶體。
  6. 如申請專利範圍第1項的系統，更包含：一感應電阻，感測該電池充電電流或該電池放電電流。
  7. 如申請專利範圍第1項的系統，更包含：一第四電晶體，與該第一電晶體和該控制電路相連，當該控制電路不能工作時，該第四電晶體保持該負載與該電池及該直流/直流轉換器之間的連接，其中，該第四電晶體的汲極與該第一電晶體的閘極相連，以使該第一電晶體根據該第四電晶體的狀態被開啟或關斷。
  8. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該控制電路包括：一電池充電控制器電路，比較該充電電流設定值及該電池充電電流，並基於一比較結果，向該第三電晶體提供一第二信號。
  9. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該控制電路包括一電池放電保護電路，比較該電池最大放電電流設定值與該電池放電電流，並基於一比較結果，向該第一電晶體提供一第一信號。
  10. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該第一電晶體在一第一時間段內使該負載保持斷開，並在該第一時間段後連接該負載。
  11. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該第一電晶體 在一第二時間段內使該負載保持連接，且若該電池放電電流超過該電池最大放電電流設定值，在該第二時間段後斷開該負載。
  12. 一種充/放電流控制方法，包括：透過一控制電路檢測一電池放電電流或一電池充電電流；若該電池放電電流超過一電池最大放電電流設定值，則透過一第一電晶體使一負載與一電池及一直流/直流轉換器中的其中之一斷開；透過一第二電晶體將該電池連接至該直流/直流轉換器；透過一第二電晶體調節該電池充電電流，以使該電池充電電流保持等於或接近一充電電流設定值；當該控制電路不能工作時，透過一第三電晶體保持該電池與該直流/直流轉換器之間的連接；以及根據該第三電晶體的一閘極電壓調節該第二電晶體的一閘極電壓，其中，該第三電晶體的汲極與該第二電晶體的閘極相連。
  13. 如申請專利範圍第12項的方法，其中，該第一電晶體係基於一第一信號使該負載與該電池及該直流/直流轉換器中的其中之一斷開。
  14. 如申請專利範圍第13項的方法，其中，該第一信號係來自該控制電路，開啟或關斷該第一電晶體。
  15. 如申請專利範圍第12項的方法，其中，該第三電晶體的閘極電壓根據一第二信號被調節，透過調節該第 二電晶體的該閘極電壓使該第二電晶體在線性區操作，以使得該電池充電電流保持等於或接近該充電電流設定值。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法，其中，該第二信號係來自該控制電路，開啟或關斷該第三電晶體。
  17. 如申請專利範圍第12項的方法，其中，透過該控制電路檢測該電池放電電流或該電池充電電流之步驟包括檢測一感應電阻上的一電壓，該電壓指示該電池充電電流或該電池放電電流。
  18. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含：若該控制電路不能工作，則透過一第四電晶體，維持該負載與該電池及該直流/直流轉換器之間的連接，其中，該第四電晶體的汲極與該第一電晶體的閘極相連，以使該第一電晶體根據該第四電晶體的狀態被開啟或關斷。
  19. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含：比較該充電電流設定值與該電池充電電流，並基於一比較結果向該第三電晶體提供一第二信號。
  20. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含：比較該電池最大放電電流設定值與該電池放電電流，並基於一比較結果向該第一電晶體提供一第一信號。
  21. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含：在一第一時間段內使該負載保持斷開，並在該第一時間段後重新連接該負載。
  22. 如申請專利範圍第12項的方法，更包含：在一第二時間段內使該負載保持連接，若該電池放電電流超過該電池最大放電電流設定值，則在該第二時間段後斷開該負載。
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