專利名稱：采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，特別涉及既可 根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)作模式，使插入到智能電池組的智能保護(hù)模塊的耗電達(dá)到 最小化，也能夠保護(hù)電池穩(wěn)定性的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方 法。
背景技術(shù)：
最近，便攜式終端機(jī)、便攜式攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、
掌上電腦(PM)、無線電視、網(wǎng)絡(luò)記事本(Web Pad)、智能顯示器等 各種便攜式儀器從此前的語音為主趨于影像、數(shù)據(jù)、電子郵件等多媒 體的使用，其耗電急劇增加。為此，需要一種能夠滿足更大容量和反 復(fù)充電放電的電池裝置。
目前，鋰離子電池、鋰離子聚合物電池等充電電池企業(yè)生產(chǎn)出反 復(fù)進(jìn)行平均500次以上，其性能也沒有多大變化的產(chǎn)品，但其問題在 于，電池容量擴(kuò)大幾乎接近于極限，很難承擔(dān)逐漸增加的便攜式儀器 內(nèi)部耗電需求，在這一點(diǎn)上，比起增加容量，能夠提高電池使用效率 的智能電池成為 一個(gè)新的應(yīng)對(duì)方案。
智能電池與現(xiàn)有電池利用電池電壓和溫度判斷電池剩余電量狀態(tài) 相比，綜合判斷電池的容量、充電放電次數(shù)及電流大小等狀態(tài)，計(jì)算 出電池的剩余電量，并以一定通信方式通^t艮給系統(tǒng)，也就是說運(yùn)行智
能功能，維持最佳的電池狀態(tài)，還可防止電池異常動(dòng)作，能夠提高電 池使用效率。
這樣的智能電池還附有運(yùn)行智能功能的模塊，將這個(gè)模塊稱為SCM (Smart Circuit Module或Smart Control Module)。 SCM—般以電池 電量測(cè)量IC(Gas Gauge IC)、 1次保護(hù)電路、2次保護(hù)電路及其周邊 元件構(gòu)成，其中，電池電量測(cè)量IC根據(jù)智能電池規(guī)格測(cè)量電池溫度、 電池剩余電量、充/力文電電流、電壓，并計(jì)算這些，通過智能電池通信 規(guī)格，SMBus以串聯(lián)通信方式傳輸給適用于上述智能電池的系統(tǒng)。另外， 1次保護(hù)電路和2次保護(hù)電路根據(jù)上述電池電量測(cè)量IC的控制和電池 異常條件，停止電池的充/放電.
這種智能電池運(yùn)行自動(dòng)判斷最佳充電方式，控制充電器的功能， 還具有將電池的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、電池電量等信息儲(chǔ)存到內(nèi)存，持續(xù)更新的 功能.借助于該功能，比起使用充電電池單元的電池，智能電池平均 可延長20-30%的使用時(shí)間.
便于攜帶的多個(gè)系統(tǒng)為了使電池使用時(shí)間達(dá)到最大，具有根據(jù)動(dòng) 作狀態(tài)調(diào)節(jié)耗電的功能， 一般來說，將系統(tǒng)狀態(tài)區(qū)分為系統(tǒng)開啟狀態(tài) (On state)、空閑狀態(tài)(Idle state)、暫緩狀態(tài)(Suspend state )、 關(guān)閉狀態(tài)(Off state),使其根據(jù)各個(gè)狀態(tài)，僅限于最小限度的內(nèi)部 設(shè)備使用電源。
舉個(gè)例子來說，若系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)，所有內(nèi)部設(shè)備使用電源， 形成最大的耗電，但如果用戶暫時(shí)中斷系統(tǒng)使用，就轉(zhuǎn)換為空閑狀態(tài)， 減少系統(tǒng)的一部分設(shè)備的耗電，使總體耗電減少。此外，若用戶長時(shí) 間中斷系統(tǒng)使用，就轉(zhuǎn)換為暫緩狀態(tài)，保護(hù)易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，
若有用戶要求，就使旨在返回到開啟狀態(tài)的最小卩艮度的設(shè)備做出動(dòng)作， 大幅減少l毛電。
因此，若將前面說明的智能電池適用于具有上述各個(gè)狀態(tài)的耗電 控制功能的系統(tǒng)，就可以進(jìn)一步延長便攜式儀器的使用時(shí)間.
但以智能電池為例，若安裝的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài)或沒有從系統(tǒng) 分離，就設(shè)置為將電池狀態(tài)始終報(bào)告給系統(tǒng)，因此即使系統(tǒng)處于暫緩 狀態(tài)，也始終向系統(tǒng)報(bào)告自身的狀態(tài)。即，雖然系統(tǒng)處于暫緩狀態(tài)，
不會(huì)接收智能電池的狀態(tài)報(bào)告，但智能電池的SCM始終維持動(dòng)作狀態(tài)， 導(dǎo)致不必要的耗電。
為了避免這種情況，可以根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)強(qiáng)行中斷智能電池的SCM 動(dòng)作，但因這時(shí)SCM和系統(tǒng)絕對(duì)不會(huì)判斷出電池的異常動(dòng)作，無法保 證電池的穩(wěn)定性。
如上所迷，若電池裝在系統(tǒng)，但系統(tǒng)動(dòng)作狀態(tài)沒有處于關(guān)閉狀態(tài)， 現(xiàn)有智能電池上的SCM就維持將電池狀態(tài)持續(xù)才艮告給系統(tǒng)的動(dòng)作狀態(tài)， 只在系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài)或智能電池從系統(tǒng)分離的情況下，轉(zhuǎn)換 為暫緩狀態(tài)，因此系統(tǒng)支援低電力模式時(shí)，無法持續(xù)接收智能電池狀 態(tài)報(bào)告的低電力模式也具有SCM驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致浪費(fèi)耗電的問題。為了防止 這些，若才艮據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)強(qiáng)行中斷SCM，就毫不清楚電池狀態(tài)變化，具有 不能保證其穩(wěn)定性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決上述問題而提出，其目的在于提供釆用這樣的 智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法.即裝有智能電池的系統(tǒng)沒有處于開 啟狀態(tài)時(shí)，將強(qiáng)行轉(zhuǎn)換智能電池的通信PIN (插頭)，把智能電池轉(zhuǎn)換為休眠模式，為了保證智能電池的穩(wěn)定性，系統(tǒng)周期性地監(jiān)視智能電
池的溫度輸出PIN，以一定的時(shí)間周期解除上述休眠模式，更新和監(jiān)視 電池信息后，使其重新轉(zhuǎn)換為休眠模式，既減少不必要的耗電，也可 以保護(hù)電池的穩(wěn)定性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是，對(duì)于釆用具備根據(jù)通信線路的電 壓狀態(tài)變化，決定動(dòng)作模式和暫緩模式的智能電路模塊(SCM)的智能 電池的系統(tǒng)的電源控制方法來說，包括如下步驟若轉(zhuǎn)換為不會(huì)從以 放電模式動(dòng)作的智能電池持續(xù)接收電池狀態(tài)報(bào)告的系統(tǒng)低電力模式， 系統(tǒng)就強(qiáng)行中斷智能電池的智能電贈(zèng)4莫塊的一部分使用的步驟；上述 智能電池的智能電路模塊的一部分使用被中斷，系統(tǒng)就利用物理連接 或軟件手段周期性地監(jiān)視智能電池狀態(tài)，若有異常情況，恢復(fù)中斷的 智能電池的智能電路模塊的 一部分動(dòng)作的步驟.
上述系統(tǒng)強(qiáng)行中斷智能電池的智能電路模塊的 一 部分使用的步驟 還包括強(qiáng)行轉(zhuǎn)換與上述智能電池通信的系統(tǒng)通信端口電壓的步驟； 為了上述系統(tǒng)通信端口的電壓變更，將系統(tǒng)通信端口重新定義為一般 輸入輸出端口后，以低電位維持相關(guān)端口電壓的步驟.
如上所述，采用本發(fā)明智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法是安裝 智能電池的系統(tǒng)沒有處于開啟狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)行轉(zhuǎn)換智能電池的通信PIN 電壓，將智能電池轉(zhuǎn)換為休眠模式，并為了保證電池的穩(wěn)定性，系統(tǒng) 周期性地監(jiān)視智能電池的溫度輸出PIN ，還以 一定時(shí)間周期解除休眠模 式，更新和監(jiān)視電池信息后，重新轉(zhuǎn)換為休眠才莫式，以此將智能電池 與系統(tǒng)的動(dòng)作狀態(tài)互動(dòng)，既減少不必要的耗電，也能夠保證較高的電 池穩(wěn)定性，具有可以延長系統(tǒng)使用時(shí)間的效果.


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)作過程流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)作過程流程圖，如圖所示，提出了 電池休眠才莫式，這一新的動(dòng)作方式。
本發(fā)明提出的旨在支援電池休眠模式的智能電池構(gòu)成包括根據(jù) 智能電池規(guī)定，測(cè)量電池溫度、電池剩余電量、充/放電電流、電壓等 并進(jìn)行計(jì)算后，通過SMBus給系統(tǒng)報(bào)告的電池電量測(cè)量IC;根據(jù)上述 電池電量測(cè)量IC的控制和電池異常條件，為了保護(hù)電池，停止充放電 的第1和第2電路部；與上述電池電量測(cè)量IC連接，測(cè)量電池溫度的 電熱調(diào)節(jié)器；除此之外的周邊元件.上述電池電量測(cè)量IC的通信線路 根據(jù)電池安裝與否，與系統(tǒng)連接.
但在本發(fā)明，把上述電熱調(diào)節(jié)器的輸出(可以用T插頭定義)與 上述通信線路不同，使其附加與系統(tǒng)的模擬端口連接的裝置，允許在 電池休眠模式，系統(tǒng)用通信以外的手段能夠測(cè)量電池溫度.
為了自身的電源控制，本發(fā)明作為實(shí)施例說明的智能電池適用系 統(tǒng)應(yīng)至少能夠轉(zhuǎn)換為空閑(idle)或暫緩(suspend)狀態(tài)，還應(yīng)具有 在這樣的狀態(tài)下，即使大部分的系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備處于暫緩狀態(tài)，周期性 地處于暫時(shí)正常狀態(tài)，檢查自身狀態(tài)或檢查周邊設(shè)備狀態(tài)后，重新返 回到暫緩模式的監(jiān)視器(watchdog)功能?；蛘邚淖罱拈_發(fā)方向可 以看出，有可能是主控制部及其相關(guān)元件大部分維持暫緩狀態(tài)，另外
的暫緩狀態(tài)管理用下部控制部運(yùn)行監(jiān)一見器功能，同時(shí)能夠感應(yīng)暫緩狀 態(tài)的系統(tǒng)維持和環(huán)境變化而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)(移動(dòng)通信終端機(jī)、筆記本電 腦、無線電—見機(jī)、網(wǎng)絡(luò)記事本、掌上電腦、智能顯示器等)。
下面將簡要說明本發(fā)明提出的電池休眠模式。首先，若系統(tǒng)轉(zhuǎn)換
為低電力驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(即，開啟以外的狀態(tài))，就強(qiáng)行轉(zhuǎn)換電池SMC中耗 電較大的電池電量測(cè)量IC為暫緩狀態(tài)，進(jìn)入電池休眠狀態(tài)，為了確保 這樣的電池休眠模式下的電池穩(wěn)定性，使系統(tǒng)直接測(cè)量智能電池的電 熱調(diào)節(jié)器輸出，以此為基礎(chǔ)。為此，在低電力驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)的一部 分控制部周期性地轉(zhuǎn)換為正常狀態(tài)，使其測(cè)量上述電池溫度.此外， 環(huán)境變化也由系統(tǒng)感應(yīng)，決定是否維持電池休眠模式，在無需從智能 電池接收電池狀態(tài)信息的情況下，減少智能電池自身耗電的同時(shí)，也 能夠維持電池穩(wěn)定性。
稍微擴(kuò)大這些功能，可以追加能更加提高電池穩(wěn)定性的方法，即， 當(dāng)系統(tǒng)周期性地測(cè)量電池溫度時(shí)，也將同時(shí)管理電池休眠持續(xù)時(shí)間， 電池維持一定時(shí)間以上休眠狀態(tài)，就臨時(shí)中斷休眠動(dòng)作，從SCM得到 電池狀態(tài)信息，更新系統(tǒng)的此前電池狀態(tài)信息，進(jìn)行能夠確認(rèn)這時(shí)的 異常與否的操作。若有異常情況，就使其能夠完全解除休眠模式，若 沒有異常，更新電池信息后，使智能電池重新回到休眠模式。通過這 些，可以確認(rèn)更正確的電池狀態(tài)，因此可以提高穩(wěn)定性。
若觀察這些電池休眠被解除的情況，可能有如下情況，首先系統(tǒng) 的動(dòng)作狀態(tài)脫離低電力驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的情況(即，返回到開啟狀態(tài)等的情 況)、連接外部電源(適配器等)的情況、電池溫度提升到一定值以上 的情況、通過電池信息確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)異常的情況.在這里，若屬于系統(tǒng)動(dòng)作狀態(tài)變更的情況，就在系統(tǒng)脫離低電力 驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，設(shè)置為無條件地解除電池休眠即可。電池溫度^R升 到一定值以上或通過電池信息確認(rèn)查出異常時(shí)的休眠解除如上面說明 那樣，系統(tǒng)周期性地進(jìn)行確認(rèn)，使其決定解除與否，因此可以視為一
種利用輪流檢測(cè)(polling)的檢查。
剩下的是外部電源的連接，這時(shí)，可以構(gòu)成為通過外部電源連接 導(dǎo)致的硬件信號(hào)變化，使系統(tǒng)判斷外部電源連接，因此系統(tǒng)可以通過
一種中斷信號(hào)判斷外部電源的連接情況。于是，若這樣通過中斷信號(hào)， 若系統(tǒng)識(shí)別出外部電源連接，就使其解除電池休眠.
下面，將參照?qǐng)D示的流程圖說明本發(fā)明的具體動(dòng)作例子。
首先，系統(tǒng)確認(rèn)智能電池的存在，從智能電池的SCM接收電池狀 態(tài)數(shù)據(jù)，確認(rèn)電池是否正常.之后，將確認(rèn)是否存在適配器，適配器 存在意味著電池可以進(jìn)4亍充電，因此，若電池溫度處于正常，就成為 電池充電才莫式。
若不存在適配器，電池就成為放電模式狀態(tài)，這時(shí)，確認(rèn)系統(tǒng)是 否處于開啟狀態(tài)，若是開啟狀態(tài)，就成為正常的電池放電模式.
但沒有外部電源連接的同時(shí)，系統(tǒng)沒有處于開啟狀態(tài)(即，處于 低電力驅(qū)動(dòng)狀態(tài))，就進(jìn)入電池休眠狀態(tài).
成為電池休眠狀態(tài)后，即使系統(tǒng)處于低電力驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)的一 部分也周期性地運(yùn)行監(jiān)視器功能，確認(rèn)電池溫度是否正常，若休眠時(shí) 間達(dá)到一定時(shí)間以上(如10分鐘)，就臨時(shí)解除休眠模式，更新系統(tǒng) 持有的電池狀態(tài)信息，同時(shí)確認(rèn)異常與否，還確認(rèn)是否有能夠解除休 眠狀態(tài)的外部環(huán)境變化(電池異常、外部電源連接、系統(tǒng)狀態(tài)變化)。
此外，為了減少以電池休眠為目的的SCM的耗電，將SCM構(gòu)成中的耗 電最大的電池電量測(cè)量IC轉(zhuǎn)換為暫緩狀態(tài)。
上述電池電量測(cè)量IC可轉(zhuǎn)換為正常動(dòng)作狀態(tài)和暫緩狀態(tài)，這將用 于智能電池從系統(tǒng)分離或安裝在系統(tǒng)的狀態(tài)下，系統(tǒng)電源完全關(guān)閉時(shí)， 旨在防止電池電量測(cè)量IC的耗電。當(dāng)通信PIN的電位成為2分鐘(該 值可變更)以上低電位時(shí)，自動(dòng)地從正常動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為暫緩狀態(tài)。
因此，為了在系統(tǒng)動(dòng)作過程中將電池電量測(cè)量IC轉(zhuǎn)換為暫緩狀態(tài)， 使與電池電量測(cè)量IC的通信PIN連接的系統(tǒng)通信PIN電位強(qiáng)行維持為 低電位狀態(tài)，為此系統(tǒng)將以通信狀態(tài)設(shè)置的通信端口重新設(shè)置為一般 輸入輸出端口后，使其輸出低電位.
若要解除電池休眠時(shí)，就將系統(tǒng)的通信端口重新從一般輸入輸出 端口設(shè)置為通信端口即可.
如上所述，適用于系統(tǒng)的智能電池可以根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)作狀態(tài)，控 制為低電力耗電狀態(tài)，并在那種情況下，也能夠?qū)㈦姵胤€(wěn)定性維持較 高水準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，是采用具備根據(jù)通信線路的電壓狀態(tài)變化，決定動(dòng)作模式和暫緩模式的智能電路模塊的智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其特征在于，包括若轉(zhuǎn)換為不會(huì)從以放電模式動(dòng)作的智能電池持續(xù)接收電池狀態(tài)報(bào)告的系統(tǒng)低電力模式，系統(tǒng)就強(qiáng)行中斷智能電池的智能電路模塊的一部分使用的步驟；如果上述智能電池的智能電路模塊的一部分使用被中斷，系統(tǒng)就利用物理連接或軟件手段周期性地監(jiān)視智能電池狀態(tài)，如有異常情況，恢復(fù)中斷的智能電池的智能電路模塊的一部分動(dòng)作的步驟。
2、 如權(quán)利要求1所述的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其 特征在于，所述系統(tǒng)強(qiáng)行中斷智能電池的智能電路模塊的 一 部分使用的步驟 還包括系統(tǒng)強(qiáng)行轉(zhuǎn)換與上述智能電池通信的系統(tǒng)通信端口電壓的步 驟；為了上述系統(tǒng)通信端口的電壓變更，將系統(tǒng)通信端口重新定義為 一般輸入輸出端口后，以低電位維持相關(guān)端口電壓的步驟.
3、 如權(quán)利要求1所述的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其 特征在于，所述系統(tǒng)利用物理連接周期性地監(jiān)視智能電池狀態(tài)的步驟還包 括與系統(tǒng)和智能電池間的通信連接不同，系統(tǒng)周期性地確認(rèn)與系統(tǒng) 連接的智能電池內(nèi)部溫度傳感器的輸出，監(jiān)視電池溫度的步驟.
4、 如權(quán)利要求1所述的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其 特征在于， 所述系統(tǒng)利用軟件手段周期性地監(jiān)視智能電池狀態(tài)的步驟還包括測(cè)量所述智能電池的智能電路模塊一部分維持暫緩狀態(tài)的時(shí)間， 每隔一定時(shí)間將上述智能電路模塊恢復(fù)為動(dòng)作狀態(tài)后，接收電池信息， 更新此前信息，^r查異常與否，重新中斷智能電路^t塊一部分功能的 步驟。
5、 如權(quán)利要求1所述的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其 特征在于，還包括在所述智能電路模塊一部分維持暫緩狀態(tài)的時(shí)間以內(nèi)，周期性或持續(xù)才企查外部電源連接與否、系統(tǒng)狀態(tài)變更、電池狀 態(tài)變化，如有變化，就恢復(fù)中斷的智能電池的智能電鴻4莫塊一部分動(dòng) 作的步驟。
6、 如權(quán)利要求5所述的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其 特征在于，所述檢查外部電源連接與否、系統(tǒng)狀態(tài)變更、電池狀態(tài)變 化的步驟在利用中斷信號(hào)方式、輪流檢測(cè)方式、或二者的混合方式， 通過監(jiān)視器計(jì)時(shí)器周期性地啟動(dòng)，測(cè)量上述電池溫度的過程和更新電 源狀態(tài)的過程中實(shí)施。
7、 如權(quán)利要求l所述的采用智能電池的系統(tǒng)的電源控制方法，其 特征在于，在所述系統(tǒng)的低電力模式中斷的智能電路模塊的一部分是 智能電路模塊中的耗電最大的電池電量測(cè)量IC 。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用智能型電池的系統(tǒng)的電源控制方法。本發(fā)明的采用智能電池的系統(tǒng)處于非開啟狀態(tài)時(shí)，就強(qiáng)行轉(zhuǎn)換智能電池的通信PIN電壓，將智能電池轉(zhuǎn)換為休眠模式，并為了保證電池的穩(wěn)定性，系統(tǒng)周期性地監(jiān)視智能電池的溫度輸出PIN，以一定時(shí)間周期解除休眠模式，更新和監(jiān)視電池信息后，使其重新轉(zhuǎn)換為休眠模式。這樣，將智能電池與系統(tǒng)的動(dòng)作狀態(tài)互動(dòng)，既可減少不必要的耗電，也可以保證較高的電池穩(wěn)定性，因此具有延長系統(tǒng)使用時(shí)間的效果。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101192688SQ20061009790
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者洪淳學(xué) 申請(qǐng)人:樂金電子(昆山)電腦有限公司