TWI474575B - 電池組、控制電池單元的方法及其電子系統 - Google Patents
電池組、控制電池單元的方法及其電子系統 Download PDFInfo
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Description
本發明係有關一種電子系統,尤其是一種電池組及控制電池單元的方法及其電子系統。
含有多個電池單元的可重複充電電池組在電子設備(例如,手機、以及筆記本電腦)中被廣泛運用。充電器將電池組耦接至電源插口為電池組充電。可重複充電的電池組通常包括初級保護電路,以避免電池組進入過壓狀態。例如,在充電過程中,如果一個電池單元的電壓大於預設的電壓臨限值VTH1
,初級保護電路透過關斷耦接至電池組和充電器間的充電開關來終止充電操作。一些電池組還包括次級保護電路,與初級保護電路一同構成電池組的雙重保護。
圖1所示為現有技術中的電池系統100的示意圖。電池系統100包括一次級保護電路101。次級保護電路101包括比較器106_1-106_4、比較器114、或閘108、開關110、開關112、開關120、電流產生器116、電流產生器118和模式選擇電路104。比較器106_1-106_4透過引腳VC1-VC4和引腳GND監測多個電池單元102_1-102_4的電壓,並分別比較各電池單元的電壓以及電壓臨限值VTH2
。電壓臨限值VTH2
大於電壓臨限值VTH1
。如果每個電池單元的電壓均小於電壓臨限值VTH2
,比較器106_1-106_4重設或閘108,進而導通開關110並關斷開關112。因此,耦接至引腳CD的電容CDELAY
放電,電容CDELAY
兩端的電壓VC
降低。如果其中一個電池單元的電壓大於電壓臨限值VTH2
(表示該電池單元處於過壓狀態),對應的比較器設定或閘108,進而導通開關112並關斷開關110。因此,產生一電流IC
為電容CDELAY
充電,電容CDELAY
兩端的電壓VC
相應上升。當電壓VC
上升到電壓臨限值VTH3
時,比較器114導通開關122。因此,產生電流IFUSE
熔斷耦接於電池單元102_1-102_4和充電器126之間的保險絲124。
因此,當有過壓狀態發生(例如,一個電池單元的電壓超過電壓臨限值VTH1
),如果初級保護電路未能終止充電操作,或過壓狀態更加嚴重(例如,該電池單元的電壓保持高於電壓臨限值VTH2
的時間大於時間臨限值TTH
),則次級保護電路101熔斷保險絲124,終止充電操作,使得電池單元102_1-102_4免受損壞。
模式選擇電路104比較引腳VDD和引腳VC1之間的電壓差值VDIFF
(例如,VDIFF
=VVDD
-VVC1
)與電壓臨限值VTH4
,並據此在正常模式和測試模式之間選擇次級保護電路101的工作模式。在圖1中,電壓差值VDIFF
小於電壓臨限值VTH4
。因此,模式選擇電路104工作於正常模式,開關120關斷。由於為電容CDELAY
充電的電流IC
等於電流產生器118所’產生的電流I1,則時間臨限值TTH
等於(CDELAY
*VTH3
)/I1。
圖2所示為現有技術中的測試系統200的示意圖。測試系統200測試次級保護電路101。圖2與圖1中編號相同的元件具有類似的功能。測試系統200包括信號產生器202,在引腳VC1-VC4、引腳GND以及引腳VDD上產生測試信號。測試系統200還包括信號分析器204,根據引腳OUT的輸出信號判斷次級保護電路101是否正常工作。在操作中,信號產生器202使得引腳VDD上的電壓大於引腳VC1上的電壓與電壓臨限值VTH4
之和。因此,模式選擇電路104導通開關120,進而將次級保護電路101切換至測試模式。在測試模式下,電流IC
'等於電流產生器118所產生的電流I1與電流產生器116產生的電流I2之和。因此,時間臨限值TTH
'等於(CDELAY
*VTH3
)/(I1+I2),則測試模式下的時間臨限值TTH
'小於正常模式下的時間臨限值TTH
。因此,縮短了測試次級保護電路101所需的時間。
然而,由於引腳VC1上的電壓VVC1
大致等於電池單元102_1-102_4的電壓總和,信號產生器202產生的電壓VVDD
需要大於電壓VVC1
與電壓臨限值VTH4
之和。在某些情況下,圖1中的次級保護電路101的週邊元件耦接至正在進行測試的次級保護電路101,則引腳VDD上相對高的電壓VVDD
可能會損壞電容CVD
或縮短電容CVD
的壽命。
此外,在正常模式下,當充電器126耦接至電源插口時或當負載耦接至電池單元102_1-102_4時,電壓VVDD
可能產生暫態脈衝。換言之,在相對較短的時間間隔內,電壓VVDD
可能大於電壓VVC1
與臨限值VTH4
之和。因此,即使次級保護電路101工作於正常模式而非測試模式,模式選擇電路104仍可能錯誤地把次級保護電路101切換至測試模式,進而導致時間臨限值從TTH
縮短至TTH
',降低了次級保護電路101的準確性。
本發明要解決的技術問題在於提供一種電池系統及控制電池單元的方法,以準確控制次級保護電路在正常模式和測試模式之間切換。
為解決上述技術問題,本發明提供了一種電池組,包括:多個電池單元,該多個電池單元具有多個參數;以及具有一引腳的一控制電路,該控制電路根據該些參數判斷該多個電池單元是否處於一狀態,並比較該引腳處的一電壓和一第一電壓臨限值,且根據一比較結果在一第一模式和一第二模式之間選擇其一,其中,在該第一模式下,該控制電路比較該引腳處的該電壓和一第二電壓臨限值,並基於一比較結果產生一控制信號,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第一時間臨限值,該控制電路產生該控制信號,且其中,在該第二模式下,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第二時間臨限值,該控制電路產生該控制信號。
本發明還提供了一種電子系統,包括:一控制電路,接收多個輸入電壓,並根據每一該輸入電壓與一參考電壓的一比較結果判斷該多個輸入電壓是否處於一狀態;其中,該控制電路包括一控制引腳,該控制電路比較該控制引腳處的一電壓和一第一電壓臨限值,並據此在一正常模式和一測試模式之間選擇其一,其中,在該正常模式下,該控制電路比較該控制引腳處的該電壓和一第二電壓臨限值,並產生一輸出信號,如果該多個輸入電壓處於該狀態的時間達到一第一時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號,其中,在該測試模式下,如果該多個輸入電壓處於該狀態的時間達到一第二時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號。
本發明還提供了一種控制多個電池單元的方法,包括:利用一控制電路根據該多個電池單元的電壓判斷該多個電池單元是否處於一狀態,其中,該控制電路包括一引腳;比較該引腳處的一電壓和一第一電壓臨限值;根據一比較結果為該控制電路在多個模式之間選擇一工作模式,其中,該多個模式包括一第一模式和一第二模式;在該第一模式下,根據該引腳處的該電壓和一第二電壓臨限值的比較結果產生一輸出信號,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第一時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號;以及在該第二模式下,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第二時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述,但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地,本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外,在以下對本發明的詳細描述中,為了提供針對本發明的完全的理解,提供了大量的具體細節。然而,於本技術領域中具有通常知識者將理解,沒有這些具體細節,本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中,對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述,以便於凸顯本發明之主旨。
圖3所示為根據本發明一個實施例的電池系統300的示意圖。電池系統300包括電池單元302_1-302_4、控制電路304、開關312、電容314、保險絲316和充電器320。在充電期間,充電器320耦接至電源插口,並透過電力線350提供輸出電能,為串聯耦接的電池單元302_1-302_4充電。控制電路304包括引腳VC1-VC4、引腳GND、引腳CD、引腳VDD以及引腳OUT。控制電路304透過引腳VC1-VC4監測電池單元302_1-302_4的參數,並據此判斷電池單元302_1-302_4是處於正常狀態還是處於異常狀態。電池單元302_1-302_4的異常狀態包括過壓狀態、欠壓狀態或過溫狀態,但並不以此為限。在一個實施例中,如果電池單元302_1-302_4處於異常狀態的時間等於或大於時間臨限值TTH
,則控制電路304產生控制信號330,控制信號330指示電池單元302_1-302_4處於異常狀態。換言之,如果控制電路304監測到電池單元302_1-302_4處於異常狀態,控制電路304設置一延遲時間(例如,延遲時間等於時間臨限值TTH
)。如果延遲時間結束後電池單元302_1-302_4仍保持異常狀態,則控制電路304產生控制信號330。控制信號330導通耦接至引腳OUT的開關312,使得電流IFUSE
流過耦接至充電器320和電池單元302_1302_4之間的保險絲316。由此,保險絲316熔斷,充電操作終止。
電池單元302_1-302_4可為鋰離子/聚合物電池單元、鉛酸電池單元、鎳鎘/鎳氫電池單元或超級電容,但並不以此為限。為方便說明,圖3的實施例包括四個電池單元,但本技術領域中具有通常知識者應該知道,電池系統300可包括其他數目的電池單元。電池單元302_1-302_4具有參數。電池單元302_1-302_4的參數包括電池單元的電荷狀態(State of Charge,SOC)、電池單元的電壓或電池單元的容量,但並不以此為限。為方便說明,在以下描述中,電池單元302_1-302_4的參數為電池單元的電壓,電池單元302_1-302_4的異常狀態為過壓狀態。然而,在本發明的實施例中,其他參數和其他狀態也能被視為本發明所需的參數和異常狀態。
在圖3所示的實施例中,控制電路304包括監測電路306、延遲電路308和模式選擇電路310。控制電路304的引腳VC1-VC4透過多個RC濾波器耦接至電池單元302_1-302_4。例如,引腳VC1透過包括電阻R5和電容C5的RC濾波器耦接至電池單元302_1的正極;引腳VC2透過包括電阻R6和電容C6的RC濾波器耦接至電池單元302_2的正極;引腳VC3透過包括電阻R7和電容C7的RC濾波器耦接至電池單元302_3的正極;以及,引腳VC4透過包括電阻R8和電容C8的RC濾波器耦接至電池單元302_4的正極。
在一個實施例中,監測電路306接收引腳VC1-VC4上的信號,以獲得電池單元302_1-302_4的電壓資訊。由此,監測電路306判斷電池單元302_1-302_4是否正處於過壓狀態。如果監測電路306監測到過壓狀態,則產生開關控制信號342和開關控制信號344。延遲電路308透過RC濾波器322耦接至電力線350,以接收來自電力線350的電能。延遲電路308接收到開關控制信號342和開關控制信號344後決定時間臨限值TTH
。
控制電路304可工作於正常模式和測試模式,並根據控制電路304所處於的工作模式來決定時間臨限值TTH
。在一個實施例中,模式選擇電路310耦接至引腳CD,以監測引腳CD上的電壓VC
,並據此在正常模式和測試模式之間切換控制電路304的工作模式。在正常模式下,開關控制信號342和開關控制信號344控制延遲電路308,以產生流過電容314的電流IC
。電容314透過引腳CD耦接至延遲電路308。在一個實施例中,電流IC
為電容314充電,使得電容314兩端的電壓VC
上升。延遲電路308根據電壓VC
決定正常模式下的時間臨限值TTH
(例如,表示為TTH_NORMAL
)。在測試模式下,開關控制信號342和開關控制信號344控制延遲電路308,提供與正常模式下時間臨限值TTH_NORMAL
不同的時間臨限值TTH
(例如,表示為TTH_TEST
)。在一個實施例中,時間臨限值TTH_TEST
小於時間臨限值TTH_NORMAL
。
因此,在正常模式下,如果電池單元302_1-302_4處於過壓狀態的時間等於或大於時間臨限值TTH_NORMAL
,延遲電路308產生控制信號330。在測試模式下,如果電池單元處於過壓狀態的時間等於或大於時間臨限值TTH_TEST
,延遲電路308產生控制信號330。控制電路304的操作將在圖4和圖5中進行詳細描述。
有利之處在於,控制電路304根據引腳CD上的電壓而非引腳VDD上的電壓切換工作模式。因此,模式選擇不受引腳VDD的異常狀態或雜訊影響。例如,如圖3所示,在充電期間,即使引腳VDD的電壓有暫態脈衝,控制電路304仍可保持在正常模式。因此,提高了控制電路304的準確性。
圖4所示為根據本發明的實施例的控制電路304的電路圖。圖4與圖3中編號相同的元件具有類似的功能。圖4將結合圖3進行描述。
在圖4所示的實施例中,監測電路306包括比較器402_1-402_4以及或閘404。比較器402_1-402_4的多個輸入端耦接至引腳VC1-VC4以及引腳GND。更具體地說,比較器402_1的非反相輸入端耦接至引腳VC1,其反相輸入端透過電壓源S1耦接至引腳VC2;比較器402_2的非反相輸入端耦接至引腳VC2,其反相輸入端透過電壓源S2耦接至引腳VC3;比較器402_3的非反相輸入端耦接至引腳VC3,其反相輸入端透過電壓源S3耦接至引腳VC4;比較器402_4的非反相輸入端耦接至引腳VC4,其反相輸入端透過電壓源S4耦接至引腳GND。
電壓源S1-S4產生電壓臨限值VTH2
。因此,比較器402_1-402_4比較對應電池單元的電壓和電壓臨限值VTH2
,並據此在對應的輸出端產生輸出信號。或閘404的輸入端分別耦接至比較器402_1-402_4的輸出端,或閘404的非反相輸出端和反相輸出端分別產生開關控制信號342和開關控制信號344。更具體地說,在一個實施例中,如果每個電池單元的電壓均小於電壓臨限值VTH2
(指示電池單元處於正常狀態),開關控制信號342為邏輯低電位,開關控制信號344為邏輯高電位。如果一個或多個電池單元的電壓大於電壓臨限值VTH2
(指示電池單元處於過壓狀態),開關控制信號342為邏輯高電位,開關控制信號344為邏輯低電位。
在一個實施例中,延遲電路308包括電流源406、開關408、開關410、開關412、開關414、電容416和比較器418。開關控制信號342和開關控制信號344分別控制開關408和開關410。在一個實施例中,如果開關控制信號342為邏輯低電位且開關控制信號344為邏輯高電位(指示電池單元處於正常狀態),則關斷開關408且導通開關410。如果開關控制信號342為邏輯高電位且開關控制信號344為邏輯低電位(指示電池單元處於過壓狀態),則導通開關408且關斷開關410。
電流源406透過開關408耦接至節點N1,產生電流IC
。串聯耦接的開關412和電容416耦接至節點N1和引腳GND之間。開關410耦接至節點N1和引腳GND之間。開關414耦接至節點N1和引腳CD之間。比較器418比較節點N1處的電壓VNODE
和電壓臨限值VTH3
,並據此產生控制信號330。
在一個實施例中,模式選擇電路310包括比較器422、緩衝器424和正反器426。比較器422的非反相輸入端耦接至引腳CD。比較器422比較引腳CD處的電壓VC
和電壓臨限值VTH4
,並據此產生比較信號COMP。在一個實施例中,電壓臨限值VTH4
大於電壓臨限值VTH3
,且小於電池單元302_1-302_4的電壓總和。緩衝器424緩衝比較信號COMP,並將比較信號COMP輸送至正反器426的輸入端S。正反器426包括耦接至引腳OUT的輸入端R,接收控制信號330。
正反器426根據比較信號COMP輸出模式選擇信號430和模式選擇信號432,進而在正常模式和測試模式之間切換控制電路304的工作模式。更具體地說,在一個實施例中,模式選擇信號430和模式選擇信號432分別控制開關412和開關414。如果電壓VC
小於電壓臨限值VTH4
,則模式選擇信號432導通開關414,模式選擇信號430關斷開關412,進而選擇正常模式。因此,當監測到過壓狀態(例如,開關408導通且開關410關斷)時,電流IC
流過耦接至引腳CD的電容314。因此,節點N1的電壓VNODE
根據電容314兩端的電壓VC
而上升。當電壓VNODE
上升至電壓臨限值VTH3
時,比較器418在引腳OUT產生控制信號330(例如,邏輯高電位)。因此,在正常模式下,時間臨限值TTH
_NORMAL
可由方程式(1)表示:
TTH_NORMAL
=C314
*VTH3
/IC
(1)
其中,C314
表示電容314的電容值。
如果電壓VC
大於電壓臨限值VTH4
,則模式選擇信號432關斷開關414,模式選擇信號430導通開關412,進而選擇測試模式。因此,當監測到過壓狀態(例如,開關408導通且開關410關斷)時,電流IC
流過電容416。因此,電壓VNODE
根據電容416兩端的電壓而上升。因此,在測試模式下,時間臨限值TTH_TEST
可由方程式(2)表示:
TTH_TEST
=C416
*VTH3
/IC
(2)
其中,C416
表示電容416的電容值。在一個實施例中,C416
的值小於C314
的值。基於方程式(1)和方程式(2),測試模式下的時間臨限值TTH_TEST
小於正常模式下的時間臨限值TTH_NORMAL
。監測電路306和模式選擇電路310可具有其他結構,且不限於圖4中的實施例。
圖5所示為根據本發明實施例的控制電路304的另一電路圖。圖5與圖3和圖4中編號相同的元件具有類似的功能。圖5將結合圖3和圖4進行描述。
在圖5所示的實施例中,延遲電路308包括電流源506、電流源514、開關408、開關410、開關512和比較器418。監測電路306產生開關控制信號342和開關控制信號344,分別控制開關408和開關410。模式選擇電路310產生模式選擇信號430來控制開關512,進而在正常模式和測試模式之間切換控制電路304的工作模式。更具體地說,在一個實施例中,如果電壓VC
小於電壓臨限值VTH4
,模式選擇信號430關斷開關512,以選擇正常模式。因此,當監測到過壓狀態時,電流I1流過電容314。因此,在正常模式下,時間臨限值TTH_NORMAL
可由方程式(3)表示:
TTH_NORMAL
=C314
*VTH3
/I1 (3)
如果電壓VC
大於電壓臨限值VTH4
,模式選擇信號430導通開關512來選擇測試模式。因此,當監測到過壓狀態時,電流I1和電流I2均流過電容314。因此,在測試模式下,時間臨限值TTH_TEST
可由方程式(4)表示:
TTH_TEST
=C314
*VTH3
/(I1+I2) (4)
基於方程式(3)和方程式(4),測試模式下的時間臨限值TTH_TEST
小於正常模式下的時間臨限值TTH_NORMAL
。延遲電路308可具有其他結構,且不限於圖4和圖5中的實施例。
因此,如圖4和圖5所示,控制電路304根據引腳CD上的電壓VC
選擇性地工作於正常模式或測試模式。如圖3所示,控制電路304在充電期間耦所示電池單元302_1-302_4。由於電壓臨限值VTH3
小於電壓臨限值VTH4
,電壓VC
小於電壓臨限值VTH4
,在充電期間,控制電路304工作於正常模式,以提供時間臨限值TTH_NORMAL
。因此,當監測到過壓狀態時,控制電路304在產生控制信號330之前能夠有足夠的延遲時間,例如,延遲時間等於TTH_NORMAL
。有利之處在於,VDD引腳上的異常狀態或雜訊(例如,暫態脈衝)將會不影響模式選擇。因此,提高了控制電路304的準確性。
圖6所示為根據本發明的實施例的測試控制電路304的測試系統600的示意圖。圖6與圖3中編號相同的元件具有類似的功能。圖6將結合圖3-圖5進行描述。在圖6所示的實施例中,測試系統600包括信號產生器602和信號分析器604。信號產生器602將多個測試信號612_1-612_5送入引腳VC1-VC4以及引腳GND,進而模擬電池單元302_1-302_4的電壓。例如,測試信號612_1-612_5可模擬正常狀態和過壓狀態。信號產生器602將驅動電壓616送至引腳VDD來驅動控制電路304。信號分析器604接收控制信號330,並據此判斷控制電路304是否正常工作,例如,如果控制電路304處於過壓狀態的時間超過時間臨限值TTH
,則信號分析器604檢查控制電路304是否產生控制信號330。
有利之處在於,信號產生器602在測試系統600的啟動階段為引腳CD提供觸發電壓618。觸發電壓618大於電壓臨限值VTH4
,進而將控制電路304切換至測試模式。因此,時間臨限值TTH
等於TTH_TEST
,而TTH_TEST
小於TTH_NORMAL
。因此,當控制電路304在測試模式下監測到過壓狀態時,控制電路304的延遲時間小於正常充電期間的延遲時間。因此,縮短了測試控制電路304的總時間,進而降低了控制電路304的測試成本。
此外,電壓臨限值VTH4
的值大於VTH3
且小於電池單元302_1-302_4的電壓總和。因此,引腳CD處的觸發電壓618小於或等於電池單元302_1-302_4的電壓總和。此外,引腳VDD處的驅動電壓616小於或等於電池單元302_1-302_4的電壓總和。換言之,信號產生器602無需產生具有相對較高電壓值的電壓,例如,大於302_1-302_4的電壓總和的電壓。因此,控制電路304的週邊元件(例如,電容CVD
)將免受損傷且延長壽命。
圖7所示為根據本發明實施例的電池系統執行操作方法的流程圖700。本發明實施例以電池系統300的結構為例,圖7將結合圖3-圖6進行描述。儘管圖7公開了某些特定的步驟,但這些步驟僅僅作為示例。本發明同樣適用於圖7所示步驟的變形或其他步驟。
在步驟702中,控制電路(例如,控制電路300)根據多個電池單元(例如,電池單元302_1-302_4)的電壓判斷電池單元是否處於一種異常狀態(例如,過壓狀態)。控制電路包括控制引腳(例如,引腳CD)。
在步驟704中,比較控制引腳處的電壓(例如,VC
)與第一電壓臨限值(例如,VTH4
),並根據比較結果為控制電路在第一模式(例如,正常模式)和第二模式(例如,測試模式)之間選擇工作模式。在一個實施例中,信號產生器(例如,信號產生器602)提供大於第一電壓臨限值的測試電壓,以使控制電路工作於第二模式。
在步驟706中,在第一模式下,根據控制引腳處的電壓和第二電壓臨限值(例如,VTH3
)的比較結果產生輸出信號(例如,控制信號330),如果電池單元處於異常狀態的時間達到第一時間臨限值(例如,TTH_NORMAL
),則產生輸出信號。
在步驟708中,在第二模式下,如果電池單元處於異常狀態的時間達到第二時間臨限值(例如,TTH_TEST
),則產生輸出信號。在一個實施例中,在第一模式下,產生第一電流流過耦接至控制引腳的電容(例如,電容314);在第二模式下,產生第二電流流過耦接至控制引腳的電容,其中,第二電流的電流值大於第一電流的電流值;在第二模式下,比較控制引腳處的電壓和第二電壓臨限值,進而產生輸出信號。在另一個實施例中,在第一模式下,電流流過耦接至控制引腳的第一電容(例如,電容314);在第二模式下,電流流過第二電容(例如,電容416),其中,第二電容的電容值小於第一電容的電容值;在第二模式下,比較第二電容的電壓和第二電壓臨限值,進而產生輸出信號。
採用本發明的電池系統,由於模式選擇基於控制引腳上的電壓而非基於接收輸入電源的電源引腳上的電壓,模式選擇不受電源引腳的異常狀態或雜訊所影響。例如,在充電期間,即使電源引腳發生暫態脈衝,控制電路仍保持在正常模式。因此,提高了控制電路的準確性。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然,在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解,本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此,在此披露之實施例僅用於說明而非限制,本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定,而不限於此前之描述。
100...電池系統
101...次級保護電路
102_1-102_4...電池單元
104...模式選擇電路
106_1-106_4...比較器
108...或閘
110...開關
112...開關
114...比較器
116...電流產生器
118...電流產生器
120...開關
122...開關
124...保險絲
126...充電器
200...測試系統
202...信號產生器
204...信號分析器
300...電池系統
302_1-302_4...電池單元
304...控制電路
306...監測電路
308...延遲電路
310...模式選擇電路
312...開關
314...電容
316...保險絲
320...充電器
322...濾波器
330...控制信號
342...開關控制信號
344...開關控制信號
350...電力線
402_1-402_4...比較器
404...或閘
406...電流源
408...開關
410...開關
412...開關
414...開關
416...電容
418...比較器
422...比較器
424...緩衝器
426...正反器
430...模式選擇信號
432...模式選擇信號
506...電流源
512...開關
514...電流源
600...測試系統
602...信號產生器
604...信號分析器
612_1-612_5...測試信號
616...驅動電壓
618...觸發電壓
700...流程圖
702...步驟
704...步驟
706...步驟
708...步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述,以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中:
圖1所示為現有技術中的包含次級保護電路的電池系統的示意圖。
圖2所示為現有技術中的測試次級保護電路的測試系統的示意圖。
圖3所示為根據本發明實施例的電池系統的示意圖。
圖4所示為根據本發明實施例的控制電路的電路圖。
圖5所示為根據本發明實施例的控制電路的另一電路圖。
圖6所示為根據本發明實施例的測試系統的示意圖。
圖7所示為根據本發明實施例的電池系統操作方法的流程圖。
300...電池系統
302_1-302_4...電池單元
304...控制電路
306...監測電路
308...延遲電路
310...模式選擇電路
312...開關
314...電容
316...保險絲
320...充電器
322...濾波器
330...控制信號
342...開關控制信號
344...開關控制信號
350...電力線
Claims (21)
- 一種電池組,包括:多個電池單元,該多個電池單元具有多個參數;以及一控制電路,該控制電路包括一控制引腳和一電源引腳,該電源引腳用於輸入該控制電路的一驅動電壓,該控制電路根據該多個參數判斷該多個電池單元是否處於一狀態,並比較該控制引腳處的一電壓和一第一電壓臨限值,且根據一比較結果在一第一模式和一第二模式之間選擇其一,其中,在該第一模式下,該控制電路比較該控制引腳處的該電壓和一第二電壓臨限值,並基於一比較結果產生一控制信號,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第一時間臨限值,該控制電路產生該控制信號,且其中,在該第二模式下,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第二時間臨限值,該控制電路產生該控制信號。
- 如申請專利範圍第1項的電池組,其中,該參數包括該多個電池單元的多個電壓,該狀態包括一過壓狀態。
- 如申請專利範圍第1項的電池組,其中,該控制電路還包括:一延遲電路,當該控制電路工作於該第一模式時,該延遲電路產生一第一電流流過耦接至該控制引腳的一電容;且其中,當該控制電路工作於該第二模式時,該延遲電路產生一第二電流流過該電容。
- 如申請專利範圍第3項的電池組,其中,該延遲電路包括:一對電流源,分別產生一第三電流和一第四電流,其中,該第一電流的電流值等於該第三電流的電流值;該第二電流的電流值等於該第三電流與第四電流的電流值之和。
- 如申請專利範圍第1項的電池組,其中,該控制電路還包括:一延遲電路,當該控制電路處於該第一模式時,該延遲電路導通一第一電流通路,一電流流過耦接至該控制引腳的一第一電容;當該控制電路處於該第二模式時,該延遲電路導通一第二電流通路,該電流流過一第二電容,其中,該第二電容耦接至該控制電路的一接地引腳。
- 如申請專利範圍第5項的電池組,其中,該第二電容的電容值小於該第一電容的電容值。
- 如申請專利範圍第1項的電池組,其中,該第一電壓臨限值小於該多個電池單元的電壓總和。
- 如申請專利範圍第1項的電池組,還包括:一保險絲,耦接至該多個電池單元和一充電器之間,該保險絲被熔斷以回應該控制信號。
- 一種電子系統,包括:一控制電路,接收多個輸入電壓,並根據每一該輸入電壓與一參考電壓的一比較結果判斷該多個輸入電壓是否處於一狀態; 其中,該控制電路包括一控制引腳和一電源引腳,該電源引腳用於輸入該控制電路的一驅動電壓,該控制電路比較該控制引腳處的一電壓和一第一電壓臨限值,並據此在一正常模式和一測試模式之間選擇其一,其中,在該正常模式下,該控制電路比較該控制引腳處的該電壓和一第二電壓臨限值,並產生一輸出信號,如果該多個輸入電壓處於該狀態的時間達到一第一時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號,其中,在該測試模式下,如果該多個輸入電壓處於該狀態的時間達到一第二時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號。
- 如申請專利範圍第9項的電子系統,還包括:一信號產生器,耦接至該控制電路的該控制引腳,該信號產生器為該控制引腳提供大於該第一電壓臨限值的一測試電壓。
- 如申請專利範圍第10項的電子系統,其中,該測試電壓小於或等於該多個輸入電壓之總和。
- 如申請專利範圍第9項的電子系統,還包括:一信號產生器,耦接至該控制電路,該信號產生器提供該多個輸入電壓。
- 如申請專利範圍第9項的電子系統,還包括:一第一電容,耦接至該控制引腳,在該正常模式下,該控制電路提供一第一電流流過該第一電容。
- 如申請專利範圍第13項的電子系統,其中,在該測試模式下,該控制電路提供一第二電流流過該第一電 容,其中,該第二電流大於該第一電流,且其中,該控制電路比較該控制引腳處的該電壓與該第二電壓臨限值,並據此產生該輸出信號。
- 如申請專利範圍第13項的電子系統,其中,該控制電路還包括:一第二電容,該第二電容耦接至該控制電路的一接地引腳,該第二電容的電容值小於該第一電容的電容值,在該測試模式下,該控制電路提供該第一電流流過該第二電容,且該控制電路比較該第二電容兩端的電壓與該第二電壓臨限值,並據此產生該輸出信號。
- 如申請專利範圍第9項的電子系統,其中,該第一電壓臨限值小於該多個輸入電壓之總和,且大於該第二電壓臨限值。
- 如申請專利範圍第9項的電子系統,還包括:一信號產生器,產生小於或等於該多個輸入電壓之總和的一電源電壓,為該控制電路供電。
- 一種控制多個電池單元的方法,包括:利用一控制電路根據該多個電池單元中的至少一個電壓判斷該多個電池單元是否處於一狀態,其中,該控制電路包括一控制引腳和一電源引腳,該電源引腳用於輸入該控制電路的一驅動電壓;比較該控制引腳處的一電壓和一第一電壓臨限值;根據一比較結果為該控制電路在多個模式之間選擇一工作模式,其中,該多個模式包括一第一模式和一第二模式; 在該第一模式下,根據該控制引腳處的該電壓和一第二電壓臨限值的比較結果產生一輸出信號,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第一時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號;以及在該第二模式下,如果該多個電池單元處於該狀態的時間達到一第二時間臨限值,該控制電路產生該輸出信號。
- 如申請專利範圍第18項的控制多個電池單元的方法,還包括:當該控制電路工作於該第一模式時,產生一第一電流,流過耦接至該控制引腳的一電容;當該控制電路工作於該第二模式時,產生一第二電流,流過該電容,其中,該第二電流的電流值大於該第一電流的電流值;以及在該第二模式下,比較該控制引腳處的該電壓與該第二電壓臨限值,並據此產生該輸出信號。
- 如申請專利範圍第18項的控制多個電池單元的方法,還包括:當該控制電路工作於該第一模式時,導通一第一電流通路,一電流流過耦接至該控制引腳的一第一電容;當該控制電路工作於該第二模式時,導通一第二電流通路,該電流流過一第二電容,其中,該第二電容耦接至該控制電路的一接地引腳,該第二電容的電容值小於該第一電容的電容值;以及在該第二模式下,比較該第二電容的一電壓和該第二 電壓臨限值,並據此產生該輸出信號。
- 如申請專利範圍第18項的控制多個電池單元的方法,還包括:提供大於該第一電壓臨限值的一測試電壓。
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