TWI680624B

TWI680624B - 電池管理電路的啟動裝置及具有其的電池管理系統

Info

Publication number: TWI680624B
Application number: TW107109488A
Authority: TW
Inventors: 王澤祥; Tze-Shiang Wang
Original assignee: 威盛電子股份有限公司; Via Technologies, Inc.
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-12-21
Also published as: TW201917981A

Abstract

一種電池管理電路的啟動裝置及具有其的電池管理系統。電池管理電路的啟動裝置包括：變壓器、開關電路、控制電路以及整流電路。變壓器包括一次側線圈、輔助線圈與二次側線圈，一次側線圈的第一端耦接至第一外部電力路徑。開關電路的第一端耦接至一次側線圈的第二端，開關電路的第二端耦接至第二外部電力路徑。控制電路耦接輔助線圈以接收電能，並控制開關電路的導通狀態。整流電路耦接變壓器的二次側線圈，以便供電給電池管理電路。

Description

電池管理電路的啟動裝置及具有其的電池管理系統

本發明是有關於一種電子裝置，特別是關於一種電池管理電路的啟動裝置與電池管理系統。

隨著科技的發展，可重複使用的充電式電池已廣泛應用於手機、筆記型電腦、電動車等電子裝置，以做為各種電子裝置的電力來源。然而，充電式電池所儲存的電量有限。當充電式電池的電量完全耗盡而處於無電電池（dead battery）的狀態時，電子裝置的內部電路將無法正常運作，尤其是電池管理電路。在電子裝置內部的電池管理電路用於管理充電式電池的電量。在充電式電池的電量減少時，電池管理電路可以控制充電開關，以便讓外部電源（例如適配器或充電設施）對充電式電池進行充電。習知電池管理電路的操作電能只由充電式電池供給。當充電式電池處於無電電池的狀態時，習知電池管理電路將無法正常運作。由於電池管理電路無法正常運作，因而外部電源也無法對充電式電池進行充電。在此情況下，習知技術需要將處於無電電池狀態的充電式電池從電子裝置卸下，然後將處於無電電池狀態的這個充電式電池裝入外部的特殊充電裝置。等外部的特殊充電裝置對這個充電式電池完成充電後，再將這個充電式電池從外部的特殊充電裝置卸下，然後將這個充電式電池裝回電子裝置中。

有鑑於此，有必要提供一種啟動裝置，以解決電子裝置因內部電池的電量耗盡，而無法正常運作的問題。

本發明提供一種電池管理電路的啟動裝置與電池管理系統，可在電池模組處於無電電池的狀態下，讓電池管理電路維持正常運作。

本發明的實施例提供一種電池管理電路的啟動裝置。所述電池管理電路的啟動裝置包括變壓器、開關電路、控制電路以及整流電路。變壓器包括一次側線圈、輔助線圈與二次側線圈。一次側線圈的第一端耦接至第一外部電力路徑。開關電路的第一端耦接至一次側線圈的第二端，開關電路的第二端耦接至第二外部電力路徑。控制電路耦接輔助線圈以接收電能。控制電路控制開關電路的導通狀態。整流電路耦接變壓器的二次側線圈。整流電路供電給電池管理電路。

本發明的實施例提供一種電池管理系統。所述電池管理系統包括電池模組、電池管理電路以及啟動裝置。電池管理電路耦接電池模組，以便管理電池模組的電量。當電池模組具有足夠電能時，電池模組供電給電池管理電路。啟動裝置耦接電池管理電路。所述啟動裝置包括變壓器、開關電路、控制電路以及整流電路。變壓器包括一次側線圈、輔助線圈與二次側線圈。一次側線圈的第一端耦接至第一外部電力路徑。開關電路的第一端耦接至一次側線圈的第二端，開關電路的第二端耦接至第二外部電力路徑。控制電路耦接輔助線圈以接收電能。控制電路控制開關電路的導通狀態。整流電路耦接變壓器的二次側線圈。當電池模組沒有足夠電能供電給電池管理電路時，整流電路供電給電池管理電路。

基於上述，本發明諸實施例所述的電池管理系統可藉由電池模組及/或由啟動裝置來供電給電池管理電路。因此，當電池模組處於無電電池的狀態時，啟動裝置可供電給電池管理電路，進而讓電池管理電路得以維持正常運作。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖1是依照本發明的一實施例的電池管理系統的電路方塊示意圖。如圖1所示，電池管理系統100包括電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13。電池模組11可由多個電池串聯而成，例如電池模組11可包括多個鋰電池或鋰離子電池。依照設計需求，電池模組11可以包含習知電池或是其他電池。電池管理電路12耦接電池模組11。當電池模組11具有足夠電能時，電池模組11可供電給電池管理電路12。電池管理電路12可以管理電池模組11的電量。在電池模組11的電量減少時，電池管理電路12可以控制充電開關（未繪示），以便讓外部電源14對電池模組11進行充電。依照設計需求，外部電源14可以包括適配器（adapter）或其他充電設施（charger Infrastructure）。在一些實施例中，外部電源14是可拆卸於電池管理系統100。

啟動裝置13耦接電池管理電路12。於實際應用時，啟動裝置13可耦接至外部電源14。在一些實施例中，外部電源14是可拆卸於啟動裝置13。在外部電源14連接於第一外部電力路徑P1與第二外部電力路徑P2的情況下，當電池模組11沒有足夠電能供電給電池管理電路12時，啟動裝置13可使用外部電源14的電能來供電給電池管理電路12，進而讓電池管理電路12得以維持正常運作。

圖2是依照本發明的一實施例說明圖1的電池管理電路12的電路方塊示意圖。於圖2所示實施例中，電池管理電路12包括電池管理晶片121與電壓調整電路122。電池管理晶片121耦接電池模組11，以便管理電池模組11的電量。電壓調整電路122耦接電池模組11與啟動裝置13的整流電路134，以便接收電池模組11提供的電能與/或接收整流電路134提供的電能。在正常狀況下，電池模組11可以供電給電壓調整電路122。亦即當電池模組11具有足夠電能時，電壓調整電路122使用電池模組11所提供的電能來供電給電池管理晶片121。當電池模組11沒有足夠電能時，電壓調整電路122可以使用整流電路134所提供的電能來供電給電池管理晶片121，進而讓電池管理晶片121得以維持正常運作。

電壓調整電路122的實施細節可以依照設計需求來決定。舉例來說，於圖2的實施例中，電壓調整電路122包括二極體1221、二極體1222以及電壓調整器1223。電壓調整器1223的輸入端耦接至二極體1221的陰極與二極體1222的陰極。二極體1221的陽極耦接至電池模組11以接收電能。二極體1222的陽極耦接至啟動裝置13的整流電路134以接收電能。電壓調整器1223可將其輸入端接收到的電壓轉換為電池管理晶片121所需的工作電壓，以便由電壓調整器1223的輸出端供電給電池管理晶片121。舉例來說，假設電池模組11的輸出電壓為64V（例如電池模組11可由16個4V的鋰電池串聯而成），電壓調整器1223可將64V轉換為5V，以便供電給電池管理晶片121。

請參照圖1，啟動裝置13包括變壓器131、開關電路132、控制電路133以及整流電路134。變壓器131包括一次側線圈Np、輔助線圈Naux與二次側線圈Ns。外部電源14可經由第一外部電力路徑P1與第二外部電力路徑P2將電能傳輸至啟動裝置13。一次側線圈Np的第一端耦接至第一外部電力路徑P1。開關電路132的第一端耦接至一次側線圈Np的第二端，開關電路132的第二端耦接至第二外部電力路徑P2。

控制電路133耦接輔助線圈Naux，以接收電能。亦即，當外部電源14電性連接至第一外部電力路徑P1與第二外部電力路徑P2時，外部電源14所提供的電能可以經過變壓器131而供電給控制電路133。控制電路133可控制開關電路132的導通狀態。舉例來說，控制電路133可以產生脈寬調變（Pulse Width Modulation，PWM）訊號給開關電路132。依照脈寬調變訊號的控制，開關電路132可以決定第二外部電力路徑P2與一次側線圈Np之間的導通狀態。因此，當外部電源14電性連接至第一外部電力路徑P1與第二外部電力路徑P2時，外部電源14所提供的電能可以經過變壓器131而供電給整流電路134。

整流電路134耦接變壓器131的二次側線圈Ns。整流電路134可以將二次側線圈Ns的交流電能轉換為直流電能，以便供電給電池管理電路12。若電池模組11具有足夠電能時，電池管理電路12的電壓調整電路122可使用電池模組11所提供的電能來供電給電池管理電路12的電池管理晶片121。若電池模組11沒有足夠電能供電給電池管理電路12時，整流電路134可以供電給電池管理電路12，亦即電壓調整電路122使用整流電路134所提供的電能供電給電池管理晶片121。

綜上所述，當電池模組11沒有足夠電能供電給電池管理電路12時，啟動裝置13可進行激磁，以便將外部電源14的電能提供給電池管理電路12，進而讓電池管理電路12恢復正常運作。當電池管理電路12恢復正常運作後，電池管理電路12可以導通（turn on）充電開關（未繪示），以便使用外部電源14的電能對電池模組11進行充電。如此一來，電池管理電路12可直接對處於無電電池狀態的電池模組11進行充電，而不需另外將電池模組11卸下來由外部特殊充電裝置進行充電。因此，相較於習知技術需先將電池卸下來充電由外部特殊充電裝置進行，再將充電完成的電池安裝回電子裝置，本實施例的電池管理系統100提供了更便利的電池充電方式。

圖3A至圖3C是依照本發明的不同實施例說明圖1的啟動裝置13的電路示意圖。於圖3A所示的實施例中，開關電路132包括功率電晶體1321與限流電阻1322。依照設計需求，功率電晶體1321可以是金屬氧化物半導體場效電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）、雙極性接面電晶體（Bipolar Junction Transistor，BJT）或是絕緣閘雙極電晶體（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）。於本實施例中，功率電晶體1321為N通道金屬氧化物半導體場效電晶體（N-channel Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，N-MOSFET）。功率電晶體1321的第一端（例如汲極）耦接至一次側線圈Np的第二端。功率電晶體1321的控制端（例如閘極）耦接至控制電路133。限流電阻1322的第一端耦接功率電晶體1321的第二端（例如源極），限流電阻1322的第二端耦接至第二外部電力路徑P2。限流電阻1322可對流經功率電晶體1321的電流大小加以限制，以避免功率電晶體1321損壞。

於圖3A所示的實施例中，控制電路133可包括輔助電力電路1331與脈寬調變（Pulse Width Modulation，PWM）電路1332。輔助電力電路1331耦接變壓器131的輔助線圈Naux的第一端，以便使用輔助線圈Naux的電能來提供輔助電力給脈寬調變電路1332。脈寬調變電路1332耦接至輔助電力電路1331，以接收輔助電力。脈寬調變電路1332可產生脈衝訊號至開關電路132的控制端，以控制開關電路132的導通狀態。亦即，脈寬調變電路1332可產生脈衝訊號至功率電晶體1321的控制端，以控制功率電晶體1321的導通狀態。

於圖3A的實施例中，脈寬調變電路1332包括第一電阻R1與第一二極體D1。第一電阻R1的第一端耦接至第一外部電力路徑P1，第一電阻R1的第二端則耦接至開關電路132的功率電晶體1321的控制端。第一二極體D1的第一端耦接至第一電阻R1的第二端，第一二極體D1的第二端則耦接至開關電路132的功率電晶體1321的源極。於圖3A的實施例中，輔助電力電路1331包括第二電阻R2、第一電容C1以及第二二極體D2。第二電阻R2的第一端耦接至輔助線圈Naux的第一端。輔助線圈Naux的第二端耦接至第二外部電力路徑P2。第一電容C1的第一端耦接至第二電阻R2的第二端，第一電容C1的第二端則耦接至第一電阻R1的第二端。第二二極體D2的第一端（例如陰極）耦接至輔助線圈Naux的第一端，第二二極體D2的第二端（例如陽極）則耦接至第二外部電力路徑P2。

以下將以圖3A為例來說明啟動裝置13的供電方式。於圖3A中，變壓器131的一次側線圈Np可經由第一外部電力路徑P1取得電能而產生電流，輔助線圈Naux則藉由感應一次側線圈Np的電流而產生感應電壓，進而在輔助線圈Naux產生感應電流。因此，輔助線圈Naux可以供電給輔助電力電路1331。輔助電力電路1331可使用輔助線圈Naux的電能來提供輔助電力，而脈寬調變電路1332接收所述輔助電力後便可產生脈衝訊號給控制開關電路132，以控制開關電路132的功率電晶體1321的導通狀態。依照脈衝訊號的控制，功率電晶體1321可以決定第二外部電力路徑P2與一次側線圈Np之間的導通狀態。當所述脈衝訊號的調變頻率越高時，功率電晶體1321的切換動作就會越頻繁，致使變壓器131的一次側線圈Np產生磁通量變化。因此，當外部電源14電性連接至第一外部電力路徑P1與第二外部電力路徑P2時，外部電源14所提供的電能可以經過變壓器131的一次側線圈Np傳輸至二次側線圈Ns，進而在二次側線圈Ns產生感應電流。二次側線圈Ns的感應電流再經由整流電路134的整流、濾波後產生輸出電壓Vo，以便供電給圖1的電池管理電路12。

於圖3A的實施例中，整流電路134可包括二極體1341與電容1342。二極體1341的陽極耦接變壓器131的二次側線圈Ns的第一端。二極體1341的陰極產生輸出電壓Vo給電池管理電路12。電容1342的第一端耦接二極體1341的陰極。電容1342的負極與二次側線圈Ns的第二端耦接至參考電壓（例如接地電壓GND）。此外，整流電路134的輸出電壓Vo的大小可依據變壓器131的一次側線圈Np與二次側線圈Ns的匝數比來做調整。

圖3B是依照本發明的另一實施例說明圖1的啟動裝置13的電路示意圖。圖3B所示變壓器131、開關電路132、控制電路133以及整流電路134可以參照圖3A的相關說明來類推，故不再贅述。於圖3B所示實施例中，啟動裝置13的控制電路133設置有輔助電力電路1331與脈寬調變電路1332B。圖3B所示輔助電力電路1331與脈寬調變電路1332B可以參照圖3A所示輔助電力電路1331與脈寬調變電路1332的相關說明來類推，故不再贅述。不同於圖3A的脈寬調變電路1332，圖3B的脈寬調變電路1332B還包括齊納二極體ZD。齊納二極體ZD的第一端（例如陰極）耦接至第一電阻R1的第二端，且齊納二極體ZD的第二端（例如陽極）耦接至第二外部電力路徑P2。齊納二極體ZD可使功率電晶體1321的閘極與源極間保持穩定的偏壓，以保護功率電晶體1321不受突波電流或靜電的傷害。圖3B中啟動裝置13的供電方式可以參照圖3A的相關說明而類推，故不再贅述。

圖3C是依照本發明的又一實施例說明圖1的啟動裝置13的電路示意圖。圖3C所示變壓器131、開關電路132、控制電路133以及整流電路134可以參照圖3A的相關說明來類推，故不再贅述。於圖3C所示實施例中，啟動裝置13的控制電路133設置有輔助電力電路1331C與脈寬調變電路1332。圖3C所示輔助電力電路1331C與脈寬調變電路1332可以參照圖3A所示輔助電力電路1331與脈寬調變電路1332的相關說明來類推，故不再贅述。不同於圖3A的輔助電力電路1331，圖3C的輔助電力電路1331C還包括第二電容C2與第三電阻R3。如圖3C所示，第二電容C2的第一端耦接至第二二極體D2的第二端（例如陽極），第二電容C2的第二端則耦接至第二外部電力路徑P2。第三電阻R3的第一端耦接至第二二極體D2第二端，第三電阻R3的第二端則耦接至第二外部電力路徑P2。於圖3C的輔助電力電路1331C中，第二電容C2與第三電阻R3可提供功率電晶體1321較長的放電路徑。圖3C中啟動裝置13的供電方式可以參照圖3A的相關說明而類推，故不再贅述。

圖4是依照本發明的另一實施例的電池管理系統的電路方塊示意圖。如圖4所示，電池管理系統400包括電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13A。圖4所示電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13A可以參照圖1所示電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13的相關說明來類推，故不再贅述。不同於圖1的啟動裝置13，圖4的啟動裝置13A還包括觸發電路135。觸發電路135耦接控制電路133與電池管理電路12。觸發電路135依照電池管理電路12的控制命令來決定是否禁能（disable）控制電路133。

舉例來說，圖5是依照本發明的一實施例說明圖4的啟動裝置13A的電路示意圖。如圖5所示，啟動裝置13A包括變壓器131、開關電路132、控制電路133、整流電路134以及觸發電路135。控制電路133設置有輔助電力電路1331與脈寬調變電路1332。圖5所示變壓器131、開關電路132、控制電路133、輔助電力電路1331、脈寬調變電路1332以及整流電路134可以參照圖3A的相關說明來類推，故不再贅述。觸發電路135耦接脈寬調變電路1332。

於圖5的實施例中，觸發電路135可包括光電耦合元件。例如：光電耦合元件的發光部1351可為發光二極體，而光電耦合元件的受光部1352可為光電晶體。光電耦合元件的發光部1351的第一端耦接至電池管理電路12。光電耦合元件的發光部1351的第二端耦接至參考電壓（例如接地電壓）。光電耦合元件的受光部1352的第一端耦接至控制電路133的脈寬調變電路1332，受光部1352的第二端則耦接至第二外部電力路徑P2。當電池模組11沒有足夠電能供電給電池管理電路12時，電池管理電路12將無法正常運作，此時光電耦合元件的受光部1352（光電晶體）為截止（turn off）。當受光部1352（光電晶體）為截止時，圖5所示啟動裝置13A的操作可以參照圖3A所示啟動裝置13的相關說明來類推，故不再贅述。因此，當電池模組11沒有足夠電能供電給電池管理電路12時，啟動裝置13A可以將外部電源14的電能提供給電池管理電路12，進而讓電池管理電路12恢復正常運作。當電池管理電路12恢復正常運作後，電池管理電路12可以導通（turn on）充電開關（未繪示），以便讓外部電源14對電池模組11進行充電。因此，電池模組11可以脫離無電電池狀態，進而供電給電池管理電路12。

在電池模組11足以供電給電池管理電路12的情況下，電池管理電路12可以發出控制命令至觸發電路135，以便禁能控制電路133的脈寬調變電路1332。舉例來說，電池管理電路12可以提供驅動電流來使光電耦合元件的發光部1351（發光二極體）發光，發光部1351的光會導通（turn on）光電耦合元件的受光部1352（光電晶體）。當受光部1352（光電晶體）為導通時，開關電路132的功率電晶體1321的閘極被箝制於低電位，亦即功率電晶體1321保持於截止狀態。因此，在電池模組11足以供電給電池管理電路12的情況下，啟動裝置13A可以基於電池管理電路12的控制而停止供電給電池管理電路12。

圖6是依照本發明的又一實施例的電池管理系統的電路方塊示意圖。如圖6所示，電池管理系統600包括電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13B。圖6所示電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13B可以參照圖1所示電池模組11、電池管理電路12以及啟動裝置13的相關說明來類推，故不再贅述。不同於圖1的啟動裝置13，圖6的啟動裝置13B還包括激磁電路136。激磁電路136的第一端耦接至變壓器131的一次側線圈Np的第一端，激磁電路136的第二端耦接至一次側線圈Np的第二端。激磁電路136可增加變壓器131的一次側線圈Np所產生的激磁電流，以提升變壓器131由一次側線圈Np傳輸至二次側線圈Ns的電能轉換效率。

當電池模組11沒有足夠電能供電給電池管理電路12時，啟動裝置13B可藉由激磁電路136加速激磁，以便將外部電源14的電能提供給電池管理電路12，進而讓電池管理電路12恢復正常運作。當電池管理電路12恢復正常運作後，電池管理電路12可以導通充電開關（未繪示），以便使用外部電源14的電能對電池模組11進行充電。如此一來，電池管理電路12可直接對處於無電電池狀態的電池模組11進行充電，而不需另外將電池模組11卸下來由外部特殊充電裝置進行充電。因此，相較於習知技術需先將電池卸下來由外部特殊充電裝置進行充電，再將充電完成的電池安裝回電子裝置，本實施例的電池管理系統600提供了更便利的電池充電方式。

舉例來說，圖7是依照本發明的一實施例說明圖6的啟動裝置13B的電路示意圖。如圖7所示，啟動裝置13B包括變壓器131、開關電路132、控制電路133、整流電路134以及激磁電路136。圖7所示變壓器131、開關電路132、控制電路133以及整流電路134可以參照圖3A的相關說明來類推，故不再贅述。於圖7所示實施例中，激磁電路136包括電阻1361、電容1362與二極體1363。電阻1361的第一端與電容1362的第一端同時耦接至變壓器131的一次側線圈Np的第一端。二極體1363的第一端（例如陰極）耦接至電阻1361的第二端與電容1362的第二端，二極體1363的第二端（例如陽極）則耦接至變壓器131的一次側線圈Np的該第二端。

激磁電路136中的電阻1361、電容1362與二極體1363可增加變壓器131的一次側線圈Np的電流路徑，以提高一次側線圈Np的激磁電流，因而可有效提升變壓器131的一次側線圈Np與二次側線圈Ns之間的電能轉換效率。圖7所示的變壓器131、開關電路132、控制電路133以及整流電路134的運作方式可以參照圖3A的相關說明而類推，故不再贅述。

綜上所述，本發明諸實施例所述的電池管理系統可採用電池模組對電池管理電路進行供電，亦可經由啟動裝置將外部電能供應至電池管理電路。因此，當電池模組處於無電電池的狀態時，啟動裝置可提供電池管理電路所需的電力來源，進而讓電池管理電路得以維持/恢復正常運作。因此，即便電池模組已經無法供電給電池管理電路，所述電池管理系統仍然可以對處於無電電池狀態的電池模組進行充電，而不需將電池模組11卸除。此外，在啟動裝置中設置激磁電路，將可有效提升變壓器的電能轉換效率，進而可加快啟動裝置的供電效率。

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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

11‧‧‧電池模組

12‧‧‧電池管理電路

13、13A、13B‧‧‧啟動裝置

14‧‧‧外部電源

100‧‧‧電池管理系統

121‧‧‧電池管理晶片

122‧‧‧電壓調整電路

131‧‧‧變壓器

132‧‧‧開關電路

133‧‧‧控制電路

134‧‧‧整流電路

135‧‧‧觸發電路

136‧‧‧激磁電路

400‧‧‧電池管理系統

600‧‧‧電池管理系統

1221、1222‧‧‧二極體

1223‧‧‧電壓調整器

1321‧‧‧功率電晶體

1322‧‧‧限流電阻

1331、1331C‧‧‧輔助電力電路

1332、1332B‧‧‧脈寬調變電路

1341‧‧‧二極體

1342‧‧‧電容

1361‧‧‧電阻

1362‧‧‧電容

1363‧‧‧二極體

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

GND‧‧‧接地電壓

Naux‧‧‧輔助線圈

Np‧‧‧一次側線圈

Ns‧‧‧二次側線圈

P1‧‧‧第一外部電力路徑

P2‧‧‧第二外部電力路徑

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

Vo‧‧‧輸出電壓

圖1是依照本發明的一實施例的電池管理系統的電路方塊（circuit block）示意圖。圖2是依照本發明的一實施例說明圖1的電池管理電路的電路方塊示意圖。圖3A至圖3C是依照本發明的不同實施例說明圖1的啟動裝置的電路示意圖。圖4是依照本發明的另一實施例的電池管理系統的電路方塊示意圖。圖5是依照本發明的一實施例說明圖4的電池管理系統的電路方塊示意圖。圖6是依照本發明的又一實施例的電池管理系統的電路方塊示意圖。圖7是依照本發明的一實施例說明圖6的啟動裝置的電路示意圖。

Claims

一種電池管理電路的啟動裝置，包括：一變壓器，包括一一次側線圈、一輔助線圈與一二次側線圈，其中該一次側線圈的一第一端耦接至一第一外部電力路徑；一開關電路，其中該開關電路的一第一端耦接至該一次側線圈的一第二端，該開關電路的一第二端耦接至一第二外部電力路徑；一控制電路，耦接該輔助線圈以經由該輔助線圈接收電能，其中該控制電路控制該開關電路的導通狀態；以及一整流電路，耦接該變壓器的該二次側線圈，其中該整流電路供電給該電池管理電路。
如申請專利範圍第1項所述的啟動裝置，其中該開關電路包括：一功率電晶體，其中該功率電晶體的一第一端耦接至該一次側線圈的該第二端，該功率電晶體的一控制端耦接至該控制電路；以及一限流電阻，其中該限流電阻的一第一端耦接該功率電晶體的一第二端，該限流電阻的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第1項所述的啟動裝置，其中該控制電路包括：一輔助電力電路，耦接該變壓器的該輔助線圈的一第一端，用以使用該輔助線圈的電能來提供一輔助電力；以及一脈寬調變電路，耦接至該輔助電力電路以接收該輔助電力，用以產生一脈衝訊號至該開關電路的一控制端以控制該開關電路的導通狀態。
如申請專利範圍第3項所述的啟動裝置，其中該脈寬調變電路包括：一第一電阻，其中該第一電阻的一第一端耦接至該第一外部電力路徑，以及該第一電阻的一第二端耦接至該開關電路的一功率電晶體的一控制端；以及一第一二極體，其中該第一二極體的一第一端耦接至該第一電阻的該第二端，以及該第一二極體的一第二端耦接至該開關電路的一源極。
如申請專利範圍第4項所述的啟動裝置，其中該脈寬調變電路更包括：一齊納二極體，其中該齊納二極體的一第一端耦接至該第一電阻的該第二端，該齊納二極體的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第4項所述的啟動裝置，其中該輔助電力電路包括：一第二電阻，其中該第二電阻的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端，該輔助線圈的一第二端耦接至該第二外部電力路徑；一第一電容，其中該第一電容的一第一端耦接至該第二電阻的一第二端，以及該第一電容的一第二端耦接至該第一電阻的該第二端；以及一第二二極體，其中該第二二極體的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端，以及該第二二極體的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第4項所述的啟動裝置，其中該輔助電力電路包括：一第二電阻，其中該第二電阻的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端，該輔助線圈的一第二端耦接至該第二外部電力路徑；一第一電容，其中該第一電容的一第一端耦接至該第二電阻的一第二端，以及該第一電容的一第二端耦接至該第一電阻的該第二端；一第二二極體，其中該第二二極體的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端；一第二電容，其中該第二電容的一第一端耦接至該第二二極體的一第二端，以及該第二電容的一第二端耦接至該第二外部電力路徑；以及一第三電阻，其中該第三電阻的一第一端耦接至該第二二極體的該第二端，以及該第三電阻的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第1項所述的啟動裝置，更包括：一觸發電路，耦接該控制電路，其中該觸發電路依照該電池管理電路的一控制命令來決定是否禁能該控制電路。
如申請專利範圍第8項所述的啟動裝置，其中該觸發電路包括：一光電耦合元件，其中該光電耦合元件的一發光部耦接至該電池管理電路，該光電耦合元件的一受光部的一第一端耦接至該控制電路，而該受光部的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第1項所述的啟動裝置，更包括：一激磁電路，其中該激磁電路的一第一端耦接至該一次側線圈的該第一端，該激磁電路的一第二端耦接至該一次側線圈的該第二端。
如申請專利範圍第10項所述的啟動裝置，其中該激磁電路包括：一電阻，其中該電阻的一第一端耦接至該一次側線圈的該第一端；一電容，其中該電容的一第一端耦接至該一次側線圈的該第一端；以及一二極體，其中該二極體的一第一端耦接至該電阻的一第二端與該電容的一第二端，該二極體的一第二端耦接該一次側線圈的該第二端。
一種電池管理系統，包括：一電池模組；一電池管理電路，耦接該電池模組，以便管理該電池模組的電量，其中當該電池模組具有足夠電能時，該電池模組供電給該電池管理電路；以及一啟動裝置，耦接該電池管理電路，其中該啟動裝置包括：一變壓器，包括一一次側線圈、一輔助線圈與一二次側線圈，其中該一次側線圈的一第一端耦接至一第一外部電力路徑；一開關電路，其中該開關電路的一第一端耦接至該一次側線圈的一第二端，該開關電路的一第二端耦接至一第二外部電力路徑；一控制電路，耦接該輔助線圈以經由該輔助線圈接收電能，其中該控制電路控制該開關電路的導通狀態；以及一整流電路，耦接該變壓器的該二次側線圈，其中當該電池模組沒有足夠電能供電給該電池管理電路時，該整流電路供電給該電池管理電路。
如申請專利範圍第12項所述的電池管理系統，其中該電池管理電路包括：一電池管理晶片，耦接該電池模組，以便管理該電池模組的電量；以及一電壓調整電路，耦接該電池模組以接收電能，其中當該電池模組具有足夠電能時該電壓調整電路使用該電池模組所提供的電能供電給該電池管理晶片，以及當該電池模組沒有足夠電能時該電壓調整電路使用該整流電路所提供的電能供電給該電池管理晶片。
如申請專利範圍第13項所述的電池管理系統，其中該電壓調整電路包括：一第一二極體，其中該第一二極體的一陽極耦接至該電池模組以接收電能；一第二二極體，其中該第二二極體的一陽極耦接至該整流電路以接收電能；以及一電壓調整器，其中該電壓調整器的一輸入端耦接至該第一二極體的一陰極與該第二二極體的一陰極，該電壓調整器的一輸出端供電給該電池管理晶片。
如申請專利範圍第12項所述的電池管理系統，其中該開關電路包括：一功率電晶體，其中該功率電晶體的一第一端耦接至該一次側線圈的該第二端，該功率電晶體的一控制端耦接至該控制電路；以及一限流電阻，其中該限流電阻的一第一端耦接該功率電晶體的一第二端，該限流電阻的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第12項所述的電池管理系統，其中該控制電路包括：一輔助電力電路，耦接該變壓器的該輔助線圈的一第一端，用以使用該輔助線圈的電能來提供一輔助電力；以及一脈寬調變電路，耦接至該輔助電力電路以接收該輔助電力，用以產生一脈衝訊號至該開關電路的一控制端以控制該開關電路的導通狀態。
如申請專利範圍第16項所述的電池管理系統，其中該脈寬調變電路包括：一第一電阻，其中該第一電阻的一第一端耦接至該第一外部電力路徑，以及該第一電阻的一第二端耦接至該開關電路的一功率電晶體的一控制端；以及一第一二極體，其中該第一二極體的一第一端耦接至該第一電阻的該第二端，以及該第一二極體的一第二端耦接至該開關電路的一源極。
如申請專利範圍第17項所述的電池管理系統，其中該脈寬調變電路更包括：一齊納二極體，其中該齊納二極體的一第一端耦接至該第一電阻的該第二端，該齊納二極體的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第17項所述的電池管理系統，其中該輔助電力電路包括：一第二電阻，其中該第二電阻的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端，該輔助線圈的一第二端耦接至該第二外部電力路徑；一第一電容，其中該第一電容的一第一端耦接至該第二電阻的一第二端，以及該第一電容的一第二端耦接至該第一電阻的該第二端；以及一第二二極體，其中該第二二極體的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端，以及該第二二極體的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第17項所述的電池管理系統，其中該輔助電力電路包括：一第二電阻，其中該第二電阻的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端，該輔助線圈的一第二端耦接至該第二外部電力路徑；一第一電容，其中該第一電容的一第一端耦接至該第二電阻的一第二端，以及該第一電容的一第二端耦接至該第一電阻的該第二端；一第二二極體，其中該第二二極體的一第一端耦接至該輔助線圈的該第一端；一第二電容，其中該第二電容的一第一端耦接至該第二二極體的一第二端，以及該第二電容的一第二端耦接至該第二外部電力路徑；以及一第三電阻，其中該第三電阻的一第一端耦接至該第二二極體的該第二端，以及該第三電阻的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第12項所述的電池管理系統，更包括：一觸發電路，耦接該控制電路，其中該觸發電路依照該電池管理電路的一控制命令來決定是否禁能該控制電路。
如申請專利範圍第21項所述的電池管理系統，其中該觸發電路包括：一光電耦合元件，其中該光電耦合元件的一發光部耦接至該電池管理電路，該光電耦合元件的一受光部的一第一端耦接至該控制電路，而該受光部的一第二端耦接至該第二外部電力路徑。
如申請專利範圍第12項所述的電池管理系統，更包括：一激磁電路，其中該激磁電路的一第一端耦接至該一次側線圈的該第一端，該激磁電路的一第二端耦接至該一次側線圈的該第二端。
如申請專利範圍第23項所述的電池管理系統，其中該激磁電路包括：一電阻，其中該電阻的一第一端耦接至該一次側線圈的該第一端；一電容，其中該電容的一第一端耦接至該一次側線圈的該第一端；以及一二極體，其中該二極體的一第一端耦接至該電阻的一第二端與該電容的一第二端，該二極體的一第二端耦接該一次側線圈的該第二端。