專利名稱：電池電量量測電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池電量量測電路及其方法，特別是涉及一種藉由記錄所耦接的 電池的漏電電流以計算其真實的電池電量的電池電量量測電路及其方法。
背景技術(shù)：
在科技日新月異的現(xiàn)今時代中，隨著電子裝置的普及化，消費者除了對電子裝置 的功能有所要求外，各企業(yè)還嘗試將電子裝置輕薄化，以滿足消費者對于電子裝置可便于 攜帶的需求。電子裝置例如是筆記型計算機。如此，各企業(yè)例如改變傳統(tǒng)分離方式(例如 筆記型計算機與電池模塊分開)為整合方式(電池模塊固定地耦接于筆記型計算機)，以降 低筆記型計算機的體積與重量。將傳統(tǒng)分離式的電池模塊整合至電子裝置中，固然降低了體積與重量，但電池模 塊是固定耦接于電子裝置，且無法由消費者來自行更換。在將電池模塊整合的筆記型計算 機未進行運作的情況下，電池模塊與電子裝置耦接的關(guān)系使得電池模塊產(chǎn)生漏電電流而消 耗電力。另外，此漏電電流相當(dāng)微弱，例如是小于一死帶電流(Current Deadband)，此漏電 電流因而被電池模塊認為是噪聲而忽略，以讓消費者無法真實得知電池模塊的電池電量。如此，若電池模塊的電池電量在電子裝置配送至各店家、擺放于倉庫的期間就已 被消耗完畢，且當(dāng)消費者購買后發(fā)現(xiàn)電池模塊沒電，而使用變壓器(Adaptor)來對電子裝 置進行開機，由于電池模塊對應(yīng)至電子裝置于出廠前仍然有電的狀態(tài)，開機后電子裝置的 屏幕顯示出電池模塊為有電的狀態(tài)，使得消費者誤認為此電池模塊或電子裝置為一瑕疵 品，因而造成各企業(yè)的頻繁的客訴問題，且嚴重地影響公司商譽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提出一種電池電量量測電路。電池電量量測電路包括一感測電阻 與電源管理單元，利用感測電阻讓所流經(jīng)的電流信號(比如微弱的漏電電流)產(chǎn)生電壓信 號，依據(jù)感測電阻的兩端取得電壓差信號，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為電流差信號，藉由比較電流差信號 與死帶電流(Current Deadband)，以讓電源管理單元在電子裝置于省電模式(比如關(guān)機或 休眠模式)下記錄電流信號(對應(yīng)于漏電電流)并據(jù)以計算對電池模塊的電池電量，以提 供真實的電池電量來避免消費者將電子裝置或電池模塊誤認為是瑕疵品，以降低各企業(yè)的 客訴問題，并擴展良好商譽。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種電池電量量測電路。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，電 池電量量測電路包括感測電阻、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、減法器、比較器、邏輯電路以及電源管 理單元。電壓電流轉(zhuǎn)換電路包括第一轉(zhuǎn)換電路及第二轉(zhuǎn)換電路，第一轉(zhuǎn)換電路用以依據(jù)感 測電阻兩端的其一端取得的第一電壓信號，并將第一電壓信號轉(zhuǎn)換為第一電流信號。第二 轉(zhuǎn)換電路用以依據(jù)感測電阻兩端的另一端取得的第二電壓信號，并將第二電壓信號轉(zhuǎn)換為 第二電流信號。減法器用以依據(jù)第一電流信號與第二電流信號提供電流差信號。比較器用 以依據(jù)電流差信號及電流死帶(Current Deadband)輸出比較信號。邏輯電路用以依據(jù)比較信號及預(yù)設(shè)信號輸出邏輯信號。電池管理單元用以依據(jù)邏輯信號計算一電池電量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種電池電量量測方法，適用于電池電量量測電路， 電池電量量測電路包括一感測電阻。此方法包括下列步驟。首先，依據(jù)感測電阻兩端的其 一端取得第一電壓信號，并將第一電壓信號轉(zhuǎn)換為第一電流信號。接著，依據(jù)感測電阻兩 端的另一端取得第二電壓信號，并將第二電壓信號轉(zhuǎn)換為第二電流信號。之后，依據(jù)第一 電流信號與第二電流信號提供電流差信號。接著，依據(jù)電流差信號及一電流死帶(Current Deadband)輸出比較信號。之后，依據(jù)比較信號及預(yù)設(shè)信號輸出邏輯信號。然后，依據(jù)邏輯 信號計算一電池電量。為使本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實施例，并結(jié)合附圖詳細說明如下。


圖1示出了本發(fā)明的實施例的電池電量量測電路應(yīng)用于一電池模塊的示意圖。圖2示出了圖1的電池電量量測電路的方塊圖。圖3示出了應(yīng)用于圖1中的電池電量量測方法的流程圖。圖4示出了圖1的電池電量量測電路的一實施例的電路圖。附圖符號說明10:感測電阻20 電壓電流轉(zhuǎn)換電路22:第一轉(zhuǎn)換電路24:第二轉(zhuǎn)換電路30:減法器40:比較器50 邏輯電路60:電源管理單元100 電池電量量測電路130:電子裝置150:電池200 電池模塊S302 S312 步驟I、II、12:電流信號V1、V2:電壓信號Idif:電流差信號D 比較信號CD:電流死帶L 邏輯信號E1、E2 感測電阻的一端
具體實施例方式現(xiàn)以電池電量量測電路應(yīng)用于電池模塊的一實施例說明如下，請參照圖1，其示出了本發(fā)明的實施例的電池電量量測電路應(yīng)用于一電池模塊的示意圖。如圖1所示，電池電 量量測電路100例如應(yīng)用于電池模塊200中，電池模塊200包括電池150，電池模塊200對 電子裝置130于運作時進行供電。電子裝置130例如是筆記型計算機。請同時參照圖2與圖3，圖2示出了圖1的電池電量量測電路的方塊圖。圖3示出 了電池電量量測方法的流程圖。電池電量量測電路100包括感測電阻10、電壓電流轉(zhuǎn)換電 路20、減法器30、比較器40、邏輯電路50、電池管理單元60。電壓電流轉(zhuǎn)換電路20包括第 一轉(zhuǎn)換電路22與第二轉(zhuǎn)換電路24。其中電壓電流轉(zhuǎn)換電路20、減法器30、比較器40及邏 輯電路50可整合為一集成電路(Integrated Circuit, IC)。電池電量量測方法可應(yīng)用于前述電池電量量測電路10，且電池電量量測方法包括 如下步驟。于步驟S302中，第一轉(zhuǎn)換電路22用以依據(jù)感測電阻10兩端的其一端El取得 電壓信號Vl，并將電壓信號Vl轉(zhuǎn)換為電流信號11。于步驟S304中，第二轉(zhuǎn)換電路24用以 依據(jù)感測電阻10兩端的另一端E2取得電壓信號V2，并將電壓信號V2轉(zhuǎn)換為電流信號12。 第一轉(zhuǎn)換電路22與第二轉(zhuǎn)換電路24分別例如包括運算放大器?，F(xiàn)舉一例詳細說明如何產(chǎn) 生電壓信號如下。舉例來說，電壓信號Vl與電壓信號V2是由電流信號I流經(jīng)感測電阻10所產(chǎn)生， 此電流信號I例如為電池模塊的漏電電流，且此漏電電流相當(dāng)微弱。舉例來說，當(dāng)電子裝置 130于省電模式時，電池模塊200的電池150仍耦接電子裝置130，以形成回路。于此，在電 池150與電子裝置130所形成回路中，電池150會將電子裝置130視為負載而進行放電，于 回路中產(chǎn)生的電流例如為此漏電電流。省電模式例如關(guān)機模式或休眠模式，電池模塊200 在不同模式下所產(chǎn)生的漏電電流亦不相同。于步驟S306中，減法器30用以依據(jù)電流信號Il與電流信號12提供電流差信號 Idif。此電流差訊號Idif對應(yīng)于電流信號I (比如為漏電電流)。于步驟S308中，比較器40用以依據(jù)電流差信號Idif及一電流死帶(Current Deadband)CD輸出比較信號D。傳統(tǒng)電池電量的量測方式在電流死帶CD下的電流會被認為 是噪聲而忽略掉。如此，則無法真實記錄電池150的漏電情況，致使無從計算電池150的真 實電池電量。其中，電流死帶例如是3mA。更進一步來說，本實施例利用比較器40來比較出電流差信號Idif是高于或低于 電流死帶CD。舉例來說，當(dāng)電流差信號Idif大于電流死帶CD，則比較器40例如輸出具有 高電平的比較信號D ；若電流差信號Idif小于電流死帶CD，則比較器40例如輸出具有低電 平的比較信號D。于步驟S310中，邏輯電路50用以依據(jù)比較信號D及預(yù)設(shè)信號P輸出邏輯信號L。 預(yù)設(shè)信號P是由一充電集成電路(Charge Integrated Circuit)的一致能接腳所輸出。電 池模塊200例如包括此充電集成電路。于步驟S312中，電池管理單元60依據(jù)邏輯信號L 計算一電池電量?，F(xiàn)舉一例詳細說明步驟S310 312如下。在一例子中，當(dāng)電子裝置130出廠前，各企業(yè)的人員可利用應(yīng)用程序于電子裝置 130進入省電狀態(tài)前致能充電集成電路的致能接腳，以設(shè)定預(yù)設(shè)信號P。例如預(yù)設(shè)為一致能 電平(比如高電平)，且致能電平例如是在電子裝置130進入省電模式(比如關(guān)機或休眠模 式)前被預(yù)設(shè)。如此，當(dāng)預(yù)設(shè)信號P為此致能電平且比較信號D例如具有高電平時，邏輯電路50依據(jù)預(yù)設(shè)信號P與比較信號D輸出一邏輯信號L。此邏輯信號L例如具有高電平。電池管 理單元60依據(jù)具有高電平的邏輯信號L來計算電池150的電池電量。舉例來說，電池管理單元60先記錄電流信號I，再依據(jù)所記錄的電流信號I與一預(yù) 設(shè)數(shù)據(jù)進行運算，以取得電池150的電池電量。其中電流信號I例如紀(jì)錄于電池管理單元 60中，更例如可記錄于電池模塊200中。此預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)例如是對應(yīng)電子裝置130于關(guān)機模式 或休眠模式下所消耗的電流值，分別例如為1. 47mA與3. 01mA。然而，在不同例子中，省電模式亦可為待機模式，電池模塊對應(yīng)于不同省電模式下 的電子裝置，會產(chǎn)生不同大小的漏電電流。電池模塊對應(yīng)于不同電子裝置所產(chǎn)生的漏電電 流亦不相同。故實作時，可依據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境來取得上述的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)。圖4為圖1的電 池電量量測電路的一實施例的電路圖。更進一步來說，當(dāng)電子裝置130于啟動后即離開省電模式，此時，電子裝置130的 應(yīng)用程序會將預(yù)設(shè)信號P設(shè)定為具有低電平的預(yù)設(shè)信號P。于此情況下，邏輯電路50依據(jù) 預(yù)設(shè)信號P與比較信號D將不會輸出具有高電平的邏輯信號L，意即電池管理單元60不再 記錄電流信號I，更例如可進一步消除所記錄的電流信號I。在電子裝置130啟動后，電流信號I必會大于死帶電流⑶。如此，比較器40不會 輸出具有高電平的比較信號D，意即不論預(yù)設(shè)信號P是否具有高電平，邏輯電路50依舊不會 輸出具有高電平的邏輯信號L。因此可對電池電量量測電路100進行把關(guān)，以讓電池電量量 測電路適時地運作，以避免電池電量量測電路100在電子裝置130的應(yīng)用程序發(fā)生致能錯 誤時受到影響，此致能錯誤亦即電子裝置130于非省電狀態(tài)下的預(yù)設(shè)訊號P為致能電平。在另一例子中，當(dāng)消費者使用完電子裝置130并對其關(guān)機時，電子裝置130的應(yīng)用 程序會主動致能充電集成電路的致能接腳，以使預(yù)設(shè)信號P為致能電平。之后，電池電量量 測電路100執(zhí)行上述的方式亦可計算電子裝置130于關(guān)機后(亦即于省電模式中)電池 模塊200的電池150的電池電量，以取得電池150的真實電池電量。然，上述的電池電量 量測方法適用在電池150于正常狀態(tài)來進行，此正常狀態(tài)例如是電池150于預(yù)先充電模式 (Pre-Charge mode)或正常模式(Normal mode)中。本發(fā)明的上述實施例的電池電量量測電路及其電池電量量測方法，具有的功效如 下(1)上述的一實施例，可真實地計算出耦接于電子裝置的電池電量，來提供正確的
電池電量以避免消費者將電子裝置或電池誤認為瑕疵品所造成的客訴問題，并維持良好商
iife 曰O(2)另外，如上述一實施例所示，電池電量量測電路還對應(yīng)用的電子裝置的應(yīng)用程 序進行把關(guān)，以避免電池電量量測電路仍需對非省電模式(比如電子裝置于啟動狀態(tài))下 的電子裝置進行計算電池電量的錯誤動作，以避免多于的能源消耗。綜上所述，雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所 屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作各種的更動與潤 飾。因此，本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種電池電量量測電路，包括一感測電阻；一電壓電流轉(zhuǎn)換電路，包括一第一轉(zhuǎn)換電路，用以依據(jù)該感測電阻兩端的其一端取得的一第一電壓信號，并將該第一電壓信號轉(zhuǎn)換為一第一電流信號；一第二轉(zhuǎn)換電路，用以依據(jù)該感測電阻兩端的另一端取得的一第二電壓信號，并將該第二電壓信號轉(zhuǎn)換為一第二電流信號；一減法器，用以依據(jù)該第一電流信號與該第二電流信號提供一電流差信號；一比較器，用以依據(jù)該電流差信號及一電流死帶輸出一比較信號；一邏輯電路，用以根據(jù)該比較信號及一預(yù)設(shè)信號輸出一邏輯信號；以及一電池管理單元，用以根據(jù)該邏輯信號計算一電池電量。
2.如權(quán)利要求1所述的電池電量量測電路，其中該預(yù)設(shè)信號是由一充電集成電路的一 致能接腳所輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的電池電量量測電路，其中該預(yù)設(shè)信號預(yù)設(shè)為一致能電平。
4.如權(quán)利要求2所述的電池電量量測電路，其中該預(yù)設(shè)信號于一省電模式下預(yù)設(shè)為一 致能電平。
5.如權(quán)利要求4所述的電池電量量測電路，其中該省電模式為休眠模式。
6.如權(quán)利要求4所述的電池電量量測電路，其中該省電模式為關(guān)機模式。
7.如權(quán)利要求1所述的電池電量量測電路，其中該電壓電流轉(zhuǎn)換電路、該減法器、該比 較器及該邏輯電路整合為一集成電路。
8.一種電池電量量測方法，適用于一電池電量量測電路，該電池電量量測電路包括一 感測電阻，該方法包括依據(jù)該感測電阻兩端的其一端取得的一第一電壓信號，并將該第一電壓信號轉(zhuǎn)換為一 第一電流信號；依據(jù)該感測電阻兩端的另一端取得的一第二電壓信號，并將該第二電壓信號轉(zhuǎn)換為一 第二電流信號；依據(jù)該第一電流信號與該第二電流信號提供一電流差信號； 依據(jù)該電流差信號及一電流死帶輸出一比較信號； 依據(jù)該比較信號及一預(yù)設(shè)信號輸出一邏輯信號；以及 依據(jù)該邏輯信號計算一電池電量。
9.如權(quán)利要求8所述的電池電量量測方法，其中該預(yù)設(shè)信號是由一充電集成電路的一 致能接腳所輸出。
10.如權(quán)利要求9所述的電池電量量測方法，其中該預(yù)設(shè)信號預(yù)設(shè)為一致能電平。
11.如權(quán)利要求9所述的電池電量量測方法，其中該預(yù)設(shè)信號于一省電模式下預(yù)設(shè)為 一致能電平。
12.如權(quán)利要求11所述的電池電量量測方法，其中該省電模式為休眠模式。
13.如權(quán)利要求11所述的電池電量量測方法，其中該省電模式為關(guān)機模式。
14.如權(quán)利要求8所述的電池電量量測方法，其中該電壓電流轉(zhuǎn)換電路、該減法器、該 比較器及該邏輯電路整合為一集成電路。
全文摘要
一種電池電量量測電路及其方法，電池電量量測電路包括感測電阻、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、減法器、比較器、邏輯電路以及電源管理單元。電壓電流轉(zhuǎn)換電路的第一轉(zhuǎn)換電路依據(jù)感測電阻兩端的其一端取得第一電壓信號，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為第一電流信號。電壓電流轉(zhuǎn)換電路的第二轉(zhuǎn)換電路依據(jù)感測電阻兩端的另一端取得第二電壓信號，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為第二電流信號。減法器依據(jù)第一電流信號與第二電流信號提供電流差信號。比較器依據(jù)電流差信號及電流死帶輸出比較信號。邏輯電路依據(jù)比較信號及預(yù)設(shè)信號輸出邏輯信號。電池管理單元依據(jù)邏輯信號計算一電池電量。
文檔編號G01R31/36GK101957433SQ200910139949
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者顏維廷 申請人:廣達電腦股份有限公司