[实用新型]与电池包分离且包含充放电管理功能的电量计

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种与电池分离的且包含充放电管理功能的，可以对通用锂电池进行电量管理和充放电控制的电量计，主要用于NetBook、UMPC一类需要对锂电池进行电量计算并同时进行充放电控制等产品，特别是对价格比较敏感的智能便携产品。

【背景技术】

关于电量预测和电量管理，已有大量的文献、报告和产品。但是，这些电量管理的硬件和软件算法几乎都是针对单一固定的电池包，采用电量计与电池包一体的智能电池包结构，即主机通过智能电池接口(如SMBus总线)与智能电池包连接；由于电量计与电池包的唯一配合方式，因此这种方式具有较高的精确度和可靠性，但是也存在生产门槛较高、成本昂贵的缺点。对于NetBook、UMPC等对成本极端敏感的产品，如果将电量计与电池包分离而将其放置在主机内，则有可能使用普通的电池包，从而降低整机成本。如果进一步电池包相关的充放电控制等功能集成单一的芯片里，将进一步降低成本。

目前已有电量管理与电池包分离的电量计电路，如TI的BQ27500，采用IMPEDANCE TRACK技术，可以识别2种规格的电池包。过去，电量计与电池包分离的架构使用不多，除了技术上相对一体化结构更困难一些(如要求判断电池包的接入与撤出)，另外的原因就是成本的原因：对一台笔记本电脑而言，一台主机通常在整个寿命周期内只需配一只电池包，因此无论电量计放置在何处，其直接的物料成本基本上是相同的(分离结构甚至可能更高一些)。

曾经有过电量计与电池包一体架构并且提供充电管理的电量计电路，如MAXIM的DS2770；该产品采用脉冲充电方式的电路结构，目前已废型。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种与电池包分离的且包含完整充放电管理以及其他附属功能的适用于通用锂电池的电量计。该装置采用电量计与电池包分离及电量计包含充放电控制，并且与主机一体化的结构。可对1至3节串联形式的锂离子电池包、锂聚合物电池包或磷酸铁锂电池包提供高性能充放电控制和高精度电量计等功能。

本实用新型主要包括有中央处理单元及中央处理单元上连接的采样模块、功耗控制模块、放电及其控制模块、通讯模块、充电控制模块、电量计模块和自校正模块，通过中央处理单元来控制上述所有功能模块的工作，实现充放电控制、电量计算，以及实现与主机通讯交互的功能；

该采样模块负责采集适配器电压、电池电压、充放电电流和电池温度等数据，并将该测量结果发送给中央处理单元；

该功耗控制模块接受中央处理单元的指令对电池进行低功耗控制；

该放电及其控制模块接受中央处理单元的指令对放电进行控制等；

该中央处理单元通过通讯模块与主机实现通讯交互；

该充电控制模块用于控制电池的充电；

该中央处理单元与电量计模块共同完成电量计算工作；

该自校正模块在装机过程中与外部工装配合，对采样模块的各个测量参数的各种误差进行采集和预处理，并且在装机后自动对输出结果进行校正和补偿。

由于本实用新型将电量计与充放电控制器的功能集成，省去了专用充放电控制IC，因此降低直接物料成本和整机成本；且由于采用先进的半导体工艺，集成度高、功耗低，性能优异且价格优势明显。

本实用新型具有以下特点：

1、本实用新型直接置于NetBook或UMPC的主板上，因此可以实现一台主机搭配多块普通非智能电池，因此大大降低整机成本。

2、本实用新型包含有经典的BACK开关方式充电控制，提供完整的充电调理、充满判断以及电池识别和保护等功能，省去了专用的充电控制芯片，进一步降低了成本。

3、本实用新型含有完善的电池接入、移去、充饱等识别能力，并且可以监控并且识别各类电池故障，实现各种保护功能，且由于所有的控制均在主机内部完成，因此减少了元器件冗余，提高了可靠性。

4、本实用新型还可以配合工装进行自动标定和设置。

【附图说明】

图1为本实用新型的锂电池供电系统示意图；

图2为本实用新型的内部模块图。

附图标号说明

1本实用新型电量计

2包含锂电池保护及场效应管的电池包

3主机板

4主机板工作电源

5主机板系统管理芯片

11中央处理器

12AD转换模块

13功耗控制模块

14放电及其控制模块

15通讯模块

16充电控制模块

17电量计模块

18自校正模块