TWI811505B - 電池裝置以及其即時時鐘電源的控制方法 - Google Patents

Abstract

一種電池裝置以及其即時時鐘電源的控制方法。電池裝置包括多個電池胞、第一控制器、第二控制器以及開關。第一控制器偵測電池胞的多個電壓值，並依據電壓值以產生電源輸出控制信號。第二控制器產生即時時鐘電源。開關接收即時時鐘電源，並依據電源輸出控制信號以決定是否傳送即時時鐘電源至輸出介面。

Description

電池裝置以及其即時時鐘電源的控制方法

本發明是有關於一種電池裝置以及其即時時鐘（Real Time Clock, RTC）電源的控制方法，且特別是有關於一種可提升安全性的電池裝置以及其即時時鐘電源的控制方法。

在習知的技術領域中，電池裝置可提供即時時鐘電源給外部的裝置，並作為外部裝置產生即時時鐘信號的電力來源。其中，在習知的技術領域中，電池裝置常透過控制器來產生即時時鐘電源，並依據電池裝置中電池胞串的總電量，來決定是否開啟或切斷即時時鐘電源的供應。

然而，習知技術的電池裝置，在當多個電池胞中的一個（或多個）發生電量不足的現象時，可能因為電池胞串的總電量仍然是足夠的，而持續輸出即時時鐘電源。這樣一來，外部裝置可持續針對即時時鐘電源進行抽載動作，而可能使電量不足的電池胞發生損毀的情況，降低電池裝置使用上的安全性。

本發明提供一種電池裝置以及其即時時鐘電源的控制方法，可避免電池胞因即時時鐘電源過度被抽載而發生損毀。

本發明的電池裝置包括多個電池胞、第一控制器、第二控制器以及開關。第一控制器耦接至電池胞，偵測電池胞的多個電壓值，並依據電壓值以產生電源輸出控制信號。第二控制器產生即時時鐘電源。開關耦接至第二控制器、第一控制器以及輸出介面。開關接收即時時鐘電源，並依據電源輸出控制信號以決定是否傳送即時時鐘電源至輸出介面。

在本發明的一實施例中，上述的第一控制器在電壓值的至少其中之一低於預設臨界值時，產生電源輸出控制信號以使開關被切斷。

在本發明的一實施例中，上述的第二控制器耦接至電池胞，並偵測電池胞的一總電壓值，第二控制器依據總電壓值以決定是否輸出即時時鐘電源。

在本發明的一實施例中，上述的第二控制器在總電壓值低於一預設臨界值時，停止輸出即時時鐘電源。

在本發明的一實施例中，上述的開關為電晶體開關。

本發明的即時時鐘電源的控制方法適用於電池裝置。即時時鐘電源的控制方法包括：提供第一控制器以偵測多個電池胞的多個電壓值，並依據偵測出的電壓值以產生電源輸出控制信號；提供第二控制器以產生即時時鐘電源；以及，提供開關以接收即時時鐘電源，依據電源輸出控制信號以控制開關的導通或斷開狀態，並藉以決定是否傳送即時時鐘電源至輸出介面。

基於上述，本發明在電池裝置中，透過第一控制器以針對各個電池胞的電壓值進行偵測，並在當電池胞的至少其中之一的電壓值不夠高時，透過切斷開關，以停止即時時鐘電源的供應動作。如此一來，本發明的電池裝置可以在電池胞的其中之任一發生電量不足時，停止外部裝置對即時時鐘電源進行過度的抽載，以降低電池胞產生損毀的可能，並提升電池裝置的安全性。

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。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的電池裝置的示意圖。電池裝置100包括第一控制器110、第二控制器120、開關130、輸出介面140以及電池胞串150。電池胞串150具有多個電池胞151~153，其中，電池胞151~153的數量沒有一定的限制，圖1中繪示的電池胞151~153的數量僅是說明用的範例。

在本實施例中，第一控制器110耦接至電池胞串150以及開關130。第一控制器110可針對電池胞串150中的每一個電池胞151~153的電壓進行偵測，並獲得多個電壓值V1~V3。第一控制器110並可進一步使電壓值V1~V3，逐一的與一第一預設臨界值進行比較，並依據比較的結果來產生電源輸出控制信號CTR。細節上，第一控制器110可使預設臨界值與各個電壓值V1~V3進行比較，並在當有至少一電壓值V1~V3小於第一預設臨界值時，產生為一第一邏輯準位的電源輸出控制信號CTR。相反的，若第一控制器110比較出所有的電壓值V1~V3均大於第一預設臨界值，則產生為第二邏輯準位的電源輸出控制信號CTR。

此外，在本實施例中，開關130可接收電源輸出控制信號CTR，在當電源輸出控制信號CTR為第一邏輯準位時被切斷，並在當電源輸出控制信號CTR為第二邏輯準位時被導通。

在另一方面，第二控制器120耦接至電池胞串150以及開關130。第二控制器120可偵測電池胞串150的一總電壓值，並使總電壓值與一第二預設臨界值進行比較。第二控制器120可在總電壓值大於第二預設臨界值時，基於電池胞串150的電量來產生即時時鐘電源RTCP，並使即時時鐘電源RTCP被提供至開關130的一端。開關130的另一端則耦接至電池裝置100的輸出介面140。在當開關130依據電源輸出控制信號CTR而被導通時，即時時鐘電源RTCP可透過開關130被提供至輸出介面140。相對的，在當開關130依據電源輸出控制信號CTR而被斷開時，即時時鐘電源RTCP則無法被提供至輸出介面140。

附帶一提，在當第二控制器120判斷出總電壓值不大於第二預設臨界值時，第二控制器120可停止即時時鐘電源RTCP的產生動作。

由上述的說明可以得知，在本發明實施例中，在當電池胞串150所提供的總電壓值大於第二預設臨界值時，第二控制器120將維持產生即時時鐘電源RTCP。然而，在這樣的條件下，可能產生電池胞151~153中的一個或多個的電壓值小於第一預設臨界值的狀態。以電池胞151的電壓值V1已小於第一預設臨界值為範例，在這樣的條件下，若持續對即時時鐘電源RTCP進行抽載動作，有可能使處於低電壓狀態的電池胞151發生損毀的情況。而在本發明實施例中，第一控制器110可因應電池胞151的電壓值V1小於第一預設臨界值的條件，透過產生電源輸出控制信號CTR來切斷開關130，可停止外部裝置對即時時鐘電源RTCP進行抽載動作，有效維持電池裝置100的安全性。

在本發明實施例中，第一預設臨界值以及第二預設臨界值皆可由電池裝置100的設計者進行設置，沒有特別的限制。其中第二預設臨界值可以低於第一預設臨界值與電池胞151~153的數量的乘積。

以下請參照圖2，圖2繪示本發明另一實施例的電池裝置的示意圖。電池裝置200包括第一控制器210、第二控制器220、開關230、連接器240、電池胞串250、開關組280以及熔絲FS。電池胞串250包括電池胞251~253。電池胞251~253可以相互並聯耦接、串聯耦接或以串並聯共存的方式進行耦接。開關組280則包括充電開關281以及放電開關282。充電開關281以及放電開關282分別用以控制電池胞串251的充電動作以及放電動作。

在本實施例中，第一控制器210耦接至電池胞串250，並偵測電池胞串250中電池胞251~253所分別提供的多個電壓值V1~V3。第一控制器210並具有預設的第一預設臨界值。第一控制器210可使電池胞251~253的各個電壓值V1~V3，與第一預設臨界值相比較，並藉以產生多個比較結果。進一步的，第一控制器210針對所產生的比較結果進行判斷，並在當電池胞251~253中的至少其中之一的電壓值V1~V3小於第一預設臨界值時，產生電源輸出控制信號CTR以切斷開關230。相對的，在當第一控制器210判斷出電池胞251~253中的電壓值V1~V3均大於第一預設臨界值時，第一控制器210對應產生電源輸出控制信號CTR以導通開關230。

在另一方面，第二控制器220耦接至電池胞串250，並偵測電池胞串250所提供的總電壓值VT。第二控制器220並具有一第二預設臨界值。第二控制器220使總電壓值VT與第二預設臨界值相比較，並在總電壓值VT大於第二預設臨界值時，提供即時時鐘電源RTCP。相對的，當在總電壓值VT不大於第二預設臨界值時，停止提供即時時鐘電源RTCP。

第二控制器220所提供的即時時鐘電源RTCP被傳送至開關230。當開關230依據電源輸出控制信號CTR而被導通時，即時時鐘電源RTCP可被傳送至作為輸出介面的連接器240。相對的，當開關230依據電源輸出控制信號CTR而被斷開時，即時時鐘電源RTCP則被開關230阻隔，不會被傳送至連接器240。

由上述的說明可以得知，在本實施例中，當電池胞251~253中的一個或多個的電壓值過低（低於第一預設臨界值）時，第一控制器210可藉由所產生電源輸出控制信號CTR，來阻隔外部裝置接收即時時鐘電源RTCP。可避免在電池胞251~253中的任一發生電量不足時，還持續產生即時時鐘電源RTCP的抽載動作，有效維持電池胞251~253使用上的安全性。

附帶一提，本發明實施例的電池裝置200中，電池胞串250並透過熔絲FS以及開關組280，來耦接至連接器240。其中，第一控制器210以及第二控制器220分別針對電池胞串250有無發生過壓/過流狀態進行偵測，並分別產生保護信號OVP以及BF。保護信號OVP以及BF被傳送至熔絲FS。保護信號OVP以及BF可用以使熔絲FS熔斷，並在電池胞串250發生過壓/過流狀態時，切斷電池胞串250與連接器240間的電流迴路。

在另一方面，第一控制器210並產生開關控制信號CT1以及CT2，以分別控制充電開關281以及放電開關282的導通及斷開狀態，並藉以控制電池裝置200的充放電行為。

附帶一提的，在本實施例中，第一控制器210以及第二控制器220的硬體架構，可以為具運算能力的處理器，或者，也可以是透過硬體描述語言（Hardware Description Language, HDL）或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計，並透過現場可程式邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device, CPLD）或是特殊應用積體電路（Application-specific Integrated Circuit, ASIC）的方式來實現的硬體電路。

此外，在本實施例中，開關230可以為一電晶體開關。其中，電晶體的型態並沒有固定的限制。

請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的電池裝置的動作流程圖。其中，步驟S310中，開啟即時時鐘電源管理。接著，在步驟S320中，第二控制器執行電池胞串的總電壓的偵測動作，並偵測電池胞串的總電壓是否低於預設的臨界值（即前述的第二預設臨界值）。在當步驟S320的判斷結果為是，執行步驟S352，並切斷即時時鐘電源的供應；相對的，若判斷結果為否，則執行步驟S330。

在步驟S330中，基於電池胞串的總電壓高於預設的臨界值，第二控制器可基於電池胞串中的電量來產出即時脈電源。接著，在步驟S340中，第一控制器執行針對電池胞串中的各個電池胞的電壓值的偵測動作。並判斷各個電池胞的電壓值是否大於另一預設的臨界值（即前述的第一預設臨界值）。

當步驟S340判斷的結果為是時，可執行步驟S352，以切斷即時時鐘電源的供應；相對的，當步驟S340判斷的結果為否時，可執行步驟S351，並正常供應即時時鐘電源。

請參照圖4，圖4繪示本發明一實施例的即時時鐘電源的控制方法的流程圖。步驟S410中，提供第一控制器以偵測多個電池胞的多個電壓值，並依據電壓值以產生電源輸出控制信號。步驟S420中，則提供第二控制器以產生即時時鐘電源。在步驟S430中，則提供開關以接收即時時鐘電源，依據電源輸出控制信號以控制開關的導通或斷開狀態，以決定是否傳送即時時鐘電源至輸出介面。

關於上述步驟的實施細節，在前述的實施例中已有詳盡的說明，在此恕不多贅述。

綜上所述，本發明的電池裝置透過使第一控制器來偵測各電池胞的電壓值。並在一個或一個以上的電池胞發生電量不足的現象時，透過切斷開關，來阻隔即時時鐘電源外傳至輸出介面。可有效防止在電池胞電量不足時，仍發生即時時鐘電源被抽載的現象。有效提升電池胞在使用上的安全性。

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。

100、200:電池裝置 110、210:第一控制器 120、220:第二控制器 130、230:開關 140:輸出介面 150、250:電池胞串 151~153、251~253:電池胞 240:連接器 280:開關組 281:充電開關 282:放電開關 CT1、CT2:開關控制信號 CTR:電源輸出控制信號 FS:熔絲 OVP、BF:保護信號 RTCP:即時時鐘電源 S310~S352、S410~S430:步驟 V1~V3:電壓值 VT:總電壓值

圖1繪示本發明一實施例的電池裝置的示意圖。 圖2繪示本發明另一實施例的電池裝置的示意圖。 圖3繪示本發明實施例的電池裝置的動作流程圖。 圖4繪示本發明一實施例的即時時鐘電源的控制方法的流程圖。

100:電池裝置

110:第一控制器

120:第二控制器

130:開關

140:輸出介面

150:電池胞串

151~153:電池胞

V1~V3:電壓值

CTR:電源輸出控制信號

RTCP:即時時鐘電源

Claims (7)

1. 一種電池裝置，包括：多個電池胞；一第一控制器，耦接至該些電池胞，偵測該些電池胞的多個電壓值，並依據該些電壓值以產生一電源輸出控制信號；一第二控制器，產生一即時時鐘電源；以及一開關，耦接至該第二控制器、該第一控制器以及一輸出介面，該開關接收該即時時鐘電源，並依據該電源輸出控制信號以決定是否傳送該即時時鐘電源至該輸出介面，其中該第一控制器在該些電壓值的至少其中之一低於一預設臨界值時，產生該電源輸出控制信號以使該開關被切斷。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電池裝置，其中該第二控制器耦接至該些電池胞，並偵測該些電池胞的一總電壓值，該第二控制器依據該總電壓值以決定是否輸出該即時時鐘電源。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電池裝置，其中該第二控制器在該總電壓值低於一預設臨界值時，停止輸出該即時時鐘電源。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電池裝置，其中該開關為一電晶體開關。
5. 一種即時時鐘電源的控制方法，適用於一電池裝置，包括： 提供一第一控制器以偵測多個電池胞的多個電壓值，並依據該些電壓值以產生一電源輸出控制信號；提供一第二控制器以產生一即時時鐘電源；以及提供一開關以接收該即時時鐘電源，依據該電源輸出控制信號以控制該開關的導通或斷開狀態，以決定是否傳送該即時時鐘電源至一輸出介面，其中，在該些電壓值的至少其中之一低於一預設臨界值時，使該第一控制器產生該電源輸出控制信號，該電源輸出控制信號用以使該開關被切斷。
6. 如申請專利範圍第5項所述的即時時鐘電源的控制方法，更包括：提供該第二控制器以偵測該些電池胞的一總電壓值；以及使該第二控制器依據該總電壓值以決定是否輸出該即時時鐘電源。
7. 如申請專利範圍第6項所述的即時時鐘電源的控制方法，其中使該第二控制器依據該總電壓值以決定是否輸出該即時時鐘電源的步驟包括：在該總電壓值低於一預設臨界值時，停止輸出該即時時鐘電源。

Images