專利名稱：電子設(shè)備的制作方法
電子設(shè)備
本申請是申請?zhí)枮?9124442.7、申請日為1999年11月18日、發(fā) 明名稱為"電子設(shè)備和蓄電池單元"的發(fā)明專利申請的分案申請。
本發(fā)明一般涉及電子設(shè)備和蓄電池單元(或有時也稱作蓄電池組 件)，更具體地說，涉及一種諸如使用可拆卸蓄電池單元的個人計算機(jī) 之類的電子設(shè)備，并且涉及一種制作成抑制其蓄電池退化的蓄電池單 元。
可攜帶電子設(shè)備一般能由蓄電池驅(qū)動。然而，在諸如筆記本計算 機(jī)之類的可攜帶信息處理設(shè)備中，放電電流較大，而在短時間內(nèi)耗盡 蓄電池。為此，對于這樣的可攜帶電子設(shè)備，使用可充電二次蓄電池 更普遍，而不是使用一次性原蓄電池。為了使二次蓄電池容易更換， 并且同時通過使用多個蓄電池實現(xiàn)較長的操作時間，把二次蓄電池形 成為一個相對于電子i更備可拆卸的蓄電池單元。
最近，為了使用戶能夠容易地判斷蓄電池單元的可用時間，需要 預(yù)測蓄電池單元的剩余容量。此外，已經(jīng)提出了所謂的智能蓄電池， 而這樣一種蓄電池單元不僅包括蓄電池，而且包括一個進(jìn)行諸如計算 蓄電池容量和存儲蓄電池信息之類的操作的電子電路。


圖1是用來解釋常規(guī)蓄電池單元和電子設(shè)備的系統(tǒng)方塊圖。電子 設(shè)備1包括端子2至5和一個微控制器(或微型計算機(jī))6，這些按圖1 中所示連接。另一方面，蓄電池單元11包括端子12至14、 一個蓄電 池15、 一個電源電路16、及一個電子電路17，這些按圖1中所示連 接。
當(dāng)把諸如交流適配器7之類的外部電源連接到電子設(shè)備1的端子 2上時，電子設(shè)備1能使用來自外部電源的電源電壓。此外，當(dāng)把蓄 電池單元11連接到電子設(shè)備1上時，電子設(shè)備1能使用經(jīng)端子12與 3和端子14與5來自蓄電池單元11的電源電壓。
在蓄電池單元ll中，來自蓄電池15的電源電壓經(jīng)端子12和14 輸出，并且該電源電壓也經(jīng)電源電路16供給到電子電路17。例如，
4電子電路17包括一個CPU、 一個存儲器等，并且至該電子電路17的 電源電壓的供給僅經(jīng)電源電路16實現(xiàn)。
經(jīng)端子13和4進(jìn)行電子電路17與電子設(shè)備1中的微控制器6之
間的信息交換。
然而，在單獨存儲常規(guī)蓄電池單元11的狀態(tài)下，電源電路16恒 定地供給電源電壓，即使內(nèi)部電子電路17不需要供給電源電壓也是如 此，并且存在蓄電池15的放電恒定出現(xiàn)的問題。例如，在把用來存儲 蓄電池信息的非易失性存儲器提供在電子電路17中、且當(dāng)把蓄電池單 元11連接到電子設(shè)備1上時蓄電池信息由微控制器6讀出的情況下， 在其中蓄電池單元ii連接到到電子設(shè)備l上的狀態(tài)下，只需把電源電 壓供給到電子電路17。在其中蓄電池單元11不連接到到電子設(shè)備1 上的狀態(tài)下，就是說，在其中單獨存儲蓄電池單元11的狀態(tài)下，即使 不把電源電壓供給到電子電路17,電子電路17內(nèi)非易失性存儲器的 存儲器內(nèi)容也將保持，并且在該狀態(tài)下，不必把電源電壓供給到電子 電路17。
此外，在蓄電池單元11內(nèi)的電源電路16,可以帶有當(dāng)蓄電池15 的電壓變得低于預(yù)定電壓時停止供電的功能。但在這種情況下，即使 停止供電，蓄電池15的放電也不為零，而實際上極小的電流繼續(xù)流動。 為此，在其中蓄電池15由易受過放電損壞的鋰離子蓄電池等制成的情 況下，存在即使在停止供電之后蓄電池15的退化也繼續(xù)的問題。
而且，由于來自蓄電池15的電源電壓經(jīng)電源電路16供給到電子 電路17,所以電子電路17易受蓄電池15的狀態(tài)影響。例如，在其中 蓄電池15處于過充電狀態(tài)、且蓄電池15的電壓低于操作電子電路17 所要求的電壓的情況下，即使微控制器6試圖從電子電路17讀出信息， 當(dāng)蓄電池單元11連接到電子設(shè)備1上時，也不能從電子電路17讀出 信息，因為電子電路17將不工作。換句話說，即使電子設(shè)備l能使用 外部電源工作，在蓄電池單元11內(nèi)的電子電路17也使用蓄電池15的 電壓，并且從電子電路17不能讀出信息，直到蓄電池15的電壓升高 到能操作電子電路17的電壓。按常規(guī)，在其中由于蓄電池15的過充電狀態(tài)不能從電子電路17 讀出信息的情況下，蓄電池單元11的蓄電池15 —旦經(jīng)電子設(shè)備1充 電，并且在蓄電池15的電壓達(dá)到要求操作電子電路17的電壓之后， 從電子電路17讀出信息。但例如，可能已經(jīng)檢測到蓄電池單元11的 異常狀態(tài)，并且指示由于蓄電池15的異常狀態(tài)應(yīng)該禁止充電的信息， 可能已經(jīng)寫在電子電路17中。然而，指示應(yīng)該禁止充電的該信息不能 由微控制器6讀出，直到給蓄電池15充電。
因而，本發(fā)明的一般目的在于提供一種新穎和有用的電子設(shè)備和 蓄電池單元，其中消除上述問題。
本發(fā)明的另一個和更具體的目的在于，通過當(dāng)單獨存儲蓄電池單 元時有效地抑制蓄電池放電以4更防止蓄電池退化，并且通過立即讀出 存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)，提 供消除上述問題的一種電子設(shè)備和一種蓄電池單元。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的電 子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個帶有作為電源隔離的 該蓄電池的電子電路，該電子設(shè)備包括一個向電子設(shè)備供電的電源部 分。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效 地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存 儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的 電子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個帶有與其電氣脫開 的蓄電池的電子電路，該電子設(shè)備包括一個向電子電路供電的電源部 分。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效 地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存 儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的電 子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個電子電路，該電子設(shè) 備包括一個向電子電路直接供給電源電壓的電源電路。根據(jù)本發(fā)明的 電子設(shè)備，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi) 的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的電 子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個電子電路，其中電子 電路與作為蓄電池單元內(nèi)的電源的蓄電池隔離，并且該電子設(shè)備包括
一個向電子電路供電的電源部分。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，有可能當(dāng) 單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的 退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電 池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的 電子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個電子電路，其中蓄 電池可連接到電子設(shè)備上，但當(dāng)蓄電池與電子設(shè)備脫開時該蓄電池與 作為電源的電子電路隔離，并且該電子設(shè)備包括一個向電子電路供電 的電源部分。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元 時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立 即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的 狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的電 子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個電子電路，該電子設(shè) 備包括一個從蓄電池接收供電的功率輸入部分、和一個向蓄電池單元 的電子電路供電的電源部分。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，有可能當(dāng)單獨 存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的》丈電以便防止蓄電池的退化， 并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄 電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種可連接到蓄電池單元上的電 子設(shè)備，該蓄電池單元包括一個蓄電池、和一個電子電路，該電子設(shè) 備包括一個從蓄電池接收供電的第一端子、和一個向蓄電池單元的電 子電路供電的第二端子。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，有可能當(dāng)單獨存儲 蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并
7且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電 池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元 包括一個蓄電池、和一個與該蓄電池電氣隔離的電子電路。根據(jù)本發(fā) 明的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電 池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池 單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元包 括一個蓄電池、和一個帶有作為電源隔離的蓄電池的電子電路。根據(jù) 本發(fā)明的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制 蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄 電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元包 括一個蓄電池、和一個與該蓄電池電氣隔離的電子電路。根據(jù)本發(fā)明
的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池 的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單 元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元 包括一個蓄電池、和一個直接從該蓄電池單元外部接收供電的電子電 路。根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有 效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出 存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元包 括一個蓄電池、和一個帶有作為蓄電池單元內(nèi)的電源隔離的蓄電池的 電子電路。根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元 時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立 即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的 狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元包括一個蓄電池、 一個電子電路、 一個從蓄電池向蓄電池單元的外部供 電的功率輸出部分、和一個接收從蓄電池單元的外部向電子電路的供 電的功率輸入部分。根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄 電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以^t防止蓄電池的退化，并且
有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池
單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種蓄電池單元，該蓄電池單元 包括一個蓄電池、 一個電子電路、 一個從蓄電池向蓄電池單元的外部 供電的第一端子、和一個接收從蓄電池單元的外部向電子電路的供電 的第二端子。根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單 元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能 立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi) 的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種可連接到一個設(shè)備上的蓄電 池單元，該蓄電池單元包括一個蓄電池、 一個帶有當(dāng)該蓄電池單元與 設(shè)備脫開時作為電源隔離的蓄電池的電子電路、和一個接收從蓄電池 單元的外部向電子電路的供電的功率輸入部分。根據(jù)本發(fā)明的蓄電池 單元，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以 便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信 息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種裝置，該裝置包括 一個蓄電 池單元，包括一個蓄電池、和一個帶有作為電源隔離的蓄電池的電子 電路；和一個電子設(shè)備，可連接到蓄電池單元上，并且包括一個向電 子電路供電的電源部分。根據(jù)本發(fā)明的裝置，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電 池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有 可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單 元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種裝置，該裝置包括 一個蓄 電池單元，包括一個蓄電池、和一個與蓄電池電氣脫開的電子電路；和一個電子設(shè)備，可連接到蓄電池單元上，并且包括一個向電子電路 供電的電源部分。根據(jù)本發(fā)明的裝置，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元 時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并且有可能立 即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的 狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種裝置，該裝置包括 一個蓄電 池單元，包括一個蓄電池、和一個電子電路；和一個電子設(shè)備，可連 接到蓄電池單元上，包括一個接收來自蓄電池的供電的功率輸入部分、 和一個向蓄電池單元的電子電路供電的電源部分。根據(jù)本發(fā)明的裝置， 有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止 蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而 不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種裝置，該裝置包括 一個蓄電 池單元，包括一個蓄電池、和一個電子電路；和一個電子設(shè)備，可連 接到蓄電池單元上，包括一個接收來自蓄電池的供電的第一端子、和 一個向蓄電池單元的電子電路供電的第二端子。根據(jù)本發(fā)明的裝置， 有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止 蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而 不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種裝置，該裝置包括 一個蓄 電池單元，包括一個蓄電池、和一個電子電路；和一個電子設(shè)備，可 連接到蓄電池單元上，其中當(dāng)蓄電池單元與電子設(shè)備脫開時，電子電 路與作為電源的蓄電池隔離。根據(jù)本發(fā)明的裝置，有可能當(dāng)單獨存儲 蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化，并 且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電 池單元內(nèi)的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種裝置，該裝置包括 一個蓄電 池單元，包括一個蓄電池、和一個電子電路；和一個電子i殳備，可連 接到蓄電池單元上，其中蓄電池單元從蓄電池單元的蓄電池向電子設(shè)備供電，并且電子設(shè)備向蓄電池單元的電子電路供電。根據(jù)本發(fā)明的 裝置，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，有效地抑制蓄電池的放電以 便防止蓄電池的退化，并且有可能立即讀出存儲在蓄電池單元內(nèi)的信 息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，由如下詳細(xì)描述將明白本發(fā)明的其他目的和 進(jìn)一步的特征。
圖l是系統(tǒng)方塊圖，用來解釋常規(guī)蓄電池單元和電子設(shè)備； 圖2是系統(tǒng)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元的第一實施例 的重要部分；
圖3是系統(tǒng)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備的第一實施例以
及圖2中所示的蓄電池單元；
圖4是系統(tǒng)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元的第二實施例； 圖5是系統(tǒng)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元的第三實施例； 圖6是立體圖，表示根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備的第二實施例；和 圖7是立體圖，表示在其中蓋是打開的狀態(tài)下的電子設(shè)備的第二
實施例。
現(xiàn)在參照圖2和以后的附圖將描述本發(fā)明的實施例。 圖2是系統(tǒng)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元的第一實施例 的重要部分。
蓄電池單元的該實施例作為本發(fā)明的 一個實施例描述(參照圖2至 5)，當(dāng)然，本發(fā)明不限于諸如蓄電池單元和蓄電池組件之類的具體名 稱。任何包括蓄電池的布置包括在本發(fā)明中。在圖2中，與圖l中那 些相應(yīng)部分相同的那些部分用相同的標(biāo)號指示，并且將省略其描述。
在圖2中所示的蓄電池單元21內(nèi)沒有提供電源電路16。從外部 經(jīng)端子23和14供給至電子電路17的電源電壓。換句話說，電子電路 17與蓄電池15電氣隔離。為此，在其中單獨存儲蓄電池單元21的狀 態(tài)下，不發(fā)生由電子電路17引起的蓄電池15的放電。
信息在電子電路17與一個電子設(shè)備之間交換，該電子設(shè)備經(jīng)端子 13連接到電子設(shè)備1內(nèi)的蓄電池單元21或微控制器(或微型計算機(jī))
ii上。
圖3是系統(tǒng)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備的第一實施例、 以及上述的蓄電池單元21。在圖3中，與圖1中那些相應(yīng)部分相同的 那些部分用相同的標(biāo)號指示，并且將省略其描述。
一個電源電路35提供在圖3中所示的電子設(shè)備31內(nèi)。當(dāng)蓄電池 單元21連接到電子設(shè)備31上、且蓄電池15的當(dāng)前剩余容量大于或等 于預(yù)定值時，該電源電路35把電源電壓從蓄電池15供給到電子設(shè)備 31的各部分，包括微控制器(或微型計算機(jī))36。另一方面，當(dāng)蓄電池 單元21沒有連接到電子設(shè)備31上、且電子設(shè)備31連接到諸如交流適 配器7之類的外部電源上，或蓄電池單元21連接到電子設(shè)備31上、 但蓄電池15的當(dāng)前剩余容量小于預(yù)定值時，電源電路35把電源電壓 從外部電源供給到電子設(shè)備31的各部分，包括微控制器36。而且， 來自電源電路35的電源電壓經(jīng)端子33和23及端子5和14供給到蓄 電池單元21內(nèi)的電子電路17。
信息在電子電路17與電子設(shè)備31內(nèi)的微控制器36之間經(jīng)端子 13和4交換。
在該實施例中，電子電路17包括一個非易失性存儲器元件。例如， 該非易失性存儲器元件存儲從一個組中選擇的一條信息，該組包括與 蓄電池15的正常電壓、當(dāng)前溫度、容量和序號的至少一個有關(guān)的信息。
當(dāng)制造蓄電池單元21時，預(yù)先基本上寫入不變的信息，如與正常 電壓和序號有關(guān)的信息。另一方面，當(dāng)制造蓄電池單元21時，初始寫 入變化的信息，如與剩余容量有關(guān)的信息，并且此后該信息由微控制 器36經(jīng)端子13和4寫入。微控制器36通過累加經(jīng)端子12和3的流 動電流且從全充電容量減去該累加值得到剩余容量。得到的剩余容量 經(jīng)端子13和4寫入到電子電路17的非易失性存儲器元件中。作為一 種測量流動電流的方法，例如有可能使用表示在圖5中、以后將描述 的一個電阻器51和一個測量電路53。另外， 一個電阻器(對應(yīng)于圖5 中所示的電阻器51)可以連接在一個提供在電子設(shè)備31與端子3之間 的二極管、與一個提供在端子3與電源電路35之間的二極管之間，并且跨過該電阻器的端電壓可以由微控制器36測量，以得到流動電流的
當(dāng)前值。
因而，即使在連接到電子設(shè)備31上的蓄電池單元21內(nèi)的蓄電池 15的當(dāng)前剩余容量是零，電子設(shè)備31的微控制器36也能使用從電子 設(shè)備31內(nèi)的電源電路35供給的電源電壓，并且從蓄電池單元21內(nèi)的 電子電路17經(jīng)端子13和4讀信息，和/或向其寫信息。為此，例如如 果把指示由于蓄電池異常應(yīng)該禁止充電的信息寫入到在電子電路17 內(nèi)的非易失性存儲器元件中，則微控制器36能禁止與蓄電池單元21 有關(guān)的充電操作。
當(dāng)蓄電池15的電壓不增大或全充電容量變得較小時，能由微控制 器36判定蓄電池異常。當(dāng)判定蓄電池異常時，微控制器36把指示應(yīng) 該禁止充電的信息，經(jīng)端子13和4寫入到電子電路17內(nèi)的非易失性 存儲器元件中。
蓄電池15的電壓能通過由微控制器36測量在端子3處的電壓來 檢測。如果該電壓不增大，則微控制器36判定蓄電池異常，并且把指 示應(yīng)該禁止充電的信息，經(jīng)端子13和4寫入到電子電路17內(nèi)的非易 失性存儲器元件中。
全充電容量能以如下方式得到。當(dāng)制造蓄電池單元21時，預(yù)先把 全充電容量的初始值寫入到電子電路17內(nèi)的非易失性存儲器元件中。 此后，從一個其中對蓄電池15全充電的狀態(tài)至一個其中剩余容量近似 為零的狀態(tài)，累加從端子3流到電子設(shè)備31的電流(即，測量的上述 流動電流)，以便得到蓄電池15的全充電容量。把以這種方式得到的 全充電容量作為新的全充電容量更新。把更新的全充電容量經(jīng)端子13 和4寫入到電子電路17的非易失性存儲器元件中。
當(dāng)蓄電池15退化且全充電容量變得較小時，微控制器36判定蓄 電池異常，并且把指示應(yīng)該禁止充電的信息經(jīng)端子13和4存儲到電子 電路17的非易失性存儲器元件中。
另一方面，當(dāng)不禁止關(guān)于蓄電池單元21的充電操作時，能與由微 控制器36從蓄電池單元21內(nèi)的電子電路17讀出信息和/或向其寫入信息，平行地進(jìn)行關(guān)于蓄電池單元21的充電操作。
本身提供有帶有存儲器等的電子電路的蓄電池單元是已知的，并 且為此原因，將省略電子電路17內(nèi)的具體構(gòu)造的描述和說明。此外， 本身在從電子電路內(nèi)的存儲器讀信息和/或向其寫信息的電子設(shè)備中 的微控制器(或微型計算機(jī))也是已知的，并因而，省略與從相對于蓄 電池單元21內(nèi)的電子電路17讀出信息和/或向其寫入信息的操作有關(guān) 的詳細(xì)描述。
其次，通過參照圖4，將給出根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元的第二實 施例的描述。圖4是系統(tǒng)方塊圖，表示蓄電池單元的該第二實施例。 在圖4中，與圖2中那些相應(yīng)部分相同的那些部分用相同的標(biāo)號指示， 并且將省略其描述。
蓄電池單元21-1包括鋰離子蓄電池15-1至15-3、由例如FET組 成的切換元件41和42、 一個熔斷器43、 一個過》文電和/或過充電保護(hù) 控制電路44、 一個串行EEPROM 17-1、 一個熱敏電阻45、及一個如 圖4中所示連接的端子組48。鋰離子蓄電池15-1至15-3形成蓄電池 15。電阻器46和47作為上拉電阻器提供。
過放電和/或過充電保護(hù)控制電路44是一種已知的電路，提供該 電路以防止蓄電池15的過放電和/或過充電。過it電和/或過充電保護(hù) 控制電路44，通過依據(jù)蓄電池15的狀態(tài)控制切換元件41和42的通/ 斷狀態(tài)，來防止過放電和/或過充電。熔斷器43也是一種已知的元件， 當(dāng)流經(jīng)熔斷器43的電流過大時，切斷電流通路，以便保護(hù)蓄電池15。
例如在名稱為"蓄電池剩余容量預(yù)測方法、蓄電池單元和使用蓄電 池單元的裝置"、公開于1998年1月23日的日本公開專利申請No. 10-23674中描述了一種過放電和/或過充電保護(hù)控制電路，該電路可以 用于上述的過放電和/或過充電保護(hù)控制電路44。日本公開專利申請 No. 10-23674中描述了與過放電和/或過充電保護(hù)控制電路44及切換 元件41和42有關(guān)的構(gòu)造和操作，但下面將給出簡短的描述。過放電 和/或過充電保護(hù)控制電路44提供在蓄電池單元21-1中。在該電路44 中，相對于蓄電池15-1至15-3的每一個提供一個電壓比較器。在該實施例中，3個蓄電池15-1至15-3串聯(lián)連接，并且每個電壓比較器供 有蓄電池15-1至15-3的對應(yīng)一個的輸出電壓、和一個指示蓄電池15-1 至15-3的過放電極限電壓的基準(zhǔn)電壓el。切換元件42由FET制成。 當(dāng)來自蓄電池15-1至15-3的對應(yīng)一個的電壓變得小于或等于基準(zhǔn)電 壓el時，每個電壓比較器輸出一個高電平信號。因而，當(dāng)電壓比較器 之一輸出高電平信號時，切換元件42響應(yīng)高電平信號切斷，并且蓄電 池單元21與電子設(shè)備31-1脫開。結(jié)果，當(dāng)蓄電池15-1至15-3的至少 一個的輸出電壓變得小于或等于過放電極限電壓時，切斷來自蓄電池 單元21-1的輸出，以便防止蓄電池15-1至15-3的過放電。在圖4中， 蓄電池單元21-1進(jìn)一步裝有切換元件41。此外，過》文電和/或過充電 保護(hù)控制電路44進(jìn)一步裝有與蓄電池15-1至15-3相對應(yīng)的第二電壓 比較器。電子設(shè)備31-1進(jìn)一步裝有一個充電器(未表示)。 一個過充電 防止電路由過放電和/或過充電保護(hù)控制電路44的一部分和切換元件 41形成。第二電壓比較器的每一個供有蓄電池15-1至15-3的對應(yīng)一 個的輸出電壓、和一個指示過充電極限電壓的基準(zhǔn)電壓e2。當(dāng)來自蓄 電池15-1至15-3的對應(yīng)一個的電壓變得大于或等于不同于上述基準(zhǔn) 電壓el的基準(zhǔn)電壓e2時，每個第二電壓比較器輸出一個高電平信號。 因此，當(dāng)?shù)诙妷罕容^器之一輸出高電平信號時，切換元件41響應(yīng)該 高電平信號切斷，并且蓄電池單元21-1與電子設(shè)備31-1脫開。結(jié)果， 當(dāng)蓄電池15-1至15-3的至少一個的輸出電壓變得大于或等于過充電 極限電壓時，從電子設(shè)備31-1的充電器切斷蓄電池單元21-1，以便防 止蓄電池15-1至15-3的過充電。
串行EEPROM 17-1存儲從包括與蓄電池15的正常電壓、當(dāng)前溫 度、容量和序號至少一個有關(guān)的信息，及與蓄電池15的當(dāng)前剩余容量 有關(guān)的信息的組中選擇的一條信息。類似于結(jié)合圖3在以上描述的情 況，可以得到剩余容量。串行EEPROM17-l經(jīng)端子組48連接到熱敏 電阻45上，但與蓄電池15電氣隔離，從而不把來自蓄電池15的電源 電壓供給到串行EEPROM 17-1。串行EEPROM 17-1包括一個電源電 壓輸入端子Vcc、 一個時鐘輸入端子CLK、 一個數(shù)據(jù)輸入端子DAT、
15和一個接地端子GND。端子組48包括一個與端子12相對應(yīng)的端子(+)、 與端子23相對應(yīng)的端子T+和Vdd、與端子13相對應(yīng)的端子CLOCK 和DATA、及與端子14相對應(yīng)的端子GND和(-)。串行EEPROM 17-1 和熱敏電阻45形成一個電子電路。當(dāng)蓄電池單元21-1連接到電子設(shè) 備31-1上時，端子組48連接到電子設(shè)備31-1的連接器38上。
熱敏電阻45用來測量蓄電池單元21-1內(nèi)的溫度。通過測量在電 子設(shè)備31-1中的端子T+處的電壓，有可能測量在蓄電池單元21-1內(nèi) 的溫度。
電子設(shè)備31-1包括與以上描述的和表示在圖3中的電子設(shè)備31 的相同的微控制器36。上述的端子，表示在圖4中的端子CLOCK和 DADA對應(yīng)于圖3中所示的端子13。此外，表示在圖4中的端子Vdd 對應(yīng)于圖3中所示的端子23。把與剩余容量和蓄電池異常有關(guān)的信息 存儲到串行EEPROM 17-1中的方法可以與結(jié)合圖3在以上描述的那 些相同。
在連接器36之后的級中的電子設(shè)備31-1的構(gòu)造，例如與圖3中 所示的電子設(shè)備的構(gòu)造相同。
其次，通過參照圖5,將給出根據(jù)本發(fā)明的蓄電池單元的第三實 施例的描述。圖5是系統(tǒng)方塊圖，表示蓄電池單元的該第三實施例。 在圖5中，與圖2中那些相應(yīng)部分相同的那些部分用相同的標(biāo)號指示， 并且將省略其描述。
一個蓄電池單元21-2包括蓄電池15、 一個包括一個微控制器(或 微型計算機(jī))的電子電路17-2、 一個電阻器51、 一個切換電路52、 一 個測量電路53、 一個非易失性存儲器裝置54、 一個計時器55、及如 圖5中所示連接的端子12至14和23。切換電路52、測量電路53及 非易失性存儲器裝置54的至少一個，可以提供在電子電路17-2內(nèi)。 當(dāng)蓄電池單元21-2連接到電子設(shè)備31(未表示)上時，從電子設(shè)備31 內(nèi)的蓄電池電路35進(jìn)行向電子電路17-2、電阻器51、切換電路52、 測量電路53及非易失性存儲器裝置54的電源電壓供給，然而在別的 方面，蓄電池單元21-2的基本構(gòu)造與所謂的智能蓄電池相同。已知的智能蓄電池的例子可以在 Smart Battery Data Specification Revision(智能蓄電池數(shù)據(jù)規(guī)范修訂)1.0 February 15， 1995(1995年2月15曰)Copyright 1996, Benchmarq Microelectronics Inc., Duracell Inc., Energizer Power Systems, Intel Corporation, Linear Technology, Maxim Integrated Products, Mitsubishi Electric Corporation, National Semiconductor Corporation, Toshiba Battery Co.，Varra Baterie AG, All rights reserved中找至'J 。
例如，非易失性存儲器裝置54存儲在完成充電時檢測的電流值、 全充電容量(額定容量)、用于過充電防止計時器的時間集合、用于充 電的容許溫度范圍、開路電壓和剩余容量表、蓄電池信息、用來預(yù)測 剩余容量的各種參數(shù)等。
在其中蓄電池15由鋰離子蓄電池單元成的情況下，充電電流隨著 充電進(jìn)行而減小，并且當(dāng)充電電流變得小于或等于正常電流值時，判 定對蓄電池15全充電。完成充電時檢測的上述電流值，是指該正常電 流值。當(dāng)計算蓄電池15的剩余容量時，使用上述的全充電容量。用于 過充電防止計時器的上述時間集合，用作當(dāng)由于某些原因不能檢測充 電完成時用來防止過充電的充電計時器的設(shè)置時間。當(dāng)沒在預(yù)定溫度 范圍下對蓄電池15充電時，可能發(fā)生過充電，而加速蓄電池15的退 化，或在極端情況下引起蓄電池15的爆炸。為此，設(shè)置對于充電的容 許溫度范圍，以便防止在預(yù)定溫度范圍外充電。
在其中蓄電池15由鋰離子蓄電池單元成的情況下，有可能根據(jù)在 其中沒有電流流動的狀態(tài)下的蓄電池電壓，把蓄電池15的剩余容量預(yù) 測到一定程度。開路電壓和上述剩余容量的表，用來由開路電壓預(yù)測 蓄電池15的剩余容量。此外，上述蓄電池信息包括生產(chǎn)信息(型號的 名稱)、序號、生產(chǎn)日期(年、月和日)及與蓄電池單元21-2有關(guān)的類似 信息。
當(dāng)供有外部電源電壓，即供有經(jīng)端子23來自電子設(shè)備31的電源 電壓時，接通切換電路52。當(dāng)接通時，切換電路52能夠使連接到其 上的測量電路53測量蓄電池15的電壓、電流等。測量電路53能檢測跨過電阻器51的端子的電壓，以便檢測電流值。此外，測量電路53 能測量在把電阻器51和切換電路52連接在圖5中所示的左上側(cè)處的 節(jié)點處的電壓，以便檢測蓄電池15的電壓。另一方面，把來自蓄電池 15的電源電壓直接供給到計時器55。該計時器55測量蓄電池單元21-2 與電子設(shè)備31脫開的時間，并且把該測量時間供給到在電子電路17-2 內(nèi)的微控制器。
在其中蓄電池單元21-2連接到電子設(shè)備31上的狀態(tài)下，在電子 電路17-2內(nèi)的微控制器，根據(jù)從電子設(shè)備31內(nèi)的電源電路35經(jīng)端子 23供給的電源電壓操作。在電子電路17-2內(nèi)的該微控制器通過測量電 路53測量蓄電池15的電壓、來自蓄電池15的放電電流、對蓄電池 15的充電電流等。蓄電池15的預(yù)測剩余容量經(jīng)端子13供給到在電子 設(shè)備31內(nèi)的微控制器36，并且如有必要，則存儲在非易失性存儲器 裝置54中。
計算蓄電池15的剩余容量的方法可以與在圖3中所示實施例中使 用的方法相同。在圖3中所示的實施例中，由微控制器36進(jìn)行剩余容 量的計算(或預(yù)測)。然而，在圖5中所示的該實施例中，電流值由電 阻器51和測量電路53測量，并且電子電路17-2^f吏用該測量電流值， 計算(或預(yù)測)蓄電池15的剩余容量。
另一方面，在其中蓄電池單元21-2沒連接到電子設(shè)備31上的狀 態(tài)下，沒有電源電壓供給到電子電路17-2等。為此，當(dāng)計算蓄電池15 的剩余容量時，不可能采用由常規(guī)智能蓄電池釆用的一般方法，該一 般方法在預(yù)定的時間間隔處減去預(yù)先測量蓄電池的自放電和蓄電池單 元內(nèi)的功率消耗。因而，在該實施例中，在其中蓄電池單元21-2連接 到電子設(shè)備31上的狀態(tài)下，把諸如蓄電池15的剩余容量之類的信息 存儲在非易失性存儲器裝置54中。因此，當(dāng)蓄電池單元21-2在單獨 存儲之后重新連接到電子設(shè)備31上時，在電子電路17-2內(nèi)的微控制 器由來自計時器55的信息，檢測蓄電池單元21-2與電子設(shè)備31脫開 的時間，并且計算蓄電池15在當(dāng)蓄電池單元21-2與電子設(shè)備31脫開 時的該時間段內(nèi)的放電量。通過從存儲在非易失性存儲器裝置54中的剩余容量減去該放電量，在電子電路17-2內(nèi)的微控制器能預(yù)測蓄電池 15的當(dāng)前剩余容量。
圖6是立體圖，表示根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備的第二實施例。在該 實施例中，本發(fā)明應(yīng)用于一種可攜帶個人計算機(jī)。
在圖6中，可攜帶個人計算機(jī)31-2的一個重要部分帶有類似于例 如圖3中所示的電子設(shè)備31的構(gòu)造。對于可攜帶個人計算機(jī)31-2的 其他部分可以使用一種已知的構(gòu)造。此外， 一個蓄電池單元21-3具有 與圖2中所示的蓄電池單元21、圖4中所示的蓄電池單元21-1、及圖 5中所示的蓄電池單元21-2的任一種相類似的構(gòu)造。
圖7是立體圖，表示在其中圖6中所示的可攜帶個人計算機(jī)31-2 的蓋61是打開的狀態(tài)。在圖7中，可攜帶個人計算機(jī)31-2包括一個 提供在蓋61的內(nèi)側(cè)的顯示器62、 一個鍵盤63等。蓄電池單元21-3 從可攜帶個人計算機(jī)31-2的前部插入。
在該實施例中，可攜帶個人計算機(jī)形成電子設(shè)備。然而，本發(fā)明 的應(yīng)用當(dāng)然不限于可攜帶個人計算機(jī)。本發(fā)明類似地可應(yīng)用于使用蓄 電池的各種其他電子設(shè)備，如個人數(shù)字輔助(PDA)設(shè)備、電子備忘裝 置、及攝像機(jī)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，有可能當(dāng)單獨存儲蓄電池單元以便防止蓄電 池的退化時，有效地抑制蓄電池的放電，并且有可能立即讀出存儲在 蓄電池單元內(nèi)的信息，而不管蓄電池在蓄電池單元內(nèi)的狀態(tài)。
而且，本發(fā)明不限于這些實施例，而是可以進(jìn)行各種變更和修改， 而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，當(dāng)所述蓄電池單元不連接到所述電子設(shè)備時，該電子電路與該蓄電池隔離，使得該蓄電池不充當(dāng)該電子電路的電源，該電子設(shè)備包括一個電源部分，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向該蓄電池單元的該電子電路供電。
2. —種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電 池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，當(dāng)所述蓄電池單元不連接到 所述電子設(shè)備時，該電子電路與該蓄電池電氣脫開，該電子設(shè)備包括一個電源部分，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決 于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向該蓄電池單元的該電子 電路供電。
3. —種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電 池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，該電子設(shè)備包括一個電源電路，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決 于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向該蓄電池單元的該電子 電路直接供給電源電壓。
4. 一種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電 池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，并且當(dāng)所述蓄電池單元不連 接到所述電子設(shè)備時，所述電子電路與該蓄電池隔離，使得該蓄電池 不充當(dāng)該電子電路的電源，所述電子設(shè)備包括一個電源部分，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決 于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向該蓄電池單元的該電子 電路供電。
5. —種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電 池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，并且所述蓄電池可連"t妾到電子電路上，但在蓄電池與電子設(shè)備脫開的狀態(tài)下該蓄電池與該電子電路隔離，使得該蓄電池不充當(dāng)該電子電路的電源，所述電子設(shè)備包括 一個電源部分，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決 于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向該蓄電池單元的電子電 路供電。
6. —種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電 池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，該電子設(shè)備包括一個功率輸入部分，從蓄電池接收供電；和一個電源部分，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決 于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向蓄電池單元的電子電路 直接供電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括一個把電源電壓 從所述電源部分供給到蓄電池單元的電子電路的端子。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括一個 判定是否向蓄電池單元內(nèi)的蓄電池供給電源電壓的控制器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中所述控制器根據(jù)來自電 子電路的信息進(jìn)行判斷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括一個 從電子電路輸入信息的端子。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括一個把信息輸出到電子電路的信息輸出部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括一個把信息輸 出到電子電路的端子。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括一個 至少進(jìn)行關(guān)于電子電路的數(shù)據(jù)讀或數(shù)據(jù)寫之一的控制器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的電子設(shè)備，其中電子電路與 蓄電池單元內(nèi)的蓄電池電氣隔離；所述電子設(shè)備還包括一個根據(jù)來自 電子電路的信息作出判斷的控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可連接到可拆卸的蓄電池單元上的電子設(shè)備，其中該蓄電池單元包括一個蓄電池和一個電子電路，當(dāng)所述蓄電池單元不連接到所述電子設(shè)備時，該電子電路與該蓄電池隔離，使得該蓄電池不充當(dāng)該電子電路的電源，該電子設(shè)備包括一個電源部分，當(dāng)所述蓄電池單元連接到所述電子設(shè)備時，取決于從所述蓄電池單元的蓄電池接收的功率，向該蓄電池單元的該電子電路供電。根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，當(dāng)單獨存儲蓄電池單元時，能夠有效地抑制蓄電池的放電以便防止蓄電池的退化。
文檔編號H01M2/10GK101447685SQ20081017606
公開日2009年6月3日 申請日期1999年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月26日
發(fā)明者奧村匡史, 小澤秀清 申請人:富士通株式會社