CN103424703A - 一种识别不同厚度电池的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别不同厚度电池的装置及其方法，其装置包括设在靠近电池仓的卡扣开关，以及与卡扣开关相连的控制电路；当电子设备中安装薄电池时，卡扣开关的状态为通；当电子设备中安装厚电池时，卡扣开关的状态为断；控制电路根据卡扣开关的通断状态，识别电子设备中所安装的是薄电池还是厚电池。本发明能够识别电子设备中所使用的是薄电池还是厚电池，进而可以采用不同的驱动程序来管理电池。

Description

一种识别不同厚度电池的装置及其方法

技术领域

本发明涉及电子设备使用的可循环充电电池技术领域，尤其涉及一种识别不同厚度电池的装置及其方法。

背景技术

目前，采用可循环充电电池作为电源的便携式电子设备，如移动终端，笔记本电脑，平板电脑等的市场需求迅猛发展，而这些电子设备的功能和应用越来越多，这就造成耗电量越来越大，设备对电池容量的需求越来越大。但由于现有电池技术的限制，电池的容量往往与电池的体积成正比。在设备的电量持续力和便携性上很难两全，这就造成很多电子设备配有两套甚至多套可选电池，在同一设备电池卡槽中对应不同需求时换用不同容量和体积的电池。这样的应用同时带来了一些问题，如对不同容量电池的识别和电量计算以及电量显示等问题。

锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用。mAh是电池容量的计量单位，具体是电池中可以释放为外部使用的电子的总数，折合为物理上的标准单位就是库仑。库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒，即1mAh＝0.001安培*3600秒＝3.6安培秒＝3.6库仑。

现有的电子设备，主要有如下三种方法实现电量的计算：

1.直接电池电压监控方法：直接电池电压监控方法简单易行；但是该方法精度较低(20％)，且缺乏对电池的有效保护；

2.电池建模方法：电池建模方法有效地提高电量的测量精度(5％)，简单易用，无需做电池的初次预估；但是数据表的建立是一个复杂的过程，并且对不同容量或类型的电池的兼容也不好；

3.库仑计检测法：库仑计可以精确跟踪电池的电量变化，精度可达1％；但是，库仑计存在电池初次预估的问题，需要知道额定容量、当前容量和当前的电流损耗，且电流电阻的精度直接影响了电量的精度。

目前，以库仑计检测法最为准确和有效，主流的智能手机终端以及平板电脑等电子设备大多都采用库仑计检测法，但是库仑计检测法只能解决固定容量电池的电量计算和电量显示问题，对应不同容量的电池，库仑计检测法则无法准确计算显示电量。因此，如何实现简单、快捷、准确的识别不同容量的电池成为当前需要解决的一个技术难题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种识别不同厚度电池的装置及其方法，能够识别电子设备中所使用的是薄电池还是厚电池，进而可以采用不同的驱动程序来管理电池。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种识别不同厚度电池的装置，所述装置包括设在靠近电池仓的卡扣开关，以及与所述卡扣开关相连的控制电路；

当所述电子设备中安装薄电池时，所述卡扣开关的状态为通；当所述电子设备中安装厚电池时，所述卡扣开关的状态为断；

所述控制电路根据所述卡扣开关的通断状态，识别所述电子设备中所安装的是薄电池还是厚电池。

进一步地，所述卡扣开关包括卡扣、弹簧件和开关器件，所述卡扣通过开槽嵌在所述电子设备的壳体内，所述卡扣靠近所述电池仓的一侧设有弧形接触面，另一侧设有卡槽；所述弹簧件分别与所述卡槽及所述开关器件相连接；

电池装入电池仓中时，所述电池与所述卡扣一侧的所述弧形接触面接触，并挤压所述卡扣另一侧的弹簧件；

其中，厚电池装入所述电池仓时，所述卡扣被压下，所述弹簧件受到挤压后触发所述卡槽压下所述开关器件；薄电池装入所述电池仓时，所述卡扣未被压下，所述弹簧件的弹力带动所述开关器件弹出。

进一步地，所述控制电路包括基带处理芯片，所述卡扣开关与所述基带处理芯片的GPIO口相连，所述基带处理芯片根据所述GPIO口的电平状态，确定所述卡扣开关的通断状态。

进一步地，所述卡扣与所述弹簧件的个数为一个或多个。

进一步地，所述控制电路还用于，在识别出所述电子设备中所安装的电池后，分别调用相应的电源管理模块，对所述电子设备的电源进行电量计算和/或电量显示。

进一步地，所述开关器件包括：机械压触式开关、FPC式开关，触针式开关。

进一步地，所述开关器件焊接在所述主板上；

或者，在所述主板上设置金属触点，所述开关器件上的弹脚压触在所述金属触点上；

或者，在所述主板上设置弹脚，所述弹脚压触到所述开关器件的金属触点上。

此外，本发明还提供了一种识别不同厚度电池的方法，

在电子设备内靠近电池仓处设置与控制电路相连的卡扣开关；

当所述电子设备中安装薄电池时，所述卡扣开关的状态为通；当所述电子设备中安装厚电池时，所述卡扣开关的状态为断；

所述控制电路根据所述卡扣开关的通断状态，识别所述电子设备中所安装的是薄电池还是厚电池。

进一步地，所述控制电路包括基带处理芯片，所述卡扣开关与所述基带处理芯片的GPIO口相连，所述基带处理芯片根据所述GPIO口的电平状态，确定所述卡扣开关的通断状态。

进一步地，所述控制电路还用于，在识别出所述电子设备中所安装的电池后，分别调用相应的电源管理模块，对所述电子设备的电源进行电量计算和/或电量显示。

与现有技术相比较，本发明至少具有如下优点：

1.简单、准确的判断电池类型，成本较低，实现方式较为简易，实现简单、易实行；

2.降低成本，采用厚薄两种电池方案时结构件(包括后壳、电池盖等)不需要更改，共用一套结构件；

3.卡扣式开关起到可以固定电池的功能，在采用不同厚度的电池时可以使电池不移位，整机用户体验好；

4.可以在用户不需要单独操作选择程序情况下自动识别电池类型，并进行管理，用户体验好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a和图1b分别为电子设备装配两种不同厚度电池的示意图；

图2为本发明实施例的卡扣开关的控制电路示意图；

图3为本发明实施例的带有卡扣开关的手机终端分解示意图；

图4为本发明实施例的卡扣开关的示意图；

图5a和图5b分别为本发明实施例的带有卡扣开关的手机终端的内部装配示意图；

图6a和图6b分别为本发明实施例的带有卡扣开关的手机终端的电池装配示意图。

具体实施方式

本实施方式提供一种识别不同厚度电池的装置及方法，具体采用如下方案：

所述装置包括卡扣开关，和控制电路；

当所述电子设备中安装薄电池时，所述卡扣开关的状态为通；当所述电子设备中安装厚电池时，所述卡扣开关的状态为断；

所述控制电路根据所述卡扣开关的状态，识别所述电子设备中所安装的是薄电池还是厚电池。

其中，所述卡扣开关包括卡扣、弹簧件和开关器件，所述卡扣的一侧设有与电池本体的侧面相接触的弧形接触面，另一侧设有弹簧件卡槽；所述弹簧件分别与所述卡槽及所述开关器件相连接。

进一步地，卡扣开关的机械部分由一个或多个上表面为弧面下表面为平面的卡扣(该卡扣侧面有弹簧部件卡槽)、弹簧件、连接在主板上的开关器件组成，该开关器件可以是机械开关或FPC(柔性电路板)开关。

进一步地，卡扣开关在电路连接中是作为一个单刀双掷开关，具有通、断两个状态，状态通是由高电平拉高的状态，状态断是接地的状态。卡扣开关的开关状态是由电池与卡扣开关的相对位置决定的，卡扣开关的状态信息通过GPIO总线反馈给基带芯片，基带芯片得到状态信息后将不同状态调用对应的电池信息管理电源管理模块并对电池进行管理。当终端设备安装薄电池时，安装完毕后卡扣弹起，卡扣开关状态为通，当终端设备安装厚电池时，安装完毕后卡扣被压下，卡扣开关状态为断。

当电池从主板上方放入电池仓时，电池的一端接触卡扣的上表面，压迫弧面受力向侧面缩进电池仓的侧面槽中，当电池厚度较薄时，经过厚度的行程侧面卡扣不再受力而弹出，开关状态为断；当电池厚度较厚时，经过厚度的行程侧面卡扣仍在较厚电池的行程中进行受力，而且不会弹出，开关状态为通。

进一步地，连接主板上的开关器件可以采用多种形式，可以是机械压触式开关、FPC式开关，触针式开关等等，根据不同开关形式的选取，连接方式也不同，可以是开关直接焊接在主板上；主板上设置金属接触点，开关上的弹脚压触在接触点上；或者主板上设置弹脚，弹脚压触到开关的金属接触点上等。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下述实施例中，以手机终端为例对本发明的具体实施进行说明，但本发明方案并不局限于应用于手机终端，同样可以应用于笔记本电脑、平板电脑等其他电子设备。

如图1a和图1b所示，以手机终端为例，描述了同一种电子设备的后壳3中分别装配厚度不同的电池：薄电池11和厚电池12的示意图。

图2示出了本发明实施例的卡扣开关的控制电路示意图。如图2所示，机械开关的基本工作原理为：机械开关内部包含S1、S2、S3三个工作pin脚，一般情况下pin脚S3直接作为接地使用，pin脚S1与S2根据实际使用情况确定定义。

本发明中的开关状态主要有两种状态：

状态1：S1处于短路接地状态，S2处于悬空状态，通过一个上拉电阻网络后，连接到GPIO口，S3为机械开关触点，在S3未受到触动时，开关处于S1与S2断开状态中；

状态2：S1处于短路接地状态，S3在受到触动时，将开关pin脚S2与S1连接，受到S3触发后，S2由悬空状态变更到与S1连接，处于接地状态，开关处于S1与S2接触状态中。

该控制电路上只需要一种状态(高或者低状态)，即可实现基带处理芯片对***设备的状态控制，实现相应的功能。一般情况下GPIO(GeneralPurpose Input Output，通用IO口)口处采用手机中一个常用的模拟电压AVDD(数值为2.8V)，在GPIO口上串联一个电阻Rserial进行上拉处理方式，同时预留一个并联电容Cparallel，用于滤除一些干扰信号。

当机械开关处于状态1时，由于S2处于悬空状态，电路上等效为一个无穷大的电阻，等效的无穷大电阻与Rserial构成电阻分压网络，GPIO口处的电压与AVDD电压相同，此时GPIO为一个高电平。

当机械开关处于状态2时，由于S2处于接地状态，电路上等效为一个零欧姆电阻，零欧姆电阻与Rserial构成电阻分压网络时，GPIO口处的电压为零，此时GPIO为一个低电平。

GPIO口的高低电平两种状态，分别对应厚薄两种电池类型，因此基带处理芯片上通过判断此GPIO口处的高低电平，即可判断出电池厚薄类型，从而实现不同电量控制。

如图3所示为以手机终端为例的一种带有卡扣开关识别装置的***图，手机终端包括主板4、前壳5和后壳3，其中主板4上设有卡扣开关组件，后壳3设置两个开槽，卡扣开关组件的卡扣7通过开槽嵌在后壳3内，部分露出在表面，卡扣7的上弧面向上，卡扣的侧面留有一柱体，可以***弹簧6，弹簧6与连接在主板上的开关器件8相连(开关器件8与主板连接方式可以是焊接、螺丝固定等方式或多种方式结合)。

当卡扣7受力时，侧面压迫弹簧6，卡扣的柱体压迫开关器件8受力按下；当卡扣7不再受力时，弹簧6反弹卡扣7向外，开关器件8不再受力，弹起。厚薄电池装配时，均会压到卡扣7上弧面使其受力向内缩入。

如图4所示为本发明实施例的卡扣开关的示意图。图中以两个卡扣为例，其中一个卡扣和主板上的开关器件连接作为检测开关以及固定电池作用，另外一个和结构件相连仅作固定电池作用。卡扣侧面有一柱体，当卡扣上弧面收到压力时，柱体向内压迫弹簧并按压开关器件，开关器件状态1改变为状态2。当装好电池开机时，基带处理芯片检测开关器件状态，如果为状态1，则基带处理芯片调用薄电池状态信息并对电池进行管理，如果为状态2，基带处理芯片调用厚电池状态信息并对电池进行管理。

如图5所示为厚薄电池装配到带有卡扣开关识别装置的装配图，薄电池12高度较低，当开关器件8经过薄电池的高度行程后不再受力，卡扣7卡住薄电池12使其不会掉出，弹簧6反弹卡扣7向外弹出，开关器件8不受力未被按下；厚电池11高度较高，当卡扣7在厚电池11卡入后一直受力；卡扣7压迫弹簧6并压下开关器件8，开关器件8受力被按下，状态改变。另外，图5中以两个卡扣为例，其中一个和主板上的开关器件连接作为检测开关以及固定电池作用，另外一个和结构件相连仅作固定电池作用。

如图6所示为带有卡扣开关识别装置的手机终端电池的装配示意图。以两个卡扣为例的手机终端为例，可以看出，当薄电池12装配时卡扣7先缩入，装配好以后卡扣7弹出并卡住薄电池12，此时开关状态为状态1；当厚电池11装配时卡扣7缩入，装配好以后，卡扣7不会弹出，此时开关状态为状态2。

综上所述，本发明利用简单的控制电路和卡扣开关结合，提供了一种准确判断厚薄电池的结构，开关在担负识别功能的同时可以作为卡扣结构固定薄电池，对于不同厚度电池可以使用一套结构件；同时还可调用相应的电池信息对其进行管理。本发明优点在于结构简单，成本低，且能够准确判断出电子设备中的厚薄电池。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

Claims (10)

1.一种识别不同厚度电池的装置，其特征在于，所述装置包括设在靠近电池仓的卡扣开关，以及与所述卡扣开关相连的控制电路；

当所述电子设备中安装薄电池时，所述卡扣开关的状态为通；当所述电子设备中安装厚电池时，所述卡扣开关的状态为断；

所述控制电路根据所述卡扣开关的通断状态，识别所述电子设备中所安装的是薄电池还是厚电池。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述卡扣开关包括卡扣、弹簧件和开关器件，所述卡扣通过开槽嵌在所述电子设备的壳体内，所述卡扣靠近所述电池仓的一侧设有弧形接触面，另一侧设有卡槽；所述弹簧件分别与所述卡槽及所述开关器件相连接；

电池装入电池仓中时，所述电池与所述卡扣一侧的所述弧形接触面接触，并挤压所述卡扣另一侧的弹簧件；

其中，厚电池装入所述电池仓时，所述卡扣被压下，所述弹簧件受到挤压后触发所述卡槽压下所述开关器件；薄电池装入所述电池仓时，所述卡扣未被压下，所述弹簧件的弹力带动所述开关器件弹出。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述控制电路包括基带处理芯片，所述卡扣开关与所述基带处理芯片的GPIO口相连，所述基带处理芯片根据所述GPIO口的电平状态，确定所述卡扣开关的通断状态。

4.如权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，

所述卡扣与所述弹簧件的个数为一个或多个。

5.如权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，

所述控制电路还用于，在识别出所述电子设备中所安装的电池后，分别调用相应的电源管理模块，对所述电子设备的电源进行电量计算和/或电量显示。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述开关器件包括：机械压触式开关、FPC式开关，触针式开关。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述开关器件焊接在所述主板上；

或者，在所述主板上设置金属触点，所述开关器件上的弹脚压触在所述金属触点上；

或者，在所述主板上设置弹脚，所述弹脚压触到所述开关器件的金属触点上。

8.一种识别不同厚度电池的方法，其特征在于，

在电子设备内靠近电池仓处设置与控制电路相连的卡扣开关；

当所述电子设备中安装薄电池时，所述卡扣开关的状态为通；当所述电子设备中安装厚电池时，所述卡扣开关的状态为断；

所述控制电路根据所述卡扣开关的通断状态，识别所述电子设备中所安装的是薄电池还是厚电池。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述控制电路包括基带处理芯片，所述卡扣开关与所述基带处理芯片的GPIO口相连，所述基带处理芯片根据所述GPIO口的电平状态，确定所述卡扣开关的通断状态。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，

所述控制电路还用于，在识别出所述电子设备中所安装的电池后，分别调用相应的电源管理模块，对所述电子设备的电源进行电量计算和/或电量显示。

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