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電池組的制作方法

文檔序號(hào):6835770閱讀:101來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及二次電池組,例如鋰離子電池等等。
背景技術(shù)
使用電池組的電子設(shè)備需要數(shù)種類(lèi)型的電源電壓。因此,電子設(shè)備具有多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器。例如電壓轉(zhuǎn)換器是升高和/或降低電壓并產(chǎn)生多個(gè)所需的電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器。同樣,當(dāng)用電源對(duì)二次電池組充電時(shí),電子設(shè)備的DC-DC轉(zhuǎn)換器升高和/或降低充電器(AC適配器)的輸出電壓。
下面的專利文獻(xiàn)1描述了具有二次電池和降壓型轉(zhuǎn)換器以及輸出恒定電壓的電池組。
日本專利特開(kāi)平No.HEI 7-7864圖4示出了傳統(tǒng)電池組和電子設(shè)備的主體(下文中簡(jiǎn)稱作電子設(shè)備)之間的關(guān)系。附圖標(biāo)記1表示電池組。附圖標(biāo)記10表示電子設(shè)備。電子設(shè)備10具有放電電路11。電池組1具有二次電池2、保護(hù)電路(IC電路)3、放電控制FET 4、充電控制FET 5和用于FET 4和5的寄生二極管6和7。
例如,二次電池2是鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰金屬電池等。例如鋰離子電池形成為盒狀。整個(gè)二次電池2放置在鋼的電池殼體中。用鋁疊層膜密封鋰聚合物電池。
由于鋰離子電池不能承受過(guò)電流和過(guò)放電,所以電池單元和保護(hù)電路集成到電池組中。保護(hù)電路3具有防止過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流的三種保護(hù)功能。下面,將簡(jiǎn)單描述這些保護(hù)功能。
下面,將描述防止過(guò)充電的保護(hù)功能。當(dāng)用電源對(duì)鋰離子電池充電時(shí),即使在電池完全充滿后電池電壓仍繼續(xù)升高。當(dāng)鋰離子電池過(guò)充電時(shí),這會(huì)變得很危險(xiǎn)。因此,應(yīng)當(dāng)用恒定的電流和恒定的電壓對(duì)鋰離子電池充電,使得充電控制電壓等于或低于電池的額定值(例如,4.2V)。然而,由于充電器可能會(huì)出現(xiàn)故障,以及可能使用不同類(lèi)型的充電器,鋰離子電池可能會(huì)過(guò)充電。因此,當(dāng)鋰離子電池過(guò)充電,電池電壓變成了預(yù)定電壓或更高時(shí),保護(hù)電路關(guān)斷充電控制FET 5以便阻擋充電電流。這種功能是防止過(guò)充電的保護(hù)功能。
下面,將描述防止過(guò)放電的保護(hù)功能。當(dāng)鋰離子電池在低于額定放電阻止電壓放電并變成在電池電壓變成了例如2V到1.5V或者更低的過(guò)放電的狀態(tài)時(shí),鋰離子電池可能損壞。當(dāng)鋰離子電池放電并且電池電壓稱為預(yù)定電壓或更低時(shí),保護(hù)電路關(guān)斷放電控制FET 4并切斷放電電流。這個(gè)功能是防止過(guò)放電的保護(hù)功能。
下面,將描述防止過(guò)電流的保護(hù)功能。當(dāng)鋰離子電池的正端子和負(fù)端子短路時(shí),在存在電池中流過(guò)大電流的危險(xiǎn),這會(huì)反常地變熱。當(dāng)流過(guò)的放電電流超過(guò)預(yù)定的電流值時(shí)保護(hù)電路關(guān)斷放電控制FET 4并切斷放電電流。這個(gè)功能是防止過(guò)電流的保護(hù)功能。
電子裝置10的放電DC-DC轉(zhuǎn)換器12和充電DC-DC轉(zhuǎn)換器13連接到前述的電池組1的外部端子。放電DC-DC轉(zhuǎn)換器12穩(wěn)定從外部端子輸入的電池電壓并通過(guò)放電端子14和接地端子15給放電電路11提供穩(wěn)定的電壓。
通過(guò)充電端子16和接地端子15從充電器17給充電DC-DC轉(zhuǎn)換器13提供充電電壓。充電DC-DC轉(zhuǎn)換器13將從充電器17提供的充電電壓轉(zhuǎn)換成額定充電電壓并通過(guò)外部端子將額定充電電壓提供給電池組1的二次電池2。
圖5示出了傳統(tǒng)電池組和電子設(shè)備10的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。圖5中所示的結(jié)構(gòu)和圖4中所示的電池組的結(jié)構(gòu)相同,除了電池組1包含充電DC-DC轉(zhuǎn)換器12。
圖6示出了傳統(tǒng)電池組和電子設(shè)備10的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。圖6中所示的結(jié)構(gòu)和圖4中所示的結(jié)構(gòu)相同,除了電池組1包含放電DC-DC轉(zhuǎn)換器13。
如上所述,由于傳統(tǒng)的二次電池組需要充電DC-DC轉(zhuǎn)換器12和放電DC-DC轉(zhuǎn)換器13這樣兩個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器。因此,不利地,傳統(tǒng)二次電池組既昂貴又需要為它們留出空間。另外,由于電子設(shè)備具有DC-DC轉(zhuǎn)換器,還存在DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生噪聲的危險(xiǎn)。因此,有必要考慮防止噪聲的電路。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的就是提供一種電池組,其具有一個(gè)與充電電壓轉(zhuǎn)換器和放電電壓轉(zhuǎn)換器相同的電壓轉(zhuǎn)換器,并且允許電子設(shè)備不再具有例如DC-DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換電路,以便于減少成本和空間以及抑制從電壓轉(zhuǎn)換器電路產(chǎn)生的輻射噪聲的影響。
本發(fā)明的第一方面是具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;以及用于將電壓轉(zhuǎn)換器的操作模式轉(zhuǎn)換到充電模式和放電模式中的一種的開(kāi)關(guān)裝置,在充電模式中,電壓輸出到二次電池,在放電模式中,二次電池的電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的放電電壓并輸出轉(zhuǎn)換的電壓。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;多個(gè)用于至少兩種不同電壓的輸出端子;和依照判斷的結(jié)果用于確定二次電池是否正常地工作并且打開(kāi)和關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器的電源控制裝置。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;多個(gè)用于至少兩種不同電壓的輸出端子;和依照判斷的結(jié)果用于確定電壓轉(zhuǎn)換器是否正常地工作并且打開(kāi)和關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器的電源控制裝置。
本發(fā)明的第四個(gè)方面是具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;多個(gè)用于至少兩種不同電壓的輸出端子;用于表示是否需要電壓轉(zhuǎn)換器的輸出的啟動(dòng)信號(hào)的輸入端子;和依照啟動(dòng)信號(hào)用于打開(kāi)/關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器電源的電源控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明,一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器具有充電轉(zhuǎn)換器的功能和放電電壓轉(zhuǎn)換器的功能,以及轉(zhuǎn)換一種功能到另一種功能的轉(zhuǎn)換裝置。因此,根據(jù)具有充電電壓轉(zhuǎn)換器和放電電壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu),可以減少電池組的費(fèi)用。而且,電子設(shè)備不需要電壓轉(zhuǎn)換器。另外,電子設(shè)備或者電池組不需要為電壓轉(zhuǎn)換器提供空間。
當(dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器用作電壓轉(zhuǎn)換器時(shí),如果在從10KHz到2MHz的高頻下轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生輻射噪聲。根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)電池組具有作為電壓轉(zhuǎn)換器的DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí),電子設(shè)備的內(nèi)電路和DC-DC轉(zhuǎn)換器之間的間隔變大。因此,可以抑制DC-DC轉(zhuǎn)換器的噪聲對(duì)于電子設(shè)備的內(nèi)部電路的影響。而且,由于電池組具有電壓轉(zhuǎn)換器,盒型電池的鋼電池殼體或者鋰聚合物電池的鋁疊層膜可以減少射頻電磁波的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明,可以在不需要使用AC適配器和座充(cradle)時(shí)用電源對(duì)二次電池進(jìn)行充電。另外,由于AC插頭與充電輸入端子和放電輸出端子一樣使用,所以可以減少外部端子的數(shù)量。結(jié)果,由于電池組具有放電電壓轉(zhuǎn)換器,電子設(shè)備不需要放電電壓轉(zhuǎn)換器。因此,可以簡(jiǎn)化電子設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用DC-DC轉(zhuǎn)換器以及在從10KHz到2MHz的高頻下進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制時(shí),產(chǎn)生輻射噪聲。當(dāng)電池組具有作為電壓轉(zhuǎn)換器的DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí),可以減少電子設(shè)備的內(nèi)電路和DC-DC轉(zhuǎn)換器之間的間隔。結(jié)果,可以抑制噪聲對(duì)于電子設(shè)備的內(nèi)電路的影響。當(dāng)電池組具有電壓轉(zhuǎn)換器時(shí),盒型電池的鋼電池殼體或鋰聚合物電池的鋁疊層膜可以抑制高頻電磁波的噪聲。
如附圖所示出的,根據(jù)下面對(duì)其最優(yōu)模式的實(shí)施例的具體描述,本發(fā)明的這些和其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將更顯而易見(jiàn)。


結(jié)合附圖,通過(guò)下面的具體描述將更全面地理解本發(fā)明,其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的部分,其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖4是示出了傳統(tǒng)電池組連接的例子的示意圖;圖5是示出了傳統(tǒng)電池組連接的另一個(gè)例子的示意圖;圖6是示出了傳統(tǒng)電池組連接的另一個(gè)例子的示意圖;圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的第一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖8是示出了電池組的第一個(gè)例子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖;圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的第二個(gè)例子的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖12是示出了電池組的第二個(gè)例子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖;圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖14是示出了在開(kāi)關(guān)由FET組成時(shí)根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的電池組的連接的示意圖;圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例的電池組的連接的示意圖;圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的第三個(gè)例子的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的第四個(gè)例子的結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組、座充、AC適配器和移動(dòng)裝置的框圖;圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明的第十個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖22是示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖23是示出了根據(jù)本發(fā)明的第十二個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖24是示出了根據(jù)本發(fā)明的第十三個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖25是示出了根據(jù)本發(fā)明的第十四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖26是示出了根據(jù)本發(fā)明的第十五個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖27是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組外觀的例子的透視圖;圖28A和28B是示出了其中開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)位置隨AC插頭的狀態(tài)變化的第一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)示意圖;圖29A和29B是示出了其中開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)位置隨AC插頭的狀態(tài)變化的第二個(gè)例子的結(jié)構(gòu)示意圖;圖30A和30B是示出了其中開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)位置隨AC插頭的狀態(tài)變化的第二個(gè)例子的結(jié)構(gòu)示意圖;圖31A和31B是示出了其中開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)位置隨AC插頭的狀態(tài)變化的第二個(gè)例子的結(jié)構(gòu)示意圖;圖32是示出了磁開(kāi)關(guān)的例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面,參考附圖,將描述本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。在圖1中,用相似的附圖標(biāo)記表示上面所述的那些相似的部分。換句話說(shuō),電池組1具有二次電池2和保護(hù)電路3。根據(jù)保護(hù)電路3的輸出控制放電控制FET 4和充電控制FET 5。電子設(shè)備10具有需要DC電源的放電電路11。
放電電路11連接到放電輸出端子14和接地端子15。外部充電器17輸入100V的AC電壓作為家庭用電源(商業(yè)電源)并給充電端子16和接地端子15提供例如5V的充電電壓。
附圖標(biāo)記21表示DC-DC轉(zhuǎn)換器。除了DC-DC轉(zhuǎn)換器21之外,可以配置其它的轉(zhuǎn)換器以便獲得多個(gè)放電輸出電壓。將DC-DC轉(zhuǎn)換器21連同二次電池2和保護(hù)電路3一起放置在由例如塑料的材料制成的相對(duì)硬的殼體中。實(shí)際上,可以將DC-DC轉(zhuǎn)換器21、保護(hù)電路3等等安裝在基板上。鄰近基板放置二次電池2??蛇x擇地,可以將DC-DC轉(zhuǎn)換器21連同電源產(chǎn)生器件一起,放置在二次電池2的殼體中。
DC-DC轉(zhuǎn)換器21是產(chǎn)生不同于輸入電壓(電池電壓)的穩(wěn)定輸出電壓的電路。DC-DC轉(zhuǎn)換器21可以是,例如使用電容和開(kāi)關(guān)裝置的充電激勵(lì)(charge pump)型、使用二級(jí)管、電感器、電容和開(kāi)關(guān)裝置的升壓轉(zhuǎn)換器(降壓轉(zhuǎn)換器),或者使用變壓器和開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器(regulator)多種類(lèi)型中的一種。可選擇地,DC-DC轉(zhuǎn)換器21可以是使用壓電變壓器的壓電逆變器或者使用雙極性晶體管器件的串聯(lián)調(diào)節(jié)器。作為充電激勵(lì)型DC-DC轉(zhuǎn)換器或者開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器,已經(jīng)研發(fā)了大約4mm×4mm大小的器件。因此,可以容易地將DC-DC轉(zhuǎn)換器21連同保護(hù)電路3一起放置在電池組中。
通過(guò)開(kāi)關(guān)SW1將DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸入端子連接到充電端子16。通過(guò)開(kāi)關(guān)SW2將DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出端子連接到二次電池2的正極。另外,通過(guò)開(kāi)關(guān)SW11將DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸入端子連接到二次電極的正極。通過(guò)開(kāi)關(guān)SW12將DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出端子連接到放電輸出端子14。實(shí)際上,開(kāi)關(guān)SW1、SW2、SW11和SW12是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)等等。
附圖標(biāo)記22表示檢測(cè)器。檢測(cè)器22產(chǎn)生控制信號(hào)C1,使用該控制信號(hào)控制開(kāi)關(guān)SW1和SW2;控制信號(hào)C2,使用其控制開(kāi)關(guān)SW11和SW12;控制信號(hào)C3,使用其轉(zhuǎn)換DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓。檢測(cè)器22連接到ID電阻識(shí)別端子23,從該電阻識(shí)別端子23可以讀出充電器17的識(shí)別電阻值(下文中稱作ID電阻)。ID電阻根據(jù)該電阻值識(shí)別充電器的類(lèi)型。根據(jù)檢測(cè)器22已經(jīng)讀出的ID電阻的值檢測(cè)器22可以判斷連接到電池組1的充電器17是否合適。檢測(cè)器22可以是電子電路或者微處理器。
當(dāng)合適的充電器17還沒(méi)有連接到電池組1上時(shí),充電器22判斷電池組1應(yīng)當(dāng)操作在放電模式。在放電模式,控制信號(hào)C1、C2和C3使得開(kāi)關(guān)SW1和SW2關(guān)斷以及開(kāi)關(guān)SW11和SW12接通。結(jié)果,DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓變成了放電輸出電壓。在放電模式,例如通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器21將2.5V到4.2V的電池電壓轉(zhuǎn)換成3V的電壓提供給連接到端子14和15的放電電路11。
當(dāng)檢測(cè)器22已經(jīng)根據(jù)ID電阻檢測(cè)到合適的充電器17時(shí),充電器判斷電池組1應(yīng)當(dāng)操作在充電模式。在充電模式,控制信號(hào)C1、C2和C3使得開(kāi)關(guān)SW1和SW2接通以及開(kāi)關(guān)SW11和SW12關(guān)斷。結(jié)果,DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓變成了預(yù)定的額定充電電壓。在充電模式,用通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器21將例如6V充電電壓已經(jīng)轉(zhuǎn)換成例如4.2V的充電電壓對(duì)二次電池2進(jìn)行充電。
(第二個(gè)實(shí)施例)圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例,放置由附圖標(biāo)記24表示的微處理器。微處理器24產(chǎn)生控制信號(hào)C1、C2和C3。
微處理器24通過(guò)通信端子25和充電器17進(jìn)行數(shù)字通信。作為數(shù)字通信系統(tǒng),可以使用傳統(tǒng)的雙工通信。使用這種數(shù)字通信,微處理器24判斷合適的充電器17是否已經(jīng)連接到電池組1上。
當(dāng)合適的充電器17還沒(méi)有連接到電池組1,微處理器24判斷電池組1應(yīng)當(dāng)操作在放電模式。換句話說(shuō),控制信號(hào)C1、C2和C3使得開(kāi)關(guān)SW1和SW2關(guān)斷以及開(kāi)關(guān)SW11和SW12接通。結(jié)果,DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓變成了預(yù)定的放電輸出電壓。
當(dāng)微處理器24已經(jīng)判斷出合適的充電器17已經(jīng)通過(guò)數(shù)字通信連接到電池組1,微處理器24判斷電池組1應(yīng)當(dāng)操作在充電模式。在充電模式,控制信號(hào)C1、C2和C3使得開(kāi)關(guān)SW1和SW2接通以及開(kāi)關(guān)SW11和SW12關(guān)斷。因此,DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓變成了預(yù)定的額定充電電壓。
(第三個(gè)實(shí)施例)圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的電池組用附圖標(biāo)記1表示并具有機(jī)械開(kāi)關(guān)26。當(dāng)充電器17連接到電子設(shè)備10時(shí),機(jī)械的接通(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)26。開(kāi)關(guān)26產(chǎn)生控制信號(hào)C0。
當(dāng)還沒(méi)有連接充電器17時(shí),例如,開(kāi)關(guān)26關(guān)斷,控制信號(hào)C0變成例如“0”(指代邏輯“0”)。結(jié)果,電池組1操作在放電模式。換句話說(shuō),控制信號(hào)使得開(kāi)關(guān)SW1和SW2關(guān)斷以及開(kāi)關(guān)SW11和SW12接通。因此,DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓變成了預(yù)定的放電輸出電壓。
當(dāng)充電器17連接到電池組1時(shí),開(kāi)關(guān)26接通以及控制信號(hào)C0變成“1”(表示邏輯“1”)。因此,電池組1操作在充電模式??刂菩盘?hào)C0使得開(kāi)關(guān)SW1和SW2接通以及開(kāi)關(guān)SW11和SW12關(guān)斷。結(jié)果,DC-DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓變成了預(yù)定的額定充電電壓。
根據(jù)本發(fā)明,電池組還可以不具有保護(hù)電路。而且,根據(jù)前面的實(shí)施例,使用了四個(gè)開(kāi)關(guān)。然而,當(dāng)輸入側(cè)的開(kāi)關(guān)SW1和SW11用具有兩個(gè)輸入端子和一個(gè)輸出端子的開(kāi)關(guān)代替以及輸出側(cè)開(kāi)關(guān)SW2和SW12用具有一個(gè)輸入端子和兩個(gè)輸出端子的開(kāi)關(guān)代替時(shí),可以實(shí)現(xiàn)使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)。而且,當(dāng)在充電模式的輸出電壓和在放電模式的輸出電壓相同時(shí),不需要給DC-DC轉(zhuǎn)換器21提供引起輸出電壓轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。
可選擇地,充電器可以直接連接到電池組,而不是電子設(shè)備。而且,可以使用雙工型DC-DC轉(zhuǎn)換器。
下面,參考圖7,描述根據(jù)本發(fā)明的的電池組的第一個(gè)實(shí)施例。在圖7中,附圖標(biāo)記101A表示整個(gè)電池組。附圖標(biāo)記102表示二次電池。附圖標(biāo)記103表示電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路。電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103通過(guò)電線104連接到二次電池102。
例如二次電池102是鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰金屬電池等等。例如,鋰離子電池形成為盒型。整個(gè)二次電池102裝在鋼的電池殼中。用鋁疊層膜密封鋰聚合物電池。二次電池可以是將來(lái)研發(fā)的新型二次電池。
電池組101A具有外部端子106、107和108,它們通過(guò)電線105連接到電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103。二次電池102以及電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103裝在比如由塑料材料制成的相對(duì)硬的殼體109中。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組101A的布局圖。電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103具有電壓轉(zhuǎn)換器111。電壓轉(zhuǎn)換器111安裝在基板110上。電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103放置在基板110的相反側(cè)。鄰近基板110放置二次電池102。除了圖8所示的結(jié)構(gòu)之外,電壓轉(zhuǎn)換器111可以放置在二次電池102中。
電壓轉(zhuǎn)換器111是產(chǎn)生不同于輸入電壓(電池電壓)的穩(wěn)定輸出電壓的電路。例如電壓轉(zhuǎn)換器111可以是使用電容和開(kāi)關(guān)裝置的充電激勵(lì)型,使用二極管、電感器、電容和開(kāi)關(guān)裝置的升壓轉(zhuǎn)換器(降壓轉(zhuǎn)換器),或者使用變壓器和開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的多種類(lèi)型中的一種??蛇x擇地,電壓轉(zhuǎn)換器111可以是使用壓電變壓器的壓電逆變器或者使用雙極性晶體管器件的串聯(lián)調(diào)節(jié)器。作為充電激勵(lì)型電壓轉(zhuǎn)換器或者開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器,已經(jīng)研發(fā)了具有大約4mm×4mm大小的器件。因此,可以很容易地將電壓轉(zhuǎn)換器111連同保護(hù)電路一起放置在電池組101A中。
(第四個(gè)實(shí)施例)圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。二次電池102的正極和外部端子106連接在一起。二次電池102的負(fù)極和外部端子108通過(guò)放電電流開(kāi)關(guān)112和充電電流開(kāi)關(guān)113連接在一起。二次電池102的電池電壓在外部端子106和108之間直接輸出。例如,二次電池102的正常電池電壓配置為2.5V到4.3V。
例如,開(kāi)關(guān)112和113是由N溝道型FET構(gòu)成。寄生二極管114和115分別和開(kāi)關(guān)112和113并連。根據(jù)從保護(hù)電路116提供的放電控制信號(hào)117和充電控制信號(hào)118控制開(kāi)關(guān)112和113。
保護(hù)電路116具有傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)。保護(hù)電路116控制開(kāi)關(guān)112和113以便保護(hù)電池組101A防止過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流。當(dāng)電池電壓在預(yù)定的電壓范圍時(shí)(常規(guī)狀態(tài)),放電控制信號(hào)117和控制信號(hào)118都是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)112和113接通的“1”(表示邏輯電平)。因此,二次電池102可以自由地將電能釋放到負(fù)載。而且,充電器可以自由地用電源為二次電池102充電。
當(dāng)電池電壓低于預(yù)定電壓范圍時(shí),放電控制信號(hào)117變成導(dǎo)致開(kāi)關(guān)112關(guān)斷的“0”(表示邏輯電平)。結(jié)果,阻止了放電電流的流動(dòng)。其后,當(dāng)充電器連接到電池組101A時(shí),通過(guò)二極管114用電源對(duì)電池組101A充電。
當(dāng)電池電壓高于預(yù)定的電壓范圍時(shí),充電控制信號(hào)118變成導(dǎo)致開(kāi)關(guān)113關(guān)斷的“0”。結(jié)果,阻止對(duì)電池組101A進(jìn)行充電。電池組101A通過(guò)二極管115將電釋放給負(fù)載。
當(dāng)外部端子106和108短路時(shí),過(guò)放電電流在電池組101A中流動(dòng)。結(jié)果,F(xiàn)ET可以變成有故障。因此,當(dāng)放電電流變成預(yù)定電流時(shí),放電控制信號(hào)117變成了導(dǎo)致開(kāi)關(guān)112關(guān)斷的“0”。結(jié)果,阻止了放電電流從電池組101A流動(dòng)。
電壓轉(zhuǎn)換器111的一個(gè)電源端子通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電源開(kāi)關(guān)119連接到二次電池102的正極。電壓轉(zhuǎn)換器1的其它電源端子通過(guò)開(kāi)關(guān)112和113連接到負(fù)極。電壓轉(zhuǎn)換器111的輸出端子連接到外部端子107。電壓轉(zhuǎn)換器111將電池電壓轉(zhuǎn)換成不同于電池電壓的恒定電壓。從外部端子107和108得到恒定電壓。實(shí)際上,電源開(kāi)關(guān)119是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)等等。
電池組101A也還具有產(chǎn)生電源控制信號(hào)120的電源控制器121,用該控制信號(hào)控制電壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)119。當(dāng)外部端子106和108之間的電池電壓在預(yù)定電壓的范圍(2.5V到4.3V)(常規(guī)狀態(tài))時(shí),電源控制器121接通電源開(kāi)關(guān)119。當(dāng)電池電壓不在預(yù)定電壓范圍(2.49V或更低或4.3V或更高)時(shí),電源控制器121關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)119。對(duì)于該電源開(kāi)關(guān)119,當(dāng)電池的剩余放電容量處于低時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。因此,當(dāng)電池的剩余放電容量處于低時(shí),可以抑制電池的放電。
(第五個(gè)實(shí)施例)圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。在圖10中,和圖9中類(lèi)似的部分用相似的附圖標(biāo)記表示。附圖標(biāo)記122表示AND計(jì)算單元(例如,與門(mén))。AND計(jì)算單元122產(chǎn)生電源控制信號(hào)120,用該控制信號(hào)控制電壓轉(zhuǎn)換電源開(kāi)關(guān)119。
從保護(hù)電路116到AND計(jì)算單元122提供放電控制信號(hào)117和充電控制信號(hào)118。如上所述,當(dāng)電池組101A正常操作時(shí),這些控制信號(hào)117和118是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)112和113接通的“1”。當(dāng)保護(hù)功能操作時(shí),控制信號(hào)117和118的其中一個(gè)變成“0”。因此,當(dāng)放電控制信號(hào)117和充電控制信號(hào)118是“1”時(shí),AND計(jì)算單元122產(chǎn)生導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。
根據(jù)第五個(gè)實(shí)施例,當(dāng)電池的剩余放電容量低時(shí),電池組可以抑制放電。而且,可以避免電壓轉(zhuǎn)換器111變成有故障不能防止過(guò)電壓。以這種方式,根據(jù)第四個(gè)和第五個(gè)實(shí)施例,當(dāng)二次電池正常操作時(shí),電池組接通電壓轉(zhuǎn)換器111的電源以便使得電壓轉(zhuǎn)換器111操作。
可選擇地,放電電流開(kāi)關(guān)112和充電電流開(kāi)關(guān)113可以連結(jié)到二次電池102的正極側(cè)。在這種情況下,使用P溝道型FET。當(dāng)二次電池102正常操作時(shí),放電控制信號(hào)117和充電控制信號(hào)118都是“0”。當(dāng)保護(hù)功能操作時(shí),這些信號(hào)的其中一個(gè)變成“1”。因此,僅僅當(dāng)放電控制信號(hào)117和充電控制信號(hào)118都是“0”時(shí),NOR產(chǎn)生導(dǎo)致電壓轉(zhuǎn)換器電源開(kāi)關(guān)接通的控制信號(hào)。對(duì)于該電壓轉(zhuǎn)換器電源開(kāi)關(guān)119,當(dāng)電池剩余的放電容量低時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器的電流消耗。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)。在圖11中,根據(jù)本發(fā)明附圖標(biāo)記101B表示電池組。圖12示出了電池組101B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如同前述的電池組101A一樣,在電池組101B中,電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103通過(guò)電線104連結(jié)到二次電池102。電池組101B具有通過(guò)電線105連結(jié)到電壓檢測(cè)器和保護(hù)電路103的外部端子106、107、108和131。外部端子131是電壓轉(zhuǎn)換器111的啟動(dòng)信號(hào)的輸入端子。二次電池102以及電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103放置在殼體109中。電壓轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換器111和保護(hù)電路103安裝在基板110上。保護(hù)電路安裝在基板110的后表面上。鄰近基板110放置二次電池102。電壓轉(zhuǎn)換器111可以放置在二次電池102中。
(第六個(gè)實(shí)施例)圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例的電池組用附圖標(biāo)記101B表示。電池組101B具有四個(gè)和圖11和12所示的那些相同的外部端子106、107、108和131。電源控制器132產(chǎn)生電源控制信號(hào)120。電源控制器132用電源控制信號(hào)120控制電源控制器132。
從外部端子131向電壓控制器132提供電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例電池組101B的結(jié)構(gòu)和根據(jù)圖9所示的第四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同,除了電源開(kāi)關(guān)119。因此,類(lèi)似的部分用類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示,并省略對(duì)它們的描述。
從電池組101B的外側(cè)提供電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)是其電壓依據(jù)連接到電子設(shè)備,例如蜂窩電話的電源是否通/斷而變化的信號(hào)。蜂窩電話側(cè)產(chǎn)生電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)電池組101B已經(jīng)連接到蜂窩電話以及其電源已經(jīng)接通時(shí),啟動(dòng)信號(hào)的電壓變成預(yù)定電壓或者更高(例如2.0V或更高)。當(dāng)電源已經(jīng)關(guān)斷時(shí),啟動(dòng)信號(hào)的電壓低于當(dāng)前電壓。
當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)的電壓是預(yù)定電壓或更高以及當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)的電壓低于當(dāng)前電壓(例如1.9V或者更低)時(shí)關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)119時(shí),電源控制器132產(chǎn)生導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。
因此,當(dāng)控制電壓轉(zhuǎn)換器電源開(kāi)關(guān)119時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。因此,當(dāng)電池剩余的放電容量低時(shí),可以避免剩余的放電容量的減少。而且,當(dāng)用啟動(dòng)信號(hào)控制電壓轉(zhuǎn)換器電源開(kāi)關(guān)119時(shí),如果電池組還沒(méi)有連接到電子設(shè)備,或者電池組已經(jīng)連接的電子設(shè)備的電源已經(jīng)有關(guān)斷,可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例,僅僅當(dāng)需要電壓轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓時(shí),接通電壓轉(zhuǎn)換器111的電源并使電壓轉(zhuǎn)換器111操作。
圖14示出在放電電流開(kāi)關(guān)112和充電電流113由N溝道型FET112和113構(gòu)成的情況下,圖13中所示的根據(jù)本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。圖14中所示的電池組的結(jié)構(gòu)和圖13中所示的結(jié)構(gòu)相同,除了放電電流開(kāi)關(guān)112和充電電流開(kāi)關(guān)113分別由N溝道型FET112和113構(gòu)成。根據(jù)其它的每個(gè)實(shí)施例,放電電流開(kāi)關(guān)112和充電電流開(kāi)關(guān)113可以由FET構(gòu)成。
(第七個(gè)實(shí)施例)圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。用101B表示根據(jù)第七個(gè)實(shí)施例的電池組。電池組101B具有四個(gè)外部端子106、107、108和131。電源控制器133產(chǎn)生控制電壓轉(zhuǎn)換器111的電源開(kāi)關(guān)119的電源控制信號(hào)120。
從外部端子131到電源控制器133提供電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。而且,從保護(hù)電路116到電源控制器133提供過(guò)放電非檢測(cè)信號(hào)134。圖15中所示的電池組101B的結(jié)構(gòu)和圖9中所示的根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同,除了電壓轉(zhuǎn)換器電源開(kāi)關(guān)119的控制。因此,類(lèi)似的部分用類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示并將省略對(duì)它們的描述。
保護(hù)電路116產(chǎn)生放電控制信號(hào)。例如當(dāng)二次電池102的電壓變成2.49V或者更低時(shí),保護(hù)電路116判斷二次電池102過(guò)放電并使得放電控制信號(hào)117變成例如“0”。結(jié)果,放電電流開(kāi)關(guān)112關(guān)斷。如同放電控制信號(hào)117一樣,當(dāng)二次電池102正常操作時(shí),保護(hù)電路116使得過(guò)放電非檢測(cè)信號(hào)134變成“1”。當(dāng)二次電池102過(guò)放電時(shí),保護(hù)電路116使得過(guò)放電非檢測(cè)信號(hào)134變成“0”。
僅僅當(dāng)過(guò)放電非檢測(cè)信號(hào)134是“1”時(shí),也就是二次電池102正常操作時(shí),電源控制器133產(chǎn)生導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。換句話說(shuō),如同第六個(gè)實(shí)施例一樣,根據(jù)第七個(gè)實(shí)施例,盡管產(chǎn)生了根據(jù)從外部端子131輸入的電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)的電壓變化的電源控制信號(hào)120,當(dāng)保護(hù)電路116檢測(cè)到電池電壓比預(yù)定電壓低的狀態(tài)時(shí),過(guò)充電非檢測(cè)信號(hào)134變成“0”。電源控制器133不管電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)的電壓而不產(chǎn)生使得電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。
如同第六個(gè)實(shí)施例一樣,根據(jù)第七個(gè)實(shí)施例,當(dāng)電池組101B還沒(méi)有連接到電子設(shè)備時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。當(dāng)電子設(shè)備的電壓已經(jīng)關(guān)斷時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。而且,根據(jù)第七個(gè)實(shí)施例,當(dāng)保護(hù)電路116已經(jīng)檢測(cè)到二次電池102的電壓是預(yù)定電壓或更低的狀態(tài)時(shí),保護(hù)電路116阻止電流在電壓轉(zhuǎn)換器111中流動(dòng)。結(jié)果,可以避免二次電池102過(guò)充電。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)。用附圖標(biāo)記101C表示圖16中所示的電池組。如同前述的電池組101A和101B一樣,在電池組101C中,電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103通過(guò)電線104連接到二次電池102。電池組101C具有通過(guò)電線105連接到電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103的外部端子106、107、108和131。
和二次電池102接觸或鄰近的配置檢測(cè)二次電池102的溫度的電池溫度傳感器135。二次電池102、電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103和電池溫度傳感器135放置在殼體109中。
(第八個(gè)實(shí)施例)圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。用附圖標(biāo)記101C表示根據(jù)第八個(gè)實(shí)施例的電池組。電池組101C具有四個(gè)外部端子106、107、108和131和電池溫度傳感器135。如同第七個(gè)實(shí)施例一樣,電源控制器138產(chǎn)生控制電壓轉(zhuǎn)換器111的電源開(kāi)關(guān)119的電源控制信號(hào)120。
從外部端子131到電源控制器138提供電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。而且,從電池溫度檢測(cè)器136到電源控制器138提供電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137。由于除了電源開(kāi)關(guān)119的控制,根據(jù)圖17所示的第八個(gè)實(shí)施例的電池組101C的結(jié)構(gòu)和根據(jù)圖9所示的第四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同,所以用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部分并省略對(duì)它們的描述。
根據(jù)第七個(gè)實(shí)施例,將電池保護(hù)信號(hào)和電壓轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)提供給電源控制器133。相反,根據(jù)第八個(gè)實(shí)施例,從電池溫度檢測(cè)器136到電源控制器138提供電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137和電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)二次電池102的溫度變成反常高溫例如80℃或更高時(shí),電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137變成“0”。否則,電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137為“1”。
當(dāng)電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137是“1”時(shí),也就是僅僅在二次電池102正常操作的正常狀態(tài)時(shí),電源控制器138產(chǎn)生導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。盡管根據(jù)從外部端子131輸入的電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)的電壓產(chǎn)生了電源控制信號(hào)120。如果電池溫度檢測(cè)器136已經(jīng)檢測(cè)到二次電池102的異常高溫度,電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137變成“0”。結(jié)果,與電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)的電壓無(wú)關(guān),電源控制器133不輸出導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。
根據(jù)第八個(gè)實(shí)施例,當(dāng)電池組101C還沒(méi)有連接到電子設(shè)備時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。因此,當(dāng)電子設(shè)備的電源關(guān)斷時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。而且,根據(jù)第八個(gè)實(shí)施例,當(dāng)二次電池的溫度變得異常高時(shí),關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器的電源并終止電池組101C的放電。結(jié)果,可以避免電池組101C的溫度升高。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的的電池組的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)。用附圖標(biāo)記101D表示圖18中的電池組。如同前述的電池組101A和101B一樣,在電池組101D中,電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103通過(guò)電線104連接到二次電池102。電池組101D具有通過(guò)電線105連接到電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103的外部端子106、107、108和131。而且,如同電池組101C一樣,鄰近二次電池102放置檢測(cè)二次電池102的溫度的電池溫度傳感器135。
而且,在電池組101D中,與電壓轉(zhuǎn)換器111接觸或鄰近地放置電壓轉(zhuǎn)換器溫度傳感器139。電壓轉(zhuǎn)換器溫度傳感器139檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器111的溫度。二次電池102、電壓轉(zhuǎn)換器和保護(hù)電路103、電池溫度傳感器135和電壓轉(zhuǎn)換器溫度傳感器139放置在殼體109中。
(第九個(gè)實(shí)施例)圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。用附圖標(biāo)記101D表示圖19中所示的電池組。電池組101D具有四個(gè)外部端子106、107、108和131,電池溫度傳感器135和電壓轉(zhuǎn)換器溫度傳感器139。電源控制器142產(chǎn)生控制電壓轉(zhuǎn)換器111的電源開(kāi)關(guān)119的電源控制信號(hào)120。
如同第八個(gè)實(shí)施例一樣,根據(jù)第九個(gè)實(shí)施例,從外部端子131到電源控制器142提供電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)。而且,從電池溫度檢測(cè)器136到電源控制器142提供電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137。而且,從電壓轉(zhuǎn)換器溫度檢測(cè)器140到電源控制器142提供電壓轉(zhuǎn)換器溫度異常檢測(cè)信號(hào)141。除了電源開(kāi)關(guān)119的控制,根據(jù)圖19所示的第九個(gè)實(shí)施例的電池組101D的結(jié)構(gòu)和根據(jù)圖9所示的第四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同,所以用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部分并省略對(duì)它們的描述。
根據(jù)第九個(gè)實(shí)施例,當(dāng)二次電池102的溫度變得異常高時(shí),例如80℃或更高,從電池溫度檢測(cè)器136輸出的電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137的電壓變成“0”。在這種情況下,不管從外部端子131輸入的電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)的電壓和電壓轉(zhuǎn)換溫度異常檢測(cè)信號(hào)141的電壓,電源控制器142產(chǎn)生導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119接通的電源控制信號(hào)120。
當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器111的溫度變得異常高時(shí),例如80℃或更高,溫度檢測(cè)器140判斷電壓轉(zhuǎn)換器111不是正常操作并使得電壓轉(zhuǎn)換器溫度異常檢測(cè)信號(hào)141變成“0”。如果電壓轉(zhuǎn)換器111的電容器短路,電壓轉(zhuǎn)換器111可以變熱,塑料殼體109能熔化。在這種情況下,不管從外部端子131輸入的電壓轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)信號(hào)的電壓和電池溫度異常檢測(cè)信號(hào)137的電壓值,電源控制器142產(chǎn)生導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)119關(guān)斷的電源控制信號(hào)120。結(jié)果,中止了電壓轉(zhuǎn)換器111。
根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例,當(dāng)電池組101D還沒(méi)有連接到電子設(shè)備時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。因此,當(dāng)電子設(shè)備的電源已經(jīng)關(guān)斷時(shí),可以減少電壓轉(zhuǎn)換器111的電流消耗。而且根據(jù)第九個(gè)實(shí)施例,當(dāng)二次電池的溫度或電壓轉(zhuǎn)換器的溫度變得異常高時(shí),關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器的電源并且中止電池組101D的放電。結(jié)果,可以避免電池組101D溫度升高。
放置在電池組中的電壓轉(zhuǎn)換器的數(shù)量可以是不止一個(gè)的兩個(gè)或者更多。當(dāng)使用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器時(shí),它可以產(chǎn)生多個(gè)輸出電壓。而且,啟動(dòng)信號(hào)可以不是其電壓隨電子設(shè)備的電源接通/關(guān)斷的狀態(tài)改變的信號(hào),而是其電流改變的信號(hào)、脈沖寬度改變的信號(hào)等等。而且,本發(fā)明可以應(yīng)用到不具有保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)中。
如上所述,電池組已經(jīng)用于便攜式電子設(shè)備,例如蜂窩電話和數(shù)字照相機(jī)。圖20示出根據(jù)本發(fā)明的電池組的結(jié)構(gòu)。圖20示出的電池組應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備(下文中稱作移動(dòng)裝置)。
在圖20中,附圖標(biāo)記201表示電池組。附圖標(biāo)記202表示座充。附圖標(biāo)記203表示AC適配器。附圖標(biāo)記204表示移動(dòng)裝置。電池組201具有二次電池205、保護(hù)電路206、放電控制開(kāi)關(guān)207和充電控制開(kāi)關(guān)208。由于這些開(kāi)關(guān)207和208通常由FET構(gòu)成,于是寄生二極管209和210并聯(lián)放置。分別根據(jù)保護(hù)電路206提供的放電控制信號(hào)217和充電控制信號(hào)218控制開(kāi)關(guān)207和208。
電池組201具有正極側(cè)外端子211和負(fù)極側(cè)外端子212。AC適配器203通過(guò)座充202連接到端子211和212。可選擇地,移動(dòng)裝置204通過(guò)座充202連接到端子211和212。
AC適配器具有恒定電壓電路213和AC-DC轉(zhuǎn)換器214。通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器214將從AC插頭(有時(shí)稱作AC入口輸入端)215接收到的商用AC電源整流。恒定的電壓電路213將整流的電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的充電電壓。充電電壓施加到外部端子211和212。用充電電壓對(duì)二次電池205充電。
而且,移動(dòng)裝置204連接到端子211和212。電池電壓提供給移動(dòng)裝置204的放電電路。由于移動(dòng)裝置204需要不同于電池電壓的另外的電壓,所以移動(dòng)裝置204具有DC-DC轉(zhuǎn)換器216。和具有照相機(jī)的蜂窩電話一樣,當(dāng)蜂窩電話具有很多功能時(shí),它需要對(duì)應(yīng)于多個(gè)DC電壓的多個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器。
和圖20中所示的結(jié)構(gòu)的例子不同,已經(jīng)提出了包含電池組201、AC適配器203和通過(guò)其對(duì)電池組201充電的AC插頭的電子設(shè)備(例如日本專利專利公開(kāi)特開(kāi)平No.HEI 11-185824)。
如上所述,傳統(tǒng)電池組201需要座充202和AC適配器203,以便對(duì)電池組201充電。當(dāng)電子設(shè)備包含電池組201、AC適配器203和AC插頭時(shí),電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有包含許多用于那些AC插頭的外部端子。因此,相反地可以增加電子設(shè)備的端子數(shù)量。
因此,最好,提供用少數(shù)的外部端子而不需要使用座充和AC適配器的電池組。
(第十個(gè)實(shí)施例)圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的第十個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同,在根據(jù)第十個(gè)實(shí)施例的電池組中,二次電池205的正極連接到外部端子211。二次電池205的負(fù)極通過(guò)放電控制FET207和充電控制開(kāi)關(guān)208連接到外部端子212。保護(hù)電路206控制充電開(kāi)關(guān)207和放電開(kāi)關(guān)208。
當(dāng)二次電池205是鋰離子電池時(shí),例如它是盒型電池。二次電池205放置在鋼的電池殼體中。當(dāng)二次電池205是鋰聚合物電池時(shí),用鋁疊層膜密封該電池。二次電池205可以是以后將研發(fā)的新型二次電池。
附圖標(biāo)記221表示電池組的AC插頭。AC插頭221可以適于商用AC電源的插座,AC插頭221具有一對(duì)導(dǎo)電葉片(blade)。根據(jù)本發(fā)明,導(dǎo)電葉片和充電端子和放電端子一樣地使用。
AC插頭221具有AC插頭221插入到AC插座的充電操作狀態(tài)(下文中稱作第一操作狀態(tài))和電源施加到電子設(shè)備的放電操作狀態(tài)(下文中稱為第二操作狀態(tài))。電池組具有其開(kāi)關(guān)位置根據(jù)AC插頭221的操作狀態(tài)變化的雙向開(kāi)關(guān)S201和S202。下面將具體描述AC插頭221和開(kāi)關(guān)S201和S202的實(shí)際結(jié)構(gòu)。
開(kāi)關(guān)S201的端子a連接到AC插頭221的一條電源線。開(kāi)關(guān)S202的端子d連接到AC插頭221的另一條電源線。開(kāi)關(guān)S201的端子b連接到AC-DC轉(zhuǎn)換器222的一個(gè)輸入端子。開(kāi)關(guān)S202的端子e連接到AC-DC轉(zhuǎn)換器222的另一個(gè)輸入端子。開(kāi)關(guān)S201的端子c和開(kāi)關(guān)S202的端子f分別連接到外部端子211和212。
將AC-DC轉(zhuǎn)換器222與開(kāi)關(guān)S201和S202以及二次電池205和保護(hù)電路206一起裝進(jìn)由例如塑料材料制成的相對(duì)硬的殼體中。可選擇地,AC-DC轉(zhuǎn)換器222、開(kāi)關(guān)S201和S202、保護(hù)電路206等等可以配置在二次電池205中而不是殼體中。
在AC插頭221插入到AC插座的第一操作狀態(tài),商用AC電源分別通過(guò)開(kāi)關(guān)S201和S202的輸出端子b和e輸入到AC-DC轉(zhuǎn)換器222。AC-DC轉(zhuǎn)換器222輸出對(duì)應(yīng)于二次電池205的預(yù)定充電電壓。用充電電壓對(duì)二次電池205充電。
在AC插頭221的第二操作狀態(tài),AC插頭221連接到電子設(shè)備的外部端子。在第二操作狀態(tài),電池電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)S201的端子c和a以及開(kāi)關(guān)S202的端子f和d輸出到AC插頭221。電池電壓通過(guò)AC插頭221施加到電子設(shè)備。
(第十一個(gè)實(shí)施例)圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖22所示的第十一個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)和根據(jù)第十個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同,除了電池組包括DC-DC轉(zhuǎn)換器223。因此,用類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示相似的部分并省略對(duì)它們的描述。根據(jù)第十一個(gè)實(shí)施例,當(dāng)AC插頭221放置在第二操作狀態(tài)時(shí),由DC-DC轉(zhuǎn)換器223升高的DC電壓可以通過(guò)開(kāi)關(guān)S201和S202以及AC插頭221施加給電子設(shè)備。
例如,DC-DC轉(zhuǎn)換器223可以是使用電容器和開(kāi)關(guān)裝置的充電激勵(lì)型,使用二極管、電感器、電容器和開(kāi)關(guān)裝置的升壓轉(zhuǎn)換器(降壓轉(zhuǎn)換器)或者使用變壓器和開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的多種類(lèi)型中的一種??蛇x擇地,DC-DC轉(zhuǎn)換器223可以是使用壓電變壓器的壓電逆變器或者雙極性晶體光器件的串聯(lián)調(diào)節(jié)器。作為充電激勵(lì)型電壓轉(zhuǎn)換器或開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器,已經(jīng)研發(fā)了具有大約4mm×4mm大小的器件。因此,可以容易地將DC-DC轉(zhuǎn)換器223放置在電池組中。
(第十二個(gè)實(shí)施例)
圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的第十二個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第十和第十一個(gè)實(shí)施例,其開(kāi)關(guān)位置根據(jù)AC插頭221的操作狀態(tài)直接改變的開(kāi)關(guān)S201和S202。相反,根據(jù)第十二個(gè)實(shí)施例,檢測(cè)AC插頭221的操作狀態(tài)。根據(jù)按照AC插頭221的操作狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的控制信號(hào),控制開(kāi)關(guān)。除了那些,根據(jù)第十二個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)和根據(jù)第十個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同。因此,類(lèi)似的部分用類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示并將省略對(duì)它們的描述。
在圖23中,附圖標(biāo)記224表示檢測(cè)AC插頭221的操作狀態(tài)的檢測(cè)器。附圖標(biāo)記225表示根據(jù)檢測(cè)器224的輸出產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的控制信號(hào)產(chǎn)生部分。下面將描述根據(jù)AC插頭221的檢測(cè)器224的幾種實(shí)際結(jié)構(gòu)。
當(dāng)檢測(cè)器224檢測(cè)到AC插頭221插入到AC插座的第一操作狀態(tài)時(shí),控制信號(hào)產(chǎn)生部分225產(chǎn)生使得開(kāi)關(guān)S211的端子a和b與開(kāi)關(guān)S212的端子d和e連接的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。在第一操作狀態(tài),用AC-DC轉(zhuǎn)換器222輸出的充電電壓對(duì)二次電池205充電。
通過(guò)檢測(cè)器224檢測(cè)AC插頭221連接到電子設(shè)備的外部端子的第二操作狀態(tài)。在第二操作狀態(tài),控制信號(hào)產(chǎn)生部分225產(chǎn)生使得開(kāi)關(guān)S211的端子a和c與開(kāi)關(guān)S212的端子d和f連接的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。通過(guò)開(kāi)關(guān)S211的端子c和a與開(kāi)關(guān)S212的端子f和d將電池電壓輸出到AC插頭221。電池電壓通過(guò)AC插頭221提供給電子設(shè)備。開(kāi)關(guān)S211和開(kāi)關(guān)S212是繼電器觸點(diǎn)、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)等等。
(第十三個(gè)實(shí)施例)圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的第十三個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第十三個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)和根據(jù)第十二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同,除了電池組包含DC-DC轉(zhuǎn)換器223。因此,相似的部分用相似的附圖標(biāo)記表示并省略對(duì)它們的描述。根據(jù)第十三個(gè)實(shí)施例,當(dāng)AC插頭221放置在第二操作狀態(tài)時(shí),由DC-DC轉(zhuǎn)換器223升高的電池電壓的DC電壓可以通過(guò)開(kāi)關(guān)S211和S212以及AC插頭221提供給電子設(shè)備。
(第十四個(gè)實(shí)施例)圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的第十四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第十至第十三個(gè)實(shí)施例,使用其一個(gè)觸點(diǎn)(端子)連接到兩個(gè)觸點(diǎn)(端子)中的一個(gè)的開(kāi)關(guān)。相反地,根據(jù)第十四個(gè)實(shí)施例,使用其兩個(gè)觸點(diǎn)同時(shí)接通/關(guān)斷的開(kāi)關(guān)。換句話說(shuō),使用開(kāi)關(guān)S220和S221代替開(kāi)關(guān)S201。而且,使用開(kāi)關(guān)S230和S231代替開(kāi)關(guān)S202。除了那些,根據(jù)第十四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)和根據(jù)第十個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同。因此,類(lèi)似的部分用類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示并將省略對(duì)它們的描述。
在AC插頭221插入到AC插座的第一操作狀態(tài),開(kāi)關(guān)S220和S221接通開(kāi)關(guān)S230和S231關(guān)斷。因此,商用AC電源通過(guò)開(kāi)關(guān)S220和S221輸入到AC-DC轉(zhuǎn)換器222。AC-DC轉(zhuǎn)換器222輸出對(duì)應(yīng)于二次電池205的預(yù)定充電電壓。用充電電壓對(duì)二次電池205充電。
在AC插頭221連接到電子設(shè)備的外部端子的第二操作狀態(tài),開(kāi)關(guān)S220和S221關(guān)斷,開(kāi)關(guān)S230和S231接通。因此,電池電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)S230和S231輸出到AC插頭221。電池電壓通過(guò)AC插頭221提供給電子設(shè)備。
(第十五個(gè)實(shí)施例)圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的第十五個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第十五個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)和根據(jù)第十四個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)相同,除了電池組包含DC-DC轉(zhuǎn)換器223。因此,相似的部分用相似的附圖標(biāo)記表示并省略對(duì)它們的描述。根據(jù)第十五個(gè)實(shí)施例,當(dāng)AC插頭221放置在第二操作狀態(tài)時(shí),由DC-DC轉(zhuǎn)換器223升高的電池電壓的DC電壓可以通過(guò)開(kāi)關(guān)S230和S231以及AC插頭221提供給電子設(shè)備。
檢測(cè)AC插頭221的操作狀態(tài)。對(duì)于根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生的控制信號(hào)(未示出),可以控制開(kāi)關(guān)S220到S231。
圖27示出了根據(jù)第十到十五的每個(gè)實(shí)施例的電池組的外觀。附圖標(biāo)記231表示電池組的殼體。AC插頭221放置在電池組的殼體231中使得AC插頭221的部分是可旋轉(zhuǎn)的。在圖27中示出了AC插頭221的放下(lay-down)狀態(tài),也就是AC插頭221稍微從殼體231的上表面伸出,是第二操作狀態(tài)。AC插頭221插入到電子設(shè)備中。DC電壓提供給電子設(shè)備的放電電路。相反地,從放下?tīng)顟B(tài)和AC插頭221表面向上的葉片部分旋轉(zhuǎn)90°的AC插頭221的狀態(tài)是第一操作狀態(tài)。換句話說(shuō),AC插頭221插入到AC插座。
通過(guò)內(nèi)部保持機(jī)構(gòu)保持AC插頭221的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。AC插頭221的第一和第二操作狀態(tài)的關(guān)系可以和前述的相反。當(dāng)在第二操作狀態(tài)AC插頭221連接到電子設(shè)備時(shí),除了通過(guò)插入方法AC插頭221的導(dǎo)電葉片可以接觸到電子設(shè)備的開(kāi)口。在第二個(gè)操作狀態(tài),AC插頭221導(dǎo)電葉片可以幾乎放置在殼體231中。導(dǎo)電葉片可以接觸到電子設(shè)備的彈簧觸點(diǎn)。
在電池組的殼體231中,連同二次電池205,可以安置第十個(gè)到第十五個(gè)實(shí)施例的每個(gè)電路。當(dāng)AC插頭221旋轉(zhuǎn)時(shí),開(kāi)關(guān)位置改變。根據(jù)第十到第十五個(gè)實(shí)施例將描述實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)S201、S202、S211、S212、S220、S221、S230和S231的結(jié)構(gòu)的例子。
在圖28A和圖28B所示的例子中,圍繞軸232旋轉(zhuǎn)的AC插頭221的導(dǎo)電葉片延伸。導(dǎo)電葉片的邊緣部分起到觸點(diǎn)部分的作用。觸點(diǎn)部分接觸到彈簧觸點(diǎn)33和34的一個(gè)。在AC插頭221抬起的第一操作狀態(tài)(圖28A),AC插頭221的觸點(diǎn)部分和彈簧觸點(diǎn)233接觸。在AC插頭221放下的第二操作狀態(tài)(圖28B),AC插頭221的觸點(diǎn)部分和彈簧觸點(diǎn)234接觸。在這個(gè)實(shí)例中,配置一對(duì)觸點(diǎn)部分、一對(duì)彈簧觸點(diǎn)233和一對(duì)彈簧觸點(diǎn)234(未示出)。
該對(duì)觸點(diǎn)部分對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201的端子a和開(kāi)關(guān)S202的端子d。該對(duì)彈簧觸點(diǎn)233對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201的端子b和開(kāi)關(guān)S202的端子e。該對(duì)彈簧觸點(diǎn)234對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201的端子c和開(kāi)關(guān)S202的端子f。在圖28A所示的第一操作狀態(tài),開(kāi)關(guān)S201的端子a和b以及開(kāi)關(guān)S202的端子d和e連接。AC電壓通過(guò)AC插頭221和開(kāi)關(guān)S201和S202提供給AC-DC轉(zhuǎn)換器222。在圖28B所示的第二操作狀態(tài),開(kāi)關(guān)S201的端子a和c以及開(kāi)關(guān)S202的端子d和f連接。電池電壓或者DC-DC轉(zhuǎn)換器223的輸出電壓通過(guò)AC插頭221以及開(kāi)關(guān)S201和S202施加給電子設(shè)備??梢允褂脠D28所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)S220、S221、S230和S231。
在圖29A和29B所示的例子中,圍繞軸232旋轉(zhuǎn)的AC插頭221的邊緣部分改變開(kāi)關(guān)235a的開(kāi)關(guān)位置。而且,放置在第二操作狀態(tài)和AC插頭221的觸點(diǎn)部分接觸的彈簧觸點(diǎn)235b。在AC插頭221被抬起并插入到AC插座的第一操作狀態(tài)時(shí)(圖29A),由于AC插頭221的觸點(diǎn)部分沒(méi)有接觸到開(kāi)關(guān)235a的可移動(dòng)部分,所以它關(guān)斷了。AC插頭221的觸點(diǎn)部分接觸到彈簧觸點(diǎn)235b。因此,提供了AC電源。相反,在AC插頭221放下的第二操作狀態(tài)(圖29B),AC插頭221邊緣部分的觸點(diǎn)部分接觸到開(kāi)關(guān)235a的可移動(dòng)部分。因此,開(kāi)關(guān)235a接通了。彈簧觸點(diǎn)235b沒(méi)有接觸到AC插頭221的邊緣部分的觸點(diǎn)部分。
開(kāi)關(guān)235a組成參考圖23和24描述的檢測(cè)器225。放置根據(jù)開(kāi)關(guān)235a和開(kāi)關(guān)S211和S212的輸出產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的電路(未示出)。
根據(jù)在如圖29A所示的開(kāi)關(guān)235a關(guān)斷的第一操作狀態(tài)產(chǎn)生的控制信號(hào),開(kāi)關(guān)S211的端子a和b與開(kāi)關(guān)S212的端子d和e連接。AC電壓通過(guò)AC插頭221、彈簧觸點(diǎn)235b和開(kāi)關(guān)S211和S212提供給AC-DC轉(zhuǎn)換器222。根據(jù)在如圖29B所示的開(kāi)關(guān)235a接通的第二操作狀態(tài)產(chǎn)生的控制信號(hào),開(kāi)關(guān)S211的端子a和c與開(kāi)關(guān)S212的端子d和f連接。結(jié)果,電池電壓或者DC-DC轉(zhuǎn)換器223的輸出電壓通過(guò)AC插頭221以及開(kāi)關(guān)S211和S212提供給電子設(shè)備。
在圖30A和30B所示的例子中,圍繞軸232旋轉(zhuǎn)的AC插頭221的邊緣部分接通/關(guān)斷光傳感器236a。光傳感器236a組成參考圖23和圖24描述的檢測(cè)器225。設(shè)置根據(jù)光傳感器236a以及開(kāi)關(guān)S211和S212的輸出配置產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的電路。根據(jù)AC插頭221的旋轉(zhuǎn)位置,當(dāng)從發(fā)光器件例如發(fā)光二極管(未示出)發(fā)出的光通過(guò)或者遮擋時(shí),光傳感器236a可以接通或關(guān)斷。
在AC插頭221抬起(圖30A)的第一操作狀態(tài)時(shí),光傳感器336a接通。在第一操作狀態(tài),AC插頭221的觸點(diǎn)部分和彈簧觸點(diǎn)336b接觸。當(dāng)AC插頭221和彈簧觸點(diǎn)336b接觸時(shí),施加AC電源。在AC插頭221放下(圖30B)的第二操作狀態(tài),光傳感器336a關(guān)斷。根據(jù)在如圖30A所示的光傳感器336a接通的第一操作狀態(tài)產(chǎn)生的控制信號(hào),開(kāi)關(guān)S211的端子a和b與開(kāi)關(guān)S212的端子d和e連接。AC電壓通過(guò)AC插頭221、彈簧觸點(diǎn)236b和開(kāi)關(guān)S211和S212提供給AC-DC轉(zhuǎn)換器222。根據(jù)在如圖30B所示的光傳感器336b關(guān)斷的第二操作狀態(tài)產(chǎn)生的控制信號(hào),開(kāi)關(guān)S211的端子a和c與開(kāi)關(guān)S212的端子d和f連接。電池電壓或者DC-DC轉(zhuǎn)換器223的輸出電壓通過(guò)AC插頭221以及開(kāi)關(guān)S211和S212提供給電子設(shè)備。
在圖31A和圖31B所示的例子中,在圍繞軸232旋轉(zhuǎn)的AC插頭221的邊緣部分放置磁鐵237,選擇磁性開(kāi)關(guān)238a和238b中的一個(gè)。根據(jù)第十和第十一個(gè)實(shí)施例磁性開(kāi)關(guān)238a和238b對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201和S202。
磁鐵237和磁性開(kāi)關(guān)238a和238b可以組成參照?qǐng)D23和圖24描述的檢測(cè)器225。根據(jù)磁性開(kāi)關(guān)238a和238b的輸出可以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。根據(jù)控制信號(hào),可以控制開(kāi)關(guān)S211和S212。
在AC插頭221抬起的第一操作狀態(tài)(圖31A),由于磁鐵237遠(yuǎn)離了磁性開(kāi)關(guān)238a,磁性開(kāi)關(guān)238a斷開(kāi)磁性開(kāi)關(guān)238b接通。在AC插頭221放下的第二操作狀態(tài)(圖31B),由于磁鐵237接近磁性開(kāi)關(guān)238a,磁性開(kāi)關(guān)238a接通,磁性開(kāi)關(guān)238b斷開(kāi)。
在圖31A所示的AC插頭221抬起的第一操作狀態(tài),由于磁鐵237遠(yuǎn)離了磁性開(kāi)關(guān)238a,對(duì)應(yīng)于磁性開(kāi)關(guān)238a的開(kāi)關(guān)S201的端子a和b連接。在第一操作狀態(tài),由于磁鐵237靠近磁性開(kāi)關(guān)238b,對(duì)應(yīng)于磁性開(kāi)關(guān)238b的開(kāi)關(guān)S202的端子d和e被連接。AC電壓通過(guò)AC插頭221和開(kāi)關(guān)S201和S202施加到AC-DC轉(zhuǎn)換器222。相反,在如圖31B所示的AC插頭221放下的第二操作狀態(tài),由于磁鐵237靠近磁性開(kāi)關(guān)238a,對(duì)應(yīng)于磁性開(kāi)關(guān)238a的開(kāi)關(guān)S201的端子a和c被連接。在第二操作狀態(tài),由于磁鐵237遠(yuǎn)離了磁性開(kāi)關(guān)238b,開(kāi)關(guān)S202的端子d和f被連接。電池電壓或者DC-DC轉(zhuǎn)換器223的輸出電壓通過(guò)AC插頭221和開(kāi)關(guān)S201和S202提供給電子設(shè)備。
圖32示出了磁性開(kāi)關(guān)238a的例子。磁鐵240和可移動(dòng)觸頭241a安裝在彈簧觸頭239上。當(dāng)在第二操作狀態(tài)AC插頭221的磁鐵237靠近磁鐵240時(shí),磁鐵237和磁鐵240相互排斥。如圖32所示,可移動(dòng)觸頭241a防止著彈簧觸頭240的彈力和定觸頭241c接觸。磁性開(kāi)關(guān)238a對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201。彈簧觸點(diǎn)239對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201的端子a。固定的觸點(diǎn)241a對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)S201的端子c。因此,這種狀態(tài)表示開(kāi)關(guān)S201的端子a和c被連接。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)AC插頭221并放在第一操作狀態(tài)時(shí),磁性斥力消失。彈簧觸點(diǎn)239的彈力導(dǎo)致可動(dòng)觸頭241a和固定觸頭241b接觸。這種狀態(tài)表示開(kāi)關(guān)S201的端子a和b被連接。
盡管參考本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行了描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下,可以對(duì)前面所述的在形式及其細(xì)節(jié)上作出多種其它變化,省略和添加。例如,包含在電池組中的電壓轉(zhuǎn)換器的數(shù)量不限制為一個(gè)。代替為,電壓轉(zhuǎn)換器的數(shù)量可以是兩個(gè)或多個(gè)??蛇x擇地,可以使用產(chǎn)生多個(gè)輸出的一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器。而且,開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可以是例如開(kāi)關(guān)和彈簧觸點(diǎn)的組合的多種類(lèi)型。而且,本發(fā)明能夠應(yīng)用到不具有保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;和用于將電壓轉(zhuǎn)換器的操作模式轉(zhuǎn)換到充電模式和放電模式中的一種的開(kāi)關(guān)裝置,在充電模式,充電電壓輸出到二次電池,在放電模式,二次電池的電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的放電電壓并輸出轉(zhuǎn)換的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電池組,進(jìn)一步包括用于檢測(cè)充電器已經(jīng)連接的狀態(tài)的檢測(cè)裝置,其中配置轉(zhuǎn)換裝置以便當(dāng)檢測(cè)裝置檢測(cè)的結(jié)果表示充電器已經(jīng)連接時(shí)將電壓轉(zhuǎn)換器的操作模式轉(zhuǎn)換到充電模式。
3.如權(quán)利要求2所述的電池組,其中,配置檢測(cè)裝置以檢測(cè)充電器的標(biāo)識(shí)電阻。
4.如權(quán)利要求2所述的電池組,其中,配置檢測(cè)裝置以進(jìn)行與充電器的數(shù)字通信。
5.如權(quán)利要求2所述的電池組,其中,配置檢測(cè)裝置以檢測(cè)充電器已經(jīng)連接的狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的電池組,其中,配置轉(zhuǎn)換裝置以將電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓轉(zhuǎn)換到充電模式的電壓和放電模式的電壓中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的電池組,其中,轉(zhuǎn)換裝置具有用于轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的第一轉(zhuǎn)換裝置;以及用于選擇電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的第二轉(zhuǎn)換裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的電池組,進(jìn)一步包括用于保護(hù)二次電池的保護(hù)電路。
9.如權(quán)利要求1所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器和二次電池一起放置在殼體中。
10.如權(quán)利要求1所述的電池組,其中,電轉(zhuǎn)換器放置在二次電池中。
11.如權(quán)利要求1所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器是雙向型的。
12.一種具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;用于至少兩個(gè)不同電壓的多個(gè)輸出端子;以及電源的控制裝置,用于確定二次電池是否根據(jù)判斷的結(jié)果正常操作以及接通和關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器。
13.如權(quán)利要求12所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器和二次電池一起放置在殼體中。
14.如權(quán)利要求12所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器放置在二次電池中。
15.如權(quán)利要求12所述的電池組,進(jìn)一步包括用于保護(hù)二次電池的保護(hù)電路。
16.如權(quán)利要求12所述的電池組,其中,配置所述電源控制裝置以判斷當(dāng)二次電池的電壓在預(yù)定電壓或更高時(shí)二次電池是正常操作的。
17.如權(quán)利要求12所述的電池組,其中,配置電源控制裝置以判斷當(dāng)二次電池的電壓在預(yù)定電壓或更低時(shí)二次電池是正常操作的。
18.如權(quán)利要求12所述的電池組,其中,配置電源控制裝置以判斷當(dāng)二次電池的溫度或者在其附近的溫度是預(yù)定溫度或更低時(shí)二次電池是正常操作的。
19.一種具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;用于至少兩個(gè)不同電壓的多個(gè)輸出端子;以及電源控制裝置,其用于確定電壓轉(zhuǎn)換器是否根據(jù)判定的結(jié)果正常操作以及接通和關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器。
20.如權(quán)利要求19所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器和二次電池一起放置在殼體中。
21.如權(quán)利要求19所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器放置在二次電池中。
22.如權(quán)利要求19所述的電池組,進(jìn)一步包括用于保護(hù)二次電池的保護(hù)電路。
23.如權(quán)利要求19所述的電池組,其中,配置電源控制裝置以判斷當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器的溫度或者在其附近的溫度是預(yù)定溫度或更低時(shí)電壓轉(zhuǎn)換器是正常操作的。
24.一種具有二次電池的電池組,該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;用于至少兩個(gè)不同電壓的多個(gè)輸出端子;用于表示是否需要電壓轉(zhuǎn)換器的輸出的啟動(dòng)信號(hào)的輸入端子;以及用于根據(jù)啟動(dòng)信號(hào)接通/關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換器電源的電源控制裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器和二次電池一起放置在殼體中。
26.如權(quán)利要求24所述的電池組,其中,電壓轉(zhuǎn)換器放置在二次電池中。
27.如權(quán)利要求24所述的電池組,進(jìn)一步包括用于保護(hù)二次電池的保護(hù)電路。
28.如權(quán)利要求24所述的電池組,其中,從電子設(shè)備施加啟動(dòng)信號(hào),并且該信號(hào)取決于電子設(shè)備的電源是否已經(jīng)接通/關(guān)斷而變化,以及其中,配置所述電源控制裝置以當(dāng)電子設(shè)備的電源已經(jīng)接通時(shí)接通電壓轉(zhuǎn)換器的電源。
全文摘要
公開(kāi)了一種具有二次電池的電池組。該電池組包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器;用于將電壓轉(zhuǎn)換器的操作模式轉(zhuǎn)換成充電模式和放電模式中的一種的轉(zhuǎn)換裝置,在充電模式中,充電電壓輸出到二次電池,在放電模式中,二次電池的電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的放電電壓和輸出轉(zhuǎn)換的電壓。
文檔編號(hào)H01M10/42GK1665061SQ20041009978
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者仙浪浩光, 高橋一彥, 三澤大樹(shù), 佐藤文哉, 會(huì)田孝行 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社
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