TWI759238B - 電池裝置及其電池保護方法 - Google Patents

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Abstract

本案揭示一種電池裝置及其電池保護方法。依據電池的電量、電池裝置是否與電子裝置通訊以及電池是否正進行充放電判斷是否控制電池裝置進入關閉模式。

Description

電池裝置及其電池保護方法
本發明是有關於一種電池裝置及其電池保護方法。
當電子產品在長期不使用的狀況下，因系統和電池本身的持續自耗電，電池容量將持續地降低。如此，當電池容量降低至極低容量時，電池將產生銅析出現象，而在銅析出現象發生時對電池充電會造成結晶析出並刺穿隔離膜造成短路發生，故當電池在極低電量時需要啟動深度放電保護，以避免電池失效。
本案提供一種電池裝置，其包括電池以及控制晶片。控制晶片耦接電池，量測電池的電量，控制晶片用以控制電池裝置進入關閉模式。其中，控制晶片係依據電池的電量、電池裝置是否與電子裝置通訊以及電池是否正進行充放電，以判斷是否控制電池裝置進入關閉模式。
本案還提供一種電池裝置的電池保護方法，電池裝置用以提供電力給電子裝置，電池裝置包括電池，電池裝置的電池保護方法包括下列步驟。量測電池的電量。判斷電池的電量是否低於預設量。判斷電池裝置是否與電子裝置進行通訊。判斷電池是否正進行充放電。當電池的電量低於預設量、電池裝置未與電子裝置進行通訊且電池未進行充放電時，控制電池裝置進入關閉模式。
基于上述，本案可依據電池的電量、電池裝置與電子裝置的通訊情形以及電池是否正進行充放電判斷是否控制電池裝置進入關閉模式。當電池的電量低於預設量、電池裝置未與電子裝置進行通訊且電池未進行充放電時，直接控制電池裝置進入關閉模式，使電池裝置提早執行深度放電保護，以大幅降低電池裝置的自耗電，延長電子產品不使用的可放置時間，有效地保護電池，避免電池失效的情形發生。
為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。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，係代表相同或類似部件。
以下請參照圖1，電池裝置102可提供電力給電子裝置104，電子裝置104可例如為可攜式電子裝置，例如筆記型電腦、手機等，然不以此為限。電池裝置102可包括電池106、控制晶片(gauge IC)108以及功率開關110，電池106耦接控制晶片108，功率開關110耦接電池106、控制晶片108以及電子裝置104。值得注意的是，在本實施例中，電池裝置102為外接至電子裝置104，然在其它實施例中，電池裝置102也可例如整合於電子裝置104內，而不以本實施例為限。
控制晶片108可量測電池106的電量，並依據電池106的電量、電池裝置102與電子裝置104的通訊情形以及電池106是否正進行充放電判斷是否控制電池裝置102進入關閉模式。其中控制晶片108可例如透過量測電池106的電壓來獲得電池106的電量，電池裝置102可例如透過系統匯流排與電子裝置104進行通訊，然不以此為限。舉例來說，控制晶片108可透過系統匯流排將電量量測信號傳送給電子裝置104，以使電子裝置104獲得電池106的電量。此外，電池106是否正進行充放電意指為電池106是否正響應控制晶片108或電子裝置104的充放電控制指令而進行充放電。電池106可透過功率開關110提供電力給電子裝置104。
當電池106的電量低於預設量、電池裝置102未與電子裝置104進行通訊且電池106未進行充放電時，控制晶片108及功率開關110進入關閉模式使電池裝置102直接執行深度放電保護，相較於習知技術循序漸進地降低電池裝置102的電能消耗，本實施例的電池裝置102可直接將電池裝置102的電能消耗降至最低，從而延長電池裝置102以及電子裝置104不使用的可放置時間，有效地保護電池，避免電池失效的情形發生。
進一步來說，當電池106的電壓降低至預設量(預設量可例如0%~5%中的任意值，然不以此為限)所對應的電池106的預設電壓時，控制晶片108可直接斷開功率開關110，並降低自身的功率消耗而進入低耗能狀態。如圖2所示，曲線CI1為本發明實施例的電池裝置執行電池保護時所對應的電池總消費電流變化曲線，曲線CI2為傳統的電池裝置執行電池保護時所對應的電池總消費電流變化曲線，其中電池總消費電流可包括電池裝置102提供給電子裝置104的消費電流以及電池裝置102內部的消費電流。如圖2的曲線CI1所示，當控制晶片108斷開功率開關110，並進入低耗能狀態時，電池106的總消費電流將由電流I1直接降低至執行深度放電保護時所對應的電流ISU，而可大幅地降低電池裝置102的自耗電。其中在低耗能狀態中，控制晶片108可例如僅接收被喚醒所需的操作電壓，在部分實施例中，電池裝置102也可透過移除控制晶片108運作所需的電源電壓或斷開控制晶片108的電源供電路徑，以降低電池裝置102的自耗電。
而在傳統的電池裝置中，電池總消費電流為隨著電池電量的降低逐漸地降低，如圖2的曲線CI2所示，傳統的電池裝置的電池總消費電流隨著電池電量的降低分為多個階段地減少，其中在電量降低至預設量時，電池裝置因電量不足而無法繼續提供給電子裝置104的消費電流，此時電池裝置的電池總消費電流IED等於電池裝置內部的消費電流，當電池裝置的電量降低至需進行低電壓保護的電量時，電池總消費電流降低至電流ICU，當電池裝置的電量降低至需關閉電池電壓的電量時，電池總消費電流被降低至電流IS，當電池裝置的電量降低至需進行深度放電保護的電量時，電池總消費電流才被降低至電流ISU。
請參照圖3其中曲線CV1為本發明實施例的電池裝置的電池容量變化曲線，曲線CV2為傳統的電池裝置的電池容量變化曲線。由圖2以及圖3可知，由於本發明實施例的電池裝置102可在電池106的電壓降低至預設量時，將電池106的總消費電流直接降低至執行深度放電保護時所對應的電流ISU，相較於傳統的電池裝置分階段地降低電池總消費電流的方式可更有效地減緩電池容量的衰減速度，而延長電池裝置102以及電子裝置104不使用的可放置時間，有效地保護電池，避免電池失效的情形發生。
請參照圖4，由上述實施例可知，電池裝置的電池保護方法可至少包括下列步驟。首先，量測電池的電量(步驟S402)，例如可透過量測電池的電壓來獲得電池的電量。接著，判斷電池的電量是否低於預設量(步驟S404)，例如依據電池的電壓是否低於預設電壓來判斷電池的電量是否低於預設量。若電池的電量未低於預設量，可繼續量測電池的電量，若電池的電量低於預設量，可判斷電池裝置是否正與電子裝置進行通訊(步驟S406)，例如電池裝置是否透過系統匯流排與電子裝置進行通訊，例如透過系統匯流排將電量量測信號傳送給電子裝置，然不以此為限。若電池裝置正與電子裝置進行通訊，可繼續量測電池的電量，若電池裝置未與電子裝置進行通訊，可判斷電池是否正進行充放電(步驟S408)，例如電池是否正響應控制晶片或電子裝置的充放電控制指令而進行充放電。若電池正進行充放電，可繼續量測電池的電量，若電池未進行充放電，則可控制電池裝置進入關閉模式(步驟S410)。
其中在關閉模式中，可斷開電池裝置的功率開關，以使電池裝置的電池無法透過功率開關提供電力給電子裝置，另外並可使電池裝置的控制晶片進入低耗能狀態，以將電池總消費電流直接降低至執行深度放電保護時所對應的電池總消費電流，進而大幅地降低電池裝置的自耗電，而可延長電池裝置以及電子裝置不使用的可放置時間，有效地保護電池，避免電池失效的情形發生。其中在低耗能狀態中，控制晶片可例如僅接收被喚醒所需的操作電壓，在部分實施例中，電池裝置也可透過移除控制晶片運作所需的電源電壓或斷開控制晶片的電源供電路徑，以降低電池裝置的自耗電。
綜上所述，本案可依據電池的電量、電池裝置與電子裝置的通訊情形以及電池是否正進行充放電判斷是否控制電池裝置進入關閉模式。當電池的電量低於預設量、電池裝置未與電子裝置進行通訊且電池未進行充放電時，直接控制電池裝置進入關閉模式(其中在關閉模式中功率開關被斷開，控制晶片處於低耗能裝狀態)，使電池裝置提早執行深度放電保護，以大幅降低電池裝置的自耗電，延長電子產品不使用的可放置時間，有效地保護電池，避免電池失效的情形發生。如此即使長期放置電子裝置不使用，也仍可對電池充電，使電池裝置正常地提供電力給電子裝置使用。
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。
102:電池裝置 104:電子裝置 106:電池 108:控制晶片 110:功率開關 CI1、CI2、CV1、CV2:曲線 I1、ISU、IED、ICU、IS:電流 S402~S410:電池裝置的電池保護方法步驟
圖1是依照本案一實施例所繪示的電池裝置的示意圖。 圖2是依照本案一實施例所繪示的電池總消費電流與時間的關係圖。 圖3是依照本案一實施例所繪示的電池容量與時間的關係圖。 圖4是依照本案一實施例所繪示的電池裝置的電池保護方法的流程圖。
S402~S410:電池裝置的電池保護方法步驟

Claims (9)

  1. 一種電池裝置，提供一電力給一電子裝置，該電池裝置包括： 一電池；以及 一控制晶片，耦接該電池，量測該電池的一電量，用以控制該電池裝置進入一關閉模式； 其中，該控制晶片係依據該電池的該電量、該電池裝置是否與該電子裝置通訊以及該電池是否正進行充放電，以判斷是否控制該電池裝置進入該關閉模式。
  2. 如請求項1所述的電池裝置，其中當該電池的該電量低於一預設量、該電池裝置未與該電子裝置進行通訊且該電池未進行充放電時，該控制晶片控制該電池裝置進入該關閉模式。
  3. 如請求項1所述的電池裝置，還包括： 一功率開關，耦接該電池、該電子裝置以及該控制晶片；其中，該電池透過該功率開關提供該電力給該電子裝置，且該控制晶片係斷開該功率開關，並進入一低耗能狀態。
  4. 如請求項1所述的電池裝置，其中該控制晶片依據該電池的電壓是否低於預設電壓來判斷該電池的該電量是否低於該預設量。
  5. 如請求項1所述的電池裝置，其中該電池裝置透過一系統匯流排與該電子裝置進行通訊。
  6. 一種電池裝置的電池保護方法，該電池裝置用以提供一電力給一電子裝置，該電池裝置包括一電池，該電池裝置的電池保護方法包括： 量測該電池的一電量； 判斷該電池的該電量是否低於一預設量； 判斷該電池裝置是否與一電子裝置進行通訊； 判斷該電池是否正進行充放電；以及 當該電池的該電量低於該預設量、該電池裝置未與該電子裝置進行通訊且該電池未進行充放電時，控制該電池裝置進入一關閉模式。
  7. 如請求項6所述的電池裝置的電池保護方法，該電池裝置還包括一功率開關以及一控制晶片，該功率開關耦接該電池、該電子裝置以及該控制晶片，該電池透過該功率開關提供該電力給該電子裝置，該電池裝置的電池保護方法包括： 於該關閉模式中，斷開該功率開關，並使該控制晶片進入一低耗能狀態。
  8. 如請求項6所述的電池裝置的電池保護方法，包括： 依據該電池的電壓是否低於預設電壓來判斷該電池的該電量是否低於該預設量。
  9. 如請求項6所述的電池裝置的電池保護方法，其中該電池裝置透過一系統匯流排與該電子裝置進行通訊。
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