專利名稱：降壓式充電電池的電量檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降壓式充電電池的電量檢測方法，特別是針對外加電源做一降壓階段的條件下對充電電池的實際充電電量進行檢測的方法。
背景技術(shù)：
充電電池為人們使用電力產(chǎn)品提供了極大的方便，使得人們不用擔心電源中斷的問題，并且具有攜帶便利及可重復(fù)使用的優(yōu)點，因而在操作上非常便利，并具有環(huán)保的功能，由于充電電池的容量大幅增加及充電電池材料的擴充，充電電池的應(yīng)用面日益廣泛，已不再局限于如音響等小型的家電，而是將充電電池運用到了電動機車等大型的運輸工具上，因此，如何對充電電池進行有效性的充電便成為一項相當重要的技術(shù)。
現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)請參閱臺灣專利公報第507412號的“充電電池充電裝置、充電電池組充電方法、及充電電池組”，該專利中披露了一種充電電池的充電裝置，用于對具有充電電池的充電電池組進行充電，充電電池組可儲存表示充電電池最大充電電流的信息和最大充電電壓的信息并連接此信息，并具有一用來儲存最大充電電壓的數(shù)字信息的存儲機構(gòu)；或者如臺灣專利公報第522624號的“充電電池充電裝置、充電電池組及二次充電電池的充電方法”，其提供了一種對多個充電電池組充電時，能夠減少充電時間、并具有較小體積的充電裝置。
以上兩個充電電池的充電方法中披露了充電電池如何在最短時間內(nèi)進行有效充電，但是，對使用者而言，充電電池進行使用前，必須先了解充電電池實際的充電量，才能進行判斷該電力產(chǎn)品應(yīng)該使用多長時間后必須再進行充電或更換充電電池，因此，請再參閱臺灣專利公報第533646號的“充電電池充電系統(tǒng)及其充電電池充電裝置”，其使用一具有演譯法程序規(guī)劃的微控制器，用于檢測供給充電電池的充電狀態(tài)，以產(chǎn)生一控制信號，以及供給充電電池適當?shù)某潆婋妷号c電流；該專利雖然具有檢測充電電池容量的功能，但實質(zhì)上只做一次檢測，也就是僅檢查充電電池有無飽滿而已，并無法精確地測量出充電電池的容量。
根據(jù)上述說明可以了解，現(xiàn)有的技術(shù)僅能判斷充電電池有無達到充分飽和，但是此部分對于使用者而言不會產(chǎn)生太大的幫助，舉例來說，當使用者需要騎電動機車外出時，如果完全不清楚充電電池的實際充電電量，將無法判斷究竟能騎多少路程，如果要等待充電電池充滿電量，也不知要耗費多少時間，因而產(chǎn)生極大困擾。
此外，目前用以偵測充電電池的充電電量的方法多采用在充電狀態(tài)下直接進行檢測，由于充電器同時接收到外加電源及充電電池的電量值，因此在測定上往往受到外加電源的干擾而影響其精確性，也就是高估充電電池的電量值，由于使用者所獲得電量信息并非是精確值，當然在判斷充電電池的實際使用時間上也會產(chǎn)生較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種可精確檢測充電電池的實際電量并使充電器的顯示單元可顯示該實際電量的降壓式充電電池的電量檢測方法。
根據(jù)本發(fā)明的降壓式充電電池的電量檢測方法包括以下步驟充電器降壓中止充電動作充電器預(yù)設(shè)一降壓信號，通過降壓信號使充電電壓加入一降壓階段，通過降壓階段中斷充電電壓對充電電池的充電動作；充電電池回饋電量至充電器在所述步驟a，充電電池將其當時的實際電量回饋至充電器；運算及顯示充電電池的實際電量值通過充電器內(nèi)一預(yù)設(shè)的參考電量值，并將所述步驟b的電量值與參考電量值進行運算后，取得充電電池實際已完成充電的電量比值，充電器根據(jù)電量比值發(fā)出一顯示信號至一顯示單元。
此外，其中的充電器包括一控制單元，預(yù)設(shè)有一參考電量值，控制單元用于輸出一充電信號及降壓信號，使外加電源轉(zhuǎn)換為充電電壓進行充電動作，且控制單元在充電電壓的降壓階段下接收充電電池回饋的電量值，并以電量值與參考電量值進行運算取得一電量比值，再根據(jù)電量比值輸出一顯示信號；一驅(qū)動單元，連接外加電源以及接收控制單元所發(fā)出的充電及降壓信號，并將充電及降壓信號轉(zhuǎn)換為一驅(qū)動信號輸出；一變壓單元，接收驅(qū)動信號來控制充電動作，及將外加電源轉(zhuǎn)換成直流電對充電電池進行充電動作；一顯示單元，接收及顯示顯示信號。
本發(fā)明的充電器使得使用者可在充電電池進行充電的狀態(tài)下，經(jīng)由顯示單元而隨時得知該充電電池已完成的充電電量狀態(tài)，且本發(fā)明采用單獨讀取充電電池的充電電量值進行判斷，不受外加電源的干擾，因而可取得精確的電量比值，使用者可根據(jù)該信息放心且有效地使用充電電池。


圖1為本發(fā)明的檢測流程圖。
圖2為本發(fā)明的電路方塊圖。
圖3為本發(fā)明實施例的流程圖。
具體實施例方式
有關(guān)本發(fā)明的較佳實施例與技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合

如下請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種檢測充電電池30的實際充電量的檢測方法，其可應(yīng)用于充電器10，在充電電池30裝設(shè)后，可進行充電狀態(tài)下的電池電量檢測。其中該充電器10包括一控制單元11，其預(yù)設(shè)一參考電量值，及輸出一充電信號及降壓信號；一驅(qū)動單元12，連接外加電源20并接收控制單元11所發(fā)出的充電、降壓信號，并將該充電、降壓信號轉(zhuǎn)換為一驅(qū)動信號輸出。一變壓單元15，將通過驅(qū)動單元12的外加電源20轉(zhuǎn)換成直流電對充電電池30進行充電動作，同時受該驅(qū)動信號的控制，該充電動作中充電電壓將會加入必要的降壓階段，該降壓信號使變壓單元15的充電電壓小于充電電池30的關(guān)機電壓；及一顯示單元14，接收及顯示該顯示信號。
這樣，該控制單元11通過一驅(qū)動單元12控制外加電源20，在變壓單元15加入一降壓階段的動作，且該控制單元11在充電電壓為降壓階段的狀態(tài)下接收充電電池30回饋的已充電的電量值，通過該電量值與參考電量值進行運算，取得一電量比值，該控制單元11根據(jù)該電量比值輸出一顯示信號。
本發(fā)明的充電器10的實施方法如下1、一般充電模式由控制單元11輸出充電、降壓信號至驅(qū)動單元12，經(jīng)過驅(qū)動單元12將充電、降壓信號經(jīng)過光耦合動作及共振頻率而轉(zhuǎn)換成驅(qū)動信號至變壓單元15，該變壓單元15接收驅(qū)動信號后隨即將外加電源20轉(zhuǎn)換(交流到直流)，并維持在定電流模式(C.C.)下對充電電池30進行充電動作(此充電流程為已知技術(shù)，以下不再贅述。)2、檢測及顯示實際充電量模式a、充電器降壓中止充電動作該充電器10的控制單元11在電池初始裝設(shè)狀態(tài)或者已裝設(shè)進行充電狀態(tài)下，該控制單元11預(yù)設(shè)一降壓信號，該降壓信號可預(yù)設(shè)一間隔時差由控制單元11發(fā)出，此時，驅(qū)動單元12接收前述降壓信號后將此降壓信號傳給變壓單元15，使通過驅(qū)動單元12的外加電源20轉(zhuǎn)換成直流電對充電電池30進行充電的充電電壓產(chǎn)生一降壓階段，藉此降壓階段將會使充電電壓的電壓不足以對充電電池30做充電的動作，即中斷外加電源20對充電電池30的充電動作，此處降壓信號使充電電壓小于充電電池30的關(guān)機電壓，所稱關(guān)機電壓是指正常充電電池30電力耗盡小于設(shè)備額定電壓而無法提供電力使用狀態(tài)時所關(guān)機的電壓，該降壓信號還可考慮充電電池30是否有過度放電的狀態(tài)，而使降壓信號調(diào)整至充電電壓位于損壞電壓(無法充電狀態(tài))與關(guān)機電壓之間。
b、充電電池30回饋電量至充電器10在降壓階段，因充電電壓小于充電電池30的關(guān)機電壓，故該充電電池30可將其當時的實際電量回饋一電量值至充電器10的控制單元11，另為使充電電池30的實際電量的電壓準位更加精確，在控制單元11及充電電池30之間可設(shè)有一用以修正浮動電壓準位的修正單元13，使充電電池30的實際電量避免充電電壓在降壓階段初始時所具有的假性電壓影響，使充電電池30回饋的實際電量值趨于精確。
c、運算及顯示充電電池30的實際電量值通過該充電器10的控制單元11預(yù)設(shè)的參考電量值，并將步驟b中，充電電池30回饋的實際電量值與參考電量值經(jīng)運算后取得充電電池30實際已完成充電的電量比值，該電量比值根據(jù)控制單元11的定義，使該充電器10的控制單元11將該電量比值發(fā)出一顯示信號至一顯示單元14。其中，該顯示單元14為一發(fā)光二極管燈組，該燈組可根據(jù)顏色區(qū)分或標示卷標顯示電量比值所代表的燈號，讓使用者可明確斷定該充電電池30已完成的充電電量；或者該顯示單元14也可為一液晶顯示模組或者波段顯示器，同樣目的在于使得使用者在充電器10上可快速查知該充電電池30當時的實際電量。
本發(fā)明的充電器10可適用于鉛酸、鎳離子及鋰離子等各式的電池模組。
為能對本發(fā)明的實施例有更進一步的了解，現(xiàn)結(jié)合一完整充電流程說明如下請再參閱圖2所示，本發(fā)明的充電器10對充電電池30的充電流程依序包括初始化設(shè)定A將充電器10的控制單元11中的BIOS根據(jù)所欲操作的充電電池30的種類、容量等因素，進行充電時間、預(yù)設(shè)電量參考值、顯示電量比例等設(shè)定。
偵錯模式B在充電電池30與充電器10連接時，充電器10先進行充電電池30是否可進行充電而作偵錯判斷。判斷方式是先對充電電池30進行短時間充電后，將充電電壓加入一降壓階段，此時可得到對充電電池30的測定電壓V1，再進行一次時間的充電，同樣在充電電壓加入一降壓階段，同樣在此階段得到對充電電池30的測定電壓V2，經(jīng)過比較后，若V2≤V1，表示充電電池30處于負電壓狀態(tài)，并無法有效獲得外加電源20的充電效果，即該充電電池30已損壞無法再進行充電，此時充電器10將進入睡眠模式H，并由控制單元11發(fā)出顯示信號至顯示單元14告知使用者更換充電電池30后，再進行充電。
充電模式C當充電電池30通過偵錯模式B后，根據(jù)圖1的充電步驟，充電器10將對充電電池30進行定電流模式充電，為能實時獲得充電電池30已完成充電的電量值，充電模式C可設(shè)定多段間隔的充電時間。
電量測試D在充電模式C的每一段間隔充電時間完成后，充電器10的控制單元11將發(fā)出降壓信號至驅(qū)動單元12，改變變壓單元15的充電電壓的狀態(tài)，此時，充電電池30將回饋其當時實際電量值，該實際電量值經(jīng)修正單元13后至控制單元11，再由控制單元11預(yù)設(shè)參考電量值進行邏輯運算，并根據(jù)其預(yù)設(shè)比例得出電量比值。
電量顯示E根據(jù)電量比值，控制單元11將發(fā)出顯示信號至顯示單元14，在本實施例中是以電池的電容量為≥50％、≥75％、≥85％、或＝100％，在未達到上述設(shè)定前，將顯示出其電量數(shù)值。前述已提及的該顯示比例是控制單元11根據(jù)充電電池30種類、容量等因素而設(shè)定，也就是說，該電量顯示比例可隨需求進行設(shè)定變更，而顯示方式可采用LED燈組或者波段顯示器等方式呈現(xiàn)，當使用者臨時要取用充電電池30時，即可由充電器10的顯示單元14呈現(xiàn)的電量比例，藉此估算該充電電池30上可使用的電量，這樣將有助于判斷預(yù)期使用的時間及距離。
溫度測試F當充電模式C的每一間隔充電時間完成，并顯示電量比例后，再進行下一間隔充電時間前，將對充電電池30進行溫度測試，主要是避免充電電池30有不當損壞而造成的燒毀事情。
維持模式G當預(yù)設(shè)充電時間完成或者充電電池30實際電容量已達100％的飽和狀態(tài)后，若使用者未將充電電池30取出使用，則充電器10將進入維持模式G，以脈沖充電等方式將充電電池30的充電量維持在飽和狀態(tài)。
經(jīng)由上述流程說明可以明顯看出，本發(fā)明在偵錯模式及電池的電容量測試均在充電電壓具有一降壓階段的情況下，對充電電池30的實際電量進行檢測和顯示，讓使用者在進行充電電池30充電的時候，可實時且精確地獲得完成充電量的信息，還可進行使用時間及距離的精確判斷。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降壓式充電電池的電量檢測方法，應(yīng)用于一充電器(10)，在充電電池(30)裝設(shè)后進行充電狀態(tài)下的檢測，其特征在于所述檢測方法依序包括a、所述充電器(10)降壓中止充電動作所述充電器(10)預(yù)設(shè)一降壓信號，通過所述降壓信號使充電電壓加入一降壓階段，通過所述降壓階段中斷所述充電電壓對所述充電電池(30)的充電動作；b、所述充電電池(30)回饋電量至所述充電器(10)在所述步驟a，所述充電電池(30)將其當時的實際電量回饋至所述充電器(10)；c、運算及顯示所述充電電池(30)的實際電量值通過所述充電器(10)內(nèi)一預(yù)設(shè)的參考電量值，并將所述步驟b的電量值與參考電量值進行運算后取得所述充電電池(30)實際已完成充電的電量比值，所述充電器(10)根據(jù)所述電量比值發(fā)出一顯示信號至一顯示單元(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式充電電池的電量檢測方法，其特征在于，所述顯示單元(14)可為一發(fā)光二極管、液晶顯示模組、及波段顯示器的其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式充電電池的電量檢測方法，其特征在于，所述充電電池(30)為鉛酸、鎳離子、及鋰離子的電池模組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式充電電池的電量檢測方法，其特征在于，所述外加電源的充電動作是在定電流模式下進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式充電電池的電量檢測方法，其特征在于，所述充電器(10)包括一控制單元(11)，預(yù)設(shè)有一參考電量值，所述控制單元(11)用于輸出一充電信號及降壓信號，使外加電源轉(zhuǎn)換為充電電壓進行充電動作，且所述控制單元(11)在所述充電電壓的降壓階段下接收所述充電電池(30)回饋的電量值，并以所述電量值與參考電量值進行運算，取得一電量比值，再根據(jù)所述電量比值輸出一顯示信號；一驅(qū)動單元(12)，連接外加電源(20)以及接收所述控制單元(11)所發(fā)出的充電及降壓信號，并將所述充電及降壓信號轉(zhuǎn)換為一驅(qū)動信號輸出；一變壓單元(15)，接收所述驅(qū)動信號來控制充電動作，及將所述外加電源(20)轉(zhuǎn)換成直流電對所述充電電池(30)進行充電動作；一顯示單元(14)，接收及顯示所述顯示信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降壓式充電電池的電量檢測方法，其特征在于，所述控制單元(11)與充電電池(30)之間設(shè)有一修正單元(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓式充電電池的電量檢測方法，其特征在于，所述降壓信號使所述充電電壓小于所述充電電池(30)的關(guān)機電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降壓式充電電池的電量檢測方法，主要通過充電器將外加電源做一降壓動作，再由充電電池回饋實際的充電電量值后，將充電電量值與預(yù)設(shè)的參考電量值經(jīng)運算后取得充電電池實際已完成充電的電量比值，再由充電器根據(jù)該電量比值發(fā)出一顯示信號至一顯示單元，以精確告知使用者充電電池已完成的充電電量。根據(jù)本發(fā)明的檢測方法可取得精確的電量比值，使得使用者可根據(jù)該信息放心且有效地使用充電電池。
文檔編號G01R31/36GK1752767SQ200410080049
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者張世雄, 莊志成 申請人:量質(zhì)能科技股份有限公司