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專利名稱：用于調(diào)整電池端電壓的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可充電電池，特別是涉及在根據(jù)由具有不同電池的化學(xué)性質(zhì)的電池組呈現(xiàn)的不同放電曲線來計(jì)算的放電期間在某些點(diǎn)上調(diào)整一個(gè)電池端電壓的方法和裝置。
已往，電池(也通稱“啞”(dump)電池)提供一種難以預(yù)料的電源，所以典型地一個(gè)由電池組供電的裝置的用戶不能得到可靠的預(yù)先警告一個(gè)電池組的可操作容量即將用完。因此，不能顯示有多少剩余時(shí)間能夠使用，以致于例如在該電池組完成放電之前一個(gè)用戶不能夠保存當(dāng)前正在工作的數(shù)據(jù)或設(shè)置一個(gè)替換電源。結(jié)果，為了在電池用完容量之前確定備用電源開始操作的時(shí)間，許多的電子產(chǎn)品已經(jīng)被特別地設(shè)計(jì)有試圖估計(jì)電池電荷狀態(tài)的電路。例如，通過測(cè)量電池組的端電壓來進(jìn)行估計(jì)電池的狀態(tài)，并且當(dāng)該端電壓達(dá)到某一個(gè)降低電壓限制時(shí)執(zhí)行某一個(gè)放電結(jié)束的操作，例如觸發(fā)任一種所需要的報(bào)警或執(zhí)行保存磁盤操作。這個(gè)降低電壓限制通常被稱為放電結(jié)束電壓(EODV)并且典型地是一個(gè)恒定值，也就是根據(jù)用于放電結(jié)束操作所需要的剩余容量和用于安全與有效地使用一個(gè)電池的需求來設(shè)置該降低電壓限制。
然而，一個(gè)電池組的放電曲線根據(jù)它的電池化學(xué)性質(zhì)來變化。因此，如果設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品的電路在用于某一類型電池組的一個(gè)設(shè)置電壓上開始EODV保存磁盤操作，并且利用具有不同的電池化學(xué)性質(zhì)與具有不同的放電曲線的不同電池組給該產(chǎn)品供電，那么EODV保存磁盤的操作可能被執(zhí)行的太快將導(dǎo)致容量的浪費(fèi)，更糟的是執(zhí)行保存磁盤的操作太晚將導(dǎo)致?lián)p失數(shù)據(jù)。
一個(gè)具有不同的放電曲線的兩個(gè)電池化學(xué)性質(zhì)的實(shí)例是石墨基鋰離子電池和焦炭基鋰離子電池。一個(gè)典型的石墨基鋰離子電池能夠具有如在

圖1中所示的放電曲線，而一個(gè)典型的焦炭基鋰離子電池能夠具有如在圖2中所示的放電曲線。用于焦炭基鋰離子電池的放電曲線逐漸地下降(圖2)，而用于石墨基鋰離子電池的放電曲線在容量末端迅速地下降(圖1)。因此，在石墨基鋰離子電池中接近容量結(jié)束的電壓大大地高于在焦炭基鋰離子電池中接近容量結(jié)束的電壓。
各種電池的化學(xué)性質(zhì)具有某些下限，對(duì)該下限電池可以安全地被放電而不影響電池性能。例如，在一方面石墨基鋰離子電池不應(yīng)被放電到低于2.7V。另一方面焦炭基鋰離子電池可以安全地被放電到2.5V而不影響電池的性能。因此，如果設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品的電路在一個(gè)設(shè)置電壓，例如對(duì)于一個(gè)焦炭基鋰離子電池(它將保留大約150mAh的容量)為3.0V上開始EODV保存磁盤操作，并且一個(gè)石墨基鋰離子電池可以被代替，那么當(dāng)端電壓達(dá)到目前的3.0V電壓時(shí)，在該電池組中沒有足夠的剩余容量(例如只有40mAh)用于EODV保存磁盤操作并且數(shù)據(jù)可能被丟失。在其它具有不同的電池化學(xué)性質(zhì)的電池中，例如在鋰聚合物電池和NiMH電池中可以識(shí)別出具有與焦炭基鋰離子電池和石墨基鋰離子電池相對(duì)應(yīng)的相同問題。
因此，最好是能夠提供一種方法以便允許一個(gè)產(chǎn)品在放電曲線的適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)上開始這種所需要的操作，而與實(shí)際的端電壓無關(guān)，其中該產(chǎn)品利用測(cè)量端電壓來觸發(fā)EODV或其它操作。我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，令人驚訝地是通過調(diào)整一個(gè)電池的端電壓能夠?qū)崿F(xiàn)這種方法。
因此，在第一方面，本發(fā)明提供一種用于控制在一個(gè)裝置中觸發(fā)一種操作的方法，它利用測(cè)量一個(gè)電池的端電壓以便在一個(gè)預(yù)定閾值上觸發(fā)該操作，該方法包括在達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí)把該端電壓變換成一個(gè)預(yù)定值。
在第二方面，本發(fā)明提供一種用于控制在一個(gè)裝置中觸發(fā)一種操作的裝置，它利用測(cè)量一個(gè)電池組的端電壓來在一個(gè)預(yù)定閾值上觸發(fā)該操作，該裝置包括在達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí)把該端電壓變換成一個(gè)預(yù)定值的裝置。
在第三方面，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電池組設(shè)置有用于控制觸發(fā)一個(gè)操作的電路。
能夠理解的是可以設(shè)計(jì)該裝置以便在一個(gè)給定的電壓閾值上觸發(fā)一個(gè)操作，或在沿著電池組放電曲線的不同的電壓閾值上觸發(fā)各種操作。此外，每個(gè)電壓閾值可以觸發(fā)多種操作。因此，在另一個(gè)方面，本發(fā)明預(yù)計(jì)沿著實(shí)際的電壓放電曲線轉(zhuǎn)換在大于一個(gè)點(diǎn)的多個(gè)點(diǎn)上的端電壓，從而在適當(dāng)時(shí)間觸發(fā)多個(gè)操作。
許多產(chǎn)品和電子裝置，例如便攜式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等等，根據(jù)測(cè)量的電池端電壓來確定開始各種操作的時(shí)間。這些裝置通常沒有被設(shè)計(jì)用來與所謂的“靈巧”電池(smart battery)進(jìn)行聯(lián)系，這些電池通過總線聯(lián)系給該裝置提供所需要的信息。因此，在這些裝置中，測(cè)量的端電壓一旦達(dá)到某一個(gè)預(yù)定閾值(例如3.0V)，就開始例如保存磁盤操作這樣的操作以便防止數(shù)據(jù)損失。這個(gè)預(yù)定閾值典型地是一個(gè)設(shè)計(jì)到該裝置本身中的恒定值。通常，對(duì)于某一個(gè)電池的化學(xué)性質(zhì)，該裝置設(shè)計(jì)人員以與該電池的最小容量有關(guān)的這個(gè)值為基礎(chǔ)，以便需要在關(guān)機(jī)之前執(zhí)行某一個(gè)操作。本發(fā)明提供用于變換電池端電壓的方法和裝置，以致于在用于各種電池的化學(xué)性質(zhì)的放電曲線上適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)上開始某一個(gè)操作，即使根據(jù)單個(gè)電池的化學(xué)性質(zhì)對(duì)該裝置的閾值進(jìn)行編程也上是如此。在此處使用的術(shù)語(yǔ)“電池組”表示任何一種形式的可充電電池，該電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，并且包括單個(gè)電池、電池串聯(lián)連接或并聯(lián)連接的組合，或裝配在一組中的一個(gè)電池或多個(gè)電池。
因此，本發(fā)明通常提供一種用于調(diào)整電池組的端電壓的方法和裝置。根據(jù)電池的化學(xué)性質(zhì)和工作環(huán)境，該端電壓可以被調(diào)整到一個(gè)比實(shí)際的電池電壓更高或更低的電壓能夠理解的是通過把電池端電壓調(diào)整到一個(gè)低于實(shí)際的電池電壓的值上能夠啟動(dòng)觸發(fā)一個(gè)操作或提前觸發(fā)一個(gè)操作。通過把端電壓變換成低于實(shí)際的電池電壓和閾值電壓，基本上能夠立刻觸發(fā)對(duì)應(yīng)的操作。通過變換端電壓以致把端電壓降低到與實(shí)際的電池電壓相關(guān)的某一個(gè)量，當(dāng)電池連續(xù)的放電使變換的端電壓降低到用于觸發(fā)相應(yīng)操作的閾值電壓時(shí)，將觸發(fā)該對(duì)應(yīng)的操作。
進(jìn)一步能夠理解的是通過把電池端電壓調(diào)整到一個(gè)大于實(shí)際的電池電壓的值能夠延遲操作的觸發(fā)。通過在大于實(shí)際的電池電壓上把該端電壓維持一個(gè)設(shè)定的時(shí)間周期，該時(shí)間周期持續(xù)并超過實(shí)際的電池電壓達(dá)到該閾值電壓的時(shí)間，那么觸發(fā)該操作將被延遲。另外，當(dāng)實(shí)際的電池電壓已經(jīng)下降到低于該閾值電壓時(shí)，通過把端電壓升壓到一個(gè)與實(shí)際的電池電壓相關(guān)的量，該端電壓將只通過該電池連續(xù)的放電達(dá)到該閾值電壓，從而延遲觸發(fā)該操作。
本發(fā)明提供一種方法和裝置，用于通過把端電壓變換到當(dāng)達(dá)到某一個(gè)點(diǎn)(多個(gè)點(diǎn))時(shí)的一個(gè)值(多個(gè)值)來控制在一個(gè)裝置中，例如像一個(gè)便攜式計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話這樣的裝置中的一個(gè)或多個(gè)操作的觸發(fā)，該裝置利用測(cè)量的電池端電壓來觸發(fā)在某一個(gè)閾值(多個(gè)閾值)上的操作。這些點(diǎn)包含例如基于測(cè)量像電池組電壓、電池電壓、剩余電池容量、電流、時(shí)間、溫度、壓力、PH值和安全性這樣的點(diǎn)。剩余電池容量測(cè)量大約是一個(gè)用于執(zhí)行結(jié)束放電操作需要的剩余容量的最小值。各種操作包含例如放電結(jié)束操作、關(guān)閉操作、安全操作、保存磁盤操作、外圍設(shè)備禁止操作、存取禁止操作、休眠方式操作、低電源方式操作和報(bào)警操作。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，利用在電池組的電路之內(nèi)的放電控制電路來變換端電壓。該放電控制電路啟動(dòng)電壓調(diào)整電路以便減小/降低、維持或提高端電壓。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，該放電控制電路觸發(fā)電壓調(diào)整電路以便把端電壓降低到基本上與一個(gè)預(yù)定閾值匹配的一個(gè)預(yù)定值，由此觸發(fā)一個(gè)操作。該電壓調(diào)整電路可以包含例如一個(gè)開關(guān)或一個(gè)補(bǔ)償變換器。在一個(gè)可替換的特殊實(shí)施例中，該放電控制電路觸發(fā)電壓調(diào)整電路以便把端電壓維持到大于該預(yù)定閾值的一個(gè)預(yù)定值，由此延遲觸發(fā)一個(gè)操作。該替換的電壓調(diào)整電路可以包含例如一個(gè)升壓變換器/調(diào)節(jié)器或一個(gè)直流一直流調(diào)壓器。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供一個(gè)用于控制在一個(gè)裝置中觸發(fā)一種操作的控制電路，它利用測(cè)量一個(gè)電池的端電壓來在一個(gè)預(yù)定閾值上觸發(fā)該操作，該控制電路包括在達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí)把該端電壓降低到實(shí)際上與預(yù)定閾值相匹配的一個(gè)預(yù)定值以便觸發(fā)該操作，其中預(yù)定點(diǎn)是以從電池組電壓、電池電壓、剩余電池組容量、電流、時(shí)間、溫度、壓力、PH值和安全性中選擇的一個(gè)量度為基準(zhǔn)的，并且從放電結(jié)束操作、關(guān)閉操作、安全操作、保存磁盤操作、外圍設(shè)備禁止操作、存取禁止操作、休眠方式操作低電源方式操作和報(bào)警操作中選擇該操作。
在另一個(gè)替換的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供一個(gè)用于控制在一個(gè)裝置中觸發(fā)一種操作的控制電路，該裝置利用測(cè)量一個(gè)電池組的端電壓來觸發(fā)在一個(gè)預(yù)定閾值上的操作，該控制電路包括把在大于預(yù)定閾值的一個(gè)預(yù)定值上的端電壓維持一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期的裝置，以便當(dāng)端電壓達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí)延遲觸發(fā)該操作，其中預(yù)定點(diǎn)是以從電池組電壓、電池電壓、剩余電池組容量、電流、時(shí)間、溫度、壓力、PH值和安全性中選擇的一個(gè)量度為基準(zhǔn)的，并且從放電結(jié)束操作、關(guān)閉操作、安全操作、保存磁盤操作、外圍設(shè)備禁止操作、存取禁止操作、休眠方式操作低電源方式操作和報(bào)警操作中選擇該操作。
下面參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1是表示一個(gè)典型的石墨基鋰離子電池的一個(gè)放電曲線圖，該電池具有1350mAh的電池容量和1.35A的電池放電率；圖2是表示一個(gè)典型的焦炭基鋰離子電池的一個(gè)放電曲線圖，該電池具有1300mAh的電池容量和1.3A的電池放電率；圖3a是一個(gè)放電控制電路的一個(gè)電路圖，該放電控制電路用于把在某一個(gè)點(diǎn)(S)上的端電壓調(diào)整到一個(gè)預(yù)定值(S)；和圖3b是一個(gè)放電控制電路的一個(gè)電路圖，該放電控制電路用于把在某一個(gè)點(diǎn)(S)上的端電壓調(diào)整到一個(gè)預(yù)定值(S)并且包含一個(gè)升壓調(diào)壓器。
如從附圖1與2的比較所能夠看到的，對(duì)于石墨基與焦炭基鋰離子電池的不同的電池化學(xué)性質(zhì)具有不同的放電曲線。特別是，一個(gè)焦炭基鋰離子電池在電池電壓為3.0V時(shí)具有大約為150mAh的剩余容量(該容量足以完成放電結(jié)束的操作，例如進(jìn)行保存磁盤的操作)，石墨基鋰離子電池在電池電壓為3.0V時(shí)具有大約為40mAh的剩余容量(該容量不足以完成放電結(jié)束的操作，例如保存磁盤的操作)。然而，如果在電池電壓例如為3.2V時(shí)開始結(jié)束放電的操作，那么將有足夠的剩余容量(大約為150mAh)來完成這樣的操作。很遺憾，當(dāng)電池的化學(xué)性質(zhì)被改變時(shí)，在一個(gè)(多個(gè))預(yù)定閾值上測(cè)量端電壓和開始某一個(gè)操作的裝置沒有被設(shè)計(jì)來改變這個(gè)(多個(gè))恒定閾值。本發(fā)明通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間調(diào)整端電壓以便觸發(fā)該操作而不考慮該電池的化學(xué)性質(zhì)來解決這個(gè)問題。這些操作足夠早的開始以致于具有足夠的剩余容量來完成這些操作，或根據(jù)電池的化學(xué)性質(zhì)和操作狀態(tài)，在放電曲線下降到足夠低時(shí)開始這些操作以便避免剩余容量的浪費(fèi)。其它的電池化學(xué)性質(zhì)，例如鋰聚合物電池和NiMH電池的化學(xué)性質(zhì)也具有不同的放電曲線，并且本發(fā)明容易地可適用在其它的情況。
在附圖3a和3b中舉例說明了在一個(gè)鋰離子電池中用于調(diào)整端電壓的優(yōu)選的電路。圖中示出了一個(gè)典型的電池組10(三個(gè)電池串聯(lián))，電池組10具有正端12和負(fù)端14，利用一個(gè)裝置可以測(cè)量這兩端上的電壓。本發(fā)明可以與任一個(gè)電池或多個(gè)電池的組合一起被使用，因此發(fā)明不限于在此所示的結(jié)構(gòu)。典型地，測(cè)量裝置(沒有示出)測(cè)量在電池端12,14上的端電壓來確定端電壓是否已經(jīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)定值，以便開始操作，例如開始像EODV保存磁盤這樣的操作。該電路允許端電壓在一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)上被轉(zhuǎn)換成一個(gè)降低(圖3a)或更高(圖3b)的值，以致于測(cè)量端電壓的裝置被“偽裝”成開始操作，或在該端上顯示的這種“假”的電壓上延遲操作。
如在圖3a中所示的，放電控制電路20與一個(gè)端子(例如正端12)連接。利用一個(gè)微控制器30或其它適當(dāng)?shù)目刂七壿嬰娐穪砜刂圃摲烹娍刂齐娐?0。一個(gè)電壓調(diào)壓器16與該微控制器30連接。該電壓調(diào)壓器16給微控制器供電并且作為一個(gè)用于放電控制電路20的基準(zhǔn)電壓。在此可以利用如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它電壓基準(zhǔn)裝置。該電路也可以包括保護(hù)電路18和保護(hù)開關(guān)SW-1和SW-2。該微控制器具有如所示的電壓檢測(cè)點(diǎn)a、b、c、d。該微控制器30能夠測(cè)量在每個(gè)電池上的電壓，以便如果任一個(gè)電池電壓達(dá)到一個(gè)控制容量觸發(fā)點(diǎn)，那么觸發(fā)該控制電路20。做為選擇，微控制器30也能夠測(cè)量串聯(lián)電池組上的端電壓以便確定觸發(fā)控制電路20的時(shí)間。微控制器30還可以利用任一個(gè)其它的測(cè)量，例如剩余電池組容量、電流、時(shí)間、溫度、壓力、PH值和安全措施，以便觸發(fā)該控制電路20。例如，如果一個(gè)溫度傳感器(或其它的安全監(jiān)視器)在任何時(shí)候確定存在一種不安全的狀態(tài)，那么微控制器30能夠觸發(fā)控制電路20以便降低端電壓。該裝置讀出這個(gè)低的端電壓并且認(rèn)為該電池組是在它的容量耗盡狀態(tài)，所以觸發(fā)關(guān)閉該裝置。在這種方式中，實(shí)際上本發(fā)明為了安全的理由強(qiáng)迫關(guān)閉該裝置，即使該裝置決沒有被設(shè)計(jì)具有這種安全關(guān)機(jī)的特性。
在操作中，在圖3a中的放電控制電路20通過控制一個(gè)開關(guān)SW-3，例如一個(gè)MOSFET來變換該端電壓。然而，本發(fā)明預(yù)計(jì)任一種類型的電路能夠?qū)崿F(xiàn)電池組上端電壓的有效減小，例如調(diào)壓器，包括開關(guān)型、串聯(lián)型、并聯(lián)型、補(bǔ)償變換器等類似的調(diào)壓器。當(dāng)在放電控制電路20被觸發(fā)之后一個(gè)裝置測(cè)量端電壓時(shí)，在該端上呈現(xiàn)的電壓低于電池組的實(shí)際電壓。在正常操作中，放電控制開關(guān)(SW-3)是導(dǎo)通的。當(dāng)放電時(shí)，如果微控制器30確定一個(gè)操作需要被觸發(fā)，例如當(dāng)電池組的容量開始達(dá)到EODV操作開始的點(diǎn)時(shí)，微控制器30觸發(fā)放電控制電路20，該放電控制電路20啟動(dòng)開關(guān)SW-3以便把端電壓調(diào)整到一個(gè)希望的閾值電壓，例如調(diào)整到8V的閾值電壓，即使實(shí)際的電池組電壓是大于8V。
在另一個(gè)可替換的實(shí)施例中，如果一個(gè)裝置具有比一個(gè)閾值電壓更大的電壓來觸發(fā)各種操作，那么電路20能夠把端電壓變換成在時(shí)間/容量的適當(dāng)點(diǎn)上的每個(gè)閾值。
在圖3a中所示實(shí)施例的一種特殊的應(yīng)用是在利用一個(gè)石墨基鋰離子電池組效仿或模仿的一個(gè)焦炭基鋰離子電池組以致于該裝置利用足夠的剩余容量開始它的EODV操作以便執(zhí)行這些操作的時(shí)侯。該電路最好被包括在電池組的電路中，也就是說包括在電池組之內(nèi)，以致于為了利用本發(fā)明不需要改變?cè)撗b置。該裝置能夠連續(xù)利用測(cè)量端電壓來啟動(dòng)操作，但是該電路適當(dāng)?shù)匦薷碾姵亟M上的端電壓，以致于在放電曲線上的適當(dāng)點(diǎn)上開始操作，而不考慮電池的化學(xué)性質(zhì)。
圖3b示出了本發(fā)明的另一種實(shí)施例的電路圖。這個(gè)實(shí)施例包含在達(dá)到一個(gè)預(yù)定閾值(s)之前增加或保持端電壓的電路。除了在圖3a中描述的電路之外能夠利用這個(gè)電路或利用這個(gè)電路代替在圖3a中描述的電路。雖然本發(fā)明預(yù)計(jì)任一種類型的電路能夠?qū)崿F(xiàn)需要增加電池組的端電壓或維護(hù)該端電壓，例如一個(gè)升壓調(diào)壓器/變換器、直流一直流變換器，或開關(guān)電容器，但是在圖3b中所示的特殊實(shí)施例中，放電控制電路20通過觸發(fā)一個(gè)升壓變換器/調(diào)節(jié)器22能夠增加該端電壓。當(dāng)在放電控制電路20被觸發(fā)之后一個(gè)裝置測(cè)量該端電壓時(shí)，在該端上呈現(xiàn)的電壓大于電池組的實(shí)際電壓。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)放電時(shí)，如果微控制器30確定一種操作需要被延遲，例如當(dāng)在該電池中仍然有足夠的剩余容量來延續(xù)常規(guī)操作時(shí)，那么微控制器30啟動(dòng)該放電控制電路20，該放電控制電路20啟動(dòng)升壓變換器/調(diào)壓器22以便維持該端電壓大于將觸發(fā)EODV操作的閾值電壓，直到這樣的操作需要被啟動(dòng)為止。
在另一個(gè)可替換的實(shí)施例中，如果一個(gè)裝置具有比一個(gè)閾值電壓更大的電壓來觸發(fā)各種操作，那么電路20能夠維持該端電壓大于這些閾值直到在時(shí)間/容量的適當(dāng)點(diǎn)為止。
在圖3b中所示實(shí)施例的一種特殊的應(yīng)用是在利用一個(gè)焦炭基鋰離子電池組效仿或模仿的一個(gè)石墨基鋰離子電池組以致于該裝置的EODV操作開始被推遲以避免消耗容量的時(shí)侯。該電路最好被包括在電池組的電路中，也就是說包括在電池組之內(nèi)，以致于為了利用本發(fā)明而不需要改變?cè)撗b置。該裝置能夠連續(xù)利用端電壓的測(cè)量來啟動(dòng)操作，但是該電路增加電池組的端電壓或維持該端電壓大于一個(gè)特殊閾值，以致于操作被推遲直到適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為止，而不考慮電池的化學(xué)性質(zhì)。
通過下面非限制目的的例子可以進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明。
實(shí)例1根據(jù)電壓測(cè)量來觸發(fā)EODV操作。
特別是，對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)使用焦炭基鋰離子電池的裝置(例如一臺(tái)計(jì)算機(jī))，當(dāng)該電池端電壓被測(cè)量為8V時(shí)，該焦炭基鋰離子電池被設(shè)計(jì)開始進(jìn)行EODV保存磁盤操作，本發(fā)明的電路確保具有足夠的電池容量以便執(zhí)行所有需要的EODV操作，即使例如對(duì)一個(gè)石墨基鋰離子電池來說該電池化學(xué)性質(zhì)變化(對(duì)于石墨基鋰離子電池來說，在電壓為8V上在該電池中將沒有足夠的剩余容量來執(zhí)行必要的EODV操作)。在這種情況下，端電壓必須被調(diào)整，在本例中過早地降低到8V。因此，當(dāng)在石墨基鋰離子電池中的剩余電池電量達(dá)到它用于EODV操作的極限時(shí)(在本例中它可以是9V)，放電控制電路20被觸發(fā)以便調(diào)整端電壓到8V，由此觸發(fā)該裝置的EODV操作(這些操作被預(yù)先設(shè)置在該裝置中以便只在該8V的設(shè)置電壓上觸發(fā))，即使實(shí)際的電壓大于8V也是如此。本發(fā)明在電池組本身的電路中能夠設(shè)置一種解決方案以便在具有一個(gè)設(shè)置的EODV觸發(fā)電壓點(diǎn)的裝置中能夠使用包含不同電池化學(xué)性質(zhì)(具有不同的放電曲線)的電池組。
實(shí)例2根據(jù)剩余容量觸發(fā)EODV操作。
對(duì)于一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)裝置，在放電結(jié)束時(shí)，(8.1V到7.5V的放電范圍)，一個(gè)焦炭基電池組具有比100mAh剩余容量更大的容量，因此圍繞這種電池化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)的裝置能夠順利地臨時(shí)中斷操作。然而，當(dāng)一種石墨基電池組電壓達(dá)到8.5V時(shí)，沒有足夠的容量來保存該數(shù)據(jù)(石墨基電池組沒有被建議放電到低于2.7V/每個(gè)電池，然而焦炭基電池能夠被放電到2.5V/每個(gè)電池)。為了使最初為一個(gè)焦炭基電池組設(shè)計(jì)的裝置監(jiān)視端電壓并且當(dāng)達(dá)到一個(gè)特殊的EODV以便能夠利用石墨基電池并且仍然能夠順利地臨時(shí)中斷操作時(shí)觸發(fā)EODV操作，當(dāng)石墨基電池組達(dá)到EODV操作將被觸發(fā)的一種容量時(shí)，由該裝置監(jiān)視的端電壓必須被降低。當(dāng)在石墨基電池組中具有大約150mAh的剩余容量時(shí)，設(shè)計(jì)本發(fā)明的模擬和數(shù)字控制電路以便把端電壓降低到一個(gè)預(yù)定值(例如在端電壓的7.8V+/-1％)。因此，該裝置(例如一個(gè)計(jì)算機(jī))將指示已經(jīng)提前滿足該EODV閾值并且將具有足夠的時(shí)間來保存任一種所需要的數(shù)據(jù)和進(jìn)入到暫時(shí)中止模式。
實(shí)例3根據(jù)電壓測(cè)量延遲EODV操作特別是，對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)使用石墨基鋰離子電池的裝置，該裝置被編程以便當(dāng)電池端電壓被測(cè)量為9V時(shí)開始EODV保存磁盤操作，本發(fā)明的電路延遲觸發(fā)，以致于即使例如對(duì)于一個(gè)焦炭基鋰離子電池(對(duì)于焦炭基鋰離子電池，在電壓為9V時(shí)在該電池中具有比足夠的剩余容量更大的容量來執(zhí)行必要的EODV操作，并且容量將被浪費(fèi))，該電池的化學(xué)性質(zhì)變化，電池組容量沒有被浪費(fèi)。在這種情況下，端電壓必須被調(diào)整和維持，在本例中升高到大于大約9V，以便防止該裝置觸發(fā)EODV操作。因此，當(dāng)在焦炭基鋰離子電池中的剩余電池電量達(dá)到該裝置用于EODV操作的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)(在本例中它可以是9V電壓)，放電控制電路20被觸發(fā)以便把端電壓維持在大于9V，由此延遲觸發(fā)該裝置的EODV操作(在該裝置EODV操作被預(yù)先編程以便只在9V的設(shè)置電壓時(shí)觸發(fā))，即使實(shí)際的電壓小于9V電壓。
權(quán)利要求
1．一種用于控制在一個(gè)裝置觸發(fā)一種操作的方法，它利用測(cè)量一個(gè)電池組的端電壓以便在一個(gè)預(yù)定閾值上觸發(fā)該操作，該方法包括在達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí)把該端電壓變換成一個(gè)預(yù)定值。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該預(yù)定點(diǎn)是以從電池組電壓、電池電壓、剩余電池容量、電流、時(shí)間、溫度、壓力、PH值和安全性中選擇的一種量度為基準(zhǔn)的。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中測(cè)量的剩余電池容量大約是一個(gè)用于執(zhí)行放電結(jié)束操作需要的剩余容量的最小值。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一種方法，其中把端電壓降低到一個(gè)預(yù)定值，該預(yù)定值基本上與用于一個(gè)預(yù)定周期的預(yù)定閾值匹配以便觸發(fā)該操作。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一種方法，其中利用一個(gè)與實(shí)際的電池組電壓相對(duì)應(yīng)的預(yù)定量來降低端電壓，以便提前觸發(fā)該操作。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一種方法，其中把端電壓維持在大于用于一個(gè)預(yù)定周期的預(yù)定閾值的一個(gè)預(yù)定值上，以便延遲觸發(fā)該操作。
7．根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一種方法，其中利用一個(gè)與實(shí)際的電池組電壓相對(duì)應(yīng)的預(yù)定量來提高端電壓，以便延遲觸發(fā)該操作。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至4的任一種方法，其中根據(jù)一個(gè)焦炭基鋰離子電池組的化學(xué)性質(zhì)把該裝置的預(yù)定閾值編程，并且把端電壓降低到與閾值基本上相匹配的一個(gè)預(yù)定值，以便當(dāng)利用一個(gè)石墨基鋰離子電池組時(shí)，當(dāng)達(dá)到該預(yù)定點(diǎn)時(shí)觸發(fā)該操作。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至3和6的任一種方法，其中根據(jù)一個(gè)石墨基鋰離子電池組的化學(xué)性質(zhì)把該裝置的預(yù)定閾值編程，并且把端電壓維持在大于該閾值的一個(gè)預(yù)定值上，以便當(dāng)利用一個(gè)焦炭基鋰離子電池組時(shí)，當(dāng)達(dá)到該預(yù)定點(diǎn)時(shí)延遲觸發(fā)該操作。
10．根據(jù)前面的任一權(quán)利要求中的方法，其中從放電結(jié)束操作、關(guān)閉操作、安全操作、保存磁盤操作、外圍設(shè)備禁止操作、存取禁止操作、休眠方式操作、低電源方式操作和報(bào)警操作中選擇該操作。
11．根據(jù)前面的任一權(quán)利要求中的方法，其中通過在多于一個(gè)預(yù)定點(diǎn)的預(yù)定點(diǎn)上變換端電壓來觸發(fā)多個(gè)操作。
12．一種用于控制在一個(gè)裝置中觸發(fā)一種操作的裝置，它利用測(cè)量一個(gè)電池組的端電壓來在一個(gè)預(yù)定閾值上觸發(fā)該操作，該裝置包括在達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí)把該端電壓變換成一個(gè)預(yù)定值的裝置。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中該裝置包括在電池組的電路之內(nèi)的放電控制電路。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中該放電控制電路觸發(fā)電壓調(diào)整電路以便把端電壓降低到基本上與該預(yù)定閾值匹配的一個(gè)預(yù)定值，由此觸發(fā)該操作。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中電壓調(diào)整電路包括一個(gè)開關(guān)。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中電壓調(diào)整電路包括一個(gè)補(bǔ)償變換器。
17．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中該放電控制電路觸發(fā)電壓調(diào)整電路以便利用一個(gè)與實(shí)際的電池組電壓相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)定量來降低端電壓，由此提前觸發(fā)該操作。
18．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中該放電控制電路觸發(fā)電壓調(diào)整電路，以便把端電壓維持在大于用于一個(gè)預(yù)定周期的預(yù)定閾值的一個(gè)預(yù)定值上，由此延遲觸發(fā)該操作。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中電壓調(diào)整電路包括一個(gè)升壓變換器。
20．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中該放電控制電路觸發(fā)電壓調(diào)整電路以便利用一個(gè)與實(shí)際的電池組電壓相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)定量來提高端電壓，由此延遲觸發(fā)該操作。
21．根據(jù)權(quán)利要求12至16的任一種裝置，其中根據(jù)一個(gè)焦炭基鋰離子電池組的化學(xué)性質(zhì)把該裝置的預(yù)定閾值編程，并且該裝置把端電壓降低到與閾值基本上相匹配的一個(gè)預(yù)定值，以便當(dāng)利用一個(gè)石墨基鋰離子電池組時(shí)，當(dāng)達(dá)到該預(yù)定點(diǎn)時(shí)觸發(fā)該操作。
22．根據(jù)權(quán)利要求12,13,18和19的任一種裝置，其中根據(jù)一個(gè)焦炭基鋰離子電池組的化學(xué)性質(zhì)把該裝置的預(yù)定閾值編程，并且該裝置把端電壓維持在大于該閾值的一個(gè)預(yù)定值上，以便當(dāng)利用一個(gè)焦炭基鋰離子電池組時(shí)，當(dāng)達(dá)在該預(yù)定點(diǎn)時(shí)延遲觸發(fā)該操作。
23．根據(jù)權(quán)利要求12至22中的任一種裝置，其中在多于一個(gè)預(yù)定點(diǎn)的預(yù)定點(diǎn)上變換端電壓以便觸發(fā)多于一個(gè)操作的多個(gè)操作。
24．一個(gè)電池組，包括根據(jù)權(quán)利要求12的裝置。
全文摘要
用于變換電池端電壓的方法和裝置,以致于在用于各種電池化學(xué)性質(zhì)的放電曲線上的適當(dāng)點(diǎn)上開始像關(guān)機(jī)或保存磁盤這樣的一個(gè)或多個(gè)操作。設(shè)置一個(gè)控制電路,用于根據(jù)用于裝置的各種預(yù)定點(diǎn),例如剩余容量,電壓溫度,和安全性這樣的預(yù)定點(diǎn)來觸發(fā)放電結(jié)束操作,該裝置測(cè)量一個(gè)預(yù)定端電壓來觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)操作。當(dāng)端電壓達(dá)到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)時(shí),控制電路把電池的端電壓調(diào)整到基本上與該裝置的預(yù)定端電壓閾值相匹配的一個(gè)值,從而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間上順利地觸發(fā)操作。該控制電路也能夠調(diào)整端電壓以便把它維持在大于該閾值由此延遲觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)操作。當(dāng)使用的電池化學(xué)性質(zhì)不同于該裝置被設(shè)計(jì)所使用的電池化學(xué)性質(zhì)時(shí),該方法和裝置允許被設(shè)計(jì)的裝置使用某一個(gè)化學(xué)性質(zhì)的電池,能夠臨時(shí)中斷操作而不丟失數(shù)據(jù)或能夠延遲操作由此避免電池容量的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1303533SQ99806855
公開日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1999年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月30日
發(fā)明者S·M·拉赫曼 申請(qǐng)人:永備電池有限公司