电量计电路和控制从电池到负载的电流的占空比的方法技术

本发明专利技术涉及一种电量计电路和控制从电池到负载的电流的占空比的方法。该电量计可计算电池的理想能量能力和电池的实际能量能力。该电量计可将能量能力进行比较，并基于该比较结果根据默认占空比或经调节的占空比来确定是否向负载供应电流。该电量计可通过增加占空比的脉冲宽度或增加占空比的总周期来提供经调节的占空比。

【技术实现步骤摘要】
电量计电路和控制从电池到负载的电流的占空比的方法
本专利技术涉及一种电量计电路和用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法。
技术介绍
由电池供电的许多电子设备必须确定电池是否具有足够的功率能力来执行预定义的功能或任务。照此，电池管理系统提供被称为功能状态(SOF)的指示器，以表示电池满足对特定功能的负载需求的能力。在许多电池管理系统中，功能状态由数字信号表示，其中“0”表示电池不能递送执行预定义的任务所需的功率，而“1”表示电池能够递送执行预定义的任务所需的功率。然而，常规电池管理系统是二元的，并且只有当电池管理系统确定电池具有足够的功率这样做才会执行预定义的任务。在许多电池供电的电子设备中，预定义的功能和任务可由设备的用户发起，例如通过按压电子设备上的按钮。当用户按下按钮时，用户期望设备执行功能/任务。然而，在常规电池管理系统中，如果用户发起功能/任务并且电池管理系统确定电池不具有足够的功率来执行功能/任务，则电子设备将不执行所请求的功能/任务。因此，可能期望预测电池的最大能量能力并且动态地调节提供给负载的能量，以确保由用户发起的功能/任务是在用户所期望的时间执行的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种电量计电路和用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法。电量计可计算电池的理想能量能力和电池的实际能量能力。电量计可将能量能力进行比较，并基于该比较结果根据默认占空比或经调节的占空比来确定是否向负载供应电流。电量计可通过增加占空比的脉冲宽度或增加占空比的总周期来提供经调节的占空比。r>本专利技术解决的技术问题是，由于电池的能量不足，常规系统可能不如用户期望对用户输入进行响应。如所预期的，设备/系统的不实行对于用户来说可能是令人沮丧的。根据一个方面，一种被配置为连接到电池和负载的电量计电路，该电量计电路包括：用于测量电池的电压的电压传感器；存储器，该存储器存储：预先确定的电流值；预先确定的负载周期；和电池特性数据，该电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；第一电路，该第一电路响应于电压传感器，其中第一电路计算电池的相对荷电状态(RSOC)；第二电路，该第二电路与存储器通信，其中第二电路基于所计算的相对荷电状态、电池特性数据、预先确定的负载周期和预先确定的电流值来计算电池的第一能量能力；第三电路，该第三电路与存储器通信，其中第三电路基于电池的所测量的电压计算电池的第二能量能力；和逻辑电路，该逻辑电路连接到第二电路和第三电路并且被配置为根据第一能量能力和第二能量能力来确定负载电流占空比。在一个实施方案中，逻辑电路将所计算的第一能量能力与所计算的第二能量能力进行比较。在一个实施方案中，逻辑电路实现以下项中的至少一者：如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲宽度增加所述负载电流占空比的脉冲宽度；以及如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲周期增加负载电流占空比的脉冲周期。在一个实施方案中，第二电路根据所计算的RSOC从电池特性数据提取第一开路电压。在一个实施方案中，第一能量能力是来自电池特性数据的开路电压值、预先确定的电流值和预先确定的负载周期的乘积；并且第二能量能力是所测量的电压、预先确定的电流值和预先确定的负载周期的乘积。在一个实施方案中，电量计有利于根据负载电流占空比使电池放电。根据第二方面，一种用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法，该方法包括：计算电池的理想能量能力；计算电池的实际能量能力；将理想能量能力与实际能量能力进行比较；以及根据理想能量能力和实际能量能力的比较结果来调节电池的放电占空比。在一个实施方案中，计算理想能量能力包括：计算电池的相对荷电状态；从预先确定的电池特性数据提取与所计算的相对荷电状态相关联的开路电压值；以及将所提取的开路电压、预先确定的时间和预先确定的电流值相乘。在一个实施方案中，计算实际能量能力包括：使电池与负载断开连接；测量电池的实际电压；以及将所测量的实际电压、预先确定的时间和预先确定的电流相乘。在一个实施方案中，调节放电占空比包括以下项中的至少一者：如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲宽度增加放电占空比的脉冲宽度；或如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲周期增加放电占空比的脉冲周期。本专利技术所实现的技术效果是提供一种系统，该系统预测电池的最大能量能力并且动态地调节提供给负载的能量，以确保由用户发起的功能/任务是在用户所期望的时间执行的。附图说明当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图中的类似元件和步骤。图1为根据本技术的示例性实施方案的电池系统的框图；图2为根据本技术的示例性实施方案的作为电池容量的函数的开路电压的图表；图3为根据本技术的示例性实施方案的用于确定从电池到负载的电流的占空比的流程图；图4为根据本技术的示例性实施方案的用于计算电池的理想能量能力的流程图；图5为根据本技术的示例性实施方案的用于计算电池的实际能量能力的流程图；图6为根据本技术的示例性实施方案的用于调节电池的放电占空比的流程图；图7代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的作为时间的函数的电池电压以及作为时间的函数的负载电流；图8代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的作为时间的函数的电池电压以及作为时间的函数的负载电流；并且图9代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的作为时间的函数的电池电压以及作为时间的函数的负载电流。具体实施方式本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置为执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种电压传感器、电流传感器、库仑计数器、逻辑门、定时器、存储器设备、开关、半导体设备，诸如晶体管和电容器等。此外，本技术可集成在任何数量的电子系统(诸如汽车、航空、“智能设备”、便携式设备、电子烟、芳香治疗泡夫系统、电子烟设备和消费性电子器件)中，并且所描述的系统仅为本技术的示例性应用。根据本技术的各个方面的用于电池的方法和装置可结合任何合适的电子系统和/或设备一起操作，诸如“智能设备”、可穿戴设备、电池供电的消费电子器件、便携式设备、电池供电的车辆等。参见图1，示例性系统100可集成在由可再充电电池101(诸如锂离子电池)供电的电子设备(未示出)(诸如电子烟设备或电动车辆)中。例如，在各种实施方案中，电池101可结合充电器105和电量计电路110一起操作以向负载160(诸如电子烟设备中的加热线圈或电动车辆中的马达)提供功率。根据各种实施方案，系统100还可包括主机控制系统(未示出)，该主机控制系统与电量计电路110通信，并且可充当用户控件/按钮与电量计电路110之间的接口。例如，电子设备的用户可按压发起特定功能/任务的按钮。主机控制系统可以检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电量计电路，被配置为连接到电池和负载，其特征在于，所述电量计电路包括：/n用于测量所述电池的电压的电压传感器；/n存储器，所述存储器存储：预先确定的电流值，预先确定的负载周期，和电池特性数据，所述电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；/n第一电路，所述第一电路响应于所述电压传感器，其中所述第一电路计算所述电池的相对荷电状态RSOC；/n第二电路，所述第二电路与所述存储器通信，其中所述第二电路基于所计算的相对荷电状态、所述电池特性数据、所述预先确定的负载周期和所述预先确定的电流值来计算所述电池的第一能量能力；/n第三电路，所述第三电路与所述存储器通信，其中所述第三电路基于所述电池的所测量的电压计算所述电池的第二能量能力；和/n逻辑电路，所述逻辑电路连接到所述第二电路和所述第三电路并且被配置为根据所述第一能量能力和所述第二能量能力来确定负载电流占空比。/n

【技术特征摘要】
20191120 US 16/689,1941.一种电量计电路，被配置为连接到电池和负载，其特征在于，所述电量计电路包括：
用于测量所述电池的电压的电压传感器；
存储器，所述存储器存储：预先确定的电流值，预先确定的负载周期，和电池特性数据，所述电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；
第一电路，所述第一电路响应于所述电压传感器，其中所述第一电路计算所述电池的相对荷电状态RSOC；
第二电路，所述第二电路与所述存储器通信，其中所述第二电路基于所计算的相对荷电状态、所述电池特性数据、所述预先确定的负载周期和所述预先确定的电流值来计算所述电池的第一能量能力；
第三电路，所述第三电路与所述存储器通信，其中所述第三电路基于所述电池的所测量的电压计算所述电池的第二能量能力；和
逻辑电路，所述逻辑电路连接到所述第二电路和所述第三电路并且被配置为根据所述第一能量能力和所述第二能量能力来确定负载电流占空比。


2.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述逻辑电路将所计算的第一能量能力与所计算的第二能量能力进行比较。


3.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述逻辑电路实现以下项中的至少一者：
如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲宽度增加所述负载电流占空比的脉冲宽度；以及
如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲周期增加所述负载电流占空比的脉冲周期。


4.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述第二电路根据所计算的RSOC从所述电池特性数据提取第一开路电压。


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【专利技术属性】
技术研发人员：英雄近藤，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US