CN103872719A - 减少静置电池耗电的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少静置电池耗电的方法，在不修改硬件线路以及增加电子***额外的负担下，当充电电池在电子***关机，且其输出电流低于一个第一电流值或处于无通信动作并超过一段第一延迟时间时，进入睡眠模式后，控制单元再判断当充电电池的电压低于一个设定电压及/或其相对容量低于一个临界比例值以及输出电流低于一个第二电流值或所述充电电池处于无通信动作且超过一段第二延迟时间时，控制充电电池进入一个省电模式。使充电电池在经过长时间静置时，可以断开所有耗电的回路、元件，以避免充电电池因长期静置耗电所发生的过放电故障的现象。

Description

减少静置电池耗电的方法
技术领域
本发明涉及一种电池控制方法，特别是有关一种可减少静置电池持续耗电的电池电量控制方法。
背景技术
为了提供使用的方便性以及供电的容量，许多电子***都使用充电电池作为电力的来源。其中以锂聚合物为主要原料的充电锂电池又是目前充电电池中，具有高容量密度的成熟产品。一般说来，当充电电池制造组装完成出厂后，通常会先通过先期的插机测试，以确保每一个充电电池在所安装的电子***（如笔记本计算机）能正常运作，然后电子***会关机。然而当充电电池装在电子***时，即使电子***不开机运作，仍会耗掉微量的电流。这些微量电流是因为充电电池与电子***之间的通电回路仍存在，即使电子***关机时的阻抗很大，仍免不了会产生些微的耗电，原因即是通电的回路并未完全断开。
当充电电池出厂时，通常会具有至少充饱容量（full charge capacity,FCC）的40%的电量。如前所述，充电电池出厂后均会通过必要的测试，然后等待运送、一定时间的库存，最后出货到使用者手中开始使用。而在运送到出货到使用者手中前，充电电池的微量耗电现象仍会不断耗掉充电电池的电量。一旦在运送、库存的时间过久使得充电电池的电量消耗到相当低的电量时，即产生过放电现象而有可能造成电池的损坏。
目前公知技术中虽有针对充电电池所设计的省电技术，但这种省电技术是充电电池本身所定义的睡眠模式（sleep mode/power saving）。也就是说，当充电电池的消耗电流低于一个特定值（如20毫安培）超过一段特定时间（如30秒）时，就进入充电电池的睡眠模式，也就是说，充电电池不主动供应电流给装置。然而这种睡眠模式下仍维持着充电电池与电子***之间的通电回路，因此这时充电电池仍会有微量的耗电。
发明内容
为了解决上述在电池出厂后，因为长期静置未使用的持续微量耗电所造成的过放电问题，本发明的实施例中，公开了一种减少静置电池耗电的方法。将充电电池安装在电子***，所述充电电池包含控制单元、电池组以及金氧场效晶体管电路模块，所述金氧场效晶体管电路模块包含放电金氧场效晶体管以及充电金氧场效晶体管。所述方法包含使用所述控制单元执行下列步骤：当所述控制单元侦测到所述电池组的输出电流低于第一电流值且持续时间超过第一延迟时间，或当所述控制单元侦测到所述电池组无通信动作且持续所述第一延迟时间时，控制所述充电电池进入睡眠模式；以及当所述充电电池设置在所述睡眠模式时，且当所述控制单元侦测到所述电池组的电压值低于设定电压或所述电池组的相对容量低于临界比例值、且所述输出电流低于一第二电流值且持续时间超过第二延迟时间或所述电池组无通信动作且持续时间超过所述第二延迟时间时，控制所述充电电池进入省电模式。
本发明所公开的减少静置电池耗电的方法，其中所述控制单元控制所述充电电池进入所述睡眠模式是由所述控制单元断开所述充电金氧场效晶体管，以断开所述充电电池的充电回路，而所述放电金氧场效晶体管持续导通，以维持所述充电电池的放电回路的导通。
本发明所公开的减少静置电池耗电的方法，其中所述控制单元控制所述充电电池进入所述省电模式是由所述控制单元断开所述放电金氧场效晶体管，以断开所述充电电池的放电回路，且所述控制单元自行关闭。
本发明所公开的减少静置电池耗电的方法，其中所述第一电流值是20毫安培，所述第一延迟时间是30秒，所述第二电流值是10毫安培，所述第二延迟时间是48小时，所述临界比例值是3%且所述设定电压是3.3伏特。
本发明所公开的减少静置电池耗电的方法，其中所述第二电流值不大于所述第一电流值。
本发明所公开的减少静置电池耗电的方法，其中所述电子***与所述充电电池的所述控制单元之间另具有唤醒线路，所述方法进一步包括步骤：当所述充电电池进入所述省电模式后，所述电子***通过所述唤醒线路提供电压以启动所述控制单元。
本发明所公开的减少静置电池耗电的方法，其中所述电池组无通信动作为所述充电电池的频率接脚以及数据接脚均维持在低准位或均维持在高准位的状态。
通过本发明所公开的方法，当充电电池在进入睡眠模式后，依据数种判断条件进一步使充电电池进入完全断路的省电模式，使充电电池在长时间未使用的情况下，能够完全消除导通的回路以及控制单元本身的微量耗电，有效避免充电电池因微量耗电所导致的过放电的故障问题，提供充电电池可行的安全机制。
附图说明
图1是本发明的充电电池安装在一个电子***的示意图。
图2是本发明减少静置电池耗电的方法的流程图。
图3是执行本发明方法后，重启充电电池的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
1             电子***                     2             开关
3             唤醒线路                     10            充电电池
12            控制单元                     14            电池组
20            金氧场效晶体管电路模块       22            放电金氧场效晶体管
24            充电金氧场效晶体管           100、200      方法
102～116      步骤                         141           电池单元
143           频率接脚                     145           资料接脚
具体实施方式
请参考图1，图1是一个充电电池安装在一个电子***的示意图。电子***1由充电电池10提供电源。充电电池10包含一个控制单元12、一个电池组14以及一个金氧场效晶体管电路模块20，控制单元12是充电电池10的电池控制集成电路，其与电池组14、金氧场效晶体管电路模块20电连接，并侦测电池组14的各样信息。电池组14由多个彼此串联、并联或串并混合的电池单元141所构成，电池单元141是锂聚合物电池单元。金氧场效晶体管电路模块20包含一个放电金氧场效晶体管22(DXG MOSFET)以及一个充电金氧场效晶体管24(CHG MOSFET)，由控制单元12控制放电金氧场效晶体管22以及充电金氧场效晶体管24的导通与断路。当放电金氧场效晶体管22以及充电金氧场效晶体管24被导通时，充电电池10分别具有一个充电回路L2以及一个放电回路L1。电子***1另通过一个开关2以一个唤醒线路3来启动控制单元12。
请参考图2，图2是本发明在具有充电电池10的电子***1中，可减少静置的充电电池耗电的方法100的流程图，其步骤如下：
步骤102：开始；
步骤104：控制单元判断电池组的输出电流是否低于一个第一电流值且超过一段第一延迟时间，或控制单元是否侦测到电池组无通信动作且持续该第一延迟时间；
步骤106：控制单元控制充电电池进入一个睡眠模式；
步骤108：当充电电池在睡眠模式时，控制单元判断电池组的电压是否低于一个设定电压及/或其相对容量是否低于一个临界比例值，以及输出电流是否低于一个第二电流值且超过一段第二延迟时间或控制单元是否侦测到电池组无通信动作且持续时间超过该第二延迟时间；
步骤110：控制单元控制充电电池进入一个省电模式。
本发明在不修改硬件线路以及增加电子***额外的负担的前提下，由充电电池10内部的控制单元12依据特定的条件判断是否让充电电池10进入省电模式。例如在步骤104、106中，当控制单元12侦测到电池组14的输出电流低于该第一电流值且持续时间超过该第一延迟时间时，控制充电电池10进入该睡眠模式。其中该第一电流值例如可以是20毫安培，而该第一延迟时间是30秒，但本发明不以此为限。换句话说，在充电电池10连接电子***1且并未开机使用的状态下，充电电池10的充电回路L2以及放电回路L1仍然是导通状态，因此仍会产生微量的消耗电流，而这种微量的消耗电流一般来说并不会高于20毫安培。因此当充电电池10连接电子***1且并未开机使用时，在30秒之后即由控制单元12控制充电电池10进入睡眠模式。另外，除了以侦测电池组14的输出电流来判断是否符合进入睡眠模式之外，也可由控制单元12侦测电池组14是否无通信动作且持续该第一延迟时间，其中具体而言，电池组14无通信动作例如可定义为电池组14的一个频率接脚143以及一个数据接脚145均维持在低准位或是均维持在高准位的状态，且持续该第一延迟时间，这样的状态即可被认定为电池组14无通信动作，并可以进入睡眠模式。此处的睡眠模式是由控制单元12断开充电金氧场效晶体管24，这样一来，即会断开充电电池10的充电回路L2。另一方面，放电金氧场效晶体管则22仍处于导通状态，因此充电电池10的放电回路L1仍存在。
在充电电池10进入睡眠模式（步骤106）之后，控制单元12接着继续根据其它条件判断充电电池10是否需进入另一种模式，即前述的省电模式。举例而言，当充电电池10出厂，且通过必要的测试后并关机，在等待运送、一定时间的库存，最后出货到使用者手中开始使用之前，充电电池10在电子***1中会先满足步骤104的条件而进入睡眠模式（步骤106）。由于在睡眠模式中，充电电池10的充电回路L2已经被断开，因此充电电池10在睡眠模式时的输出电流一般来说会更小于未进入睡眠模式时的输出电流，但并不以此为限。进入睡眠模式的充电电池10仍会持续产生微量的耗电，直到当(1)充电电池10的电池组14的电压值小于该设定电压，例如3.3伏特，及/或(2)整个电池组14的相对容量（relative state of capacity,RSOC）在持续耗电之后低于该临界比例值（例如3%），而(3)进入睡眠模式的充电电池10的输出电流不大于该第二电流值（如10毫安培）且(4)超过一段第二延迟时间（例如48小时）或(5)电池组14无通信动作且持续时间超过该第二延迟时间时，则在步骤108中，控制单元12即判断在睡眠模式中的充电电池10可/需进入该省电模式，以避免充电电池10过放电而造成完全无法使用的问题。
此处特别要说明的是，在步骤108中，本发明可以使用几个不同的判断步骤的组合来判断是否需让充电电池10进入该省电模式。例如其中一种组合是：(1)电池组14的电压值小于该设定电压以及(3)输出电流不大于该第二电流值且(4)超过一段第二延迟时间。另一种组合可以是：(2)电池组14的相对容量低于该临界比例值以及(5)电池组14无通信动作且持续时间超过该第二延迟时间。另一种组合也可以是：(1)电池组14的电压值小于该设定电压同时(2)电池组14的相对容量低于该临界比例值，而(3)输出电流不大于该第二电流值且(4)超过一段第二延迟时间。另一种组合也可以是：(1)电池组14的电压值小于该设定电压同时(2)电池组14的相对容量低于该临界比例值，而(5)电池组14无通信动作且持续时间超过该第二延迟时间。由上可知，本发明在步骤108中使用多种针对不同条件的判定的组合，而决定是否进入步骤110的省电模式。其中上述的组合例子仅作为说明，本发明的步骤108当可依据上述的各种判定条件产生更多的组合，并不以上述的说明为限。
当进入步骤110的省电模式时，控制单元12会进一步断开放电金氧场效晶体管22。换句话说，控制单元12即会断开充电电池10的放电回路L1，同时控制单元12本身也自行关闭。这样一来，进入省电模式的充电电池10的所有回路均被断开，而控制单元12也自行关闭不会耗电。因此省电模式下的充电电池10可以完全不消耗电池组14的电力，以避免充电电池10过放电的问题。其中将该临界比例值设为3%或其它较低的数值，可避免只有在充电电池10电量极低而确定不能使用时再运行本方法，但不以此为限。至于在一般使用下，电池组14的相对容量并未过低但仍可使用时，本方法不会控制充电电池10进入省电模式，避免造成使用上的不便。
请参考图3，图3是执行本发明方法后，重启充电电池的方法200，其步骤如下：
步骤110：控制单元控制充电电池进入一个省电模式；
步骤112：致动电子***中的开关以产生一个启动电压；
步骤114：启动电压通过唤醒线路启动控制单元；
步骤116：控制单元启动运作并导通放电金氧场效晶体管以及充电金氧场效晶体管。
其中启动电压优选地是6伏特，但不以此为限。
本发明的减少静置电池耗电的方法，在不修改硬件线路以及增加电子***额外的负担下，当充电电池在电子***关机，且其输出电流低于一个第一电流值或处于无通信动作并超过一段第一延迟时间时，进入睡眠模式后，控制单元再判断当充电电池的电压低于一个设定电压及/或其相对容量低于一个临界比例值以及输出电流低于一个第二电流值或该充电电池处于无通信动作且超过一段第二延迟时间时，控制充电电池进入一个省电模式。使充电电池在经过长时间静置时，可以断开所有耗电的回路、元件，以避免充电电池因长期静置耗电所发生的过放电故障的现象。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减少静置电池耗电的方法，充电电池安装在电子***中，所述充电电池包含控制单元、电池组以及金氧场效晶体管电路模块，所述金氧场效晶体管电路模块包含放电金氧场效晶体管以及充电金氧场效晶体管，所述方法包含使用所述控制单元执行下列步骤：
当所述控制单元侦测到所述电池组的输出电流低于第一电流值且持续时间超过第一延迟时间，或当所述控制单元侦测到所述电池组无通信动作且持续所述第一延迟时间时，控制所述充电电池进入睡眠模式；以及
当所述充电电池设置在所述睡眠模式时，且当所述控制单元侦测到所述电池组的电压值低于设定电压或所述电池组的相对容量低于临界比例值、且所述输出电流低于第二电流值且持续时间超过第二延迟时间或所述电池组无通信动作且持续时间超过所述第二延迟时间时，控制所述充电电池进入省电模式。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述控制单元控制所述充电电池进入所述睡眠模式是由所述控制单元断开所述充电金氧场效晶体管，以断开所述充电电池的充电回路，而所述放电金氧场效晶体管持续导通，以维持所述充电电池的放电回路的导通。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述控制单元控制所述充电电池进入所述省电模式是由所述控制单元断开所述放电金氧场效晶体管，以断开所述充电电池的放电回路。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述控制单元控制所述充电电池进入所述省电模式进一步包括步骤：所述控制单元自行关闭。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一电流值是20毫安培，所述第一延迟时间是30秒。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二电流值是10毫安培，所述第二延迟时间是48小时。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述临界比例值是3%且所述设定电压是3.3伏特。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述电子***与所述充电电池的所述控制单元之间另具有唤醒线路，所述方法进一步包括步骤：当所述充电电池进入所述省电模式后，所述电子***通过所述唤醒线路提供电压以启动所述控制单元。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述第二电流值不大于所述第一电流值。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述电池组无通信动作是所述电池组的频率接脚以及数据接脚均维持在低准位或均维持在高准位的状态。
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