专利名称：具有能量检测器的充电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于笔记本型电脑的充电器，特别是涉及一种具有能量测量器(gauge)的充电器。
便携式电子装置，例如笔记本型电脑或个人数字助理(PDA)等，倾向于低成本及高效率的方向发展。对便携式电子装置而言，通常具有一可充电的电池以帮助使用者携带且重复使用。因为电池容易受过度充电(overcharging)而损害，所以为了保护电池以增加使用寿命，在电池内部设置一能量检测器以检测电池的剩余容量(remaining capacity)及电量百分比等相关数据，藉此充电器可决定是否继续对电池充电。
请参考
图1，该图显示了一种已知的笔记本型电脑的结构，其中笔记本型电脑包括一已知主机11及一已知电池盒10。已知电池盒10具有电池101及能量检测器102。该电池101为可重复充电电池，通常为锂氢或镍氢充电电池而能量检测器102内置于已知电池盒10内，用以检测电池101的剩余容量并将该讯息返回到已知主机11中。已知主机11，如同已知笔记本型电脑的结构一样，具有基本输入输出系统(BIOS)111、键盘(K/B)112、充电器(charger)113及系统管理总线(SM bus)114等装置，其中能量检测器102透过系统管理总线114将讯息返回给已知主机11，藉此得知已知电池盒10的状态并决定是否继续对已知电池盒10充电。
继续参考图1说明已知笔记本型电脑及电池盒的连接关系，图1(A)中系统管理总线114连接在键盘112与充电器113之间，而图1(B)中系统管理总线114则连接在基本输入输出系统111与充电器113之间。此两种做法的差异在于图1(A)的结构较容易内置在已知的主机11上，但其结构成本较高；而图1(B)结构成本较低，但基本输入输出系统111对中央处理器的只读存贮器需求较高，进而导致系统整体性能降低。
图2说明已知笔记本型电脑及电池盒的另一实施例，其结构与图1(A)类似。所不同之处在于在已知电池盒10中并不设置能量检测器102而以电可擦可编程只读存贮器(EEPROM)103取代。有关已知电池盒10内电池101的剩余容量等讯息可存贮在电可擦可编程只读存贮器103中并藉由系统管理总线114将该讯息返回到已知主机11中。在此结构中，其成本最低，但键盘112对中央处理器的只读存贮器需求较高，进而导致系统整体性能降低。同时，已知主机11的键盘112与基本输入输出系统111均为非标准配置而仅适用于特定类型的笔记本型电脑内。
本发明的主要目的是提供一种具有能量检测器的充电器，省去了原先设置在电池盒内的能量检测电路或电可擦可编程只读存贮器，藉此降低了电池盒的制造成本。
本发明的另一目的在提供一种具有能量检测器的充电器，在主机内的充电电路中内置一能量检测器。因此，在制造主机内的充电电路时，仅增加一附加电路即可达到能量检测的功能，因此不会造成充电电路的制造成本过度增加。
本发明的又一目的在提供一种具有能量检测器的充电器，可适用在原有结构的笔记本型电脑的结构内。因此，无须改变任何键盘与基本输入输出系统即可将能量检测器设置在笔记本型电脑的结构内。
本发明的再一目的在提供一种具有能量检测器的充电器主机，在不占用主机系统资源并保留系统效率的状况下，将能量检测器设置在笔记本型电脑的结构内。
本发明欲解决已知主机及电池盒导致的高成本或低效率问题，因此使用一种简易能量检测电路内置在主机的充电器中藉以取代在电池盒中附加能量检测器所造成的高成本问题。
本发明进一步提供具有能量检测器的充电器，藉此可提高主机系统的操作效率。
本发明的具有能量检测器的充电器，其诸多优点与特征将从下述详细说明及附图中得到进一步的了解。
图1为已知笔记本型电脑及电池盒的结构示意图，其中图1A为第一实施例而图1B为第二实施例；图2为已知笔记本型电脑及电池盒结构的另一实施例示意图；图3为本发明具有能量检测器的充电器的结构示意图；及，图4为本发明具有能量检测器的充电器的电路方块图。
请参考图3，说明本发明笔记本型电脑的较佳实施例，其包括电池盒20及一主机21。电池盒20包括一可重复充电的电池101及识别码201。可重复充电的电池101，通常为锂氢或镍氢形式的电池而以锂氢电池为最佳选择。识别码201在电池制造时直接内置在电池盒20内且每一个电池盒20均具有不同的识别码201，藉以提供一信号给主机21。值得注意的是，电池盒20本身并不具有任何包括电流检测功能的能量检测装置或用以存贮电池容量状态的电可擦可编程只读存贮器，因此电池盒20的元件制造成本可大幅下降。
主机21包括基本输入输出系统111、键盘112、具有能量检测电路的充电器210及系统管理总线114等装置。基本输入输出系统111、键盘112及系统管理总线114等装置都不需要做任何变更而如图1A所示的结构。因此，本发明不会造成如图1(B)所示的问题，即，虽然结构成本较低，但基本输入输出系统对系统管理总线114输出的信号需经中央处理器处理，进而导致系统整体性能降低。或者是如图2说明的已知笔记本型电脑及电池盒实施例的问题，即，虽然其成本最低，但键盘112会占据主机只读存贮器的空间而导致系统整体性能降低且键盘与基本输入输出系统均非笔记本型电脑的标准配置。
当电池盒20安装在主机21上时，识别码201首先将识别码信号经由电气连接输入具有能量检测电路的充电器210中，并通过系统管理总线114将讯息返回给已知的主机11，藉此主机21得知属于各个电池盒20的唯一识别码201。因为在本发明中所有的电池盒20都不具有能量检测器，所以无法检测电池盒20本身电池的剩余容量及电量百分比以回报主机21。为了防止多数个电池盒202轮流在同一个主机21中充电造成主机21无法识别不同的电池盒20而导致过度充电的情形，主机21可由电池盒20中唯一识别码201的信号确认待充电电池的状态。
识别码信号包括电池盒20的序列信号而可储存在基本输入输出系统111或键盘112预留给使用者定义的只读存贮器中。因为序列信号仅作为识别用途，所以不会占据主机只读存贮器过多的空间或导致系统整体性能降低。当然，在另一实施例中，电池101的剩余容量及电量百分比等相关信息亦可同时与序列信号存在基本输入输出系统111或键盘112预留给使用者定义的只读存贮器中。藉此，当主机21由识别码信号确认待充电电池时，可同时取得剩余容量及电量百分比等相关信息并决定是否继续充电。
图4是说明本发明的详细电路的方块图，如图所示，电池盒20还包括一温度感测器202，用以检测电池盒20的操作温度以防止过热造成电池盒20损害。
继续参考图4进一步说明，主机21还包括变压器输入22、系统DC/DC转换器23、脉冲宽度调制器24(pulse-width modulator，PWM)及分流器25。输入变压器22用以将直流电源提供给主机21使其运作，而系统DC/DC转换器23则将高压的直流电源转换成可操作的适当电压直流电源以提供主机21其他元件使用(例如中央处理器等)。脉冲宽度调制器24根据充电器211的信号以调整充电的电量，而分流器25则连接在充电器211与电池101之间。图4标号26显示系统放电电路路径而标号27显示系统充电电路路径，该部分与已知主机结构相同，因此不再加以赘述。
当电池盒20插入主机21时，充电器211首先由识别码201确认所插入电池盒20。能量检测电路212可由电流传感电路213的电流强度决定电池盒20的剩余容量及电量百分比等相关数据，或者藉由系统管理总线114的系统脉冲(SCL)及系统数据(SDA)直接取得储存在存储器中的电池的剩余容量及电量百分比等相关数据。电流传感电路213为设置在主机21电路的输入变压器22前的一延伸电路且其一端连接能量检测电路212并将电流感测结果回授给能量检测电路212，它包括一震荡电阻及电流传感放大器。根据电流传感电路213取得的信号可决定系统目前的状态为放电电路路径26或充电电路路径27，并将该状态回授给能量检测电路212。充电器211据此对电池盒20进行充电，因为剩余容量及电量百分比等相关数据皆可由充电器211中正确获得，所以电池不会因受到过度充电的影响，从而延长了电池的使用寿命。
由以上叙述可知，本发明的具有能量检测器的充电器可将一电路附加在主机21原有的电路上，因此无需对现有的主机21结构及协定做任何变更。再者，藉由系统管理总线114传送的系统脉冲及系统数据等并不会因为能量检测电路而改变或增加主机21的负荷，所以系统的效能不会降低。
在详细说明本发明的较佳实施例之后本领域的普通技术人员可清楚的了解，在不脱离下述权利要求所述的范围与精神的前提下可对本发明进行各种变化与改变而本发明亦不受限于说明书的实施例的实施方式。
权利要求
1.一种具有能量检测器的充电器，设置在一便携式数据处理器中用以对外接的可充电电池充电，包含一充电器，电连接在电源与该可充电电池之间，用以对该可充电电池进行充电；一能量检测电路，内置在充电器内，用以检测该可充电电池的剩余量并藉由一系统管理总线将该可充电电池的剩余量输入该便携式数据处理器；及，电流传感电路，电连接在该电源与能量检测电路之间，用以检测电流的强度并将其回授到该能量检测电路。
2.如权利要求1所述的具有能量检测器的充电器，其中前述可充电电池具有一识别码，用以使该便携式数据处理器识别前述可充电电池。
3.如权利要求1所述的具有能量检测器的充电器，其中前述电流传感电路包括一震荡电阻及电流传感放大器。
4.如权利要求1所述的具有能量检测器的充电器，其中当前述能量检测电路检测到该可充电电池具有最高伏特值时，便停止对该可充电电池进行充电。
5.如权利要求1所述的具有能量检测器的充电器，其中当前述能量检测电路检测到该可充电电池的电池剩余率高于特定值时，便停止对该可充电电池进行充电。
6.如权利要求1所述的具有能量检测器的充电器，其中前述系统管理总线可连接在该便携式数据处理器的基本输入输出系统上。
7.如权利要求1所述的具有能量检测器的充电器，其中前述系统管理总线可连接在该可携式数据处理器的前述键盘上。
8.一种笔记本型电脑，选择性地通过一电源或一具有一识别码的可充电电池充电来提供电源，包含一屏幕，用以显示该笔记本型电脑的输出图象；一主机，具有一充电电路，电连接在电源与该可充电电池之间，用以对该可充电电池进行充电；一能量检测电路，与充电器电路整体形成，用以检测该可充电电池的剩余量；及一电流传感电路，电连接在该电源与能量检测电路之间，用以检测电流的强度并将其回授到该能量检测电路。
9.如权利要求8所述的一种笔记本型电脑，其中前述电流传感电路包括一震荡电阻及电流传感放大器。
10.如权利要求8所述的一种笔记本型电脑，其中当前述能量检测电路检测到该可充电电池具有最高伏特值时，便停止对该可充电电池进行充电。
11.如权利要求8所述的一种笔记本型电脑，其中当前述能量检测电路检测到该可充电电池的电池剩余率高于特定值时，便停止对该可充电电池进行充电。
12.如权利要求8所述的一种笔记本型电脑，其中前述系统管理总线可连接在该笔记本型电脑的基本输入输出系统上。
13.如权利要求8所述的一种笔记本型电脑，其中前述系统管理总线可连接在该笔记本型电脑的前述键盘上。
全文摘要
一种具有能量检测器的充电器,包含:一充电器,电连接在电源与该可充电电池之间,用以对该可充电电池进行充电;一能量检测电路,内置在充电器内,用以检测该可充电电池的剩余量并藉由一系统管理总线将该可充电电池的剩余量输入该可携式数据处理器;及电流传感电路,电连接在该电源与能量检测电路之间,用以对该可充电电池进行充电。因此,该主机内的充电电路制造时,仅增加一附加电路即可达到能量检测的功能。
文档编号G01R31/36GK1357956SQ00134860
公开日2002年7月10日 申请日期2000年12月6日 优先权日2000年12月6日
发明者陈明达 申请人:国碁电子股份有限公司