專利名稱：電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠監(jiān)視蓄電池狀態(tài)的電池監(jiān)視電路，還涉及一種裝配有該種蓄電池的電池設(shè)備、一種限流裝置、一種電池狀態(tài)監(jiān)視電路等。
背景技術(shù)：
如圖2所示，電池狀態(tài)監(jiān)視電路通常配備有電池電壓監(jiān)控終端5-9、用作充電控制晶體管門連接端的COP終端10、用作放電控制晶體管門連接端的DOP終端11、用作過電流監(jiān)控終端的VMP終端12和用作微型計算機(jī)控制終端的CTL終端13。
在圖2所示的電池設(shè)備中，蓄電池1-4、充電控制晶體管14、放電控制晶體管16和微型計算機(jī)21分別和電池狀態(tài)監(jiān)視電路22A、外終端EB+和EB-相連。
利用蓄電池1-4所提供的電能進(jìn)行操作的一個或兩個外負(fù)載19(例如筆記本個人電腦的CPU等)和用于向蓄電池1-4進(jìn)行充電的充電器20被連接在電池設(shè)備23A的外終端EB+和EB-之間。
當(dāng)過電流檢測電路15檢測發(fā)現(xiàn)，通過所希望的從VDD放電，VMP終端12電壓已經(jīng)降低時，導(dǎo)致DOP終端12輸出放電禁止信號“H”，因此使FET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。這被稱作一種由于過電流的放電禁止?fàn)顟B(tài)。
在由于過電流的充電/放電禁止?fàn)顟B(tài)期間，電池狀態(tài)監(jiān)視電路22A(圖1中的過電流檢測電路15)導(dǎo)致設(shè)置在內(nèi)部的工作電路18進(jìn)入開啟狀態(tài)，并使VMP終端12通過給頂定阻抗通向電池監(jiān)視電路5。因此過電流起因的外負(fù)載19的阻抗遠(yuǎn)大于工作電路18的阻抗(也就是不擔(dān)心發(fā)生過電流)，VMP終端12的電位和外終端EB+幾乎等于VDD。過電流檢測電路15檢測，通過來自VDD的所希望的電壓，VMP終端12的電壓已經(jīng)升高。這被稱作由于過電流而引起的從禁止放電狀態(tài)的返回。
另一方面，當(dāng)放電禁止信號(這里放電禁止信號被稱作“H”)從微型計算機(jī)21輸出到CTL終端13時，由于非過電流原因，電池狀態(tài)監(jiān)視電路22A導(dǎo)致DOP終端11輸出“H”，使FET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。這被稱作由于來自計算機(jī)的指令而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)。
由于來自計算機(jī)的指令而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)被來自微型計算機(jī)的釋放信號而復(fù)原。
然而，在普通的電池狀態(tài)監(jiān)視電路22A和電池設(shè)備23A中，當(dāng)外負(fù)載19的阻抗很大時，出現(xiàn)這樣的問題，即由于來自計算機(jī)的指令，在放電禁止?fàn)顟B(tài)期間，外終端EB+周期行振動，例如如圖2-5所示。圖5顯示了一種振動波形示例。該振動對電池設(shè)備23A自身的充電/放電控制沒有影響。然而作為一種噪音源，它可能嚴(yán)重影響周圍設(shè)備。1當(dāng)計算機(jī)進(jìn)入放電禁止?fàn)顟B(tài)時，F(xiàn)ET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，停止向外終端EB+提供能量。2外終端EB+被外負(fù)載19降低，從而引起其電位下降。3在此情況下，VMP終端12的電位和外終端EB+的電位一起下降，從而電池狀態(tài)監(jiān)視電路22A識別由于過電流而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)。4接下來，工作電路18進(jìn)入開啟狀態(tài)。在此情況下，當(dāng)外負(fù)載19的阻抗遠(yuǎn)大于工作電路18的阻抗時，VMP終端12和外終端EB+的電位都升高，從而它們的電位接近VDD電位。5由上，實(shí)現(xiàn)了電池狀態(tài)監(jiān)視電路22A識別由于過電流而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致工作電路18再次進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。6狀態(tài)返回上述2所描述的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路的結(jié)構(gòu)和電池設(shè)備，即使當(dāng)放電受微型計算機(jī)的限制時，外終端EB+也不振動，從而阻止產(chǎn)生噪音。
也就是當(dāng)從外部向電池狀態(tài)監(jiān)視電路輸入放電禁止信號時，保持過電流監(jiān)控終端的阻抗恒定。


在附圖中圖1顯示了符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備；圖2顯示了通用的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備；圖3顯示了另一種符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備；圖4顯示了另一種符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備；圖5顯示了通用的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備振動波形。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備，下文將結(jié)合圖1介紹本發(fā)明。
如圖1所示，符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路配備有電池電壓監(jiān)控終端5-9、用作充電控制晶體管門連接終端的COP終端10、用作放電控制晶體管門連接終端的DOP終端11、用作過電流監(jiān)控終端的VMP終端12和用作微型計算機(jī)控制終端的CTL終端13。
在圖1所示的電池設(shè)備中，蓄電池1-4、充電控制晶體管14、放電控制晶體管16和微型計算機(jī)21分別和電池狀態(tài)監(jiān)視電路22、外終端EB+和EB-相連。根據(jù)圖1所示結(jié)構(gòu)，電池電壓監(jiān)視終端5的電位和VDD的相同，電池電壓監(jiān)視終端9的電位和VSS的相同。在某些情況下，微型計算機(jī)21被設(shè)置在電池設(shè)備的外側(cè)。
利用蓄電池1-4所提供的電能進(jìn)行操作的一個或兩個外負(fù)載19(例如筆記本個人電腦的CPU等)和用于向蓄電池1-4充電的充電器20被連接在電池設(shè)備23A的外終端EB+和EB-之間。
在正常狀態(tài)下，F(xiàn)ET14和FET16保持開啟狀態(tài)，印而確保向外負(fù)載19提供電能。通過FET14和FET16，VMP終端12被升高到VDD電位。在此情況下，當(dāng)降低外負(fù)載19的阻抗以增大電流時，由于FET14和FET16的接通電阻，VMP終端12的電壓比VDD電位低。過電流檢測電路15檢測發(fā)現(xiàn)，VMP終端12的電壓已經(jīng)比VDD電位降低所希望的電壓，導(dǎo)致DOP終端11輸出放電禁止信號“H”，使FET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。這被稱作由于過電流引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)。在這種情況下，由于FET16處于關(guān)閉狀態(tài)，停止提供能量，受外負(fù)載19的影響，外終端EB+被拉下，從而它的電位下降。
在過電流引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)期間，電池狀態(tài)監(jiān)視電路22(圖1中的過電流檢測電路15)導(dǎo)致設(shè)置在內(nèi)部的工作電路18進(jìn)入開啟狀態(tài)，并使VMP終端12通過給定阻抗通向電池監(jiān)視電路5。因此過電流起因的外負(fù)載19的阻抗遠(yuǎn)大于工作電路18的阻抗(也就是不擔(dān)心發(fā)生過電流)，VMP終端12的電位和外終端EB+的電位幾乎等于VDD。過電流檢測電路15檢測發(fā)現(xiàn)，通過來自VDD的所希望的電壓，VMP終端12的電壓已經(jīng)升高。放棄過電流檢測狀態(tài)。因此，電池狀態(tài)檢測電路22導(dǎo)致FET16再次進(jìn)入開啟狀態(tài)，使電池設(shè)備23返回正常狀態(tài)。這被稱作從由于過電流而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)返回。
另一方面，當(dāng)放電禁止信號(這里放電禁止信號被稱作“H”)從微型計算機(jī)21輸出到CTL終端13時，由于過電流之外的原因，電池狀態(tài)監(jiān)視電路22導(dǎo)致DOP終端11輸出“H”，使FET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。這被稱作由計算機(jī)而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)。在此情況下，由于FET16處于關(guān)閉狀態(tài)，停止提供能量，受外負(fù)載19的影響，外終端EB+被拉下，從而它的電位下降。
由計算機(jī)而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)被來自微型計算機(jī)的釋放信號而復(fù)原。上述每一種操作設(shè)置有用于阻止故障的延時器。
在符合本發(fā)明的圖1所示的電池狀態(tài)監(jiān)視電路中22中，添加一個禁止工作電路17。當(dāng)微型計算機(jī)給出放電禁止信號時，禁止工作電路17操作，阻止工作電路18使VMP終端12追上電池電壓監(jiān)控終端5。因此，當(dāng)微型計算機(jī)給出放電禁止信號而進(jìn)入放電禁止?fàn)顟B(tài)時，進(jìn)行下述操作。1當(dāng)微型計算機(jī)給出放電禁止信號而進(jìn)入放電禁止?fàn)顟B(tài)時，F(xiàn)ET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，停止向外終端EB+供應(yīng)能量。同時，禁止工作電路17操作。2外終端EB+被外負(fù)載19拉下，從而它的電位被降低。3在此情況下，VMP終端12電位和外終端EB+的電位一起被降低，從而電池狀態(tài)監(jiān)視電路22識別由于過電流而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)。4在此情況下，由于工作禁止電路已經(jīng)在1操作，工作電路18保持關(guān)閉狀態(tài)。5因此，外終端EB+和VMP終端12開啟，從而它們被固定在這樣的狀態(tài)，即，由外負(fù)載19引起的拉下正在被執(zhí)行。也就是外終端EB+不振動。
在普通示例中，當(dāng)由于計算機(jī)而進(jìn)入放電禁止?fàn)顟B(tài)時，由于工作電路18的開啟/關(guān)閉，VMP終端12的阻抗改變。然而，在符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，在由于計算機(jī)而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)期間，被用作過電流的監(jiān)控終端的VMP終端12的阻抗是恒定的，從而不擔(dān)心外終端EB+振動。因此，消除了對外圍設(shè)備受嚴(yán)重影響的擔(dān)心，因此獲得了增強(qiáng)的安全性。在圖1所示情況下，VMP終端12保持電絕緣，以保持阻抗恒定。
圖3顯示了另一種符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備。在圖3中，來自微型計算機(jī)的放電禁止信號阻止過電流檢測。因此，當(dāng)由微型計算機(jī)引起放電禁止?fàn)顟B(tài)時，執(zhí)行下述操作。1當(dāng)微型計算機(jī)給出放電禁止信號而進(jìn)入放電禁止?fàn)顟B(tài)時，F(xiàn)ET16進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，停止向外終端EB+供應(yīng)能量。同時，禁止過電流檢測。2外終端EB+被外負(fù)載19拉下，從而它的電位被降低。3在此情況下，VMP終端12電位和外終端EB+的電位一起被降低。然而由于禁止過電流檢測，電池狀態(tài)檢測電路22不能識別由于過電流而引起的放電禁止?fàn)顟B(tài)。4因而，工作電路18保持關(guān)閉狀態(tài)。5因此，外終端EB+和VMP終端12開啟，從而它們被固定在這樣的狀態(tài)，即，由外負(fù)載19引起的拉下正在被執(zhí)行。也就是外終端EB+不振動。
在圖3中獲得類似于圖31的效果。
圖4顯示了另一種符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備。在這個示例中，獲得一種類似于圖1的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)還具有一NMOS-FET。代替FET14、FET16、工作禁止電路17和工作電路18，F(xiàn)ET14B、FET16B、禁止降低電路17B和禁止電路18B分別被連接。雖然沒有進(jìn)行具體介紹，很明顯，通過使用NMOS-FET而構(gòu)造圖3所示結(jié)構(gòu)，也能獲得類似效果。
在符合本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池設(shè)備中，即使在來自微型計算機(jī)的放電禁止信號作用下，工作電路18或降低電路18b是固定的，同時保持開啟狀態(tài)時，也保持VMP終端12的阻抗恒定，因此，阻止外終端振動。在此情況下，VMP終端12的阻抗由工作電路18或降低電路18b確定，VMP終端12的電位被工作電路18或降低電路18b的阻抗和外負(fù)載19的阻抗之間的差額確定。因而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
此外，本發(fā)明也適用于這樣的情況，即蓄電池的接頭數(shù)量是變化的。
因此根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)放電禁止信號被輸入到電池狀態(tài)檢測電路時，只要能使過電流監(jiān)控終端的阻抗保持恒定，可以使用任何結(jié)構(gòu)的電路。因此電路結(jié)構(gòu)并不局限于上述實(shí)施例所描述的結(jié)構(gòu)。
如上所述，本發(fā)明具有一種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)放電被外部微型計算機(jī)限制，外終端也不振動，沒有產(chǎn)生噪音，因此，增強(qiáng)了電池設(shè)備和使用該電池設(shè)備的電子裝置的安全性。
權(quán)利要求
1.一種電池狀態(tài)監(jiān)視電路，包括一個用于控制FET的DOP終端，它控制蓄電池的放電電流；一個電池電壓監(jiān)視電路，用于監(jiān)視蓄電池的放電電流；一個控制終端，用于接收來自外部的控制充電/放電的信號；一個VMP終端，用于監(jiān)視蓄電池的過電流；一個和該VMP終端和電池電壓監(jiān)控終端相連的工作電路；一個接收來自VMP終端的信號的過電流檢測電路；一個或電路，用于向DOP終端輸出信號，接收來自VMP終端和控制監(jiān)控終端的信號；一個禁止電路，當(dāng)從控制終端接收一個用于禁止放電的信號時，用于向工作電路輸出拉上信號，和過電流檢測電路的輸出端相連。
2.一種電池狀態(tài)監(jiān)視電路，包括一個用于控制FET的DOP終端，它控制蓄電池的放電電流；一個電池電壓監(jiān)視電路，用于監(jiān)視蓄電池的放電電流；一個控制終端，用于接收來自外部的控制充電/放電的信號；一個VMP終端，用于監(jiān)視蓄電池的過電流；一個和該VMP終端和電池電壓監(jiān)控終端相連的降低電路；一個接收來自VMP終端的信號的過電流檢測電路；一個或非電路，用于向DOP終端輸出信號，接收來自VMP終端和控制監(jiān)控終端的信號；一個禁止電路，當(dāng)從控制終端接收一個用于禁止放電的信號時，用于向降低電路輸出降低信號，和過電流檢測電路的輸出端相連。
3.一種電池狀態(tài)監(jiān)視電路，能夠控制用于調(diào)整可充電/放電蓄電池電流的電流限制裝置，能夠監(jiān)視蓄電池的一個或兩個電壓和電流，其中，在電池狀態(tài)監(jiān)視電路中至少設(shè)置一個用于監(jiān)視蓄電池的放電電流的監(jiān)控終端和一個用于從外部控制充電/放電的控制終端；當(dāng)放電限制信號被輸出到控制終端時，監(jiān)控終端時電絕緣的。
4.一種電池設(shè)備，包括設(shè)置在用作外終端的+終端和一終端之間的能夠充電/放電的蓄電池；用于調(diào)整該蓄電池電流的電流限制裝置；能夠控制電流限制裝置和監(jiān)視蓄電池的一個或兩個電壓和電流的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其中，該電池狀態(tài)監(jiān)視電路是符合權(quán)利要求1至3所述的電池狀態(tài)監(jiān)視電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過在放電禁止?fàn)顟B(tài)期間阻止外終端振動的安全電池設(shè)備，由于來自微型計算機(jī)的指令而進(jìn)入所述放電禁止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)從外部將放電禁止信號輸入給電池狀態(tài)監(jiān)視電路時，過電流監(jiān)控終端的阻抗保持恒定。
文檔編號H01M10/48GK1393971SQ02122198
公開日2003年1月29日 申請日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
發(fā)明者櫻井敦司 申請人:精工電子有限公司