TWI789131B - 用於電池的充放電保護裝置與充放電保護方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於電池的充放電保護裝置與充放電保護方法,該充放電保護方法是使一充放電保護裝置感測判斷電連接之每一電池的安裝極性是否正確,並感測判斷每一電池是否為充電式類型,然後於電池安裝極性不正確時,斷開與負載裝置的電連接,並於判斷所有電池安裝極性正確時,根據電池類型自動串聯或並聯輸出該等電池電力,以及決定是否導接外部電力以對電池充電。透過該充放電保護方法設計,可確保該充放電保護裝置不會發生電池逆極性供電而損壞負載裝置的情況,且可大幅提高電池的充電與放電保護效果,是一種相當創新且實用的創作。
Description
本發明是有關於一種用於電池的充放電裝置,特別是指一種用於乾電池的充放電保護裝置與充放電保護方法。
目前的乾電池大致可區分為一次性電池與充電電池,一次性電池例如市面常見的碳鋅電池與鋅錳電池等,而充電電池例如鎳氫電池、鎳鎘電池與鋰離子電池等,且為方便通用在各種電子產品上,充電電池也都會設計成目前市面上常見的3號電池與4號電池等外型,以致於許多使用者常會分不清楚所使用之電池是屬於哪一種類型,而經常發生混用的情況。
當電子裝置於安裝電池使用時,最忌諱的就是電池極性裝反,因為這常會造成電池放電異常,甚至造成電子裝置損壞。此外,目前許多電子裝置中的電池供電模組都是設計成可同時供電輸出與進行充電,一旦於該電子裝置混裝傳統一次電池與充電電池,且將該電子裝置導接於一充電裝置進行充電時,會變成同時對傳統一次性電池與充電電池充電,除了會大幅影響該充電電池的充電效能外,還可能造成傳統一次性電池發生過熱爆裂的危險。
因此,本發明的目的,即在提供一種能改善先前技術的至少一個缺點的電池充放電保護裝置。
於是,本發明用於電池的充放電保護裝置,適用於電連接在一負載裝置與一個充電裝置間,且可供兩電池電連接安裝。該充放電保護裝置包含一個可用以感測判斷每一電池的安裝極性是否正確的極性感測單元、一個可用以感測判斷每一電池是否為充電式類型的電池類型感測單元,及一個充放電控制單元。
該充放電控制單元可於該極性感測單元判斷其中一電池的安裝極性不正確時,斷開與該負載裝置的電連接,並控制該充電裝置不輸出電力。並可於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷該等電池都為充電式類型時,將該等電池並聯以對該負載裝置供電,且控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對該等電池充電。而於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷僅其中一電池為充電式類型時,僅導接輸出充電式類型的該電池電力以對該負載裝置供電,且控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對充電式類型的該電池充電。
於是,本發明用於電池的充放電保護裝置,適用於電連接在一負載裝置與一充電裝置間,且可供兩電池電連接安裝。該充放電保護裝置包含一個可用以感測判斷每一電池的安裝極性是否正確的極性感測單元、一個可用以感測判斷每一電池是否為充電式類型的電池類型感測單元,及一個充放電控制單元。
該充放電控制單元可於該極性感測單元判斷其中一電池的安裝極性不正確時,斷開與該負載裝置的電連接,並控制該充電裝置不輸出電力。並可於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷該等電池都為充電式類型時,將該等電池並聯以對該負載裝置供電,且控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對該等電池充電。而於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷其中一電池非為充電式類型時,將該等電池串聯以對該負載裝置供電,並控制該充電裝置不輸出電力。
因此,本發明的另一目的,即在提供一種能改善先前技術的至少一個缺點的電池充放電保護方法。
於是,本發明用於電池的充放電保護方法,適用於實施在一可透過所安裝之兩個電池對一負載裝置供電的充放電保護裝置。該充放電保護方法包含以下步驟。
安裝極性判斷步驟,使該充放電保護裝置感測判斷每一電池的安裝極性是否正確;電池類型判斷步驟,使該充放電保護裝置感測判斷每一電池是否為充電式類型;及
輸出電力控制步驟,使該充放電保護裝置於判斷其中一電池的安裝極性不正確時,斷開其與該負載裝置的電連接,並使該充放電保護裝置於判斷該等電池的安裝極性都正確,且判斷該等電池都為充電式類型時,將該等電池並聯以對該負載裝置供電,且使該充放電保護裝置於判斷該等電池的安裝極性都正確,並判斷其中一電池非為充電式類型時,將該等電池串聯以對該負載裝置供電。
本發明之功效在於:透過該極性感測單元、該電池類型感測單元與該充放電控制單元的設計,可對搭配使用之該等電池進行安裝極性感測,確保不會發生電池逆極性供電而損壞負載裝置的情況,並可根據電池類型自動串聯或並聯該等電池以進行供電,以及自動判斷是否導接充電裝置之電力以對電池充電,是一種相當創新且實用的創作。
在本發明被詳細描述前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1與圖2,本發明用於電池的充放電保護裝置200的一個第一實施例,適用於電連接在一個負載裝置901與一個充電裝置902間,並可供電連接安裝兩顆或更多顆電池903。可根據該等電池903類型,對應調控輸出該等電池903之電力以對該負載裝置901供電的方式,以及決定是否導接該充電裝置902之電力以對該等電池903充電。所述電池903可以是一次性電池或充電電池。該充放電保護裝置200可設計成與該負載裝置901整合在一起之態樣,例如但不限於整合設置在一個擴音設備、一個麥克風設備,但實施時不以此為限。為方便說明,以下實施例係以安裝兩顆電池903為例進行說明。
該充放電保護裝置200包含一個電連接於該等電池903的極性感測單元3、一個電連接該極性感測單元3的電池類型感測單元4,及一個電連接該極性感測單元3與該電池類型感測單元4的充放電控制單元5,且該充放電控制單元5是用以電連接於該負載裝置901與該充電裝置902。實施時,該充放電保護裝置200還可進一步包含一用以供該等電池903電連接安裝的電池座(圖未示),該極性感測單元3會經由該電池座電連接該等電池903。由於該電池座類型眾多且非本發明創作重點,因此不再詳述。
該極性感測單元3包括兩個分別電連接該等電池903的極性感測模組31,該電池類型感測單元4包括兩個分別電連接該等極性感測模組31的電池類型感測模組41,該充放電控制單元5訊號連接於該等極性感測模組31與該等電池類型感測模組41。
每一極性感測模組31可感測判斷對應之該電池903的安裝極性是否正確。會於其感測判斷結果為該電池903之安裝極性錯誤時,禁止導通該電池903與對應之該電池類型感測模組41,並產生邏輯訊號「1」的禁止訊號;而於其感測判斷結果為該電池903之安裝極性正確時,會電連接導通該電池903與對應之該電池類型感測模組41,並產生邏輯訊號「0」的不禁止訊號。
由於該等極性感測模組31可分別感測該等電池903之安裝極性是否正確的方式眾多且為現有技術,例如可透過二極體電路或電晶體電路設計來判斷電連接之該電池903的極性,所以關於該等極性感測模組31不再詳述。
每一該電池類型感測模組41可感測判斷電連接之該電池903是否為充電式類型,且具有一個可充電訊號輸出端411與一個不可充電訊號輸出端412。當其感測判斷結果為充電式類型時,會經由該可充電訊號輸出端411輸出邏輯訊號「1」的訊號,並經由不可充電訊號輸出端412輸出邏輯訊號「0」的訊號。相反的,當其感測判斷結果非為充電式類型時,會經由該可充電訊號輸出端411輸出邏輯訊號「0」的訊號,並經由不可充電訊號輸出端412輸出邏輯訊號「1」的訊號
由於充電電池與一次性電池的供電電壓明顯不同,碳鋅電池的正常工作電壓約為0.6~1.5V,鎳氫電池的正常工作電壓約為0.8~1.3V,而可充式鋰離子電池的正常工作電壓約為3~4.2V。因此,在本第一實施例中,每一電池類型感測模組41是透過感測電連接之該電池903的供電電壓大小,來判斷該電池903是否為充電式類型。但因為判斷電池903是否為充電式類型的方式眾多,也非本發明改重點,因此不再詳述,且實施時不以上述感測判斷方式為限。
該充放電控制單元5包括一個充放電開關模組51、一個連接模式切換模組52、一個分析判斷模組53,及一個充電控制模組54。
該充放電開關模組51用以電連接於該負載裝置901與該充電裝置902,並可被驅動而在一斷開該負載裝置901之斷開狀態511,及一導通狀態512間切換。該充放電開關模組51於切換至該導通狀態512時,能將該連接模式切換模組52輸出之電力導接至該負載裝置901,也就是對該負載裝置901供電,並可將該充電裝置902輸出之電力導接至該連接模式切換模組52。
該連接模式切換模組52可被控制而在一個將該等電池903並聯以輸出電力的並聯模式521,及一個將該等電池903串聯以輸出電力的串聯模式522間切換,且當該連接模式切換模組52切換至該並聯模式521時,還會以該充放電開關模組51導接自該充電裝置902的電力對該等電池903充電。由於輸出電池電力,並導接外部電力以對電池充電為現有電池充放電技術且方式眾多,因此不再詳述。
該分析判斷模組53會接收分析該極性感測單元3與該電池類型感測單元4之感測判斷結果,也就是接收分析該極性感測單元3與該電池類型感測單元4產生的邏輯訊號,以對應控制該充放電開關模組51在該斷開狀態511與該導通狀態512間切換,以及控制該連接模式切換模組52在該並聯模式521與該串聯模式522間切換。
該分析判斷模組53包括一個訊號連接該極性感測單元3之第一邏輯判斷電路531、訊號連接該電池類型感測單元4之一個第二邏輯判斷電路532與一個第三邏輯判斷電路533,及一個訊號連接該第一邏輯判斷電路531、該第二邏輯判斷電路532與該第三邏輯判斷電路533的第四邏輯判斷電路534。
在本第一實施例中,該第一邏輯判斷電路531為一個OR邏輯閘,且訊號連接該等極性感測模組31,會於其中一個極性感測模組31產生邏輯訊號「1」的禁止訊號時,對應產生一邏輯訊號「1」的第一邏輯訊號,而於兩個極性感測模組31都產生邏輯訊號「0」的不禁止訊號時,對應產生一邏輯訊號「0」的第一邏輯訊號。其中,邏輯訊號「1」的該第一邏輯訊號可驅使該充放電開關模組51切換至該斷開狀態511,而邏輯訊號「0」的該第一邏輯訊號可驅使該充放電開關模組51切換至該導通狀態512。
該第二邏輯判斷電路532與該第三邏輯判斷電路533都為一個「OR」邏輯閘,該第二邏輯判斷電路532是訊號連接於該等電池類型感測模組41的該等可充電訊號輸出端411,該第三邏輯判斷電路533是訊號連接於該等電池類型感測模組41的該等不可充電訊號輸出端412。該第二邏輯判斷電路532會於其中一個可充電訊號輸出端411之邏輯訊號為「1」時,產生一邏輯訊號「1」的第二邏輯訊號,而於兩個可充電訊號輸出端411之邏輯訊號都為「0」時,產生一邏輯訊號「0」的第二邏輯訊號。同樣的,該第三邏輯判斷電路533會於其中一個不可充電訊號輸出端412之邏輯訊號為「1」時,產生一邏輯訊號「1」的第三邏輯訊號,而於兩個不可充電訊號輸出端412之邏輯訊號都為「0」時,產生一邏輯訊號「0」的第三邏輯訊號。
該第四邏輯判斷電路534會根據該第一邏輯訊號、該第二邏輯訊號與該第三邏輯訊號,對應產生一相反於該第三邏輯訊號的第四邏輯訊號。該第四邏輯判斷電路534包括兩個分別訊號連接於該第一邏輯判斷電路531與該第三邏輯判斷電路533之輸出端的NOT邏輯閘,及一個訊號連接於該第二邏輯判斷電路532與該等NOT邏輯閘之輸出端的AND邏輯閘,該AND邏輯閘會根據該第二邏輯判斷電路532與該等NOT邏輯閘輸出之邏輯訊號產生對應之該第四邏輯訊號。
也就是說,當該等電池903的安裝極性都正確,且當該等電池903皆為充電式類型時,該第一邏輯判斷電路531會輸出邏輯訊號「0」的第一邏輯訊號,該第二邏輯判斷電路532會輸出邏輯訊號「1」的第二邏輯訊號,該第三邏輯判斷電路533會輸出邏輯訊號「0」的第三邏輯訊號,此時,該AND邏輯閘輸入之三個邏輯訊號皆為「1」,會產生邏輯訊號「1」的該第四邏輯訊號。
當該等電池903的安裝極性都正確,而其中一個電池903非為充電式類型時,該第一邏輯判斷電路531會輸出邏輯訊號「0」的第一邏輯訊號,該第二邏輯判斷電路532會輸出邏輯訊號「1」的第二邏輯訊號,該第三邏輯判斷電路533會輸出邏輯訊號「1」的第三邏輯訊號。此時,該AND邏輯閘輸入之其中一個邏輯訊號為「0」,所以會產生邏輯訊號「0」的該第四邏輯訊號。
當該第三邏輯訊號為「1」時,表示其中一個電池903非為充電式類型,或兩個電池903皆非為充電式類型,該第四邏輯訊號必定為「0」,此時,該連接模式切換模組52會被邏輯訊號「1」的該第三邏輯訊號觸發而切換至該串聯模式522。當該第三邏輯訊號為「0」時,表示該等電池903皆為充電式類型,該第四邏輯訊號必定為「1」,此時,該連接模式切換模組52會被邏輯訊號「1」的該第四邏輯訊號觸發而切換至該並聯模式521。
該充電控制模組54訊號連接於該第四邏輯判斷電路534輸出端,會於該第四邏輯訊號為「1」時,控制該充電裝置902輸出電力。
參閱圖1、2、3,本發明用於電池的充放電保護裝置200用以電連接在該負載裝置901與該充電裝置902,並安裝兩個電池903使用時,其所執行的一個充放電保護方法包含以下步驟。
安裝極性判斷步驟801。先使該極性感測單元3感測判斷該等電池903之安裝極性是否正確,若其中一個電池903之安裝極性錯誤時,就驅使該充放電開關模組51斷開該負載裝置901,避免該負載裝置901因為電池903逆極性供電而損壞故障。當該極性感測單元3判斷該等電池903之安裝極性都正確時,會驅使該充放電開關模組51切換至電連接該負載裝置901與該充電裝置902的該導通狀態512。
電池類型判斷步驟802。使該極性感測單元3判斷該等電池903之安裝極性都正確時,驅使該電池類型感測單元4電連接該等電池903,使該電池類型感測單元4感測判斷每一電池903是否為充電式類型。
輸出電力控制步驟803。接著,使該分析判斷模組53根據該極性感測單元3與該電池類型感測單元4之感測判斷結果,而判斷該等電池903皆為充電式類型時,控制該連接模式切換模組52將該等電池903並聯,並經由切換至該導通狀態512的該充放電開關模組51對該負載裝置901供電。
當該分析判斷模組53判斷僅其中一個電池903為充電式類型,或兩個電池903都非為充電式類型時,會控制該連接模式切換模組52將該等電池903串聯,而經由該充放電開關模組51對該負載裝置901供電。
充電控制步驟804。使該連接模式切換模組52切換至該並聯模式521時,驅使該充電控制模組54控制該充電裝置902開始輸出電力,而經由該充放電開關模組51與該連接模式切換模組52對並聯之該等電池903充電。另外,還使該連接模式切換模組52切換至該串聯模式522時,驅使該充電控制模組54控制該充電裝置902不要輸出電力,而不會對該等電池903充電。
透過上述設計,可確保不會發生該等電池903逆極性供電的情況,且可進一步自動根據該等電池903類型調整至最佳的供電模式,並自動判斷是否可對該等電池903充電
必需說明的是,在本第一實施例中,是以電連接兩顆電池903為例進行說明,但實施時,在本發明之其它實施態樣中,電連接之電池903數量可增加,不以兩個為限,且可對應增加該極性感測單元3之該等極性感測模組31數量,以及該電池類型感測單元4之該等電池類型感測模組41的數量。
此外,由於該分析判斷模組53可根據該極性感測單元3與該電池類型感測單元4之感測結果對應控制該連接模式切換模組52、該充放電開關模組51與該充電控制模組54的電路結構設計眾多,可透過電晶體電路及/或微處理器與軟體程式的組合來實現,所以實施時,該分析判斷模組53不以上述邏輯電路態樣為限。
參閱圖2、4,再者,實施時,在本第一實施例之另一實施態樣中,可將該連接模式切換模組52更改設計成能在一個將該等電池903並聯以輸出電力的並聯模式521,及一個僅電連接被判斷為充電式類型的單一電池903以輸出電力的單一電池供電模式523間切換。然後,使該分析判斷模組53於該電池類型感測單元4判斷該等電池903都為充電式類型時,控制該連接模式切換模組52切換至該並聯模式521,且驅使該充電控制模組54控制充電裝置902出電力,以同時對該等電池903充電。並使該分析判斷模組53於該電池類型感測單元4判斷僅中一個電池903都為充電式類型時,控制該連接模式切換模組52切換至該單一電池供電模式523,且驅使該充電控制模組54控制充電裝置902出電力,以對被判斷為充電式類型之該電池903充電。
參閱圖1、5,本發明用於電池的充放電保護裝置200的一第二實施例與該第一實施例差異處在於:該連接模式切換模組52、該分析判斷模組53與該充電控模組54之設計。為方便說明,以下將僅針對各實施例間差異處進行描述。
在本第二實施例中,每一極性感測模組31會於感測判斷對應之電池903的安裝極性正確時,輸出邏輯訊號「1」,反之為邏輯訊號「0」。每一電池類型感測模組41會於感測判斷對應之該電池903為充電式類型時,輸出邏輯訊號「1」,反之為邏輯訊號「0」。
該連接模式切換模組52可被控制而在一個並聯模式521、一個串聯模式522與一個單一電池供電模式523間切換,且該連接模式切換模組52包括一個並聯模式電路524與一個串聯模式電路527。
該並聯模式電路524具有兩個分別電連接該等電池903的第一開關525,及一個電連接在該等第一開關525與該充放電開關模組51間的並聯子電路526。關於該並聯模式電路524運作方式容後說明。
該串聯模式電路527包括兩個分別電連接該等電池903之第二開關528,及一個電連接在該等第二開關528與該充放電開關模組51間的串聯子電路529。關於該串聯模式電路527運作方式容後說明。
該分析判斷模組53包括一個訊號連接該極性感測單元3之第一邏輯判斷電路531、一個訊號連接該電池類型感測單元4之第三邏輯判斷電路533,及兩個第五邏輯判斷電路535。
該第一邏輯判斷電路531為一個AND邏輯閘,會於該等極性感測模組31感測判斷該等電池903之安裝極性都正確時,也就是都輸出邏輯訊號「1」時,產生一用以驅使該充放電開關模組51切換至該導通狀態512的第一邏輯訊號「1」。該第一邏輯判斷電路531會於其中一個極性感測模組31輸出邏輯訊號「0」時,控制該充放電開關模組51切換至該斷開狀態511。
該第三邏輯判斷電路533為一個NOR邏輯閘,會於該等電池類型感測模組41判斷該等電池903都非為充電式類型時,產生一第三邏輯訊號「1」。每一第二開關528會被該第三邏輯訊「1」號觸發,而電連接導通對應之該電池903與該串聯子電路529。該串聯子電路529會於同時電連接該等電池903時,將該等電池903串聯以輸出電力至該充放電開關模組51。該第三邏輯判斷電路533會於其中一個電池類型感測模組41輸出邏輯訊號「0」時,不觸發該等第二開關528。也就是說,該串聯模式電路527會被該第三邏輯訊號「1」觸發而啟動該串聯模式522
每一第五邏輯判斷電路535為一個AND邏輯閘,是以其輸入端訊號連接該第一邏輯判斷電路531之輸出端與該等電池類型感測模組41其中之一,而以其輸出端訊號連接對應之該電池類型感測模組41所訊號連接之該第一開關525。該第五邏輯判斷電路535會於該第一邏輯判斷電路531輸出該第一邏輯訊號「1」,且對應之該電池類型感測模組41輸出邏輯訊號「1」時,產生一用以觸發該第一開關525電連接導通對應之該電池903與該並聯子電路526的第五邏輯訊號「1」。
該並聯子電路526於同時電連接之該等電池903時,會切換至該並聯模式521,會並聯該等電池903以對該充放電開關模組51輸出電力。該並聯子電路526於僅電連接其中一電池903時,會切換至該單一電池供電模式523,僅輸出電連接之該電池903的電力至該充放電開關模組51,而會隔離另一顆電池903。此外,該並聯子電路526會以該充放電開關模組51導接自該充電裝置902的電力以對該電連接的每一電池903充電。
也就是說,當該並聯模式電路524於同時收到兩個第五邏輯訊號「1」時,會切換至該並聯模式521,而於僅收到其中一個第五邏輯訊號「1」時,切換至該單一電池供電模式523。
該充電控制模組54訊號連接於該等第五邏輯判斷電路535之輸出端,會於其中一個第五邏輯判斷電路535輸出該第五邏輯訊號「1」時被觸發,而控制該充電裝置902輸出電力。
歸納上述,透過該極性感測單元3與該充放電控制單元5的設計,可對搭配使用之該等電池903先進行安裝極性感測,可確保不會發生電池903逆極性供電而損壞電連接之負載裝置901的情況。並可進一步配合該電池類型感測單元4的設計,感測判斷該等電池903是否為充電式類型,並根據該等電池903類型自動切換至並聯該等電池903以輸出電力之並聯模式521、串聯該等電池903以輸出電力之串聯模式522,以及僅導接輸出充電式類型之單一電池903的單一電池供電模式,藉以根據該等電池903類型提供最佳的供電方式,並於啟動該並聯模式521與該單一電池供電模式時,控制電連接之充電裝置902出電力,以對充電式類型的每一電池903進行充電。因此,本發明用於電池的充放電保護裝置200與充放電保護的方法確實是一種相當創新且方便實用的創作,確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者,僅為本發明的實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
200:充放電保護裝置
3:極性感測單元
31:極性感測模組
4:電池類型感測單元
41:電池類型感測模組
411:可充電訊號輸出端
412:不可充電訊號輸出端
5:充放電控制單元
51:充放電開關模組
511:斷開狀態
512:導通狀態
52:連接模式切換模組
521:並聯模式
522:串聯模式
524:並聯模式電路
525:第一開關
526:並聯子電路
527:串聯模式電路
528:第二開關
529:串聯子電路
523:單一電池供電模式
53:分析判斷模組
531:第一邏輯判斷電路
532:第二邏輯判斷電路
533:第三邏輯判斷電路
534:第四邏輯判斷電路
535:第五邏輯判斷電路
54:充電控制模組
801:安裝極性判斷步驟
802:電池類型判斷步驟
803:輸出電力控制步驟
804:充電控制步驟
901:負載裝置
902:充電裝置
903:電池
本發明的其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:
圖1是本發明用於電池的充放電保護裝置的一個第一實施例的功能方塊圖;
圖2是該第一實施例的功能方塊圖;
圖3是該第一實施例實施的一個充放電保護的方法的步驟流程圖;
圖4是該第一實施例的另一實施態樣的功能方塊圖;
圖5本發明用於電池的充放電保護裝置的一個第二實施例的功能方塊圖。
200:充放電保護裝置
3:極性感測單元
31:極性感測模組
4:電池類型感測單元
41:電池類型感測模組
5:充放電控制單元
51:充放電開關模組
52:連接模式切換模組
53:分析判斷模組
54:充電控制模組
901:負載裝置
902:充電裝置
903:電池
Claims (16)
- 一種用於電池的充放電保護裝置,適用於電連接在一負載裝置與一充電裝置間,且可供兩電池電連接安裝,該充放電保護裝置包含:一個極性感測單元,可用以感測判斷每一電池的安裝極性是否正確;一個電池類型感測單元,可用以感測判斷每一電池是否為充電式類型;及一個充放電控制單元,可於該極性感測單元判斷其中一電池的安裝極性不正確時,斷開與該負載裝置的電連接,並控制該充電裝置不輸出電力,並可於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷該等電池都為充電式類型時,將該等電池並聯以對該負載裝置供電,且控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對該等電池充電,而於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷其中一電池非為充電式類型時,將該等電池串聯以對該負載裝置供電,並控制該充電裝置不輸出電力。
- 如請求項1所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該充放電控制單元包括一個用以電連接該負載裝置與該充電裝置的充放電開關模組、一個連接模式切換模組、一個分析判斷模組,及一個充電控制模組,該充放電開關模組可被驅動而在一斷開該負載裝置之斷開狀態,及一 導通狀態間切換,該充放電開關模組於切換至該導通狀態時,能將該連接模式切換模組輸出之電力導接至該負載裝置,並將該充電裝置輸出之電力導接至該連接模式切換模組,該連接模式切換模組可被控制而在一將該等電池並聯以輸出電力的並聯模式,及一將該等電池串聯以輸出電力的串聯模式間切換,且位於該並聯模式的該連接模式切換模組可以該充放電開關模組導接自該充電裝置的電力對該等電池充電,該分析判斷模組會接收分析該極性感測單元與該電池類型感測單元之感測判斷結果,以對應控制該充放電開關模組在該斷開狀態與該供電狀態間切換,及控制該連接模式切換模組在該並聯模式與該串聯模式間切換,該充電控制模組會於該分析判斷模組控制該連接模式切換模組切換至該並聯模式時被觸發,而控制該充電裝置輸出電力。
- 如請求項2所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該分析判斷模組包括一個訊號連接該極性感測單元之第一邏輯判斷電路、訊號連接該電池類型感測單元之一個第二邏輯判斷電路與一個第三邏輯判斷電路,及一個訊號連接該第一邏輯判斷電路、該第二邏輯判斷電路與該第三邏輯判斷電路的第四邏輯判斷電路,該第一邏輯判斷電路會於該極性感測單元感測判斷該等電池的安裝極性都正確時,產生一用以驅使該充放電開關模組切換至該導通狀態的第一邏輯訊號,該第二邏輯判斷電路會根據該電池類型感測單元感測判斷該等電池是否為充電式類 型的感測結果,對應產生一第二邏輯訊號,該第三邏輯判斷電路會根據該電池類型感測單元感測判斷該等電池是否為非充電式類型的感測結果,對應產生一第三邏輯訊號,該第四邏輯判斷電路會根據該第一邏輯訊號、該第二邏輯訊號與該第三邏輯訊號,對應產生一相反於該第三邏輯訊號的第四邏輯訊號,該連接模式切換模組訊號連接於該第三邏輯判斷電路與該第四邏輯判斷電路,該連接模式切換模組會於該第三邏輯訊號為0或1其中一者時,被觸發切換至該串聯模式,會於該第四邏輯訊號為0或1其中另一者時,被觸發切換至該並聯模式。
- 如請求項3所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該充電控制模組訊號連接於該第四邏輯判斷電路,會於該連接模式切換模組被觸發切換至該並聯模式時,被該第四邏輯訊號觸發而控制該充電裝置輸出電力。
- 如請求項1所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該極性感測單元包括兩個用以分別電連接於該等電池,且電連接該充放電控制單元的極性感測模組,該電池類型感測單元包括兩個分別電連接該等極性感測模組,且電連接該充放電控制單元的電池類型感測模組,每一極性感測模組於感測判斷對應之該電池的安裝極性正確時,電連接導通該電池與對應之該電池類型感測模組,而於感測判斷對應之該電池的安裝極性錯誤時產生一個禁止訊號,每一電池類型感測模組可感測判斷電連接之該電池是否為充電式類型而對應產生一感測結果,該充放電 控制單元會被任一禁止訊號觸發而斷開與該負載裝置的電連接,並控制該充電裝置不輸出電力,且會於該等電池類型感測模組都產生該感測結果時,根據該等感測結果將該等電池並聯以對該負載裝置供電,或將該等電池串聯以對該負載裝置供電。
- 一種用於電池的充放電保護裝置,適用於電連接在一負載裝置與一個充電裝置間,且可供與兩電池電連接安裝,該充放電保護裝置包含:一個極性感測單元,可用以感測判斷每一電池的安裝極性是否正確;一個電池類型感測單元,可用以感測判斷每一電池是否為充電式類型;及一個充放電控制單元,可於該極性感測單元判斷其中一電池的安裝極性不正確時,斷開與該負載裝置的電連接,並控制該充電裝置不輸出電力,並可於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷該等電池都為充電式類型時,將該等電池並聯以對該負載裝置供電,且控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對該等電池充電,而於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷僅其中一電池為充電式類型時,僅導接輸出充電式類型的該電池電力以對該負載裝置供電,且控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對充電式類型的該電池充電。
- 如請求項6所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該充放電控制單元包括一個用以電連接該負載裝置與該充電裝置充放電開關模組、一個連接模式切換模組,及一個分析判斷模組,該充放電開關模組可被驅動而在一斷開該負載裝置之斷開狀態,及一導通狀態間切換,該充放電開關模組於該導通狀態時,能將該連接模式切換模組輸出之電力導接至該負載裝置,並將該充電裝置輸出之電力導接至該連接模式切換模組,該連接模式切換模組可被控制而在一將該等電池並聯以輸出電力的並聯模式,及一僅將被判斷為充電式類型的該電池的電力輸出的單一電池供電模式間切換,且位於該並聯模式的該連接模式切換模組可以該充放電開關模組導接自該充電裝置的電力對該等電池充電,位於該單一電池供電模式的該連接模式切換模組可以該充放電開關模組導接自該充電裝置的電力對充電式類型的該電池充電,該分析判斷模組會接收分析該極性感測單元與該電池類型感測單元之感測判斷結果,以對應控制該充放電開關模組在該斷開狀態與該供電狀態間切換,及控制該連接模式切換模組在該並聯模式與該單一電池供電模式間切換。
- 如請求項7所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該連接模式切換模組還可被控制切換至一將該等電池串聯以輸出電力的串聯模式,該分析判斷模組會於該極性感測單元判斷該等電池的安裝極性都正確,且該電池類型感測單元判斷該等電池都非為充電式類型時,控制該連 接模式切換模組切換至該串聯模式,該充放電控制單元還包括一個充電控制模組,該充電控制模組會於該分析判斷模組控制該連接模式切換模組切換至該並聯模式與該單一電池供電模式時被觸發,而控制該充電裝置輸出電力。
- 如請求項8所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該電池類型感測單元具有兩個可分別感測判斷該等電池是否為充電式類型的電池類型感測模組,該分析判斷模組包括一個訊號連接該極性感測單元之第一邏輯判斷電路、一個訊號連接該等電池類型感測模組之第三邏輯判斷電路,及兩個分別訊號連接該等電池類型感測模組的第五邏輯判斷電路,該第一邏輯判斷電路會於該極性感測單元感測判斷該等電池的安裝極性都正確時,產生一用以驅使該充放電開關模組切換至該導通狀態的第一邏輯訊號,該第三邏輯判斷電路會於該等電池類型感測模組感測判斷該等電池都非為充電式類型時,產生一驅使該連接模式切換模組切換至該串聯模式的第三邏輯訊號,該等第五邏輯判斷電路訊號還連接於該第一邏輯判斷電路輸出端,每一該第五邏輯判斷電路會於該第一邏輯判斷電路產生該第一邏輯訊號,且對應之該電池類型感測模組判斷對應之該電池為充電式類型時,產生一第五邏輯訊號,該連接模式切換模組會於收到兩個第五邏輯訊號時切換至該並聯模式,並於僅收到其中一個第五邏輯訊號時切換至該單一電池供電模式。
- 如請求項9所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該連接模式切換模組包括電連接在該等電池與該充放電開關模組間的一個串聯模式電路與一個並聯模式電路,該連接模式切換模組於切換至該串聯模式時,該串聯模式電路會將該等電池串聯以對該充放電開關模組輸出電力,該並聯模式電路包括兩個分別電連接該等電池的第一開關,及一個電連接於該等第一開關與該充放電開關模組間的並聯子電路,該等第一開關分別訊號連接該等第五邏輯判斷電路輸出端,每一第一開關會被對應之該第五邏輯訊號觸發而電連接對應之該電池與該並聯子電路,該並聯子電路會將電連接之該等電池並聯以輸出電力,或僅輸出電連接之單一個電池的電力,且會導接電力以對所電連接之每一電池充電。
- 如請求項10所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該串聯模式電路包括兩個分別電連接該等電池的第二開關,及一個電連接在該等第二開關與該充放電開關模組間之串聯子電路,每一第二開關訊號連接該第三邏輯判斷電路輸出端,可被該第三邏輯訊號觸發而電連接導通對應之該電池與該串聯子電路,該串聯子電路會將電連接之該等電池串聯以輸出電力。
- 如請求項9所述的用於電池的充放電保護裝置,其中,該充電控制模組訊號連接於該等第五邏輯判斷電路之輸出端,會被其中任一第五邏輯訊號觸發而控制該充電裝置輸出電力。
- 一種用於電池的充放電保護方法,適用於實施在一可透過所安裝之兩個電池對一負載裝置供電的充放電保護裝置,並包含以下步驟:安裝極性判斷步驟,使該充放電保護裝置感測判斷每一電池的安裝極性是否正確;電池類型判斷步驟,使該充放電保護裝置感測判斷每一電池是否為充電式類型;及輸出電力控制步驟,使該充放電保護裝置於判斷其中一電池的安裝極性不正確時,斷開其與該負載裝置的電連接,並使該充放電保護裝置於判斷該等電池的安裝極性都正確,且判斷該等電池都為充電式類型時,將該等電池並聯以對該負載裝置供電,且使該充放電保護裝置於判斷該等電池的安裝極性都正確,並判斷其中一電池非為充電式類型時,將該等電池串聯以對該負載裝置供電。
- 如請求項13所述的用於電池的充放電保護方法,其中,該充放電保護裝置還電連接一充電裝置,該充放電保護方法還包含充電控制步驟,使該充放電保護裝置於判斷其中一電池的安裝極性不正確時,或者是於將該等電池串聯以對該負載裝置供電時,控制該充電裝置不輸出電力,且使該充放電保護裝置於將該等電池並聯以對該負載裝置供電時,控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對該等電池充電。
- 如請求項13所述的用於電池的充放電保護方法,其中, 於該輸出電力控制步驟,還使該充放電保護裝置於判斷該等電池的安裝極性都正確,且判斷該等電池都非為充電式類型時,將該等電池串聯以對該負載裝置供電,並於判斷該等電池的安裝極性都正確,且判斷僅其中一電池為充電式類型時,將該其中一電池之電力輸出以對該負載裝置供電。
- 如請求項15所述的用於電池的充放電保護的方法,其中,該充放電保護裝置還電連接一充電裝置,該充放電保護方法還包含充電控制步驟,使該充放電保護裝置於將該等電池串聯以對該負載裝置供電時,控制該充電裝置不輸出電力,且使該充放電保護裝置於將該等電池並聯以對該負載裝置供電時,或將該其中一電池之電力輸出以對該負載裝置供電時,控制該充電裝置輸出電力,並導接該充電裝置輸出之電力以對該等電池或該其中一電池充電。
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