电池容量检测设备和检测方法技术

一种检测设备和方法，用于始终精确地检测剩余电池容量，而与使用了电池的设备的操作模式无关。当电池供电设备工作在低负载模式下时，对电池放电电压进行Ａ／Ｄ转换，并来自这样得到的数字信号来确定剩余电池容量，并且当电池供电设备工作在高负载模式下时，将电池放电电压与特定阈值电压进行比较，根据比较结果来运行中断处理以计算剩余电池容量。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种检测安装到设备中的电池中剩余容量的设备，更具体地，涉及一种对在电池输出根据设备的操作模式而具有很大不同的移动设备中的电池容量的检测。这样的移动设备包括小型打印机和数字摄像机。
技术介绍
根据参考文献已知用于检测移动设备中安装的电池的剩余容量的各种设备。例如，在日本待审专利申请公开H7-325134中教导的设备具有第一电压检测器，用于检测大于阈值电压的放电电压；以及第二电压检测器，用于根据按照电池的最大放电电压所确定的阈值电压来检测阈值电压。为了检测电池容量，第一和第二电压检测器都在各自检测范围内检测放电电压，并根据从检测到的放电电压中获得的第一和第二数字值，确定所检测到的放电电压是否大于阈值电压。根据该比较的结果，选择第一或第二数字值，并且根据所选择的数字值来确定剩余的电池容量。该检测设备通过使用两个不同的电压检测器来检测放电电压改善了模拟/数字转换电路的分辨率，从而改善了放电电压检测的精度。该检测设备使用A/D转换器将所检测到的电池放电电压转换为数字信号，利用设备中的MPU有规律地对数字信号进行取样，并且根据预定规则来计算电池容量。然而，在诸如小型打印机的移动设备中，当打印机机构正在操作时(高负载模式)和当打印机机构处于待机状态时(低负载模式)，电池负载具有极大的不同。尽管电池的放电电压随负载的改变发生了很大变化，当处于操作模式下时，还将较重负载施加到设备的MPU。因此，难以使用MPU来对电池放电电压进行取样。如果为了减少在MPU上的负载而增加取样间隔，检测精度下降，并且不能够在最大放电负载处进行电压检测。由于放电电压在高负载模式下发生极大的波动，对可以通过以恒定周期对A/D转换后的数字放电电压信号进行取样并由MPU处理取样后的信号来实现的检测精度存在限制。此外，当由主机设备来监控小型移动打印机时，需要在打印机和主机之间以固定定时进行通信。这表示MPU必须还具有足够的保留容量来处理通信。由于小型打印机的操作模式与通信定时无关，MPU必须还具有足够的容量来实现平稳的通信，即使在打印机处于高负载模式的情况下。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种检测设备和检测方法，用于始终精确地检测剩余电池容量，而与设备的操作模式无关。本专利技术的另一目的是提出一种检测设备和检测方法，用于即使当设备处于高负载模式下时，使在设备的MPU上的负载最小，从而MPU可以执行检测剩余电池容量的操作。电池的放电电压还随温度的改变而发生变化。因此，仅根据放电电压来检测电池容量会造成检测错误。因而，本专利技术的另一目的是提出一种检测设备和检测方法，用于始终精确地检测剩余电池容量，而与电池温度的改变无关。本专利技术实现了这些目的。本专利技术的第一方面是一种检测安装在设备中的电池的剩余容量的设备。该电池容量检测设备具有操作模式检测设备，用于确定设备是工作在低负载模式下还是高负载模式下；A/D转换器，用于对电池输出进行A/D转换；比较器，用于将电池输出与特定参考输出进行比较；以及操作器，当设备的操作模式处于低负载模式下时，所述操作器根据来自A/D转换器的数字输出来计算剩余电池容量，并且当设备的操作模式处于高负载模式下时，所述操作器根据比较器输出来执行中断处理以计算剩余电池容量。所述电池容量检测设备对电池输出即电池放电电压进行A/D转换，并且当设备工作在低负载模式下时，将数字输出施加到操作器以计算剩余电池容量。由于当处于低负载模式下时，操作器上的负载较低，以较短的间隔对A/D转换器的输出进行取样，并且可以精确地确定剩余电池容量。然而，当设备工作在高负载模式下时，将电池放电电压与特定参考电压(阈值电压)进行比较，并由操作器根据比较结果执行中断处理。由于仅当触发了中断处理时，操作器执行操作以确定剩余电池容量，因此，可以使操作器上的负载最小。当应用于小型并移动的电池供电设备上时，本专利技术尤为有用。这样的设备具有至少两个操作模式，低负载模式和高负载模式。当处于高负载模式时，在MPU上的负载较高。这样的设备实例包括移动POS打印机和数字摄像机。对这样设备所使用的电池类型没有特定地限制，并且可以使用锂电池或其他通用类型的电池。可以根据设备的特征来适当选择用于确定设备是工作在低负载模式下还是高负载模式下的方法，但是，优选地，根据在用于控制设备操作的MPU上的负载大小来确定操作模式。通过确保MPU总是具有剩余的容量，可以确定稳定的设备操作和高精度的电池容量检测。如果低负载模式是当MPU上的负载较小时的模式，MPU可以通过在低负载模式下运行软件程序来计算剩余电池容量。另一方面，高负载模式是当MPU上的负载较高时的模式，因此，由硬件来识别剩余电池容量，并减少在MPU上的负载。利用在所有操作模式下的硬件操作，可以确定电池容量，但是由于需要大量的比较器来进行精确的电池容量检测，这是不实际的，并且因而增加了制造成本。从设备的操作状态(操作模式)中可以统一确定在MPU上的负载大小。例如，如果设备是用于移动用途的小型打印机，当设备处于待机状态下时(包括在与主机进行通信期间)，在MPU上的负载较低(被称为低负载模式)，并且在进纸、打印头加热、打印和切纸操作期间，在MPU上的负载较高(被称为高负载模式)。因此，可以根据在打印机上的开关状态来确定设备是处于低负载模式下还是高负载模式下。此外，由于在进纸、打印头加热、打印和切纸操作期间电动机和/或加热器进行操作，可以将高负载模式定义为当电动机和/或加热器正在操作时的模式，并且将低负载模式定义为当电动机和/或加热器未操作时的模式。因此，可以根据机械和热操作组件的启动/关闭状态来确定操作模式。电池的放电电压还根据电池温度而发生变化，并且即使当根据在高温条件下的放电电压，确定电池容量较低时，在低温条件下可能会留下足够的电荷。为了防止这样的检测错误，本专利技术的另一方面还测量和使用电池温度来确定电池容量。将测量到的电池容量输出到比较器，并参考该电池温度来计算剩余电池容量。为了反映在剩余电池容量确定中的电池温度，将电池温度、电池输出电压和剩余电池容量电平数据编辑在针对每个操作模式的数据表中，并进行参考。还可以根据电池温度对电池的放电电压进行校正。通过参考结合附图所采用的以下描述和权利要求，其他目的和达到对本专利技术的更完整的理解将变得显然和意识到。附图说明图1是示出了根据本专利技术优选实施例的小型打印机的斜视图；图2是示出了在本实施例的小型打印机中的显示器的平面图；图3是示出了电池放电电压和剩余电池容量电平之间的关系的曲线图；图4是描述了本实施例的小型打印机的操作的功能块图；以及图5示出了本实施例的主要电路结构。1小型打印机3输送辊4热打印头7显示器 170、171、172比较器190、191、192 D/A转换器具体实施方式下面将参考附图来描述本专利技术的优选实施例。图1示出了根据本专利技术实施例的移动小型打印机1。卷纸2装载在小型打印机1的内部。由输送辊3从滚筒中输送卷纸2，并且该卷纸2由热打印头4打印。电动切纸机(未示出)也安装在壳体5的内部。电动切纸机在特定位置处切割卷纸的自由端。锂电池(未示出)装载在电池盖6后的电池室内。在显示器7上指示剩余电池容量。当用户按下进纸开关12时，输送辊3旋转并输送卷纸2。在本实施例中的显示器7是如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测安装在设备中的电池的剩余容量的电池容量检测设备，包括：操作模式检测设备，用于确定设备是工作在低负载模式下还是高负载模式下；Ａ／Ｄ转换器，用于对电池放电电压进行Ａ／Ｄ转换；比较器，用于将电池放电电压与特定参考电 压进行比较；操作器，当设备工作在低负载模式下时，所述操作器根据来自Ａ／Ｄ转换器的数字输出来计算剩余电池容量，并且当设备工作在高负载模式下时，所述操作器根据比较器输出来执行中断处理以计算剩余电池容量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池田诚，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]