專(zhuān)利名稱(chēng)：監(jiān)視信號(hào)輸出電路、電池組、電池電壓監(jiān)視電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于輸出一個(gè)監(jiān)視信號(hào)來(lái)監(jiān)視電池電壓的監(jiān)視信號(hào)輸出電路、具有一個(gè)監(jiān)視信號(hào)輸出功能的電池組、根據(jù)監(jiān)視信號(hào)監(jiān)視電池電壓的電池電壓監(jiān)視電路、一個(gè)電池系統(tǒng)和裝置，每一個(gè)系統(tǒng)和裝置具有一個(gè)電池和電池電壓的監(jiān)視功能、用于監(jiān)視電池電壓的電池電壓監(jiān)視方法、和用于存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序的電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)。
很多便攜式電子設(shè)備如筆記本式個(gè)人電腦以及類(lèi)似設(shè)備裝有設(shè)備用的電池。
在工作臺(tái)上操作一個(gè)裝置的情況下，或在工作臺(tái)上操作便攜式裝置如筆記本式個(gè)人電腦的情況下，無(wú)需考慮由通過(guò)AC適配器來(lái)自商用電源的電力來(lái)操作的這些類(lèi)型的裝置的電力供給中斷的問(wèn)題，另一方面，在一個(gè)裝置基于電池供電來(lái)工作的情況下，需要使用者時(shí)刻注意電池余量。尤其是，對(duì)于信息處理裝置如筆記本大小的個(gè)人電腦等的情況下，有可能當(dāng)電池余量為零時(shí)(或電池?fù)p壞)所有部分完成的數(shù)據(jù)將丟失。因而，需要使用者注意電池的消耗量情況并在電池余量為零之前把部分完成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)如硬盤(pán)上。
為了防止電池余量為零的情況下出現(xiàn)的問(wèn)題之目的，普通筆記本個(gè)人電腦和類(lèi)似裝置中配備有一個(gè)用于監(jiān)視電池余量的系統(tǒng)。


圖11示出了一種具有電池余量監(jiān)視功能的電池系統(tǒng)。
電池系統(tǒng)10包括一個(gè)電池組20和一個(gè)電池電壓監(jiān)視部分30。電池系統(tǒng)10被裝入筆記本個(gè)人電腦40。電池組20與電池電壓監(jiān)視部分30連接，從而電池組20的選擇信號(hào)輸入端20a、電池組20的電池電壓輸出端20b、電池組20的電源端20c和電池組20的接地端20d分別與電池電壓監(jiān)視部分30的選擇信號(hào)輸出端30a、電池電壓監(jiān)視部分30的電池電壓輸入端30b、電池電壓監(jiān)視部分30的電源端30c和電池電壓監(jiān)視部分30的接地端30d連接。
圖11所示電池電壓監(jiān)視部分30包括一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路31和一個(gè)基于DC-DC轉(zhuǎn)換器電路31提供的5.0V電功率工作的微型計(jì)算機(jī)32。
通過(guò)電池電壓監(jiān)視部分30的選擇信號(hào)輸出端30a和電池組20的選擇信號(hào)輸入端20a，微型計(jì)算機(jī)32向電池組20的電池保護(hù)電路21發(fā)送一個(gè)選擇信號(hào)，用于隨意選擇串聯(lián)連接在電池組20內(nèi)的三個(gè)電池S1、S2和S3中的任何一個(gè)。通過(guò)電池組20的電池電壓輸出端20b和電池電壓監(jiān)視部分30的電池電壓輸入端30b，電池保護(hù)電路21根據(jù)選擇信號(hào)向微型計(jì)算機(jī)32發(fā)送一個(gè)表示選擇信號(hào)選擇的電池的電壓的監(jiān)視信號(hào)。微型計(jì)算機(jī)32把發(fā)送的電池電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而以數(shù)字值的形式識(shí)別電池電壓，從而通過(guò)電池電壓識(shí)別電池余量。
圖11所示電池組20設(shè)有兩個(gè)FET(FET1和FET2)。電池S1、S2和S3都是可充電電池，例如，鋰離子電池。當(dāng)電池S1、S2、S3的電壓降低到下限時(shí)，兩個(gè)FET中的FET1斷開(kāi)，從而防止電池S1、S2、S3過(guò)放電。當(dāng)電池S1、S2、S3被充足電并進(jìn)一步充電時(shí)，F(xiàn)ET2斷開(kāi)，從而防止電池S1、S2、S3過(guò)量充電。
圖12示出了圖11所示電池組20的電池保護(hù)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。但是，這里，防止電池的過(guò)放電和過(guò)充電不是主題，因此省略了對(duì)防止電池過(guò)放電和過(guò)充電電路結(jié)構(gòu)和相關(guān)描述。
電池保護(hù)電路21具有用于輸入一個(gè)選擇信號(hào)的選擇信號(hào)輸入端21a；用于輸出代表電池電壓的監(jiān)視信號(hào)的監(jiān)視信號(hào)輸出端21b；連接到串接的多個(gè)(三個(gè))電池S1、S2、S3的一端(S1的正極)的節(jié)點(diǎn)連接端21c；連接到兩個(gè)電池S1和S2的連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)連接端21d；連接到兩個(gè)電池S2和S3的連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)連接端21e；和一個(gè)連接到串接的電池S1、S2、S3的另一端(S3負(fù)極)的節(jié)點(diǎn)連接端21f。串接的多個(gè)(三個(gè))電池的兩端以及電池間的連接點(diǎn)被稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)”。
電池保護(hù)電路21包括三個(gè)差分放大器AMP1、AMP2和AMP3，和一個(gè)多路復(fù)用器MPX。三個(gè)差分放大器AMP1、AMP2和AMP3分別用于輸入兩個(gè)節(jié)點(diǎn)21c和21d、兩個(gè)節(jié)點(diǎn)21d和21e、以及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)21e和21f。三個(gè)差分放大器AMP1、AMP2和AMP3的輸出被送到多路復(fù)用器MPX。多路復(fù)用器MPX根據(jù)經(jīng)選擇信號(hào)輸入端21a進(jìn)入的選擇信號(hào)選擇三個(gè)輸入中的一個(gè)，并將所選擇的一個(gè)經(jīng)監(jiān)視信號(hào)輸出端21b輸出。
圖11所示微型計(jì)算機(jī)32順序地輸出選擇信號(hào)，從而隨意地選擇電池S1、S2、S3，并經(jīng)一個(gè)AD轉(zhuǎn)換接收代表相關(guān)電池S1、S2、S3的電壓的監(jiān)視信號(hào)，從而能夠知道電池S1、S2、S3的電壓值。
圖13是一個(gè)圖表，示出了鋰離子電池的放電時(shí)間(橫軸)和電池電壓(縱軸)之間的關(guān)系。圖14是一個(gè)圖表，示出了鋰離子電池的電池電壓(縱軸)和電池余量(橫軸)之間關(guān)系。
如圖13所示，當(dāng)使用電池時(shí)，電池電壓逐步降低。當(dāng)電池電壓被監(jiān)視時(shí)，如圖14所示，能夠從電池電壓知道電池余量。
根據(jù)微型計(jì)算機(jī)32，能夠采取措施來(lái)滿(mǎn)足電池不可用的情況，在這種方式下，微型計(jì)算機(jī)32檢測(cè)電池S1、S2和S3的對(duì)應(yīng)電壓，知道電池余量，從而微型計(jì)算機(jī)32將余量通知筆記本個(gè)人電腦40的使用者，當(dāng)電池余量降低到限制使用時(shí)，微型計(jì)算機(jī)32警告使用者，并/或自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
在這里將解釋圖12所示差分放大器AMP1、AMP2和AMP3的補(bǔ)償電壓和補(bǔ)償電壓造成的一個(gè)測(cè)量誤差。
圖15是圖12所示三個(gè)差分放大器AMP1、AMP2和AMP3中之一(這里是差分放大器AMP1)的電路圖。
差分放大器AMP1包括差分放大器AMP11和與差分放大器AMP11連接的電阻。在圖15中，R1和R2適用于電阻，意思是電阻值以及電阻。α表示差分放大器AMP11的補(bǔ)償電壓。
當(dāng)一個(gè)被用于差分放大器AMP1的非反相輸入的電壓和一個(gè)被用于差分放大器AMP1的反相輸入的電壓被表示為V+和V-時(shí)，差分放大器AMP1的輸出電壓V0由下面的公式(1)算出。
V0=(R2/R1)(V+-V-)+((R2+R1)/R1)×α………(1)圖16是一個(gè)電路圖，變化之處在于圖15所示差分放大器的反相輸入接地。在這種情況下，差分放大器AMP1的輸出電壓V0由下面的公式(2)算出。
V0=(R2/R1)×V++((R2+R1)/R1)×α ………(2)圖17是一個(gè)電路圖，變化之處在于圖15所示差分放大器的前級(jí)設(shè)有作為緩沖器的差分放大器AMP12和差分放大器AMP13。
差分放大器AMP12和差分放大器AMP13是緩沖器電路，分別用于差分放大器AMP11的非反相輸入和反相輸入。差分放大器AMP12和AMP13用來(lái)通過(guò)電阻R1和R2防止電池S1～S3電流泄露，以確定差分放大器AMP11的放大因數(shù)。通過(guò)差分放大器AMP12和AMP13，補(bǔ)償電壓α是差分放大器AMP11的共模輸入并被差分放大器AMP11取消。因此，僅考慮差分放大器AMP11的補(bǔ)償電壓就足夠了，在圖17所示的差分放大器中也是如此。因此，與圖15所示情況類(lèi)似，差分放大器AMP1的輸出電壓V0由下面的公式(1)算出。
V0=(R2/R1)(V+-V-)+((R2+R1)/R1)×α………(1)從公式(1)和(2)可以看出，差分放大器AMP1的放大等級(jí)由電阻R1和R2的電阻值確定，放大的精確度取決于電阻值的精確度。然而，從公式(1)和(2)可以看出，放大的精確度由兩個(gè)電阻R1和R2的電阻值比R2/R1確定，而不是電阻R1和R2的電阻值絕對(duì)值。因此，通過(guò)將確定放大等級(jí)的電阻R1和R2制作在LSI內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)高精確度的放大等級(jí)。也就是說(shuō)，在電阻被制作在LSI內(nèi)的情況下，雜質(zhì)彌散離差造成的電阻絕對(duì)值誤差在±20-30％之間。相反地，兩個(gè)電阻的電阻值比率能夠被非常精確地控制，因此能夠防止比率離差超過(guò)0.05％。
相反，就差分放大器的補(bǔ)償電壓α而言，直接反映出LSI制造過(guò)程中的離差。因此，當(dāng)在多個(gè)差分放大器被集成在同一個(gè)LSI內(nèi)時(shí)，集成在同一個(gè)LSI內(nèi)的多個(gè)差分放大器的補(bǔ)償電壓α幾乎彼此相同，但在芯片之間差別很大。
例如，筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)必須檢測(cè)電池余量，精確度為1％或更大。但是，在這種情況下，對(duì)于差分放大器的補(bǔ)償電壓α，當(dāng)補(bǔ)償電壓α被轉(zhuǎn)換成電池余量時(shí)，導(dǎo)致結(jié)果離差為2-3％或更大。
為了獲得差分放大器輸出的更大精確度，可以考慮增加一個(gè)很好的控制電路來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓α為零。但是，這樣帶來(lái)的問(wèn)題是調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓所要求的工作量以及用于準(zhǔn)備調(diào)節(jié)電路的成本上升。此外，補(bǔ)償電壓α與溫度變化和長(zhǎng)期緩慢變化有關(guān)，因此即使以與上述方式調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓α，仍然難以解決溫度變化和長(zhǎng)期緩慢變化導(dǎo)致的補(bǔ)償電壓α變化。
為了解決上述問(wèn)題，日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)Hei.6-260851提出一種解決方案，在補(bǔ)償測(cè)量時(shí)，差分放大器的非反相輸入和反相輸入都接地，然后測(cè)量差分放大器的一個(gè)輸出電壓，從而檢測(cè)補(bǔ)償電壓，包括溫度變化和長(zhǎng)期緩慢變化。
但是，補(bǔ)償電壓α涉及到正和負(fù)情況；不過(guò)上述方案只允許測(cè)量補(bǔ)償電壓α為正的情況。因此，根據(jù)日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)Hei.6-260851，提出一種方案，補(bǔ)償電壓被預(yù)先調(diào)節(jié)，從而即使涉及溫度變化和長(zhǎng)期緩慢變化，補(bǔ)償電壓總是正的。
但是，即使在所提出的方案的情況下，仍需要準(zhǔn)備補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)電路并進(jìn)行補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)工作。因此，不可避免地增加了成本。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)視信號(hào)輸出電路、電池組、電池電壓監(jiān)視電路、電池系統(tǒng)、裝置、電池電壓監(jiān)視方法、和電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)，其不需要預(yù)先調(diào)節(jié)，并能夠高度精確地測(cè)量電池電壓。
本發(fā)明能夠被分成兩組，其中第一組電池電壓被高度精確地測(cè)量，第二組電池電壓被高度精確地測(cè)量，此外，這種高精確度測(cè)量通過(guò)工作于電源低電壓的電路實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該電路屬于第一組，包括用于監(jiān)視信號(hào)輸出的差分放大器；和轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)選擇信號(hào)切換串接的多個(gè)電池和所述差分放大器輸入之間連接，從而所述差分放大器根據(jù)多個(gè)信號(hào)的選擇信號(hào)輸出一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供屬于第一組的第一電池組，包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池和具有一個(gè)差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)。
在上述本發(fā)明的電池組中，優(yōu)選為所述電池組還包括電池電壓監(jiān)視電路，該電路具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)來(lái)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
在這種情況下，可以允許，所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電池的至少一部分電池內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電池的至少另一部分電池內(nèi)，第三電壓包括在所述部分電池和所述另一部分電池組合中的兩個(gè)或更多電池內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一電池電壓監(jiān)視電路，包括一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示串接的多個(gè)電池電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
在根據(jù)上述本發(fā)明的電池電壓監(jiān)視電路中，可以允許，所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電池的至少一部分電池內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電池的至少另一部分電池內(nèi)，第三電壓包括在所述部分電池和所述另一部分電池組合中的兩個(gè)或更多電池內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一電池系統(tǒng)，包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和補(bǔ)償校正部分，所述補(bǔ)償計(jì)算部分用于根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償校正部分利用在所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓來(lái)校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一個(gè)第一裝置，該裝置基于接受電力供應(yīng)才能工作，所述裝置包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和補(bǔ)償校正部分，所述補(bǔ)償計(jì)算部分用于根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償校正部分利用在所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓來(lái)校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種第一電池電壓監(jiān)視方法，該方法包括步驟根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示串接的多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，當(dāng)該電池電壓監(jiān)視程序在所述計(jì)算機(jī)內(nèi)被執(zhí)行時(shí)，該程序使計(jì)算機(jī)工作以監(jiān)視電池電壓，其中所述電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，電池電壓監(jiān)視程序具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示串接的多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
根據(jù)屬于第一組的上述發(fā)明，利用補(bǔ)償電壓在兩種情況下都恒定的特征，測(cè)量差分放大器的補(bǔ)償電壓，所說(shuō)的兩種情況是，測(cè)量多個(gè)串聯(lián)連接的電池中任何一個(gè)的電壓，或測(cè)量?jī)蓚€(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接的電池的電壓，并且從測(cè)量的電池電壓校正測(cè)量誤差。因此，能夠在測(cè)量時(shí)測(cè)量并校正補(bǔ)償電壓，包括溫度變化和長(zhǎng)期緩慢變化，無(wú)須預(yù)先進(jìn)行調(diào)整，從而高度精確地測(cè)量電池電壓。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供屬于第二組的第二監(jiān)視信號(hào)輸出電路，包括用于監(jiān)視信號(hào)輸出的差分放大器；和轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)選擇信號(hào)選擇多個(gè)信號(hào)對(duì)中任何一個(gè)信號(hào)對(duì)，所述多個(gè)信號(hào)對(duì)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)上電壓的信號(hào)對(duì)和表示多個(gè)串聯(lián)連接的電池中一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)的電壓以及所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓的信號(hào)對(duì)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)換電路把選擇的信號(hào)對(duì)饋送到所述差分放大器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供屬于第二組的第二電池組，包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池和具有一個(gè)差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇)電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成。
在上述本發(fā)明的電池組中，可以允許所述電池組還包括所述多個(gè)電壓源。
或者，可以允許，所述多個(gè)電壓源適宜于外部連接，所述電池組具有與所述多個(gè)電壓源的節(jié)點(diǎn)連接的端子。
此外，還可以允許，所述電池組還包括一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，該電路具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。在這種情況下，可以允許所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電壓源的的第一電壓源內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電壓源的第二電壓源內(nèi)，第三電壓包括在所述第一電壓源和所述第二電壓源的組合電壓源內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供屬于第二組的第二電池電壓監(jiān)視電路，包括一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間(其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同)的電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇)電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
在根據(jù)上述本發(fā)明的第二電池電壓監(jiān)視電路中，可以允許所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電壓源的的第一電壓源內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電壓源的第二電壓源內(nèi)，第三電壓包括在所述第一電壓源和所述第二電壓源的組合電壓源內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供屬于第二組的第二電池系統(tǒng)，包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；多個(gè)串聯(lián)連接的電壓源；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇)電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，其中補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中在節(jié)點(diǎn)之間至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不同，補(bǔ)償校正部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一個(gè)屬于第二組的第二裝置，該裝置基于接受電力供應(yīng)才能工作，所述裝置包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；多個(gè)串聯(lián)連接的電壓源；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇)電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，其中補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中在節(jié)點(diǎn)之間至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不同，補(bǔ)償校正部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種第二電池電壓監(jiān)視方法，該方法屬于第二組，包括步驟根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間(其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同)的電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇)電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第二電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，當(dāng)該電池電壓監(jiān)視程序在所述計(jì)算機(jī)內(nèi)被執(zhí)行時(shí)，該程序使計(jì)算機(jī)工作以監(jiān)視電池電壓，其中所述電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，電池電壓監(jiān)視程序具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間(其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同)的電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)選擇信號(hào)選擇)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池(根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇)電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
根據(jù)屬于第二組的上述本發(fā)明，通過(guò)測(cè)量串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的電壓，測(cè)定差分放大器的補(bǔ)償電壓，并從該差分放大器測(cè)定多個(gè)電壓源上的限幅電壓，從而減去限幅電壓的電池電壓被輸出用于監(jiān)視電池電壓。這一特征使得能夠通過(guò)低壓電路高度精確地監(jiān)視電池電壓。
特別是，在具有圖13和14所示特征的鋰離子電池的情況下，完全充電狀態(tài)時(shí)的電壓約為4V，放電到不可用程度的狀態(tài)時(shí)電壓為3V。因此，差值電壓為1V左右。因此，合適的限幅電壓的測(cè)定使得能夠通過(guò)工作在電池電壓例如3V左右的電路充分監(jiān)視電池電壓。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的原理圖。
圖2是方框圖，示出了圖1所示第一實(shí)施例中電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。
圖3示出了圖2所示的差分放大器AMP1和圖2所示的兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2的接通電阻Rn。
圖4是圖1所示微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)視圖。
圖5所示是存儲(chǔ)在構(gòu)成圖4所示微型計(jì)算機(jī)的程序ROM內(nèi)的程序的概念圖。
圖6是一個(gè)流程圖，用于了解存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)的程序ROM內(nèi)的電池電壓監(jiān)視程序的處理內(nèi)容。
圖7是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明第二實(shí)施例中的電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。
圖8是流程圖，用于了解在本發(fā)明的第二實(shí)施例中微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的電池電壓監(jiān)視程序。
圖9是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
圖10是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
圖11示出了具有電池余量監(jiān)視功能的電池系統(tǒng)。
圖12示出了圖11所示電池組的電池保護(hù)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖13是一個(gè)曲線(xiàn)圖，示出了鋰離子電池的放電時(shí)間(橫軸)和電池電壓(縱軸)之間的關(guān)系。
圖14是一個(gè)曲線(xiàn)圖，示出了鋰離子電池的電池電壓(縱軸)和電池余量(橫軸)之間的關(guān)系。
圖15是一個(gè)電路圖，示出了圖12所示三個(gè)差分放大器AMP1,AMP2和AMP3之一(這里，是指差分放大器AMP1)。
圖16是一個(gè)電路圖，改動(dòng)之處在于圖15所示差分放大器的反相輸入端接地。
圖17是一個(gè)電路圖，改動(dòng)之處在于圖15所示差分放大器的前級(jí)中設(shè)有用作緩沖器的差分放大器AMP12和差分放大器AMP13。
將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的原理圖。
在圖1中，電池組20對(duì)應(yīng)于本發(fā)明電池組的一個(gè)例子，包括在電池組20中的電池保護(hù)電路21對(duì)應(yīng)于本發(fā)明監(jiān)視信號(hào)輸出電路的一個(gè)例子，電池組20和電池電壓監(jiān)視部分30的組合對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中涉及的電池系統(tǒng)的一個(gè)例子，電池電壓監(jiān)視部分30對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的電池電壓監(jiān)視電路的一個(gè)例子，筆記本個(gè)人電腦40對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的裝置的一個(gè)例子，在電池電壓監(jiān)視部分30的微型計(jì)算機(jī)32內(nèi)執(zhí)行的電池電壓監(jiān)視程序被作為一種方法對(duì)應(yīng)于電池電壓監(jiān)視方法的一個(gè)例子，裝在微型計(jì)算機(jī)32內(nèi)的程序ROM(參看圖4)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)的一個(gè)例子。
圖1類(lèi)似于上述圖11，在圖1中，相同部件由與圖11內(nèi)相同的標(biāo)號(hào)表示，省略了多余的描述。本實(shí)施例的重要特征在于電池保護(hù)電路21的結(jié)構(gòu)以及在微型計(jì)算機(jī)32內(nèi)執(zhí)行的電池電壓監(jiān)視程序。以下，將詳細(xì)解釋本發(fā)明。
圖2是一個(gè)方框圖，示出了圖1所示第一實(shí)施例中的電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。這里，以與圖11和12中類(lèi)似的方式，省略了控制電路的圖示和描述，所述控制電路用于控制FET(FET1和FET2)的接通和關(guān)斷以防止過(guò)放電和過(guò)充電，如圖1所示。
圖2所示電池保護(hù)電路21具有連接到圖1所示電池組20的選擇信號(hào)輸入端20a的選擇信號(hào)輸入端21a；連接到電池組20的電池電壓輸出端20b的電池電壓輸出端21b；連接到包括串接的多個(gè)(三個(gè))電池S1、S2和S3的兩端以及電池之間的連接點(diǎn)的多個(gè)(這里是四個(gè))節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)連接端21c、21d、21e和21f。圖2所示的電池保護(hù)電路21包括兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2，一個(gè)差分放大器AMP1，和一個(gè)選擇控制電路SEL。
三個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21c、21d和21e的電壓被施加到兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2中的第一多路復(fù)用器MPX1。第一多路復(fù)用器MPX1根據(jù)來(lái)自選擇控制電路SEL的選擇信號(hào)選擇并輸出三個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21c、21d和21e的三個(gè)電壓中的一個(gè)。如此選擇的輸出電壓被饋送到差分放大器AMP1。
三個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21d、21e和21f的電壓被施加到兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2中的第二多路復(fù)用器MPX2。第二多路復(fù)用器MPX2根據(jù)來(lái)自選擇控制電路SEL的選擇信號(hào)選擇并輸出三個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21d、21e和21f的三個(gè)電壓中的一個(gè)。如此選擇的輸出電壓被饋送到差分放大器AMP1。
差分放大器AMP1執(zhí)行關(guān)于從兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2輸出的電壓之間的差值電壓的算術(shù)運(yùn)算，并輸出該差值電壓。該差值電壓經(jīng)電池組20的電池電壓輸出端21b、電池電壓輸出端20b、和電池電壓監(jiān)視部分30的電池電壓輸入端30b傳輸?shù)轿⑿陀?jì)算機(jī)32，從而產(chǎn)生表示差值電壓的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
選擇控制電路根據(jù)電池電壓監(jiān)視部分30的微型計(jì)算機(jī)32輸出的選擇信號(hào)選擇兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2中的任何一個(gè)(參見(jiàn)圖1)，并經(jīng)選擇信號(hào)輸出端30a、選擇信號(hào)輸入端20a和電池保護(hù)電路21的選擇信號(hào)輸入端21a饋送。
這里，如后面所述，提供一種轉(zhuǎn)換模式，其中當(dāng)多路復(fù)用器MPX1輸出節(jié)點(diǎn)連接端21c的電壓，多路復(fù)用器MPX2輸出節(jié)點(diǎn)連接端21d的電壓(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出電池S1的電壓，但包括差分放大器AMP1的補(bǔ)償值α造成的誤差。此后相同。)；一種轉(zhuǎn)換模式，其中當(dāng)多路復(fù)用器MPX1輸出節(jié)點(diǎn)連接端21d的電壓，多路復(fù)用器MPX2輸出節(jié)點(diǎn)連接端21e的電壓(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出電池S2的電壓。)；一種轉(zhuǎn)換模式，其中當(dāng)多路復(fù)用器MPX1輸出節(jié)點(diǎn)連接端21e的電壓，多路復(fù)用器MPX2輸出節(jié)點(diǎn)連接端21f的電壓(地電壓=0.0V)(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出電池S3的電壓。)；和一種轉(zhuǎn)換模式，其中當(dāng)多路復(fù)用器MPX1輸出節(jié)點(diǎn)連接端21c的電壓，多路復(fù)用器MPX2輸出節(jié)點(diǎn)連接端21e的電壓(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出串接的電池S1和電池S2兩端之間的電壓。)圖3示出了圖2所示差分放大器AMP1和圖2所示兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2的接通電阻Rn。
在圖3所示結(jié)構(gòu)的情況下，來(lái)自差分放大器AMP1的輸出電壓V0由下面的公式表示。
V0=(R2/(R1+Rn))×(V+-V-)+((R2+R1)/Rn)×α……(4)當(dāng)多路復(fù)用器MPX1和MPX2的接通電阻Rn為100Ω-200Ω左右，差分放大器AMP1的電阻R1和R2每個(gè)都是200Ω左右。因此，接通電阻Rn的影響不超過(guò)0.1％，因此能夠忽略接通電阻Rn的影響。
圖4是圖1所示微型計(jì)算機(jī)32的結(jié)構(gòu)視圖。
微型計(jì)算機(jī)32包括用于存儲(chǔ)程序的程序ROM321；用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)ROM322，例如表示電池電壓和電池余量之間的聯(lián)系的數(shù)據(jù)，如圖14所示，以及其他各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)；用于讀取和執(zhí)行存儲(chǔ)在程序ROM 321中的程序的CPU 323；RAM324，作為CPU323執(zhí)行程序時(shí)的工作區(qū)；用于把輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器325；和用于輸入和輸出數(shù)字信號(hào)的輸入和輸出接口326。輸入和輸出接口326輸出一個(gè)選擇信號(hào)從而在兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2之間切換，如圖2所示。A/D轉(zhuǎn)換器325把圖2所示差分放大器AMP1的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
圖5所示是存儲(chǔ)在構(gòu)成圖4所示微型計(jì)算機(jī)32的程序ROM321內(nèi)的程序的概念圖。
程序ROM321內(nèi)存儲(chǔ)有電池電壓監(jiān)視程序3211。電池電壓監(jiān)視程序3211包括一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分3211a、一個(gè)補(bǔ)償校正部分3211b和一個(gè)電池余量計(jì)算部分3211c。下面將參考圖6解釋電池電壓監(jiān)視程序的處理內(nèi)容。
圖6是一個(gè)流程圖，用于理解存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)32的程序ROM321內(nèi)的電池電壓監(jiān)視程序的處理內(nèi)容。
在圖1和4所示的微型計(jì)算機(jī)32內(nèi)，當(dāng)圖6所示的電池電壓監(jiān)視程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，首先，在步驟(a1)中，微型計(jì)算機(jī)32輸出選擇信號(hào)以選擇電池S1，并且圖2所示的電池保護(hù)電路21的選擇控制電路SEL向多路復(fù)用器MPX1和MPX2輸出轉(zhuǎn)換信號(hào)，從而差分放大器AMP1輸出電池S1的電壓。多路復(fù)用器MPX1和MPX2根據(jù)轉(zhuǎn)換信號(hào)切換相關(guān)輸入并向差分放大器AMP1相應(yīng)地輸出選擇的輸入。尤其是，第一多路復(fù)用器MPX1根據(jù)選擇信號(hào)轉(zhuǎn)換，從而以下述方式選擇電池S1節(jié)點(diǎn)連接端21c的電壓被傳輸?shù)讲罘址糯笃鰽MP1。第二多路復(fù)用器MPX1以這種方式轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)連接端21d的電壓被傳輸?shù)讲罘址糯笃鰽MP1。
當(dāng)兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2以上述方式轉(zhuǎn)換時(shí)，差分放大器AMP1輸出電池S1的電壓。電池S1的電壓被傳輸?shù)轿⑿陀?jì)算機(jī)32，在圖6的步驟(a2)，電池S1的電壓被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后被微型計(jì)算機(jī)32讀取。這里，電池S1的讀取電壓(讀取值)表示為SE1。
在步驟(a3)和(a4)，以與上述步驟(a1)和(a2)類(lèi)似的方式，微型計(jì)算機(jī)32輸出選擇信號(hào)以選擇電池S2，并讀取電池S2的電壓。這里，電池S2的讀取電壓(讀取值)表示為SE2。
在步驟(a5)和(a6)，同樣以與上述步驟類(lèi)似的方式，微型計(jì)算機(jī)32輸出選擇信號(hào)以選擇電池S3，并讀取電池S3的電壓。這里，電池S3的讀取電壓(讀取值)表示為SE3。
在步驟(a7)和(a8)，同樣以與上述步驟類(lèi)似的方式，微型計(jì)算機(jī)32輸出選擇信號(hào)以選擇串接的兩個(gè)電池S1和S2，并讀取串接的兩個(gè)電池S1和S2兩端之間的電壓，讀取的電壓(讀取值)表示為SE12。
在步驟(a9)中，上述讀取值被用于根據(jù)下面的公式(5)確定差分放大器AMP1的補(bǔ)償電壓α。
SE1+SE2=SE12-2α……(5)這里，將解釋能根據(jù)公式(5)確定補(bǔ)償電壓α的原因。
假定在圖3所示的差分放大器AMP1的中，由于上述原因，兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2的接通電阻Rn可以被忽略，兩個(gè)電阻R1和R2具有相同電阻值。
在這種情況下，公式(4)由下面的公式(6)表示。
V0=V+-V-+2α……(6)當(dāng)電池S1、S2和S3的真正電壓值由S1、S2和S3表示時(shí)，在步驟(a2)、(a4)和(a8)中讀取的讀取值SE1、SE2和SE12由下面的公式表示。
SE1=S1+2α……(7)SE2=S2+2α……(8)SE12=S1+S2+2α……(9)因此，SE1+SE2=S1+2α+S2+2α=S1+S2+4α=SE12+2α因此，公式(5)被應(yīng)用。
因而，根據(jù)下面的公式(10)確定差分放大器AMP1的補(bǔ)償電壓值α。
α=(SE1+SE2-SE12)/2 ……(10)根據(jù)本實(shí)施例，一直到確定差分放大器AMP1的補(bǔ)償電壓α步驟的組件，即，步驟(a1)到(a9)的組件被稱(chēng)為圖5所示電池電壓監(jiān)視程序3211的補(bǔ)償計(jì)算部分3211a。
接下來(lái)，在圖6的步驟(a10)到(a12)，電池S1、S2和S3的真正電壓值S1、S2和S3由下面的公式確定。
S1=SE1-2α……(11)S2=SE2-2α……(12)S3=SE3-2α……(13)根據(jù)本實(shí)施例，步驟(a10)到(a12)的組件被稱(chēng)為圖5中的電池電壓監(jiān)視程序3211的補(bǔ)償校正部分3211b。
在圖6的步驟(a13)中，每一個(gè)電池S1、S2和S3的的余量被計(jì)算。為了計(jì)算電池的余量，作為例子，被存儲(chǔ)在圖4所示的微型計(jì)算機(jī)32的數(shù)據(jù)ROM322內(nèi)的圖14所示電池電壓和電池余量之間的相關(guān)數(shù)據(jù)被引用，在步驟(a10)到(a12)內(nèi)確定的電池S1、S2和S3的真正電壓值S1、S2和S3被轉(zhuǎn)換成電池余量。如此計(jì)算的電池余量從微型計(jì)算機(jī)32傳輸?shù)焦P記本個(gè)人電腦40的主機(jī)(參見(jiàn)圖1)。筆記本個(gè)人電腦40在顯示屏(未圖示)上顯示電池余量，或在電池余量很少的情況下，顯示這種問(wèn)題。順便說(shuō)，在圖6的步驟(a13)中，雖然通常在這些電池S1、S2和S3上檢測(cè)到幾乎相同的電池余量，在些電池S1、S2和S3中只有一個(gè)電池余量特別少的情況下，發(fā)出早期報(bào)警顯示，提示更換電池組。圖6的步驟(a13)對(duì)應(yīng)于電池電壓監(jiān)視程序3211的電池余量計(jì)算部分3211c。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在電池余量被確定的情況下，差分放大器AMP1的補(bǔ)償電壓α被測(cè)定，并確定在補(bǔ)償電壓α中被校正的真正電池電壓。因此，能夠高度精確地確定電池余量，從而高度精確地執(zhí)行電池余量顯示。
圖7是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明第二實(shí)施例中電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第二實(shí)施例的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整體上與本發(fā)明第一實(shí)施例的相同。因此，第二實(shí)施例電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在整體形式上的圖示被省略，并將參考圖1。但在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)在于圖1所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路31把電池電壓轉(zhuǎn)換到3.0V，并且微型計(jì)算機(jī)32基于3.0V工作。此外，在圖7中，以類(lèi)似于圖2的方式，省略了關(guān)于結(jié)構(gòu)的圖示和描述，該結(jié)構(gòu)用于控制FET(FET1和FET2)以防止過(guò)放電和過(guò)充電，如圖1所示。
圖7所示電池保護(hù)電路21具有與圖2所示電池保護(hù)電路21相同的端子21a到21f，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上與圖2所示電池保護(hù)電路21不同。圖7所示電池保護(hù)電路21包括四個(gè)差分放大器AMP1、AMP2、AMP3和AMP4，串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2，兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2，和一個(gè)選擇控制電路SEL。電池保護(hù)電路21被整體集成到LSI。因此，四個(gè)差分放大器AMP1、AMP2、AMP3和AMP4具有相同的特征，包括足夠精確的補(bǔ)償電壓的電壓值(補(bǔ)償值)。
在四個(gè)差分放大器AMP1、AMP2、AMP3和AMP4中，除了差分放大器AMP4，三個(gè)差分放大器AMP1、AMP2、AMP3被連接，它們的兩個(gè)輸入端分別與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21c和21d、兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21d和21e、以及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接端21e和21f連接，三個(gè)差分放大器的輸出端被饋送到第一多路復(fù)用器MPX1。
進(jìn)一步饋送到第一多路復(fù)用器MPX1的是串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2的e1側(cè)節(jié)點(diǎn)211和兩個(gè)參考電壓源e1和e2之間的連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)212的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓。
饋送到第二多路復(fù)用器MPX2的是串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2兩側(cè)節(jié)點(diǎn)211和213以及兩個(gè)參考電壓源e1和e2之間的連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)212的三個(gè)節(jié)點(diǎn)的總電壓。在節(jié)點(diǎn)213被連接到節(jié)點(diǎn)連接端21f的情況下，兩個(gè)參考電壓源e1和e2的e2側(cè)節(jié)點(diǎn)213被連接到第二多路復(fù)用器MPX2。
饋送到剩余多路復(fù)用器MPX4的是兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2的輸出，以確定兩個(gè)多路復(fù)用器的輸出之間的差值。如此確定差值從監(jiān)視信號(hào)輸出端21b輸出到微型計(jì)算機(jī)32(參考圖1)。
圖7所示選擇控制電路SEL以與圖2所示選擇控制電路SEL類(lèi)似的方式根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)32傳輸?shù)倪x擇信號(hào)控制兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和多路復(fù)用器MPX2的轉(zhuǎn)換，但在轉(zhuǎn)換模式上與圖2的例子不同。
也就是說(shuō)，這里提供一種轉(zhuǎn)換模式，其中執(zhí)行轉(zhuǎn)換的方式是，在一個(gè)時(shí)限內(nèi)，第一多路復(fù)用器MPX1輸出串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2的三個(gè)節(jié)點(diǎn)211、212和213的參考電壓源e1側(cè)節(jié)點(diǎn)211的電壓，第二多路復(fù)用器MPX2輸出兩個(gè)參考電壓源e1和e2之間連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)212的電壓(在這種情況下，差分放大器AMP4輸出參考電壓源e1的電壓)；一種轉(zhuǎn)換模式，其中執(zhí)行轉(zhuǎn)換的方式是，在一個(gè)時(shí)限內(nèi)，第一多路復(fù)用器MPX1輸出兩個(gè)參考電壓源e1和e2之間的連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)212的電壓，第二多路復(fù)用器MPX2輸出參考電壓源e2側(cè)的節(jié)點(diǎn)213的電壓(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出參考電壓源e2的電壓)；一種轉(zhuǎn)換模式，其中執(zhí)行轉(zhuǎn)換的方式是，在一個(gè)時(shí)限內(nèi)，第一多路復(fù)用器MPX1輸出參考電壓源e2的節(jié)點(diǎn)211的電壓，第二多路復(fù)用器MPX2輸出參考電壓源e2側(cè)的節(jié)點(diǎn)213的電壓(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2的兩端之間的電壓)；一種轉(zhuǎn)換模式，其中執(zhí)行轉(zhuǎn)換的方式是，在一個(gè)時(shí)限內(nèi)，第二多路復(fù)用器MPX2輸出參考電壓源e1側(cè)節(jié)點(diǎn)211的電壓，第一多路復(fù)用器MPX1輸出差分放大器AMP1的一個(gè)輸出(電池S1的電壓)(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出一個(gè)差值電壓，其中從電池S1的電壓減去串接的參考電壓源e1和e2產(chǎn)生的電壓(限幅電壓))；一種轉(zhuǎn)換模式，其中執(zhí)行轉(zhuǎn)換的方式是，第二多路復(fù)用器MPX2輸出限幅電壓，第一多路復(fù)用器MPX1輸出差分放大器AMP2的一個(gè)輸出(電池S2的電壓)(在這種情況下，差分放大器AMP1輸出一個(gè)差值電壓，其中從電池S2的電壓減去限幅電壓)；以及，一種轉(zhuǎn)換模式，其中執(zhí)行轉(zhuǎn)換的方式是，第二多路復(fù)用器MPX2輸出限幅電壓，第一多路復(fù)用器MPX1輸出差分放大器AMP3的一個(gè)輸出(電池S3的電壓)(在這種情況下，差分放大器AMP4輸出一個(gè)差值電壓，其中差值電壓是從電池S3的電壓減去限幅電壓)。
第二實(shí)施例中的微型計(jì)算機(jī)32(參考圖1)工作于3.0V，而電池S1、S2、S3的電壓在圖13所示完全充電狀態(tài)下為4.0V左右。因此，一個(gè)差值電壓被傳輸?shù)轿⑿陀?jì)算機(jī)32，其中差值電壓是從電池S1、S2、S3的電壓減去限幅電壓，從而微型計(jì)算機(jī)32能夠識(shí)別電池S1、S2、S3的電壓。同時(shí)，以類(lèi)似于第一實(shí)施例的方式，兩個(gè)參考電壓源e1和e2以及差分放大器AMP1到AMP4的補(bǔ)償電壓α所產(chǎn)生的限幅電壓的精確度成為一個(gè)問(wèn)題。在這一點(diǎn)上，根據(jù)第二實(shí)施例，差分放大器AMP1到AMP4的補(bǔ)償電壓α和限幅電壓以下面的方式被精確地測(cè)量，測(cè)量的電壓反映在各差值電壓的測(cè)量值上，其中差值電壓是從電池S1、S2、S3的電壓減去限幅電壓，從而能夠測(cè)定電池S1、S2、S3的真正電壓值。
圖8是一個(gè)流程圖，用于理解在本發(fā)明第二實(shí)施例中微型計(jì)算機(jī)32執(zhí)行的電池電壓監(jiān)視程序。
首先，在步驟(b1)中，微型計(jì)算機(jī)32輸出選擇信號(hào)以選擇參考電壓e1到圖1所示電池組20的圖7所示電池保護(hù)電路21。在電池保護(hù)電路21中，選擇控制電路SEL切換兩個(gè)多路復(fù)用器MPX1和MPX2，從而多路復(fù)用器MPX1和MPX2分別輸出節(jié)點(diǎn)211和節(jié)點(diǎn)212的電壓，差分放大器AMP4輸出參考電壓源e1的電壓。從差分放大器AMP4輸出的參考電壓源e1的電壓被傳輸?shù)轿⑿陀?jì)算機(jī)32。在步驟(b2)，參考電壓源e1的電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，從而微型計(jì)算機(jī)32以數(shù)字形式讀取電壓值。這里，參考電壓源e1的讀取值表示為E1。
接下來(lái)，以與上述類(lèi)似的方式，在步驟(b3)和(b4)中，參考電壓源e2被選擇，讀取值E2被讀取。
此外，以與上述類(lèi)似的方式，在步驟(b5)和(b6)中，串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2兩端上的電壓被選擇，兩端上的電壓的讀取值E3被讀取。
之后，在步驟(b7)中，根據(jù)下面的公式(14)確定差分放大器AMP4的補(bǔ)償電壓α。
E1+E2=E3-2×α ………(14)這里，參考電壓源e1和e2的讀取值E1和E2、串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2兩端上電壓的讀取值E3，通過(guò)下面的公式(15)、(16)和(17)表示如下(從公式(6))。
E1=e1+2α………(15)E2=e2+2α………(16)E3=e1+e2+2α ………(17)其中兩個(gè)參考電壓源e1和e2的真正電壓值分別由e1和e2表示。
因此，E1+E2=e1+2α+e2+2α=e1+e2+4α=E3+2α因此，公式(14)被應(yīng)用。
因而，從公式(14)，根據(jù)下面的公式(18)，確定差分放大器AMP4補(bǔ)償電壓值α。
α=(E1+E2-E3)/2 ………(18)當(dāng)補(bǔ)償值α被確定時(shí)，根據(jù)下面的公式(19)，從公式(17)確定真正限幅電壓(e1+e2)(步驟b8)。
e1+e2=E3-2α ………(19)根據(jù)第二實(shí)施例，執(zhí)行上述處理的圖8的步驟(b1)到(b8)對(duì)應(yīng)于圖5所示電池電壓監(jiān)視程序3211的補(bǔ)償計(jì)算部分3211a。
接著，在圖8所示流程圖的步驟(b9)，選擇信號(hào)以這種方式被傳輸電池S1的電壓(差分放大器AMP1的輸出)從多路復(fù)用器MPX1輸出，限幅電壓(節(jié)點(diǎn)211的電壓)從多路復(fù)用器MPX2輸出。然后，電池S1的電壓和限幅電壓之間的差值電壓讀取值SE1被饋送到微型計(jì)算機(jī)32(步驟(b10))。從這個(gè)結(jié)果，根據(jù)下面的公式(20)計(jì)算電池S1的真正電壓值S1(步驟(b11))。
S1=SE1+(e1+e2)-4α ………(20)公式(20)可由如下方式導(dǎo)出。當(dāng)差分放大器AMP1的補(bǔ)償值由α1表示，差分放大器AMP4的補(bǔ)償值由α4表示，得出下面的公式。
SE1=(S1+2×α1)-(e1+e2)+2×α4=S1-(e1+e2)+2α1+2α4………(21)構(gòu)成電池保護(hù)電路21的元件被裝在-個(gè)LSI芯片上，如上所述，并且因此差分放大器AMP1到AMP4的補(bǔ)償值彼此相同，當(dāng)補(bǔ)償值由α1表示，公式(21)由下面的公式(22)表示。
SE1=S1-(e1+e2)+4α ………(22)因此，公式(20)被應(yīng)用。
類(lèi)似地，在步驟(b12)、(b13)和(b14)中，差值電壓的讀取值SE2被讀取，其中差值電壓是電池S2的電壓減去限幅電壓，電池S2的真正電壓值S2根據(jù)公式(23)確定。
S2=SE2+(e1+e2)-4α ………(23)此外，類(lèi)似地，在步驟(b15)、(b16)和(b17)中，差值電壓的讀取值SE3被讀取，其中差值電壓是電池S3的電壓減去限幅電壓，電池S3的真正電壓值S3根據(jù)公式(24)確定。
S3=SE3+(e1+e2)-4α ………(24)在步驟(b9)-(b17)中確定電池S1、S2和S3的真正電壓值S1、S2和S3的處理對(duì)應(yīng)于圖5所示的電池電壓監(jiān)視程序3211的補(bǔ)償校正部分3211b。
在步驟(b18)中，電池S1、S2和S3的真正電壓值被轉(zhuǎn)換成電池余量。這種轉(zhuǎn)換方法類(lèi)似于上述第一實(shí)施例(圖6的步驟(a13))的轉(zhuǎn)換方法，因此省略了多余的描述。該步驟(b18)對(duì)應(yīng)于圖5所示電池電壓監(jiān)視程序3211的電池余量計(jì)算部分3211c。
圖9是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
除了下面將描述不同點(diǎn)，圖9所示第三實(shí)施例與圖1、7和8所示第二實(shí)施例相同，省略了多余的描述。
根據(jù)第二實(shí)施例，參考電壓源e1和e2設(shè)置在電池組20內(nèi)(特別是在圖7所示電池保護(hù)電路21內(nèi)部)。另一方面，根據(jù)圖9所示第三實(shí)施例，參考電壓源e1和e2設(shè)置在電池組20外部(例如，電池電壓監(jiān)視部分30內(nèi))。因此，電池組20設(shè)有端子20e、20f和20d，端子20e、20f和20d連接到串接的兩個(gè)參考電壓源e1和e2的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)上的電壓經(jīng)電池電壓監(jiān)視部分30的端子30e、30f和30d以及電池組20的端子20e、20f和20d傳輸?shù)诫姵亟M20的電池保護(hù)電路21。
以這種方式，可以允許參考電壓源e1和e2設(shè)置在電池組20外部，電池組20設(shè)有被連接到參考電壓源e1和e2的節(jié)點(diǎn)上的端子。除了參考電壓源e1和e2設(shè)置在電池組20外部，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例相同，因此省略了多余的解釋。
圖10是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
圖10示出了電池組50，電池組50將圖1所示的電池組20和電池電壓監(jiān)視部分30的結(jié)構(gòu)部件合并在里面。因此，電池組50設(shè)有用于從電池組50輸出串接的三個(gè)電池S1、S2和S3兩端上的電壓的端子50a和50b，和用于傳輸與微型計(jì)算機(jī)32確定的電池余量有關(guān)的數(shù)據(jù)并用于在微型計(jì)算機(jī)32和外部之間執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送的端子50c。
可以允許電池組50的電池保護(hù)電路21、DC-DC轉(zhuǎn)換電路31和微型計(jì)算機(jī)32分別具有第一實(shí)施例中相關(guān)元件的相同功能，或分別具有第二實(shí)施例中相關(guān)元件的相同功能。
以此方式，可以允許本發(fā)明的電池組具有這種智能，即監(jiān)視電池電壓以確定電池余量。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠高度精確地監(jiān)視電池電壓。此外，本發(fā)明中，屬于第二組的發(fā)明直接監(jiān)視電池電壓和限幅電壓之間的差值電壓。該特征使得能夠高度精確地監(jiān)視，即使監(jiān)視電路是工作于比被監(jiān)視的電池電壓低的電源電壓的電路。
已經(jīng)參考具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，本發(fā)明僅受所附權(quán)利要求的限制?？梢岳斫獗绢I(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下能夠改變或修改實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一個(gè)監(jiān)視信號(hào)輸出電路，包括用于監(jiān)視信號(hào)輸出的差分放大器；和轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)選擇信號(hào)切換串接的多個(gè)電池和所述差分放大器的輸入之間連接，從而所述差分放大器根據(jù)多個(gè)信號(hào)的選擇信號(hào)輸出一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)。
2．一個(gè)電池組，包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池和具有一個(gè)差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電池組，其中所述電池組還包括電池電壓監(jiān)視電路，該電路具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)來(lái)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的電池組，其中所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電池的至少一部分電池內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電池的至少另一部分電池內(nèi)，第三電壓包括在所述部分電池和所述另一部分電池組合中的兩個(gè)或更多電池內(nèi)。
5．一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，包括一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示串接的多個(gè)電池電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的電池電壓監(jiān)視電路，其中所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電池的至少一部分電池內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電池的至少另一部分電池內(nèi)，第三電壓包括在所述部分電池和所述另一部分電池組合中的兩個(gè)或更多電池內(nèi)。
7．一個(gè)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，所述補(bǔ)償計(jì)算部分用于根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償校正部分利用在所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓來(lái)校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
8．一個(gè)基于接受電力供應(yīng)工作的裝置，所述裝置包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，所述補(bǔ)償計(jì)算部分用于根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償校正部分利用在所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓來(lái)校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
9．一種電池電壓監(jiān)視方法，該方法包括步驟根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示串接的多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
10．一個(gè)電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，當(dāng)該電池電壓監(jiān)視程序在所述計(jì)算機(jī)內(nèi)被執(zhí)行時(shí)，該程序使計(jì)算機(jī)工作以監(jiān)視電池電壓，其中所述電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，電池電壓監(jiān)視程序具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)包括表示串接的多個(gè)電池的電壓和包括在預(yù)定兩個(gè)或多個(gè)電池組合內(nèi)的電壓的信號(hào)；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，利用所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
11．一個(gè)監(jiān)視信號(hào)輸出電路，包括用于監(jiān)視信號(hào)輸出的差分放大器；和轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)選擇信號(hào)選擇多個(gè)信號(hào)對(duì)中任何一個(gè)信號(hào)對(duì)，所述多個(gè)信號(hào)對(duì)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上電壓的信號(hào)對(duì)和表示多個(gè)串聯(lián)連接的電池中一個(gè)電池的電壓以及所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓的信號(hào)對(duì)組成，根據(jù)選擇信號(hào)選擇所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)及所述一個(gè)電池，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)換電路把選擇的信號(hào)對(duì)饋送到所述差分放大器。
12．一個(gè)電池組，包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池和具有一個(gè)差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)選擇信號(hào)選擇，所述一個(gè)電池根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的電池組，其中所述電池組還包括所述多個(gè)電壓源。
14．根據(jù)權(quán)利要求12的電池組，其中所述多個(gè)電壓源適宜于外部連接，所述電池組具有與所述多個(gè)電壓源的節(jié)點(diǎn)連接的端子。
15．根據(jù)權(quán)利要求12的電池組，其中所述電池組還包括一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，該電路具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中在節(jié)點(diǎn)之間至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不同；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的電池組，其中所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電壓源的的第一電壓源內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電壓源的第二電壓源內(nèi)，第三電壓包括在所述第一電壓源和所述第二電壓源的組合電壓源內(nèi)。
17．一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，包括一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)選擇信號(hào)選擇，所述一個(gè)電池根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的電池電壓監(jiān)視電路，其中所述補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)代表第一電壓、第二電壓和第三電壓的三個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，其中第一電壓包括在多個(gè)電壓源的的第一電壓源內(nèi)，第二電壓包括在多個(gè)電壓源的第二電壓源內(nèi)，第三電壓包括在所述第一電壓源和所述第二電壓源的組合電壓源內(nèi)。
19．一個(gè)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；多個(gè)串聯(lián)連接的電壓源；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)選擇信號(hào)選擇，所述一個(gè)電池根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，其中補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中在節(jié)點(diǎn)之間至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不同，補(bǔ)償校正部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
20．一個(gè)基于接受電力供應(yīng)工作的裝置，所述裝置包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池；多個(gè)串聯(lián)連接的電壓源；一個(gè)具有差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路，該差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)選擇信號(hào)選擇，所述一個(gè)電池根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)電池電壓監(jiān)視電路，具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，其中補(bǔ)償計(jì)算部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算所述差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中在節(jié)點(diǎn)之間至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不同，補(bǔ)償校正部分根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
21．一種電池電壓監(jiān)視方法，包括步驟根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)選擇信號(hào)選擇，所述一個(gè)電池根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
22．一種電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，當(dāng)該電池電壓監(jiān)視程序在所述計(jì)算機(jī)內(nèi)被執(zhí)行時(shí)，該程序使計(jì)算機(jī)工作以監(jiān)視電池電壓，其中所述電池電壓監(jiān)視程序存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)電池電壓監(jiān)視程序，電池電壓監(jiān)視程序具有一個(gè)補(bǔ)償計(jì)算部分，用于根據(jù)來(lái)自具有所述差分放大器的監(jiān)視信號(hào)輸出電路的多個(gè)信號(hào)計(jì)算差分放大器的補(bǔ)償電壓，所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)表示節(jié)點(diǎn)之間的電壓，其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同，所述差分放大器輸出根據(jù)多個(gè)信號(hào)的一個(gè)選擇信號(hào)選擇的一個(gè)信號(hào)，所述多個(gè)信號(hào)由表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間電壓的信號(hào)和表示一個(gè)電池電壓與所述多個(gè)電壓源上的限幅電壓之間差值電壓的信號(hào)組成，所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)選擇信號(hào)選擇，所述一個(gè)電池根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)電池中選擇，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)由串聯(lián)連接的多個(gè)電壓源的兩端和電壓源連接點(diǎn)構(gòu)成；和一個(gè)補(bǔ)償校正部分，根據(jù)來(lái)自所述監(jiān)視信號(hào)輸出電路、表示與多個(gè)電池相關(guān)的差值電壓的信號(hào)和所述補(bǔ)償計(jì)算部分計(jì)算的補(bǔ)償電壓，校正多個(gè)電池的電壓測(cè)量誤差。
全文摘要
檢測(cè)串接的多個(gè)電池或電壓源的單個(gè)電壓和多個(gè)電池或電壓源兩端上的電壓。通過(guò)算術(shù)運(yùn)算檢測(cè)的電壓確定差分放大器的補(bǔ)償值。如此確定的補(bǔ)償值被用于校正電池電壓的測(cè)量值。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1311442SQ0013548
公開(kāi)日2001年9月5日 申請(qǐng)日期2000年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月2日
發(fā)明者松田浩一, 中澤重晶, 佐伯充雄, 小澤秀清 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社