專利名稱:筆記本電池包的智能保護電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于電子產(chǎn)品領(lǐng)域,特別是指一種可提高筆記本電池包的使用安全性的智 能保護結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
筆記本電腦以其體積小巧、方便攜帶而備受消費者的青睞,眾所周知,筆記本電池 包對于消費者的使用和安全來說是非常重要的,因此,對于筆記本的設(shè)計廠商和電池設(shè)計 廠商來講,就需要有非常周全的考慮。在電池廠商的設(shè)計方面,主要取決于電池包保護板功 能設(shè)計,主要有過充、過放、過流及短路保護等;其中,過充保護是指單節(jié)某電芯超過一定電 壓值,將會關(guān)閉電路,停止充電;過放保護指單節(jié)某電芯電壓值低于一定電壓,將會停止放 電;過流保護則是指當(dāng)放電電流或充電電流超過一定值,也將會停止放電。目前來講,電池 包保護的工作主要還是在電池產(chǎn)商的設(shè)計端,而主板端主要是一些配合的工作,包括充電 電流的設(shè)置,放電電流的限制等。參考圖1所示,是現(xiàn)有筆記本電腦中有關(guān)電池包、主板端的架構(gòu)示意圖,其中AC/ DC電源10用于將外接市電轉(zhuǎn)換為直流電輸出,充電IC 20用于充電管理,控制充電的電壓 計電流大??;電池包30是指筆記本鎖使用的電池,可以由多個電芯共同組成;控制器40是 筆記本主板中的一顆嵌入式控制器,其控制著筆記本電腦的上下電、電池管理等一系列重 要工作?,F(xiàn)有的筆記本電腦大都只是在設(shè)計端設(shè)置電池包的保護,然而任何電路器件都存 在可能失效的問題,若架設(shè)主板端的充電IC 20或其外圍電路失效,那么AC/DC電源10的 電壓有可能直接加在電池包30上,那么此時的安全性只能取決于電池包的保護板是如何 工作的,電池設(shè)計廠商和筆記本廠商也許會考慮成本的因素,旋轉(zhuǎn)各種各樣的電池管理方 案和電池保護板設(shè)計;甚而言之,在電池廠商本身設(shè)計存在缺陷或器件失效時,那么此時若 主板端發(fā)生問題的話,對于電池包30的安全性就會有很大的威脅。通過以上分析與假設(shè),可知在筆記本電腦的主板端進行主動保護是很有必要的, 本案即是基于這種思想,設(shè)計研發(fā)出可提高電池包安全性的智能保護結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的,在于提供一種筆記本電池包的智能保護電路及方法,可提高 筆記本電腦中電池包工作的安全性。為了達成上述目的,本發(fā)明的解決方案是一種筆記本電池包的智能保護電路,包括主板的控制器和電池包,其中控制器內(nèi) 設(shè)有AD功能模塊,而電池包內(nèi)設(shè)有電量管理芯片,該電量管理芯片具有SMBUS接口 ;控制器 與電池包連接,獲取電池包的電參數(shù),并與預(yù)存的設(shè)定值進行比較,并在超過設(shè)定值時控制 筆記本電腦重啟,并顯示故障信息。上述電參數(shù)包含電池包的充電電壓、放電電流、充電電流、電芯溫度及電池包、電芯的放電電壓差,其中控制器內(nèi)的AD功能模塊連接電池包的正極端,獲取電池包的充電電 壓;控制器還連接電池包中電量管理芯片的SMBUS接口,通過SMBUS通訊獲取電池包當(dāng)前的 放電電壓、充電電流、放電電流、電芯溫度和電芯的放電電壓。上述電參數(shù)包含電池包的充電電壓、充電電流、放電電流、溫度和電池包、電芯的 放電電壓差,其中控制器內(nèi)的AD功能模塊連接電池包的正極端,獲取電池包的充電電壓; 控制器還連接電池包中電量管理芯片的SMBUS接口,通過SMBUS通訊獲取電池包當(dāng)前的放 電電壓、充電電流、放電電流和電芯的放電電壓;控制器的AD功能模塊與電池包的偵測端 連接,一上拉電阻的一端連接在二者之間,另一端連接電源,且電池包的偵測端還連接有一 下拉熱敏電阻,控制器根據(jù)測得的電池包電壓值計算得出電池包的溫度。一種筆記本電池包的智能保護方法,包括以下步驟(1)主板的控制器預(yù)存電參數(shù)設(shè)定值;(2)主板的控制器由電池包獲取電參數(shù);(3)主板的控制器將獲取的電參數(shù)與預(yù)存的設(shè)定值進行比較,若高于相應(yīng)設(shè)定值 則控制筆記本關(guān)機重啟,并顯示電池包錯誤信息。上述電參數(shù)包括電池包的充電電壓、放電電流、充電電流、電芯溫度及電池包、電 芯的放電電壓差,其中控制器內(nèi)的AD功能模塊由電池包的正極端獲取電池包的充電電壓; 控制器還通過電池包中電量管理芯片的SMBUS接口獲取電池包當(dāng)前的放電電壓、充電電 流、放電電流、電芯溫度和電芯的放電電壓。上述電參數(shù)包括電池包的充電電壓、充電電流、放電電流、溫度和電池包、電芯的 放電電壓差,其中控制器內(nèi)的AD功能模塊由電池包的正極端獲取電池包的充電電壓;控制 器還通過電池包中電量管理芯片的SMBUS接口獲取電池包當(dāng)前的放電電壓、充電電流、放 電電流和電芯的放電電壓;控制器的AD功能模塊與電池包的偵測端連接,一上拉電阻的一 端連接在二者之間,另一端連接電源,且電池包的偵測端還連接有一下拉熱敏電阻,控制器 根據(jù)測得的電池包電壓值計算得出電池包的溫度。采用上述方案后,本發(fā)明利用筆記本電腦原有的器件,利用主板的控制器偵測電 池包的充電電壓等各種參數(shù),并與設(shè)定值進行比較,在超過設(shè)定值時發(fā)出提示信息,可有效 測知電池包的工作參數(shù),在現(xiàn)有電池端保護的基礎(chǔ)上,增加主板端的保護,提高電池包工作 的安全性,消除安全隱患。
圖1是現(xiàn)有筆記本電腦的架構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明中獲取電池包充電電壓的示意圖;圖3是本發(fā)明中獲取電池包放電電壓、充放電電流及電芯溫度的示意圖;圖4是本發(fā)明中獲取筆記本電池溫度的示意圖;圖5是本發(fā)明中主板的控制器進行異常判斷的流程圖;圖6是本發(fā)明中異常處理程序主板的控制器動作流程圖;圖7是本發(fā)明中異常處理程序BIOS動作流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種筆記本電池的智能保護結(jié)構(gòu)及方法,其主要涉及現(xiàn)有筆記本電腦 中主板的控制器1和電池包2,且控制器1中具有AD功能模塊11,該電池包2是由若干電 芯組成,且電池包2中設(shè)有電量管理芯片(如BQ2060),以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體內(nèi) 容及技術(shù)效果進行詳細說明。本發(fā)明所揭示的智能保護方法,主要包括三個步驟數(shù)值偵測、異常判斷、異常處 理,其中需偵測的數(shù)值包括電池包2的充電電壓、放電電壓及電芯的放電電壓、電池包2的 充電電流、放電電流及電芯溫度(也可以采用電池包2的溫度),以下將結(jié)合電路結(jié)構(gòu)對數(shù) 值偵測的具體實現(xiàn)過程進行介紹。首先參考圖2所示,是本發(fā)明實現(xiàn)電池包2的充電電壓數(shù)值獲取的示意圖,是將控 制器1的AD功能模塊11與電池包2的正極端(即圖2中的VBat+Pin)連接,可輕易獲取 此時經(jīng)由充電IC 3處理后對電池包2的充電電壓。再請參考圖3所示,是將主板1的控制器11連接電量管理芯片的SMBUS(系統(tǒng)管 理總線)接口,二者之間通過SMBUS進行通訊,由于電量管理芯片中會有相關(guān)寄存器記錄當(dāng) 前電池包2的電壓值以及各個電芯的電壓值,因此控制器1可通過SMBUS通訊,讀取這些電 壓值;此外,控制器1可通過前述結(jié)構(gòu),同時讀取電池包2的充電電流和放電電流。當(dāng)電池包2的溫度過高時,也會影響其正常工作,因此電池包2的溫度也是需測量 的一個參數(shù),此處獲取溫度可以有兩種方式,一種是借助圖3所示結(jié)構(gòu),控制器1由電量管 理芯片中直接讀取電芯的溫度,另一種則如圖4所示,電池包2以其偵測端(即DETECT引 腳)連接控制器1的AD功能模塊11,在該DETECT引腳連接一個下拉電阻R2,且該電阻R2 為熱敏電阻,同時還有一上拉電阻Rl的一端連接在AD功能模塊11與DETECT引腳之間,且 該上拉電阻Rl的另一端連接一電源;當(dāng)控制器1與電池包2未連接時,AD功能模塊11偵 測到的電壓值為電源電壓VCC,而一旦將控制器1連接電池包2,此時AD功能模塊11所偵 測到的電壓值為V_R2 = R2*VCC/(R1+R2)假設(shè)熱敏電阻R2的阻抗和溫度的關(guān)系為T = k*R2+b則當(dāng)前電池包2的溫度為T_battery = k*Rl*V_R2/(VCC_V_R2)+b此種方式是通過在筆記本電池包2的內(nèi)部設(shè)置下拉電阻R2,通過偵測電池包2的 DETECT引腳上因為電阻R2的溫度變化引起的電壓變化,從而計算出電池包2的溫度。獲取前述各數(shù)值后,控制器1進入異常判斷程序,會將各數(shù)值與預(yù)存的設(shè)定值 一一進行比較,同時配合圖5所示,控制器1首先判斷電池包2的充電電壓是否大于預(yù)存的 設(shè)定值,當(dāng)大于時進入異常處理程序,不大于則繼續(xù)比較電池包與電芯的放電電壓差是否 大于設(shè)定值,大于時進入異常處理程序,不大于則繼續(xù)判斷充電電流與設(shè)定值的關(guān)系,依此 繼續(xù)進行放電電流、溫度的比較判斷,完成異常判斷程序。參考圖6所示,是控制器1進行異常處理程序的流程圖,首先控制器1會置異常處 理標(biāo)志FLAG = 1,然后拉低Power-Button信號強制關(guān)機,控制器1再發(fā)Power-Button信 號,使系統(tǒng)再次開機,同時控制器1通知BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))本次開機為異常處理開機;繼續(xù)參照圖7,BIOS在開機自檢(POST)時會讀取控制器1發(fā)過來的信息,判斷是否 異常處理信息,并在“是”時停止自檢,阻止用戶進入操作系統(tǒng),在顯示屏上顯示電池提示信 息,提醒用戶拔掉電池送修,避免產(chǎn)生更大的安全隱患。 以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想,不能以此限定本發(fā)明的保護范圍,凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想,在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動,均落入本發(fā)明保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種筆記本電池包的智能保護電路,包括主板的控制器和電池包,其中控制器內(nèi)設(shè)有AD功能模塊,而電池包內(nèi)設(shè)有電量管理芯片,該電量管理芯片具有SMBUS接口;其特征在于控制器與電池包連接,獲取電池包的電參數(shù),并與預(yù)存的設(shè)定值進行比較,并在超過設(shè)定值時控制筆記本電腦重啟,并顯示故障信息。
2.如權(quán)利要求1所述的筆記本電池包的智能保護電路,其特征在于所述電參數(shù)包含 電池包的充電電壓、放電電流、充電電流、電芯溫度及電池包、電芯的放電電壓差,其中控制 器內(nèi)的AD功能模塊連接電池包的正極端,獲取電池包的充電電壓;控制器還連接電池包中 電量管理芯片的SMBUS接口,通過SMBUS通訊獲取電池包當(dāng)前的放電電壓、充電電流、放電 電流、電芯溫度和電芯的放電電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的筆記本電池包的智能保護電路,其特征在于所述電參數(shù)包含 電池包的充電電壓、充電電流、放電電流、溫度和電池包、電芯的放電電壓差,其中控制器內(nèi) 的AD功能模塊連接電池包的正極端,獲取電池包的充電電壓;控制器還連接電池包中電量 管理芯片的SMBUS接口,通過SMBUS通訊獲取電池包當(dāng)前的放電電壓、充電電流、放電電流 和電芯的放電電壓;控制器的AD功能模塊與電池包的偵測端連接,一上拉電阻的一端連接 在二者之間,另一端連接電源,且電池包的偵測端還連接有一下拉熱敏電阻,控制器根據(jù)測 得的電池包電壓值計算得出電池包的溫度。
4.一種利用如權(quán)利要求1所述的筆記本電池包的智能保護電路的保護方法,其特征在 于包括以下步驟(1)主板的控制器預(yù)存電參數(shù)設(shè)定值;(2)主板的控制器由電池包獲取電參數(shù);(3)主板的控制器將獲取的電參數(shù)與預(yù)存的設(shè)定值進行比較,若高于相應(yīng)設(shè)定值則控 制筆記本關(guān)機重啟,并顯示電池包錯誤信息。
5.如權(quán)利要求4所述的筆記本電池包的保護方法,其特征在于所述電參數(shù)包括電池 包的充電電壓、放電電流、充電電流、電芯溫度及電池包、電芯的放電電壓差,其中控制器內(nèi) 的AD功能模塊由電池包的正極端獲取電池包的充電電壓;控制器還通過電池包中電量管 理芯片的SMBUS接口獲取電池包當(dāng)前的放電電壓、充電電流、放電電流、電芯溫度和電芯的 放電電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的筆記本電池包的保護方法,其特征在于所述電參數(shù)包括電池 包的充電電壓、充電電流、放電電流、溫度和電池包、電芯的放電電壓差,其中控制器內(nèi)的AD 功能模塊由電池包的正極端獲取電池包的充電電壓;控制器還通過電池包中電量管理芯片 的SMBUS接口獲取電池包當(dāng)前的放電電壓、充電電流、放電電流和電芯的放電電壓;控制器 的AD功能模塊與電池包的偵測端連接,一上拉電阻的一端連接在二者之間,另一端連接電 源,且電池包的偵測端還連接有一下拉熱敏電阻,控制器根據(jù)測得的電池包電壓值計算得 出電池包的溫度。全文摘要
本發(fā)明公開一種筆記本電池包的智能保護方法,步驟為(1)主板的控制器預(yù)存電參數(shù)設(shè)定值;(2)主板的控制器由電池包獲取電參數(shù);(3)主板的控制器將獲取的電參數(shù)與預(yù)存的設(shè)定值進行比較,若高于相應(yīng)設(shè)定值則控制筆記本關(guān)機重啟,并顯示電池包錯誤信息。此種方法通過在筆記本電腦的主板端增加對電池包的保護,可有效提高電池包工作的安全性。本發(fā)明還提供一種利用前述方法實現(xiàn)的智能保護電路。
文檔編號G06F1/26GK101907916SQ20101020957
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者李朝陽 申請人:聯(lián)達科技(廈門)有限公司