用于调整电池端电压的方法和装置制造方法及图纸

用于变换电池端电压的方法和装置，以致于在用于各种电池化学性质的放电曲线上的适当点上开始像关机或保存磁盘这样的一个或多个操作。设置一个控制电路，用于根据用于装置的各种预定点，例如剩余容量，电压温度，和安全性这样的预定点来触发放电结束操作，该装置测量一个预定端电压来触发一个或多个操作。当端电压达到一个预定点时，控制电路把电池的端电压调整到基本上与该装置的预定端电压阈值相匹配的一个值，从而在适当的时间上顺利地触发操作。该控制电路也能够调整端电压以便把它维持在大于该阈值由此延迟触发一个或多个操作。当使用的电池化学性质不同于该装置被设计所使用的电池化学性质时，该方法和装置允许被设计的装置使用某一个化学性质的电池，能够临时中断操作而不丢失数据或能够延迟操作由此避免电池容量的浪费。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可充电电池，特别是涉及在根据由具有不同电池的化学性质的电池组呈现的不同放电曲线来计算的放电期间在某些点上调整一个电池端电压的方法和装置。已往，电池(也通称“哑”(dump)电池)提供一种难以预料的电源，所以典型地一个由电池组供电的装置的用户不能得到可靠的预先警告一个电池组的可操作容量即将用完。因此，不能显示有多少剩余时间能够使用，以致于例如在该电池组完成放电之前一个用户不能够保存当前正在工作的数据或设置一个替换电源。结果，为了在电池用完容量之前确定备用电源开始操作的时间，许多的电子产品已经被特别地设计有试图估计电池电荷状态的电路。例如，通过测量电池组的端电压来进行估计电池的状态，并且当该端电压达到某一个降低电压限制时执行某一个放电结束的操作，例如触发任一种所需要的报警或执行保存磁盘操作。这个降低电压限制通常被称为放电结束电压(EODV)并且典型地是一个恒定值，也就是根据用于放电结束操作所需要的剩余容量和用于安全与有效地使用一个电池的需求来设置该降低电压限制。然而，一个电池组的放电曲线根据它的电池化学性质来变化。因此，如果设计一种产品的电路在用于某一类型电池组的一个设置电压上开始EODV保存磁盘操作，并且利用具有不同的电池化学性质与具有不同的放电曲线的不同电池组给该产品供电，那么EODV保存磁盘的操作可能被执行的太快将导致容量的浪费，更糟的是执行保存磁盘的操作太晚将导致损失数据。一个具有不同的放电曲线的两个电池化学性质的实例是石墨基锂离子电池和焦炭基锂离子电池。一个典型的石墨基锂离子电池能够具有如在附图说明图1中所示的放电曲线，而一个典型的焦炭基锂离子电池能够具有如在图2中所示的放电曲线。用于焦炭基锂离子电池的放电曲线逐渐地下降(图2)，而用于石墨基锂离子电池的放电曲线在容量末端迅速地下降(图1)。因此，在石墨基锂离子电池中接近容量结束的电压大大地高于在焦炭基锂离子电池中接近容量结束的电压。各种电池的化学性质具有某些下限，对该下限电池可以安全地被放电而不影响电池性能。例如，在一方面石墨基锂离子电池不应被放电到低于2.7V。另一方面焦炭基锂离子电池可以安全地被放电到2.5V而不影响电池的性能。因此，如果设计一种产品的电路在一个设置电压，例如对于一个焦炭基锂离子电池(它将保留大约150mAh的容量)为3.0V上开始EODV保存磁盘操作，并且一个石墨基锂离子电池可以被代替，那么当端电压达到目前的3.0V电压时，在该电池组中没有足够的剩余容量(例如只有40mAh)用于EODV保存磁盘操作并且数据可能被丢失。在其它具有不同的电池化学性质的电池中，例如在锂聚合物电池和NiMH电池中可以识别出具有与焦炭基锂离子电池和石墨基锂离子电池相对应的相同问题。因此，最好是能够提供一种方法以便允许一个产品在放电曲线的适当的点上开始这种所需要的操作，而与实际的端电压无关，其中该产品利用测量端电压来触发EODV或其它操作。我们现在已经发现，令人惊讶地是通过调整一个电池的端电压能够实现这种方法。因此，在第一方面，本专利技术提供一种用于控制在一个装置中触发一种操作的方法，它利用测量一个电池的端电压以便在一个预定阈值上触发该操作，该方法包括在达到一个预定点时把该端电压变换成一个预定值。在第二方面，本专利技术提供一种用于控制在一个装置中触发一种操作的装置，它利用测量一个电池组的端电压来在一个预定阈值上触发该操作，该装置包括在达到一个预定点时把该端电压变换成一个预定值的装置。在第三方面，根据本专利技术的一个电池组设置有用于控制触发一个操作的电路。能够理解的是可以设计该装置以便在一个给定的电压阈值上触发一个操作，或在沿着电池组放电曲线的不同的电压阈值上触发各种操作。此外，每个电压阈值可以触发多种操作。因此，在另一个方面，本专利技术预计沿着实际的电压放电曲线转换在大于一个点的多个点上的端电压，从而在适当时间触发多个操作。许多产品和电子装置，例如便携式计算机、移动电话等等，根据测量的电池端电压来确定开始各种操作的时间。这些装置通常没有被设计用来与所谓的“灵巧”电池(smart battery)进行联系，这些电池通过总线联系给该装置提供所需要的信息。因此，在这些装置中，测量的端电压一旦达到某一个预定阈值(例如3.0V)，就开始例如保存磁盘操作这样的操作以便防止数据损失。这个预定阈值典型地是一个设计到该装置本身中的恒定值。通常，对于某一个电池的化学性质，该装置设计人员以与该电池的最小容量有关的这个值为基础，以便需要在关机之前执行某一个操作。本专利技术提供用于变换电池端电压的方法和装置，以致于在用于各种电池的化学性质的放电曲线上适当的点上开始某一个操作，即使根据单个电池的化学性质对该装置的阈值进行编程也上是如此。在此处使用的术语“电池组”表示任何一种形式的可充电电池，该电池把化学能转换成电能，并且包括单个电池、电池串联连接或并联连接的组合，或装配在一组中的一个电池或多个电池。因此，本专利技术通常提供一种用于调整电池组的端电压的方法和装置。根据电池的化学性质和工作环境，该端电压可以被调整到一个比实际的电池电压更高或更低的电压能够理解的是通过把电池端电压调整到一个低于实际的电池电压的值上能够启动触发一个操作或提前触发一个操作。通过把端电压变换成低于实际的电池电压和阈值电压，基本上能够立刻触发对应的操作。通过变换端电压以致把端电压降低到与实际的电池电压相关的某一个量，当电池连续的放电使变换的端电压降低到用于触发相应操作的阈值电压时，将触发该对应的操作。进一步能够理解的是通过把电池端电压调整到一个大于实际的电池电压的值能够延迟操作的触发。通过在大于实际的电池电压上把该端电压维持一个设定的时间周期，该时间周期持续并超过实际的电池电压达到该阈值电压的时间，那么触发该操作将被延迟。另外，当实际的电池电压已经下降到低于该阈值电压时，通过把端电压升压到一个与实际的电池电压相关的量，该端电压将只通过该电池连续的放电达到该阈值电压，从而延迟触发该操作。本专利技术提供一种方法和装置，用于通过把端电压变换到当达到某一个点(多个点)时的一个值(多个值)来控制在一个装置中，例如像一个便携式计算机或移动电话这样的装置中的一个或多个操作的触发，该装置利用测量的电池端电压来触发在某一个阈值(多个阈值)上的操作。这些点包含例如基于测量像电池组电压、电池电压、剩余电池容量、电流、时间、温度、压力、PH值和安全性这样的点。剩余电池容量测量大约是一个用于执行结束放电操作需要的剩余容量的最小值。各种操作包含例如放电结束操作、关闭操作、安全操作、保存磁盘操作、外围设备禁止操作、存取禁止操作、休眠方式操作、低电源方式操作和报警操作。在一个优选的实施例中，利用在电池组的电路之内的放电控制电路来变换端电压。该放电控制电路启动电压调整电路以便减小/降低、维持或提高端电压。在一个特殊的实施例中，该放电控制电路触发电压调整电路以便把端电压降低到基本上与一个预定阈值匹配的一个预定值，由此触发一个操作。该电压调整电路可以包含例如一个开关或一个补偿变换器。在一个可替换的特殊实施例中，该放电控制电路触发电压调整电路以便把端电压维持到大于该预定阈值的一个预定值，由此延迟触发一个操作。该替换的电压调整电路可以包含例如一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制在一个装置触发一种操作的方法，它利用测量一个电池组的端电压以便在一个预定阈值上触发该操作，该方法包括在达到一个预定点时把该端电压变换成一个预定值。

【技术特征摘要】
US 1998-3-30 09/050,3101．一种用于控制在一个装置触发一种操作的方法，它利用测量一个电池组的端电压以便在一个预定阈值上触发该操作，该方法包括在达到一个预定点时把该端电压变换成一个预定值。2．根据权利要求1的方法，其中该预定点是以从电池组电压、电池电压、剩余电池容量、电流、时间、温度、压力、PH值和安全性中选择的一种量度为基准的。3．根据权利要求2的方法，其中测量的剩余电池容量大约是一个用于执行放电结束操作需要的剩余容量的最小值。4．根据权利要求1至3的任一种方法，其中把端电压降低到一个预定值，该预定值基本上与用于一个预定周期的预定阈值匹配以便触发该操作。5．根据权利要求1至3的任一种方法，其中利用一个与实际的电池组电压相对应的预定量来降低端电压，以便提前触发该操作。6．根据权利要求1至3的任一种方法，其中把端电压维持在大于用于一个预定周期的预定阈值的一个预定值上，以便延迟触发该操作。7．根据权利要求1至3的任一种方法，其中利用一个与实际的电池组电压相对应的预定量来提高端电压，以便延迟触发该操作。8．根据权利要求1至4的任一种方法，其中根据一个焦炭基锂离子电池组的化学性质把该装置的预定阈值编程，并且把端电压降低到与阈值基本上相匹配的一个预定值，以便当利用一个石墨基锂离子电池组时，当达到该预定点时触发该操作。9．根据权利要求1至3和6的任一种方法，其中根据一个石墨基锂离子电池组的化学性质把该装置的预定阈值编程，并且把端电压维持在大于该阈值的一个预定值上，以便当利用一个焦炭基锂离子电池组时，当达到该预定点时延迟触发该操作。10．根据前面的任一权利要求中的方法，其中从放电结束操作、关闭操作、安全操作、保存磁盘操作、外围设备禁止操作、存取禁止操作、休眠方式操作、低电源方式操作和报警操作中选择该操作。11．根据前面的任一权利要求中的方法，其中通过在多于一个预定点的预定点上变换端...

【专利技术属性】
技术研发人员：SM拉赫曼，
申请(专利权)人：永备电池有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]