電池擴充系統以及相關的電池充放電控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明有關一種電池擴充系統以及充放電控制方法，尤指一種具有單一充放電路徑的電池擴充系統以及相關的電池充放電控制方法。
【背景技術】
[0002]移動系統的電源設計方案對于維持移動系統的運作具有相當關鍵的角色。如何設計移動系統的電力供應，使移動系統在使用過程中不必遷就電力而可發(fā)揮其完整的功能以及運作足夠長的時間，一直是業(yè)界持續(xù)研究的方向。由于移動系統訴求其可移動的方便性，因此在無法直接以交流市電作為電源輸入的限制下(雖然移動系統也可以插電使用，但卻也大大影響了可移動性)，利用移動系統本身的儲能元件(電池)作為電源輸入的方案成為普遍的作法。
[0003]舉例而言，在醫(yī)療環(huán)境下常使用的移動醫(yī)療工作站，其配置了一系統主機，且內建了至少一個電池模塊以對該系統主機供電。由于移動醫(yī)療工作站的使用環(huán)境的特殊性，常常需要長時間開機運作，并且高頻率地在不同地點之間移動。這種特殊的使用狀況(其他非醫(yī)療環(huán)境下使用的移動系統也存在有相同的使用需求)使得這一類型的移動系統對于電池模塊的電力供應要求來得嚴苛許多。一般雖可配置大容量的電池以滿足長時間的使用，但電池模塊電力耗盡之前必須關機進行更換，或直接連接于市電進行充電，這些都造成移動系統中斷無法運作。
[0004]目前另有解決方案是在移動系統原本的電池模塊外，在移動系統主機上另外設置電池的擴充槽以安裝第二個電池模塊，如此可提供額外的電力并且第二個電池模塊具有可更換的特性。然而安裝于擴充槽的電池模塊其容量有限，若欲提供更大容量的第二電池模塊，則必須選用其他規(guī)格的電池模塊，或是更改移動系統的設計，使其具有更多的擴充槽，而這些都是較不方便的作法。

【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種具有單一充放電路徑的電池擴充系統，使系統主機具有更彈性的電池擴充方案。
[0006]根據本發(fā)明的一個實施例，提供了一種具有單一充放電路徑的電池擴充系統，可拆卸地安裝于一系統主機，以對該系統主機供電，或由該系統主機對該電池擴充系統充電，該電池擴充系統包含有一第一電池單兀、一第二電池單兀、一第一充放電電路、一第二充放電電路以及一控制器。該第一充放電電路耦接于該第一電池單元與該系統主機之間，該第二充放電電路耦接于該第二電池單元與該系統主機之間，該控制器耦接于該第一充放電電路、該第二充放電電路、該第一電池單元以及該第二電池單元。該第一充放電電路包含一第一充電開關、一第一放電開關以及一第一電流控制裝置，該第一放電開關耦接于該第一充電開關以及該第一電流控制裝置之間，該第一電流控制裝置耦接該第一電池單元。該第二充放電電路包含一第二充電開關、一第二放電開關以及一第二電流控制裝置，該第一充電開關、該第二充電開關以及該系統主機彼此耦接，該第二放電開關耦接于該第二充電開關以及該第二電流控制裝置之間，該第二電流控制裝置耦接該第二電池單元。該控制器用來開啟該第一放電開關或該第二放電開關，使該第一電池單元或該第二電池單元對該系統主機供電，以及用來開啟該第一充電開關或該第二充電開關，使該系統主機對該第一電池單元或該第二電池單元充電。
[0007]根據本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種電池充放電控制方法，一個具有單一充放電路徑的電池擴充系統可拆卸地安裝于一系統主機，以對該系統主機供電，或由該系統主機對該電池擴充系統充電，該電池擴充系統包含有一第一電池單兀以及一第二電池單元，該電池充放電控制方法包含下列步驟:于該第一電池單元與該系統主機之間形成一第一充放電電路，該第一充放電電路包含一第一充電開關、一第一放電開關以及一第一電流控制裝置，該第一放電開關耦接于該第一充電開關以及該第一電流控制裝置之間，該第一電流控制裝置耦接該第一電池單元；于該第二電池單元與該系統主機之間形成一第二充放電電路，該第二充放電電路包含一第二充電開關、一第二放電開關以及一第二電流控制裝置，該第一充電開關、該第二充電開關以及該系統主機彼此稱接，該第二放電開關稱接于該第二充電開關以及該第二電流控制裝置之間，該第二電流控制裝置耦接該第二電池單元；開啟該第一放電開關或該第二放電開關，使該第一電池單元或該第二電池單元對該系統主機供電；以及開啟該第一充電開關或該第二充電開關，使該系統主機對該第一電池單元或該第二電池單元充電。
[0008]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器另用來開啟該第一充電開關或該第二充電開關，使該第二電池單元對該第一電池單元充電或該第一電池單元對該第二電池單元充電。
[0009]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中當該控制器檢測到該第一電池單元的電位大于該第二電池單元的電位一設定值時，開啟該第二充電開關，使該第一電池單元對該第二電池單元充電。
[0010]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該第一電流控制裝置包含并聯的一第一限流電路以及一第一電流調整裝置，該第二電流控制裝置包含并聯的一第二限流電路以及一第二電流調整裝置。
[0011 ] 在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器于開啟該第一放電開關或該第二放電開關時，同時開啟該第一電流調整裝置或該第二電流調整裝置，使該第一電池單元或該第二電池單元對該系統主機供電。
[0012]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器于開啟該第一充電開關或該第二充電開關時，同時開啟該第一電流調整裝置或該第二電流調整裝置，使該系統主機對該第一電池單元或該第二電池單元充電。
[0013]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器于開啟該第一充電開關使該第一電池單?？杀怀潆姇r，該控制器用來檢測該第一電池單兀的一充電電流，并于該充電電流大于一臨界值時，關閉該第一電流調整裝置并開啟該第一限流電路，以將該充電電流限制于該臨界值以下。
[0014]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器另用來以脈沖寬度調變(pulse width modulat1n, PffM)控制該第一充電開關的開啟與關閉，以限制對該第一電池單元的充電電流。
[0015]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器另用來檢測該第一電池單元以及該第二電池單元的電池狀態(tài)，并于其中該第一電池單元的電池狀態(tài)發(fā)生異常時，關閉該第一放電開關。
[0016]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該第一電池單元的電池狀態(tài)發(fā)生異常包含:該第一電池單元未耦接于該第一充放電電路、該控制器無法讀取該第一電池單元的電池信息或該控制器讀取到該第一電池單元的異常電池信息。
[0017]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，其中該控制器于該第一電池單元或該第二電池單元的電池狀態(tài)正常時，開啟該第一放電開關或該第二放電開關。
[0018]在本發(fā)明的電池擴充系統以及電池充放電控制方法中，還包含一擴充座，該第一電池單元以及該第二電池單元可拆卸地安裝于該擴充座上，該第一充放電電路、該第二充放電電路以及該控制器設置于該擴充座內，且該第一充放電電路以及該第二充放電電路分別提供電子接點，于該第一電池單元以及該第二電池單元安裝于該擴充座上時分別與該第一電池單元以及該第二電池單元電性連接。其中該擴充座可拆卸地安裝于該系統主機上，且該系統主機系以直流電對該電池擴充系統充電。
[0019]本發(fā)明的實施例中所公開的電池擴充系統以及電池的充放電控制方法，以擴充的形式連接于一系統主機上，使系統主機的充電控制芯片將電池擴充系統視為單一的電池單元而對電池擴充系統進行直流電充放電控制。電池擴充系統的任一電池單元均可自由插拔更換，使電池擴充系統具有更靈活的運用彈性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明具有單一充放電路徑的電池擴充系統以及一系統主機的示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的電池擴充系統以及系統主機一第一實施例的功能方塊示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的電池擴充系統以及系統主機一第二實施例的功能方塊示意圖。
[0023]圖4為電池擴充系統的電池單元放電時的流程示意圖。
[0024]圖5以及圖6為電池擴充系統的電池單元充電時的流程示意圖。
[0025]【符號說明】
[0026]I 充電控制芯片
[0027]2