CN101192688A - 采用智能电池的系统的电源控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用智能型电池的系统的电源控制方法。本发明的采用智能电池的系统处于非开启状态时，就强行转换智能电池的通信PIN电压，将智能电池转换为休眠模式，并为了保证电池的稳定性，系统周期性地监视智能电池的温度输出PIN，以一定时间周期解除休眠模式，更新和监视电池信息后，使其重新转换为休眠模式。这样，将智能电池与系统的动作状态互动，既可减少不必要的耗电，也可以保证较高的电池稳定性，因此具有延长系统使用时间的效果。

Description

采用智能电池的系统的电源控制方法

技术领域

本发明涉及采用智能电池的系统的电源控制方法，特别涉及既可根据系统动作模式，使插入到智能电池组的智能保护模块的耗电达到最小化，也能够保护电池稳定性的采用智能电池的系统的电源控制方法。

背景技术

最近，便携式终端机、便携式摄像机、数码相机、笔记本电脑、掌上电脑(PDA)、无线电视、网络记事本(Web Pad)、智能显示器等各种便携式仪器从此前的语音为主趋于影像、数据、电子邮件等多媒体的使用，其耗电急剧增加。为此，需要一种能够满足更大容量和反复充电放电的电池装置。

目前，锂离子电池、锂离子聚合物电池等充电电池企业生产出反复进行平均500次以上，其性能也没有多大变化的产品，但其问题在于，电池容量扩大几乎接近于极限，很难承担逐渐增加的便携式仪器内部耗电需求，在这一点上，比起增加容量，能够提高电池使用效率的智能电池成为一个新的应对方案。

智能电池与现有电池利用电池电压和温度判断电池剩余电量状态相比，综合判断电池的容量、充电放电次数及电流大小等状态，计算出电池的剩余电量，并以一定通信方式通报给系统，也就是说运行智能功能，维持最佳的电池状态，还可防止电池异常动作，能够提高电池使用效率。

这样的智能电池还附有运行智能功能的模块，将这个模块称为SCM(Smart Circuit Module或Smart Control Module)。SCM一般以电池电量测量IC(Gas Gauge IC)、1次保护电路、2次保护电路及其周边元件构成，其中，电池电量测量IC根据智能电池规格测量电池温度、电池剩余电量、充/放电电流、电压，并计算这些，通过智能电池通信规格，SMBus以串联通信方式传输给适用于上述智能电池的系统。另外，1次保护电路和2次保护电路根据上述电池电量测量IC的控制和电池异常条件，停止电池的充/放电。

这种智能电池运行自动判断最佳充电方式，控制充电器的功能，还具有将电池的设计数据、电池电量等信息储存到内存，持续更新的功能。借助于该功能，比起使用充电电池单元的电池，智能电池平均可延长20-30％的使用时间。

便于携带的多个系统为了使电池使用时间达到最大，具有根据动作状态调节耗电的功能，一般来说，将系统状态区分为系统开启状态(On state)、空闲状态(Idle state)、暂缓状态(Suspend state)、关闭状态(Off state)，使其根据各个状态，仅限于最小限度的内部设备使用电源。

举个例子来说，若系统处于开启状态，所有内部设备使用电源，形成最大的耗电，但如果用户暂时中断系统使用，就转换为空闲状态，减少系统的一部分设备的耗电，使总体耗电减少。此外，若用户长时间中断系统使用，就转换为暂缓状态，保护易失性存储器储存的数据，若有用户要求，就使旨在返回到开启状态的最小限度的设备做出动作，大幅减少耗电。

因此，若将前面说明的智能电池适用于具有上述各个状态的耗电控制功能的系统，就可以进一步延长便携式仪器的使用时间。

但以智能电池为例，若安装的系统转换为关闭状态或没有从系统分离，就设置为将电池状态始终报告给系统，因此即使系统处于暂缓状态，也始终向系统报告自身的状态。即，虽然系统处于暂缓状态，不会接收智能电池的状态报告，但智能电池的SCM始终维持动作状态，导致不必要的耗电。

为了避免这种情况，可以根据系统状态强行中断智能电池的SCM动作，但因这时SCM和系统绝对不会判断出电池的异常动作，无法保证电池的稳定性。

如上所述，若电池装在系统，但系统动作状态没有处于关闭状态，现有智能电池上的SCM就维持将电池状态持续报告给系统的动作状态，只在系统状态转换为关闭状态或智能电池从系统分离的情况下，转换为暂缓状态，因此系统支援低电力模式时，无法持续接收智能电池状态报告的低电力模式也具有SCM驱动导致浪费耗电的问题。为了防止这些，若根据系统状态强行中断SCM，就毫不清楚电池状态变化，具有不能保证其稳定性的问题。

发明内容

本发明正是为解决上述问题而提出，其目的在于提供采用这样的智能电池的系统的电源控制方法。即装有智能电池的系统没有处于开启状态时，将强行转换智能电池的通信PIN(插头)，把智能电池转换为休眠模式，为了保证智能电池的稳定性，系统周期性地监视智能电池的温度输出PIN，以一定的时间周期解除上述休眠模式，更新和监视电池信息后，使其重新转换为休眠模式，既减少不必要的耗电，也可以保护电池的稳定性。

为了实现上述目的，本发明是，对于采用具备根据通信线路的电压状态变化，决定动作模式和暂缓模式的智能电路模块(SCM)的智能电池的系统的电源控制方法来说，包括如下步骤：若转换为不会从以放电模式动作的智能电池持续接收电池状态报告的系统低电力模式，系统就强行中断智能电池的智能电路模块的一部分使用的步骤；上述智能电池的智能电路模块的一部分使用被中断，系统就利用物理连接或软件手段周期性地监视智能电池状态，若有异常情况，恢复中断的智能电池的智能电路模块的一部分动作的步骤。

上述系统强行中断智能电池的智能电路模块的一部分使用的步骤还包括：强行转换与上述智能电池通信的系统通信端口电压的步骤；为了上述系统通信端口的电压变更，将系统通信端口重新定义为一般输入输出端口后，以低电位维持相关端口电压的步骤。

如上所述，采用本发明智能电池的系统的电源控制方法是：安装智能电池的系统没有处于开启状态时，强行转换智能电池的通信PIN电压，将智能电池转换为休眠模式，并为了保证电池的稳定性，系统周期性地监视智能电池的温度输出PIN，还以一定时间周期解除休眠模式，更新和监视电池信息后，重新转换为休眠模式，以此将智能电池与系统的动作状态互动，既减少不必要的耗电，也能够保证较高的电池稳定性，具有可以延长系统使用时间的效果。

附图说明

图1是本发明一个实施例的动作过程流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1是本发明一个实施例的动作过程流程图，如图所示，提出了电池休眠模式，这一新的动作方式。

本发明提出的旨在支援电池休眠模式的智能电池构成包括：根据智能电池规定，测量电池温度、电池剩余电量、充/放电电流、电压等并进行计算后，通过SMBus给系统报告的电池电量测量IC；根据上述电池电量测量IC的控制和电池异常条件，为了保护电池，停止充放电的第1和第2电路部；与上述电池电量测量IC连接，测量电池温度的电热调节器；除此之外的周边元件。上述电池电量测量IC的通信线路根据电池安装与否，与系统连接。

但在本发明，把上述电热调节器的输出(可以用T插头定义)与上述通信线路不同，使其附加与系统的模拟端口连接的装置，允许在电池休眠模式，系统用通信以外的手段能够测量电池温度。

为了自身的电源控制，本发明作为实施例说明的智能电池适用系统应至少能够转换为空闲(idle)或暂缓(suspend)状态，还应具有在这样的状态下，即使大部分的系统内部设备处于暂缓状态，周期性地处于暂时正常状态，检查自身状态或检查周边设备状态后，重新返回到暂缓模式的监视器(watchdog)功能。或者从最近的开发方向可以看出，有可能是主控制部及其相关元件大部分维持暂缓状态，另外的暂缓状态管理用下部控制部运行监视器功能，同时能够感应暂缓状态的系统维持和环境变化而设计的系统(移动通信终端机、笔记本电脑、无线电视机、网络记事本、掌上电脑、智能显示器等)。

下面将简要说明本发明提出的电池休眠模式。首先，若系统转换为低电力驱动状态(即，开启以外的状态)，就强行转换电池SMC中耗电较大的电池电量测量IC为暂缓状态，进入电池休眠状态，为了确保这样的电池休眠模式下的电池稳定性，使系统直接测量智能电池的电热调节器输出，以此为基础。为此，在低电力驱动状态，系统的一部分控制部周期性地转换为正常状态，使其测量上述电池温度。此外，环境变化也由系统感应，决定是否维持电池休眠模式，在无需从智能电池接收电池状态信息的情况下，减少智能电池自身耗电的同时，也能够维持电池稳定性。

稍微扩大这些功能，可以追加能更加提高电池稳定性的方法，即，当系统周期性地测量电池温度时，也将同时管理电池休眠持续时间，电池维持一定时间以上休眠状态，就临时中断休眠动作，从SCM得到电池状态信息，更新系统的此前电池状态信息，进行能够确认这时的异常与否的操作。若有异常情况，就使其能够完全解除休眠模式，若没有异常，更新电池信息后，使智能电池重新回到休眠模式。通过这些，可以确认更正确的电池状态，因此可以提高稳定性。

若观察这些电池休眠被解除的情况，可能有如下情况，首先系统的动作状态脱离低电力驱动状态的情况(即，返回到开启状态等的情况)、连接外部电源(适配器等)的情况、电池温度提升到一定值以上的情况、通过电池信息确认，发现异常的情况。

在这里，若属于系统动作状态变更的情况，就在系统脱离低电力驱动状态的时候，设置为无条件地解除电池休眠即可。电池温度提升到一定值以上或通过电池信息确认查出异常时的休眠解除如上面说明那样，系统周期性地进行确认，使其决定解除与否，因此可以视为一种利用轮流检测(polling)的检查。

剩下的是外部电源的连接，这时，可以构成为通过外部电源连接导致的硬件信号变化，使系统判断外部电源连接，因此系统可以通过一种中断信号判断外部电源的连接情况。于是，若这样通过中断信号，若系统识别出外部电源连接，就使其解除电池休眠。

下面，将参照图示的流程图说明本发明的具体动作例子。

首先，系统确认智能电池的存在，从智能电池的SCM接收电池状态数据，确认电池是否正常。之后，将确认是否存在适配器，适配器存在意味着电池可以进行充电，因此，若电池温度处于正常，就成为电池充电模式。

若不存在适配器，电池就成为放电模式状态，这时，确认系统是否处于开启状态，若是开启状态，就成为正常的电池放电模式。

但没有外部电源连接的同时，系统没有处于开启状态(即，处于低电力驱动状态)，就进入电池休眠状态。

成为电池休眠状态后，即使系统处于低电力驱动状态，系统的一部分也周期性地运行监视器功能，确认电池温度是否正常，若休眠时间达到一定时间以上(如10分钟)，就临时解除休眠模式，更新系统持有的电池状态信息，同时确认异常与否，还确认是否有能够解除休眠状态的外部环境变化(电池异常、外部电源连接、系统状态变化)。此外，为了减少以电池休眠为目的的SCM的耗电，将SCM构成中的耗电最大的电池电量测量IC转换为暂缓状态。

上述电池电量测量IC可转换为正常动作状态和暂缓状态，这将用于智能电池从系统分离或安装在系统的状态下，系统电源完全关闭时，旨在防止电池电量测量IC的耗电。当通信PIN的电位成为2分钟(该值可变更)以上低电位时，自动地从正常动作状态转换为暂缓状态。

因此，为了在系统动作过程中将电池电量测量IC转换为暂缓状态，使与电池电量测量IC的通信PIN连接的系统通信PIN电位强行维持为低电位状态，为此系统将以通信状态设置的通信端口重新设置为一般输入输出端口后，使其输出低电位。

若要解除电池休眠时，就将系统的通信端口重新从一般输入输出端口设置为通信端口即可。

如上所述，适用于系统的智能电池可以根据系统的动作状态，控制为低电力耗电状态，并在那种情况下，也能够将电池稳定性维持较高水准。

Claims (7)

1.一种采用智能电池的系统的电源控制方法，是采用具备根据通信线路的电压状态变化，决定动作模式和暂缓模式的智能电路模块的智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，包括：若转换为不会从以放电模式动作的智能电池持续接收电池状态报告的系统低电力模式，系统就强行中断智能电池的智能电路模块的一部分使用的步骤；如果上述智能电池的智能电路模块的一部分使用被中断，系统就利用物理连接或软件手段周期性地监视智能电池状态，如有异常情况，恢复中断的智能电池的智能电路模块的一部分动作的步骤。

2.如权利要求1所述的采用智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，

所述系统强行中断智能电池的智能电路模块的一部分使用的步骤还包括：系统强行转换与上述智能电池通信的系统通信端口电压的步骤；为了上述系统通信端口的电压变更，将系统通信端口重新定义为一般输入输出端口后，以低电位维持相关端口电压的步骤。

3.如权利要求1所述的采用智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，

所述系统利用物理连接周期性地监视智能电池状态的步骤还包括：与系统和智能电池间的通信连接不同，系统周期性地确认与系统连接的智能电池内部温度传感器的输出，监视电池温度的步骤。

4.如权利要求1所述的采用智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，

所述系统利用软件手段周期性地监视智能电池状态的步骤还包括：测量所述智能电池的智能电路模块一部分维持暂缓状态的时间，每隔一定时间将上述智能电路模块恢复为动作状态后，接收电池信息，更新此前信息，检查异常与否，重新中断智能电路模块一部分功能的步骤。

5.如权利要求1所述的采用智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，还包括：在所述智能电路模块一部分维持暂缓状态的时间以内，周期性或持续检查外部电源连接与否、系统状态变更、电池状态变化，如有变化，就恢复中断的智能电池的智能电路模块一部分动作的步骤。

6.如权利要求5所述的采用智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，所述检查外部电源连接与否、系统状态变更、电池状态变化的步骤在利用中断信号方式、轮流检测方式、或二者的混合方式，通过监视器计时器周期性地启动，测量上述电池温度的过程和更新电源状态的过程中实施。

7.如权利要求1所述的采用智能电池的系统的电源控制方法，其特征在于，在所述系统的低电力模式中断的智能电路模块的一部分是智能电路模块中的耗电最大的电池电量测量IC。

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