TWI538347B - 補償充電錯誤的系統和方法 - Google Patents

Description

補償充電錯誤的系統和方法

本發明係關於電池，更具體的係關於充電電池。

電池已變成許多可攜式電子設備的基本電源，例如：可攜式電腦以及其他裝置可使用電池電力操作。不過，對裝置電池充電的當前技術伴隨許多限制。

例如：若儲存預定電壓的電池所儲存電壓顯著低於預定電壓，則充電器無法辨識該電池。這導致該充電器不會對該電池充電，因此需要解決先前技術所伴隨的這些與其他問題。

本發明揭示一種用於補償充電錯誤的系統、方法和電腦程式商品。在使用當中，已識別一電池與一電池充電器。此外，已偵測與由該電池充電器對該電池充電相關聯的錯誤。進一步，已補償該錯誤。

100‧‧‧方法

102‧‧‧操作

104‧‧‧操作

106‧‧‧操作

200‧‧‧示範電池偵測與充電觸發

202‧‧‧微控制器

204‧‧‧電池

206‧‧‧類比數位轉換器

208‧‧‧一般用途輸入/輸出連接埠

210‧‧‧p通道場效電晶體

212‧‧‧二極體

214A‧‧‧電阻

214B‧‧‧電阻

216‧‧‧電池充電器

300‧‧‧示範電池監控電路

302‧‧‧U506微控制器

304‧‧‧電池

306‧‧‧輸出

400‧‧‧示範電池強制啟動電路

402‧‧‧輸入

404‧‧‧p通道場效電晶體

406‧‧‧二極體

408‧‧‧電阻

408A‧‧‧電阻

408B‧‧‧電阻

410‧‧‧電池

412‧‧‧電池充電器

500‧‧‧示範系統

501‧‧‧主處理器

502‧‧‧通訊匯流排

504‧‧‧主記憶體

506‧‧‧圖形處理器

508‧‧‧顯示器

510‧‧‧次要儲存器

第一圖顯示根據一具體實施例，用於補償一充電錯誤的方法。

第二圖根據另一具體實施例，顯示一示範電池偵測與充電觸發。

第三圖顯示根據另一具體實施例的示範電池監控電路。

第四圖顯示根據另一具體實施例的示範電池強制啟動電路。

第五圖說明其中可實施許多先前具體實施例的許多架構及/或功能性之示範系統。

第一圖顯示根據一具體實施例，用於補償一充電錯誤的方法100。如操作102所示，已識別一電池與一電池充電器。在一具體實施例中，該電池可包括一可充電電池(例如一二次電池等等)，例如：該電池可包括一鉛酸電池、一鎳鎘(NiCd)電池、一鎳鋅(NiZn)電池、一鎳氫(NiMH)電池、一鋰離子(Li-ion)電池等等。不過當然，該電池可包括可由該充電器充電的任何電池。

此外，在一具體實施例中，該電池充電器可對該電池充電。例如：該電池充電器可強迫電流通過該電池，以便增加該電池儲存的該電壓。在另一具體實施例中，該電池可包括在一裝置內。例如：該電池永久或可移除耦合至一裝置(例如一可攜式電腦、可攜式觀看眼鏡、一可攜式手持裝置等等)。

在又一具體實施例中，該電池充電器也可包括在該裝置內。例如：該電池充電器可包括在該裝置內，並且連接至一電源時(例如透過纜線連接至牆壁插座時等等)可對該電池充電。仍舊在另一具體實施例中，該電池充電器可與該裝置分離，並且可使用一纜線或其他傳輸媒體連接至該裝置。

進一步如操作104所示，已偵測到與由該電池充電器對該電池充電相關聯的錯誤。在一具體實施例中，監控一或多個該電池與該電池充電器的結果可偵測到該錯誤。例如：該電池可受監控，如此決定由該電池所保持的當前電壓。在另一個範例中，該電池充電器可受監控，以便決定該電池充電器目前是否提供一電荷給該電池(例如利用強迫一電流通過該電池等等)。仍舊在另一個範例中，該電池充電器可受監控，以便決定提供給該電池的電流量。在另一具體實施例中，利用位於與該電池相關聯電路(例如一電池充電電路等等)內的硬體及/或韌體邏輯，可偵測到該錯誤。在又一具體實施例中，利用位於該電池外部電路(例如一外部硬體/韌體區塊等等)內的硬體及/或韌體邏輯，可偵測到該錯誤。

仍舊進一步，在一具體實施例中，可定期執行該監控。例如：根據一時間表等等，可用預定間隔執行該監控。在另一具體實施例中，若 未開始充電，則可調整該監控間隔。在又一具體實施例中，可執行該監控來回應一事件。例如：偵測到連接至電源時(例如偵測到該電池充電器連接至電源時，並且偵測到該電池充電器可提供電流給該電池時，等等)，則可執行該監控。在另一個範例中，偵測到該電池充電器與該電池之間一連接時，則執行該監控。

在另一具體實施例中，利用一模組執行該監控。例如：利用 與電池充電器和該電池通訊的一微控制器，執行該監控。在又一具體實施例中，該模組可包括在該裝置內。仍舊在另一具體實施例中，該模組可包括在一或多個該電池和該電池充電器內。在又一具體實施例中，該模組可與該裝置分離，並且可使用一纜線或其他傳輸媒體連接至該裝置。在另一具體實施例中，該模組可位於該電池與該電池充電器之間。

另外，在一具體實施例中，與該電池充電器對該電池充電相 關聯的該錯誤表示該電池充電器目前並未對該電池充電。在另一具體實施例中，該錯誤表示該電池並未由該電池充電器完全充電。在又一具體實施例中，若判斷滿足一或多個條件，則可偵測到該錯誤。例如：若目前測量到的該電池電壓低於預定臨界，則可偵測到該錯誤。

在另一個範例中，若目前由該電池充電器提供給該電池的電 流低於預定臨界，則可偵測到該錯誤。仍舊在另一個範例中，若判斷目前測量到的該電池電壓低於預定臨界，並且該電池充電器已連接至該電池並且可對該電池充電，但是目前尚未對該電池充電，則可偵測到該錯誤。

例如：該電池充電器可包括電路，用於偵測該電池電壓，並 且在判斷目前該電池電壓在一預定範圍內時，啟動電流流向該電池。不過，該電池目前維持的電壓可低於該電池充電器可偵測的範圍，結果造成該電池充電器無法辨識目前所連接的電池，因此不會傳送電流給該電池來對該電池充電。

此外，如操作106所示，已補償該錯誤。在一具體實施例中， 補償該錯誤可包括傳送一脈衝給該電池。例如：補償該錯誤可包括傳送一電流或電壓脈衝給該電池。在另一具體實施例中，該脈衝可具有一或多個預定特性。例如：該脈衝可具有一或多個預定或可接受的(例如動態等等) 脈衝寬度、一預定或可接受的上升時間、一預定或可接受的頻率(例如重複率等等)、一預定或可接受的振幅等等。在又一具體實施例中，該脈衝的該等特性可調整、可為動態等等。

更進一步，在一具體實施例中，該脈衝可提高該電池所維持 的該電壓。例如：該脈衝可對該電池充電，如此提高該電池的電壓。在另一具體實施例中，為了回應該脈衝所提高的該電池電壓，該電池充電器會開始對該電池充電。例如：若該電池先前維持的該電壓低於該電池充電器的可偵測範圍，則該脈衝所提高的該電池電壓可位於該電池充電器的該可偵測範圍內。結果，該電池充電器可偵測到該電池、可判斷目前測量的該電池電壓低於一預定臨界(例如該電池不含完整電荷等等)，並且可對該電池充電。

仍舊進一步，在一具體實施例中，該脈衝可從監控該電池的 該模組傳送給該電池。例如：該脈衝可從與該電池和該電池充電器通訊的一微控制器傳送給該電池。在另一具體實施例中，可由該電池充電器透過該電源提供用於建立該脈衝的該電流。例如：該微控制器可引導來自該電池充電器的電流，建立用於該電池的該脈衝。在又一具體實施例中，用於建立該脈衝的該電流可由連接至電源的該電池充電器以外之電源提供。

另外，在一具體實施例中，該脈衝可重複傳送給該電池，直 到判斷該電池的電壓已超出一預定臨界。例如：可監控該電池的電壓，並且該脈衝以預定間隔(例如每秒等等)傳送給該電池，直到該受監控的電池電壓到達該預定臨界。在另一具體實施例中，該脈衝可用預定次數(例如一次、二次、三次等等)傳送給該電池。

如此，可確定該電池充電器可對電荷低於所要量的電池充 電。此外，該電池充電器無法偵測到其電量的一電池可調整其電量，如此可由該電池充電器偵測到。

此時將公佈有關許多選擇架構和功能，如此可依照使用者意 願實施或不實施前述結構之更多說明資訊。吾人應該特別注意，下列資訊僅供說明，不應解釋為以任何方式進行限制。下列任何功能都可在排除或不排除所說明其他功能之下選擇性併入。

第二圖根據另一具體實施例，顯示一示範電池偵測與充電觸 發200。根據選項，可在第一圖的功能性範圍內實施電池偵測與充電觸發200。不過，當然電池偵測與充電觸發200可在任何所要的環境內實施。吾人也應該注意，在目前說明當中也適用前述定義。

如所示，電池偵測與充電觸發200包括一微控制器202，其 運用一類比數位轉換器(ADC，analog to digital converter)206來監控一電池204的該電壓。在一具體實施例中，ADC 206可將從電池204獲得的一類比電壓讀數轉換成微控制器202可運用的數位測量值。在另一具體實施例中，微控制器202採用透過ADC 206獲得的該已轉換電壓輸入，並且將之與一臨界比較。例如：微控制器202可比較該輸入電壓與一最小電壓臨界。

此外，在一具體實施例中，若該微控制器判斷透過ADC 206 接收的該輸入電壓小於該最小電壓臨界，則由該微控制器產生一電流的脈衝。例如：該脈衝可由與該微控制器202通訊的一電源供應器所產生。在另一個範例中，該脈衝可由微控制器202本身產生。在另一具體實施例中，微控制器202產生的該脈衝透過微控制器202的一般用途輸入/輸出(GPIO，general purpose input/output)連接埠208傳輸給電池204。

更具體的是，在一具體實施例中，該脈衝可來自於該微控制 器的GPIO連接埠208，並且可通過一p通道場效電晶體(FET，field effect transistor)210傳遞給一二極體212，然後通過電阻214A和214B傳遞給電池204。在一具體實施例中，電阻214A和214B可控制傳送給電池204的該脈衝之幅度。在另一具體實施例中，電阻214A和214B的阻抗可調整，以便改變傳送給電池204的該脈衝之強度。

進一步在一具體實施例中，電池204的電壓可提高，以回應 接收自微控制器202的該脈衝。在另一具體實施例中，利用透過微控制器202的ADC 206監控電池204，微控制器202可判斷該脈衝傳遞至電池204之後目前電池204的電壓。在又一具體實施例中，若判斷目前電池204的電壓仍舊小於該最小電壓臨界，則微控制器202傳送額外脈衝給電池204。

仍舊進一步，在一具體實施例中，若判斷目前電池204的電壓大於該最小電壓臨界，則微控制器202不會傳送額外脈衝給電池204。在 另一具體實施例中，若目前該電池電壓低於該最小電壓臨界，則電池充電器216不會偵測電池204。在又一具體實施例中，若目前電池204的電壓高於該最小電壓臨界但是低於一最大電壓臨界，則電池充電器216可偵測到電池204並且對電池204充電，直到電池204到達該最大電壓臨界。

如此，若電池204的電量低於電池充電器216的該可偵測範 圍，則微控制器202傳送一脈衝電荷給電池204來強制啟動電池204，如此該電量增加至電池充電器216可偵測到電池204的程度，並且開始對電池204充電。

第三圖顯示根據另一具體實施例的示範電池監控電路 300。選擇性，可在第一圖至第二圖功能性範圍內實施示範電池監控電路300。不過，當然示範電池監控電路300可在任何所要的環境內實施。吾人也應該注意，在目前說明當中也適用前述定義。

如所示，電池監控電路300包括監控一電池304的一U506 微控制器302。在一具體實施例中，U506微控制器302可偵測到目前電池304所維持的電壓。在另一具體實施例中，U506微控制器302可將目前偵測到由電池304所維持的電壓與一預定電壓做比較(例如一臨界電壓等等)。 在又一具體實施例中，若U506微控制器302判斷目前偵測到由電池304所維持的電壓小於該預定電壓，則U506微控制器302可觸發一脈衝，從U506微控制器302透過一輸出306傳送。

第四圖顯示根據另一具體實施例的示範電池強制啟動電路400。選擇性，可在第一圖至第三圖功能性範圍內實施示範電池強制啟動電路400。不過，當然示範電池強制啟動電路400可在任何所要的環境內實施。吾人也應該注意，在目前說明當中也適用前述定義。

如所示，電池強制啟動電路400包括一p通道場效電晶體(FET，field effect transistor)404。在一具體實施例中，電流脈衝可透過一輸入402(例如微控制器的輸入等等)傳送給FET 404。在另一具體實施例中，為了回應從輸入402接收該脈衝，FET 404可將該脈衝引導至一二極體406。在又一具體實施例中，二極體406可引導該脈衝電流，並且確定該脈衝電流朝向電池強制啟動電路400的電阻408前進。

此外，在一具體實施例中，該脈衝電流可通過電池強制啟動 電路400的電阻408A和408B，並且由電池410接收。在另一具體實施例中，電阻408A和408B可調節前往電池410的電流。例如：電阻408A和408B可採用該脈衝電流當成輸入，並且可輸出一預定電流給電池410。在又一具體實施例中，可動態調整電阻408A和408B，以控制電池410所接收的該脈衝電流。

進一步在一具體實施例中，目前電池410的電壓可提高，以 回應接收該脈衝電流。在另一具體實施例中，由於電池410接收該脈衝電流，先前未偵測到電池410電壓的電池充電器412就可偵測到電池410增加的電壓。如此，一輸入脈衝電流可觸發電池充電器412對於電池410的偵測。

第五圖說明其中可實施許多先前具體實施例的許多架構及/ 或功能性之示範系統500。如所示，提供的系統500包括至少一個主處理器501，其連接至通訊匯流排502。系統500也包括一主記憶體504。控制邏輯(軟體)以及資料都儲存在主記憶體504內，此記憶體可採用隨機存取記憶體(RAM，random access memory)。

系統500也包括一圖形處理器506和一顯示器508，即是一 電腦監視器。在一具體實施例中，圖形處理器506可包括複數個著色器模組(shader module)以及一個柵格化模組(rasterization module)等等。每一前述模組都適合在單一半導體平台上形成一圖形處理單元(GPU，graphics processing unit)。

在本說明當中，單一半導體平台可稱為單體半導體式積體電 路或晶片。吾人應該注意，單一半導體平台一詞也表示多晶片模組，其具備提高的連線性來模擬晶片上運算，並且運用傳統中央處理單元(CPU，central processing unit)和匯流排做大幅改善。當然，依照使用者的意願，許多模組也可分開或與半導體平台進行許多結合。

系統500也包括次要儲存器510。次要儲存器510包括例如：硬碟機及/或可移除式儲存裝置，像是軟碟機、磁帶機、光碟機等等。可移除式儲存裝置用已知的方式讀取及/或寫入可移除式儲存單元。

電腦程式(或電腦控制邏輯演算法)可儲存在主記憶體504及/或次要儲存器510內，這種電腦程式在執行時可讓系統500執行許多功能。記憶體504、儲存器510及/或任何其他儲存器都可為電腦可讀取媒體的範例。

在一具體實施例中，許多先前附圖的架構及/或功能性都可在由主處理器501、圖形處理器506、一積體電路(未顯示，可具有至少部分主處理器501和圖形處理器506的能力)、一晶片組(即是設計成以執行相關功能的一單元來運作及銷售之一積體電路群組)及/或其他任何積體電路所構成結構內實施。

仍舊是，許多先前附圖的架構及/或功能性都可在一般電腦系統、一電路板系統、一娛樂專用遊戲控制台系統、一應用專屬系統及/或其他任何所要系統的範圍內實施。例如：系統500可為一桌上型電腦、一膝上型電腦及/或其他任何邏輯類型。仍舊是，系統500可為許多其他裝置的形式，包括但不受限於一個人數位助理(PDA，personal digital assistant)裝置、一行動電話裝置、一電視等等。

進一步，雖然未顯示，系統500可連結至一網路(例如一通訊網路、區域網路(LAN，local area network)、無線網路、廣域網路(WAN，wide area network)，像是網際網路、點對點網路、有線電視網路等等)用來通訊。

當上面已說明許多具體實施例時，必須了解到它們係僅藉由範例來呈現，並非構成限制。因此，較佳具體實施例之廣度及範疇並不侷限於上述任何示範性具體實施例，而應僅根據以下的申請專利範圍及其等效內容來定義。

Claims (14)

1. 一種用於補償充電錯誤的方法，包括：偵測包括一微控制器的一模組上連接至一電池充電器的一電池電壓，其中該電壓低於該電池充電器可偵測到該電池的一最小臨界電壓；以及由該模組傳送至少一電流脈衝至該電池，以將該電池的電壓提高到高於該最小臨界電壓，其中一旦該電壓高於該最小臨界電壓，該電池充電器偵測到該電池並開始對該電池充電；其中該至少一電流脈衝從該微控制器的一通用型之輸入/輸出(GPIO)接口送出；以及其中該GPIO接口耦接於一p通道場效電晶體(FET)的一閘極及一第一電阻器的一第一末端，該第一電阻器的一第二末端連接於該p通道場效電晶體的一源極，以及該p通道場效電晶體的汲極連接至一二極體。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電池類型為一鉛酸電池、一鎳鎘(NiCd)電池、一鎳鋅(NiZn)電池、一鎳氫(NiMH)電池以及一鋰離子(Li-ion)電池之一者。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該模組連接在該電池與該電池充電器之間。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該模組在該電池與該電池充電器之外部。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該二極體連結至一對並聯的電阻器，並且該對電阻器連結至該電池，如此該GPIO接口所產生的該脈衝通過該p通道FET、二極體以及該對電阻器，強迫電流進入該電池。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一電流脈衝包含二或多個電流脈衝。
7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該二或多個電流脈衝內每一電流脈衝都以一預定間隔傳輸至該電池。
8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中脈衝之間的該間隔大於或等於一秒。
9. 如申請專利範圍第6項之方法，其中一預定電流脈衝數量傳送至該電池。
10. 一種用於補償充電錯誤的系統，包括：一電池，其具有低於一最小臨界電壓的一電壓；一電池充電器，其設置成當一電池電壓高於該最小臨界電壓時偵測該電池；以及一電路，用於將該電池電壓提昇高於該最小臨界電壓，其利用傳送至少一電流脈衝至該電池，將該電池電壓提昇高於該最小臨界電壓；其中該電路包括連接至該電池與該電池充電器的一微控制器；其中該至少一電流脈衝從該微控制器的通用型之輸入/輸出(GPIO)接口傳送至該電池；以及其中該GPIO接口係耦接於一p通道場效電晶體(FET)的一閘極以及一第一電阻器的一第一末端，該第一電阻器的一第二末端連接至該p通道場效電晶體的源極並且該p通道場效電晶體的汲極連接至一二極體。
11. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該電池類型為一鉛酸電池、一鎳鎘(NiCd)電池、一鎳鋅(NiZn)電池、一鎳氫(NiMH)電池以及一鋰離子(Li-ion)電池之一者。
12. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該二極體連結至一對並聯的電阻器，並且該對電阻器連結至該電池，如此該GPIO接口所產生的該脈衝通過該p通道FET、二極體以及該對電阻器，強迫電流進入該電池。
13. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該至少一電流脈衝包含二或多個電流脈衝。
14. 如申請專利範圍第13項之系統，其中該二或多個電流脈衝內每一電流脈衝都以一預定間隔傳輸至該電池。