專利名稱：智能電池模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電池模擬裝置，特別是涉及一種智能電池(Smart Battery)模擬裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于筆記本電腦等移動(dòng)裝置而言，由于其具有可攜帶性，在不外接電源的情況下，整臺(tái)移動(dòng)裝置就靠其所安裝的專用電池來(lái)提供電力，所以維持電池電源持續(xù)且穩(wěn)定的電力供應(yīng)對(duì)整個(gè)移動(dòng)裝置的運(yùn)作而言非常重要。
以筆記本電腦為例，其所使用的電池為智能電池。使用智能電池的優(yōu)點(diǎn)是其可提供電池目前的剩余電量數(shù)據(jù)，并通過(guò)電腦主機(jī)與電池間的總線傳給電腦主機(jī)中的系統(tǒng)處理單元(System CPU)，借以告訴電腦主機(jī)目前電池剩余的電量。如此，系統(tǒng)處理單元就可以根據(jù)所得到的剩余電量數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行電源管理的工作，并根據(jù)電池的剩余電量對(duì)整個(gè)電腦系統(tǒng)的電力運(yùn)作做最有效率的調(diào)控。例如，如果使用者一直沒(méi)有通過(guò)鍵盤或其它電腦周邊輸出/輸入元件來(lái)對(duì)電腦主機(jī)發(fā)出指令，則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，系統(tǒng)處理單元會(huì)依照操作系統(tǒng)預(yù)先的設(shè)定而關(guān)閉顯示器、硬盤或其它電路元件的運(yùn)作以節(jié)省電力。或者，當(dāng)電池的剩余電量減少到一定的程度時(shí)，系統(tǒng)處理單元會(huì)減低顯示器顯示畫面的亮度，以減少電力的損耗，并且提供警告信息以提醒使用者電池需要充電。甚至在電池的剩余電量嚴(yán)重不足時(shí)可將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到硬盤里，并強(qiáng)制關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。
在筆記本電腦等移動(dòng)裝置中，讀取智能電池的電量數(shù)據(jù)的工作是由一個(gè)嵌入式控制單元(Embedded Controller，EC)來(lái)負(fù)責(zé)。嵌入式控制單元會(huì)讀取當(dāng)時(shí)智能電池的剩余電量數(shù)據(jù)。筆記本電腦在運(yùn)作時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)定期地控制系統(tǒng)處理單元呼叫所述嵌入式控制單元。在收到系統(tǒng)處理單元的指令后，所述嵌入式控制單元便會(huì)去讀取當(dāng)時(shí)智能電池的剩余電量數(shù)據(jù)，再提供給系統(tǒng)處理單元。系統(tǒng)處理單元在收到嵌入式控制單元所輸入的剩余電量數(shù)據(jù)后，即可根據(jù)當(dāng)時(shí)智能電池的剩余電量的多少來(lái)執(zhí)行電源管理的工作。
因此，有必要對(duì)移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元進(jìn)行電池功能測(cè)試，以驗(yàn)證移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元的功能是否正?！，F(xiàn)有一種用來(lái)測(cè)試移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元的功能是否正常的方式為，直接利用真實(shí)智能電池來(lái)測(cè)試移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元，然而由于真實(shí)電池的充放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，因此這種測(cè)試方法具有測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。所以，有必要尋求解決的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，是在于提供一種智能電池模擬裝置，可用來(lái)改變移動(dòng)裝置的充放電電流，且可縮短測(cè)試及偵錯(cuò)時(shí)間。
本發(fā)明的一種智能電池模擬裝置電連接到一個(gè)包括一個(gè)嵌入式控制單元的移動(dòng)裝置以及一個(gè)用以提供充放電電流的外部電源，且用以模擬一個(gè)真實(shí)智能電池，并驗(yàn)證該移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元的功能是否正常，其中該智能電池模擬裝置包含一個(gè)微處理單元、一個(gè)按鍵輸入單元，以及一個(gè)負(fù)載/電源切換電路。該微處理單元電連接到該移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元。該按鍵輸入單元電連接到該微處理單元，且用來(lái)輸入一個(gè)電池特性模擬數(shù)據(jù)到該微處理單元。該負(fù)載/電源切換電路電連接到該微處理單元及該移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元，而且可以在放電與充電模式間自動(dòng)切換。當(dāng)該負(fù)載/電源切換電路切換為放電模式時(shí)，一個(gè)放電電流從該移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元流向該負(fù)載/電源切換電路，借以模擬該真實(shí)智能電池的放電模式。當(dāng)該負(fù)載/電源切換電路切換為充電模式時(shí)，一個(gè)由該外部電源所提供的充電電流流經(jīng)該負(fù)載/電源切換電路而流到該移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元，借以模擬該真實(shí)智能電池的充電模式。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖1是一幅系統(tǒng)架構(gòu)圖，說(shuō)明本發(fā)明智能電池模擬裝置電連接到一個(gè)移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元及選擇性地連接到一臺(tái)主控電腦；以及圖2是一幅類似圖1的系統(tǒng)架構(gòu)圖，但是還說(shuō)明了本發(fā)明智能電池模擬裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的功能模塊。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1及圖2，本發(fā)明智能電池模擬裝置2的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例電連接到一個(gè)包括一個(gè)嵌入式控制單元11的移動(dòng)裝置1以及一個(gè)用來(lái)提供充放電電流的外部電源4，其中該移動(dòng)裝置1例如可以是筆記本電腦、移動(dòng)電話，或個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)。該智能電池模擬裝置2可用來(lái)模擬一個(gè)真實(shí)智能電池(圖未示)、用以改變移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11的充放電電流，及縮短測(cè)試與偵錯(cuò)時(shí)間。該智能電池模擬裝置2通過(guò)與移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11連接即可用來(lái)偵錯(cuò)嵌入式控制單元11是否符合真實(shí)智能電池產(chǎn)品的規(guī)范。
該移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11與智能電池模擬裝置2間是以一個(gè)信號(hào)傳輸接口來(lái)進(jìn)行電連接與電池信號(hào)的傳輸，其中該信號(hào)傳輸接口例如可以是系統(tǒng)管理總線(SystemManagement Bus，SM Bus)，但是不限于此。
該主控電腦3與該智能電池模擬裝置2間是以另一個(gè)信號(hào)傳輸接口來(lái)進(jìn)行電連接與一個(gè)電池特性模擬數(shù)據(jù)22(見(jiàn)圖2)的傳輸，其中該另一個(gè)信號(hào)傳輸接口例如可以是RS232接口，但是并不限于此。至于，該電池特性模擬數(shù)據(jù)22包括電池電壓、充電控制資訊，及溫度控制資訊。
主控電腦3與智能電池模擬裝置2的功用在于，主控電腦3可產(chǎn)生該電池特性模擬數(shù)據(jù)22并通過(guò)RS232接口傳送到該智能電池模擬裝置2，借以使該智能電池模擬裝置2能模擬一個(gè)真實(shí)智能電池，并通過(guò)系統(tǒng)管理總線驗(yàn)證該移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11的功能是否正常。
本發(fā)明智能電池模擬裝置2具有兩種操作模式主控模式及自動(dòng)模式。主控模式進(jìn)行時(shí)，是由主控電腦3將所需模擬的電池特性模擬數(shù)據(jù)22通過(guò)RS232接口傳送到智能電池模擬裝置2，透過(guò)智能電池模擬裝置2中電子電路的作用模擬出移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11所需的電氣特性，借以驗(yàn)證嵌入式控制單元11的功能是否正常。在此主控模式下，主控電腦3可任意設(shè)定一般真實(shí)智能電池所不容易達(dá)到的條件來(lái)反復(fù)進(jìn)行測(cè)試。
自動(dòng)模式則是，當(dāng)該主控電腦3將該電池特性模擬數(shù)據(jù)22傳送到該智能電池模擬裝置2后，使用者能通過(guò)操作該移動(dòng)裝置1而驗(yàn)證該嵌入式控制單元11的功能是否正常。
該智能電池模擬裝置2包含一個(gè)微處理單元20、一個(gè)按鍵輸入單元21、一個(gè)負(fù)載/電源切換電路23、一個(gè)顯示單元24、一個(gè)RS232接口輸入單元25、輸入選擇切換單元26、充電電流量測(cè)單元27，以及一個(gè)計(jì)數(shù)器28。
在不影響系統(tǒng)的情況下，該智能電池模擬裝置能偵測(cè)并控制系統(tǒng)的電流變化并報(bào)告給微處理單元20，使微處理單元20能模擬真實(shí)智能電池內(nèi)部的存儲(chǔ)器記錄充放電電流等數(shù)值的功能。
除了上述主控模式與自動(dòng)模式中利用RS232接口輸入單元25將電池特性模擬數(shù)據(jù)22從主控電腦3輸入到該微處理單元20外，利用該智能電池模擬裝置2進(jìn)行測(cè)試時(shí)也可由使用者直接按壓按鍵輸入單元21而將電池特性模擬數(shù)據(jù)22輸入到微處理單元20中。
在該實(shí)施例中，該智能電池模擬裝置2的預(yù)設(shè)輸入單元為按鍵輸入單元21。因此，當(dāng)并沒(méi)有電池特性模擬數(shù)據(jù)22通過(guò)RS 232接口輸入單元25被輸入且有電池特性模擬數(shù)據(jù)22通過(guò)按鍵輸入單元21被輸入時(shí)，由于該輸入選擇切換單元26為開(kāi)啟的預(yù)設(shè)狀態(tài)，因此電池特性模擬數(shù)據(jù)22當(dāng)然會(huì)順利地通過(guò)按鍵輸入單元21被輸入到微處理單元26。至于，當(dāng)有電池特性模擬數(shù)據(jù)22通過(guò)主控電腦3及RS232接口輸入單元25被輸入時(shí)，由于其具有輸入選擇29的功能，因此會(huì)通過(guò)微處理單元20將輸入選擇切換單元26切換成關(guān)閉狀態(tài)，因而能阻隔同時(shí)間由按鍵輸入單元21所輸入的電池特性模擬數(shù)據(jù)22，于是電池特性模擬數(shù)據(jù)22只能由RS232接口輸入單元25被輸入到微處理單元20，而不能由按鍵輸入單元21被輸入到微處理單元20。
該計(jì)數(shù)器28設(shè)置在該按鍵輸入單元21與微處理單元20間，且用來(lái)將從該按鍵輸入單元21以人工按鍵方式輸入的原始電池特性模擬數(shù)據(jù)22轉(zhuǎn)變成該微處理單元20可接受的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
該顯示單元24是用來(lái)顯示由該按鍵輸入單元21所輸入的電池特性模擬數(shù)據(jù)，其中該顯示單元24例如可以是一個(gè)七段顯示器，但是并不限于此。
負(fù)載/電源切換電路23電連接到該微處理單元20及該移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11，而且可以在放電與充電模式間自動(dòng)切換。當(dāng)該負(fù)載/電源切換電路23切換為放電模式(即負(fù)載模式)時(shí)，一個(gè)放電電流從該移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11流向該負(fù)載/電源切換電路23，借以模擬真實(shí)智能電池的放電模式。當(dāng)該負(fù)載/電源切換電路23切換為充電模式(即電源模式)時(shí)，一個(gè)由該外部電源4所提供的充電電流流經(jīng)該負(fù)載/電源切換電路23而到達(dá)該移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11，借以模擬真實(shí)智能電池的充電模式。
該充電電流量測(cè)單元27能自動(dòng)測(cè)量從該負(fù)載/電源切換電路23流向該移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11的實(shí)際充電電流，并將該實(shí)際充電電流反饋至該微處理單元20，使得該負(fù)載/電源切換電路23能借此微調(diào)所提供的實(shí)際充電電流。然而，該實(shí)施例中也能通過(guò)另一種途徑來(lái)直接提供嵌入式控制單元11及微處理單元20分別所需的充放電電流信號(hào)5，以防止當(dāng)該充放電電流信號(hào)5與充電電流測(cè)量單元27中任何一個(gè)無(wú)法正常工作而不能提供所需正確數(shù)值時(shí)可由另一個(gè)負(fù)責(zé)提供所需數(shù)值，且可通過(guò)以適當(dāng)方式平均二者所提供的充電電流數(shù)值而提高微處理單元20所獲得的最終充電電流數(shù)值的正確性。
綜上所述，本發(fā)明的構(gòu)造特征，的確能提供一種實(shí)用的智能電池模擬裝置2，可用來(lái)改變移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11的充放電電流，而且可以縮短測(cè)試及偵錯(cuò)時(shí)間。另外，針對(duì)不同的真實(shí)智能電池產(chǎn)品及對(duì)應(yīng)的移動(dòng)裝置1的嵌入式控制單元11，本發(fā)明的智能電池模擬裝置2只要更改其微處理單元20的程序即可使用。
權(quán)利要求
1.一種智能電池模擬裝置，電連接到一個(gè)具有一個(gè)嵌入式控制單元的移動(dòng)裝置及一個(gè)用來(lái)提供充放電電流的外部電源，其特征在于，所述智能電池模擬裝置包含一個(gè)微處理單元，用來(lái)接收所述移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元的電子信號(hào)；一個(gè)按鍵輸入單元，電連接到所述微處理單元，且用來(lái)輸入一個(gè)電池特性模擬數(shù)據(jù)到所述微處理單元；以及一個(gè)負(fù)載/電源切換電路，電連接到所述微處理單元及所述移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元，且受所述微處理單元控制而可在放電與充電模式間切換。
2.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于還包含一個(gè)用來(lái)顯示所述電池特性模擬數(shù)據(jù)的顯示單元。
3.如權(quán)利要求2所述的智能電池模擬裝置，其特征在于所述顯示單元為一個(gè)七段顯示器。
4.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于還包含一個(gè)將所述電池特性模擬數(shù)據(jù)從一個(gè)外部主控電腦輸入到所述微處理單元的RS232接口輸入單元。
5.如權(quán)利要求4所述的智能電池模擬裝置，其特征在于還包含一個(gè)使所述微處理單元在同一時(shí)間內(nèi)只能接收來(lái)自其中一種輸入單元的數(shù)據(jù)的輸入選擇切換單元，其中所述按鍵輸入單元為預(yù)設(shè)輸入單元，而當(dāng)所述電池特性模擬數(shù)據(jù)從所述RS232接口輸入單元輸入所述微處理單元的同時(shí)，所述輸入選擇切換單元會(huì)自動(dòng)關(guān)閉而阻隔所述電池特性模擬數(shù)據(jù)由所述按鍵輸入單元進(jìn)入所述微處理單元。
6.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于所述電池特性模擬數(shù)據(jù)包括電池電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于所述電池特性模擬數(shù)據(jù)包括充電控制信息。
8.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于所述電池特性模擬數(shù)據(jù)包括溫度控制資訊。
9.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于還包含一個(gè)充電電流測(cè)量單元，能自動(dòng)測(cè)量從所述負(fù)載/電源切換電路流向所述移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元的實(shí)際充電電流，并將所述實(shí)際充電電流反饋至所述微處理單元，使得所述負(fù)載/電源切換電路能借此微調(diào)所提供的實(shí)際充電電流。
10.如權(quán)利要求1所述的智能電池模擬裝置，其特征在于還包含一個(gè)設(shè)置在所述按鍵輸入單元與微處理單元間的計(jì)數(shù)器，用來(lái)將從所述按鍵輸入單元以人工按鍵方式輸入的原始電池特性模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成所述微處理單元可接受的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
全文摘要
一種智能電池模擬裝置，包含一個(gè)微處理單元、一個(gè)按鍵輸入單元以及一個(gè)負(fù)載/電源切換電路所述微處理單元可以接收一個(gè)移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元的電子信號(hào)；所述按鍵輸入單元用來(lái)輸入電池特性模擬數(shù)據(jù)到所述微處理單元；所述負(fù)載/電源切換電路電連接到所述微處理單元以及移動(dòng)裝置的嵌入式控制單元而且受所述微處理單元控制而可以在放電與充電模式間切換。
文檔編號(hào)G06F1/26GK1773806SQ20041008834
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者江啟豪, 沈峰銘 申請(qǐng)人:環(huán)隆電氣股份有限公司