[发明专利]电池容量测量电路

说明书

本发明一般地涉及电池容量测量电路，特别适用于测量电池的电能容量，测量电路中包括检测流过电池的电流的检测装置及对该检测装置的输出信号积分的积分电路，该测量电路依据积分电路的输出测量电池容量。

这种类型的测量电路用于例如带有可再充电电池的电气的或电子装置，比如可再充电的剃须刀，以得到充入电池或电池放出的能量数。例如，在一种人们熟知的通用型测量电路中，电池充入或放出的能量是以测量充电或放电的时间为基础来得到的。另一通用测量电路的例子中，通过积分测量的充电或放电电流获得电池充入和放出的电能量。在后一测量电路中，充放电电流是根据与电池串联的电阻两端所呈现的电压来量测的。更准确地说，该电阻两端的电压被放大，然后被进行积分，每当积分值达到予定值便产生一脉冲，同时积分值复位到零。电池充放电时，重复上述操作，这样，通过计数这样产生的脉冲数就能测量充电或放电的能量。在德国专利申请号NO，2，313，566中公开了这样一种测量电路的例子。

已知能够重新充电的电池例如镍-镉电池有这样的特性，即它的电能的容量随着环境温度的变化而变化，例如，如图5所示。此图示出了相对的能量容量C_E随它的温度T的变化。更准确地说，电池的能量容量在室温以上的温度范围内较大;当环境温度减小到室温以下时，电池能量容量减小，这点可从图5中点划线表示的放电特性来看出。从图5中实线表示的放电特性还可以看出，电池的能量容量在室温附近取最大值，随着室温附近环境温度的增高或降低，电池能量容量都逐渐减小。因此，当充电及放电特性都被考虑时，电池的能量容量在近似室温情况下最大，随着室温温度那一点的温度升高或降低，电池能量容量都减小。为了根据通过电池的充放电电流的积分值来精确地测量电池的充电或放电的能量，则必须附随环境温度变化而引起的电池容量的变化进行补偿。

上述类型的再充电电池的能量容量也随着充放电操作次数的增加逐渐减小，这就是说，随着使用时间的推移逐渐减小，在图6中说明了这一点。图6表示出相对的静态电容C_SN与充放电周期数N_C的关系。因此，对于更精确的电池能量容量的测量还必须考虑这种能量容量的减小。

因此，本发明的一个目的就是提供这样一个测量电路，该测量电路能够在一宽环境温度范围内精确测量充入电池及电池放出的能量的量，而不用提供专门的温度传感器或类似装置，也不需其后的校正例如用存储在微处理机中的软件程序校正。

本发明的另一个目的是提供这样一个测量电路，该测量电路能够在使用寿命较长的周期内以简单的电路结构及在电池能量容量中不考虑电池老化变异来精确地测量充入电池或电池放出的能量数。

依据本发明，提供一测量电池能量容量的电路，此电路包括检测流过电池的电流的检测装置及积分此检测装置输出信号的积分电路，其中，测量电路依据积分电路的输出测量电池的容量。该测量电路的特点在于决定积分电路积分时间常数的一个电路元件具有实质上补偿在电池能量容量中的温度特性的温度特性。

具有上述结构的测量电路，其积分电路的积分时间常数随着环境温度的变化而变，这样就补偿了电池容量随温度的变化。因此依据积分结果获得的电池充电或放电能量数的指示非常精确地与环境温度变化无关的实际充电状态相一致。

同样的原理能应用于电池老化的补偿，如果测量电路中电路元件选择具有实际上能补偿电池能量容量中老化变异的老化变异特性。这样，则能够更精确地测量电池的充电能量或放电能量数。

图1是依据本发明的测量电路的实施例所示的电动剃须刀中的电池放电能量数测量电路的电路图。

图2是图1的实施例中电容器23的电容温度特性图;

图3是图1的实施例中电容器23的电容老化-变异特性示图;

图4示出对图1的实施例的改进电路图;

图5是镍-镉（Ni-Cd）电池的温度特性示图;

图6是Ni-Cd电池的老化-变异特性示图。

图1示出了依据本发明的电池容量测量电路的一个实施例的电路图例，本实施例设计为一个从能再充电电池型电动剃须刀中的电池中获得放电能量数的电路。