CN102104177B - 电池充放电路径管理电路及方法 - Google Patents

Abstract

一种电池充放电路径管理电路及方法。电池充放电路径管理电路耦接电池模块及电子装置，且包括第一判断电路、第二判断电路以及开关电路。第一判断电路用以判断电池模块与电子装置是否同时处于放电状态或充电状态。第二判断电路用以判断电子装置是否耦接电池模块。开关电路用以在电池模块与电子装置同时处于放电状态或充电状态，且电子装置耦接电池模块时，形成电池模块与电子装置之间的一充放电路径。

Description

电池充放电路径管理电路及方法

技术领域

本发明是有关于一种充放电路径管理电路及方法，且特别是有关于一种电池充放电路径管理电路及方法。 

背景技术

在科技日新月异的现今时代中，随着电子装置的普及化，消费者除了对电子装置的功能有所要求外，各企业更尝试将电子装置轻薄化，来满足消费者对于电子装置可便于携带的需求。电子装置例如是笔记本型计算机。由于笔记本型计算机具有可携带性，笔记本型计算机在未外接电源的情况下，亦可依据其所配置的电池模块来供应电力。于此，如何让电池模块可持续地供应稳定的电力至电子装置，以让电子装置可维持其运作实为重要。其中，电池模块例如为智能型电池(Smart Battery)，智能型电池具有管理能力以提供相关的电池数据，例如电池状态或电池剩余容量。 

然而，现今电子装置只通过系统管理总线(System Management Bus，SMBus)与电池模块进行沟通与管理，也就是说，电子装置只利用软件控制的方式来对电池进行沟通与管理。于此，假定电子装置连接上电源转换器(AC Adaptor)时软件会要求充电，且电池也依据指示来进行充电，假定软件未在电源转换器被拔除时即刻地显示出充放电状态(例如电子装置离开充电状态)，如此，电池模块将无法判断究竟是该继续充电(有电源转换器)还是该进行放电，致使电池模块发生搁置(Pending)以引起电子装置可能发生突然关机(Shout down)的情况。 

发明内容

本发明是有关于一种电池充放电路径管理电路及方法，其可依据电池模块与电子装置的充放电状态来决定是否形成充放电路径，以供电池模块通过电子装置充电或放电至电子装置，如此可提供高效率及高安全性的充放电环境。 

根据本发明的一方面，提出一种电池充放电路径管理电路，包括第一判断电路、第二判断电路以及开关电路。第一判断电路判断电池模块与电子装置是否同时处于放电状态或充电状态。第二判断电路判断电子装置是否耦接电池模块。开关电路在电池模块与电子装置同时处于放电状态或充电状态，且电子装置耦接电池模块时，形成电池模块与电子装置之间的一充放电路径，其中，该第一判断电路检测一充电集成电路的一接脚，此接脚指示出一电源转换器是否耦接该电子装置的接脚。如果该电源转换器耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于该充电状态，而如果该电源转换器未耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于放电状态或不处于放电状态，以及该第一判断电路依据代表该电池模块是否处于充放电状态的一充电保护集成电路的一接脚来决定该电池模块是处于充电状态或放电状态。 

根据本发明的另一方面，提出一种电池充放电路径管理方法。电池充放电路径管理方法包括下列步骤。首先，判断一电池模块与一电子装置是否同时处于一放电状态或一充电状态。接着，判断电子装置是否耦接电池模块。之后，若电池模块与电子装置同时处于放电状态或充电状态，且电子装置耦接电池模块时，形成电子装置与电池模块之间的一充放电路径，其中，一第一判断电路检测一充电集成电路的一接脚，此接脚指示出一电源转换器是否耦接该电子装置的接脚。如果该电源转换器耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于该充电状态或不处于放电状态，而如果该电源转换器未耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于放电状态，以及该第一判断电路依据代表该电池模块是否处于充放电状态的一充电保护集成电路的一接脚来决定该电池模块是处于充电状态或放电状态。 

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。 

附图说明

图1绘示本发明的实施例的电池充放电路径管理电路应用于电池模块及电子装置的示意图。 

图2绘示乃图1的电池充放电路径管理电路的方块图。 

图3绘示本发明的实施例的电池充放电路径管理电路的流程图。 

图4绘示乃图2的步骤S206中的开关电路的示意图。 

[主要元件标号说明] 

200：电子装置                 190：电源转换器 

150：电池模块                 100：电池充放电路径管理电路 

50：开关电路                  30：第二判断电路 

10：第一判断电路              S202～S208：步骤 

P：充放电路径                 A～C、S1～S2：端点 

T1～T6：开关                  R1～R2：电阻 

具体实施方式

兹以电池充放电路径管理电路应用于电池模块及电子装置之间的一实施例说明如下，请参照图1，其绘示本发明的实施例的电池充放电路径管理电路应用于电池模块及电子装置的示意图。如图1所示，电池充放电路径管理电路100例如耦接电池模块150以及电子装置200。假定电子装置200连接电源转换器(Adaptor)190时，电源转换器190所供应的电源可对电池模块150进行供电(亦即电池模块进行充电)。假定电子装置200未连接电源转换器190时，电池模块150可供应电源(亦即电池的剩余电力)至电子装置200。电子装置200例如是笔记本型计算机。 

请同时参照图2与图3，图2绘示为图1的电池充放电路径管理电路的方块图。图3绘示本发明的实施例的电池充放电路径管理电路的流程图。电池充放电路径管理电路包括第一判断电路10、第二判断电路30及开关电路50。电池充放电路径管理方法可应用于前述电池充放电路径管理电路10，且电池充放电路径管理方法包括如下步骤。 

于步骤S202中，第一判断电路10判断电池模块150与电子装置200是否同时处于放电状态或充电状态。若电池模块150与电子装置200同时处于放电状态或充电状态，则执行步骤S204；若电池模块150与电子装置200未同时处于放电状态或充电状态，则执行步骤S208。其中，电子装置200还包括充电集成电路(Change Integrated Circuit)(未绘示)，第一判断电路10依据充电集成电路来决定电子装置200是处于充电状态或放电状态。 

举例来说，第一判断电路10例如检测充电集成电路的一接脚，此接脚可指示出电源转换器190是否耦接电子装置200的接脚。假定电源转换器190耦接电子装置200，由此接脚可以得知电子装置200处于充电状态。假定电 源转换器190未耦接电子装置200，由此接脚可以得知电子装置200可能处于放电状态。在一例子中，此接脚例如为充电集成电路的ACOK接脚。 

另外，电池模块150例如还包括充电保护集成电路(未绘示)，第一判断电路10依据充电集成电路来决定电池模块150是处于充电状态或放电状态。举例来说，第一判断电路10例如检测充电保护集成电路的代表电池模块150是处于充放电状态的接脚。假定充电保护集成电路具有用以代表充放电状态的两接脚，第一判断电路10可包括一与门(AND Gate)，并利用此与门来依据此两接脚的状态(例如高电位或低电位)以检测出电池模块150是否处于充电或放电状态。假定此与门的输出为代表高电位“1”的信号，则表示电池模块150是处于充电或放电状态。在一例子中，此两接脚例如为充电保护集成电路的CHD接脚及DGD接脚。 

在一实施态样中，第一判断电路10还包括一异或非门(Exclusive NOR Gate)。举例来说，假定电子装置200与电池模块150同时处于充电状态(皆输入代表高电位“1”的信号至第一判断电路)或放电状态(皆输入代表低电位“0”的信号至第一判断电路)时，第一判断电路10可产生代表高电位“1”的信号，以代表电子装置200与电池模块150的充放电状态可能为相同。然，此判断是可由其它电路或电子元件的组合来实现，且代表充放电的信号(亦即代表高电位或低电位的信号)亦可依据实作中的电路来进行设计与调整，并不以此为限制。 

于步骤S204中，第二判断电路30判断电子装置200是否耦接电池模块150。若电子装置200耦接电池模块150，则执行步骤S206；若电子装置200未耦接电池模块150，则执行步骤S208。举例来说，电子装置200还包括用以与电池模块150进行沟通的系统管理总线(System Management Bus，SMBus)(未绘示)，第二判断电路30将判断结果(例如电池模块是否与电子装置耦接)告知系统总线。由于软件是通过系统管理总线与实体电路进行沟通，于此，软件可由此来确认电池模块150的目前状态(是否耦接电子装置以进行充电或放电)。 

于步骤S206中，开关电路50在电池模块150与电子装置200同时处于放电状态或充电状态，且电子装置200耦接电池模块150时，形成电池模块150与电子装置200之间的一充放电路径。兹举一例详细说明如下。 

请参照图4，其绘示图2的步骤S206中的开关电路的示意图。举例来说， 开关电路50具有多个开关元件。在一实施态样中，开关电路50例如包括第一至第六开关T1～T6。在一例子中，假定第一开关T1与第一开关T5为N型金属氧化物场效应晶体管(NMOS)，开关T4与开关T6为P型金属氧化物场效应晶体管(PMOS)，开关T2与开关T3分别为N型及P型双极性接面晶体管(BJT)(例如为NPN或PNP)。其中，端点A代表耦接电池模块150的端点，端点B代表耦接电子装置200的端点，端点S1例如为第一判断电路10的输出端，端点S2例如为第二判断电路30的输出端。然而，开关电路50中的开关元件亦可依据实作中的需求来决定类型(例如NMOS、PMOS或其它种类的晶体管)，亦不以此例子为限制。 

举例来说，第一开关T1依据异或门来决定导通或截止第二开关T2与第三开关T3。假定电子装置200与电池模块150同处于充电状态或放电状态时，第一判断电路10(亦即异或门)提供代表高电位“1”的信号以导通第一开关T1。 

举例来说，若由端点S1输入代表高电位“1”的信号时，会使得第一开关T1为导通，且第二开关T2与第三开关T3为截止。于此，端点A(代表电池模块150)上的电压会通过电阻R1～R2来分压，若电阻R1大于电阻R2，此时电阻R2的端点C分得一较小压降。 

此外，假定电池模块150耦接电子装置200时，第二判断电路30提供代表高电位“1”的信号，第四开关T4依据第二判断电路来决定导通或截止第五开关T5。举例来说，假定电池模块150耦接电子装置200时，第二判断电路30提供代表高电位“1”的信号以截止第四开关T4，此时第四开关形成开路而截止第五开关T5。于此，假定第五开关T5处于截止状态时，端点C将不会连接至接地端，以使电阻R2上所分得的较小压降来让第六开关T6导通，致使电池模块150与电子装置200之间形成充放电路径P。换句话说，第六开关T6依据第一至第五开关(T1～T5)来决定是否导通，以形成充放电路径P。 

于步骤S208中，开关电路50中断电池模块150与电子装置200之间的充放电路径P。举例来说，若电子装置200与电池模块150未处于相同状态(例如充放电状态)时，开关电路50不会形成充放电路径P。若电池模块150未与电子装置200耦接时，开关电路50亦不会形成充放电路径P。换言之，开关电路50只有在电子装置200与电池模块150处于相同状态，且电池模块150与电子装置200耦接的情形下，才会形成充放电路径P以供电池模块150 通过电子装置200进行充电，或由电池模块150放电至电子装置200。如此，从而避免电池模块150与电子装置200于充电或放电时的状态不一致而导致的搁置(Pending)(亦即可能使电子装置突然关机的情况)。 

本发明上述实施例所揭露的电池充放电路径管理电路及其方法，是利用开关电路依据电子装置与电池模块的状态来形成或中断充放电路径，以避免当电池模块与电子装置的充放电状态不一致时所造成的搁置(亦即可使电子装置不会突然关机)。本发明相关的电池充放电路径管理电路及其方法具有在电池进行充放电时提供高效率及高安全性的使用环境的优点。 

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。 

Claims (10)

1.一种电池充放电路径管理电路，用以耦接一电池模块及一电子装置，该电池充放电路径管理电路包括：

一第一判断电路，用以判断该电池模块与该电子装置是否同时处于一放电状态或一充电状态；

一第二判断电路，用以判断该电子装置是否耦接该电池模块；以及

一开关电路，用以在该电池模块与该电子装置同时处于该放电状态或该充电状态，且该电子装置耦接该电池模块时，形成该电池模块与该电子装置之间的一充放电路径，

其中，该第一判断电路检测一充电集成电路的一接脚，此接脚指示出一电源转换器是否耦接该电子装置的接脚，如果该电源转换器耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于该充电状态，而如果该电源转换器未耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于放电状态或不处于放电状态，以及该第一判断电路依据代表该电池模块是否处于充放电状态的一充电保护集成电路的一接脚来决定该电池模块是处于充电状态或放电状态。

2.根据权利要求1所述的电路，其中该开关电路用以在该电子装置未耦接该电池模块时，中断该电池模块与该电子装置之间的该充放电路径。

3.根据权利要求1所述的电路，其中该开关电路用以在该电池模块与该电子装置未同时处于该充电状态或该放电状态时，中断该电池与该电子装置间的该充放电路径。

4.根据权利要求1所述的电路，其中该第一判断电路包括一异或非门。

5.根据权利要求4所述的电路，其中该开关电路包括一第一开关、一第二开关以及一第三开关，该第一开关依据该异或非门来决定导通或截止该第二开关与该第三开关，其中该第一开关的控制端耦接该第一判断电路，该第一开关的一端耦接地端，该第一开关的另一端耦接该第二开关的控制端，该第二开关的一端耦接地端，该第二开关的另一端耦接该第三开关的控制端，该第三开关的一端耦接电池模块，该第三开关的另一端耦接于串联的第一电阻和第二电阻的中间接点，该第一电阻的另一端耦接该电池模块，该第二电阻的另一端耦接地端。

6.根据权利要求5所述的电路，其中该开关电路还包括一第四开关及一第五开关，该第四开关依据该第二判断电路来决定导通或截止该第五开关，其中该第四开关的控制端耦接该第二判断电路，该第四开关的一端经由一反向二极管耦接该电子装置，该第四开关的另一端经由一电阻耦接地端，该第五开关的控制端耦接该第四开关的该另一端，该第五开关的一端耦接地端，该第五开关的另一端耦接于串联的该第一电阻和该第二电阻的该中间接点。

7.根据权利要求6所述的电路，其中该开关电路还包括一第六开关，该第六开关依据该第一至第五开关来决定是否导通，其中该第六开关的控制端耦接于串联的该第一电阻和该第二电阻的该中间接点，该第六开关的一端耦接该电子装置，该第六开关的另一端耦接该电池模块。

8.一种电池充放电路径管理方法，包括：

判断一电池模块与一电子装置是否同时处于一放电状态或一充电状态；

判断该电子装置是否耦接该电池模块；以及

若该电池模块与该电子装置同时处于该放电状态或该充电状态，且该电子装置耦接该电池模块时，形成该电子装置与该电池模块之间的一充放电路径，

其中，一第一判断电路检测一充电集成电路的一接脚，此接脚指示出一电源转换器是否耦接该电子装置的接脚，如果该电源转换器耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于该充电状态，而如果该电源转换器未耦接该电子装置，则由该接脚得知该电子装置处于放电状态或不处于放电状态，以及该第一判断电路依据代表该电池模块是否处于充放电状态的一充电保护集成电路的一接脚来决定该电池模块是处于充电状态或放电状态。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

若该电子装置未耦接该电池模块时，则中断该电池模块与该电子装置之间的该充放电路径。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：

若该电池模块与该电子装置未同时处于该充电状态或该放电状态时，中断该电池模块与该电子装置之间的该充放电路径。

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