专利名称：电池包泄露的切断的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源系统领域。更具体地，本发明涉及切断电池包中的泄露。
背景技术：
在AC电源不可用时，笔记本计算机和多种其它电子设备往往使用电池供电。电池常常包含危险的化学成分。例如，如果一些化学电池被过充或变得太热，它们可能会爆炸或剧烈地燃烧。因此，许多电子设备采用包括失效保护机制的“智能”电池包，例如能够监视电池的工作条件并在检测到不安全条件的情况下使电池无效的控制电路。
这些电池包中的电路通常消耗一定量的功率。因此，即使在不使用电池包时，电池也可能慢慢地放电。这个通常被称为电池包泄露。例如，如果控制电路在具有50瓦特小时电荷量的电池包中消耗50毫瓦，那么该泄露可以在大约1000小时或1.5个月内将电池包的电全部放掉。
对于一些化学电池而言，泄露只是令人烦恼。例如，即使锂离子电池被完全放电后，该锂离子电池通常也可以被再充电。一旦锂离子电池被完全放电，该锂离子电池可能需要延长的再充电，但是它很可能不被损坏。对其它化学电池而言，特别是一些较新、高容量的化学电池，泄露可能是致命的。例如，一旦薄膜固态电池已经被放电到每个电池大约1.2V以下，那么它通常就不能被再次充电。
本发明的实例在附图中示出。然而，附图没有限制本发明的范围。附图中相似的附图标记表示相似的元件。
图1说明了电池包中的控制电路的一个实施例；图2说明了电池包中的泄露切断电路的一个实施例；图3说明了能够使用电池包的笔记本计算机的一个实施例。
具体实施例方式
在以下详细说明中，阐述了许多具体细节，以便帮助全面地理解本发明。然而，本领域技术人员应该理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明，并且本发明不限于所述的实施例，本发明可以在多个可选实施例中实践。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、程序、部件和电路。说明书的一部分将使用本领域技术人员通常采用的术语给出，以便将他们工作的实质传递给其它同行。短语“在一个实施例中”的重复使用尽管可以指相同的实施例，但是并不一定指同一实施例。
通过监视电池包的电压电平，并且当该电压电平达到特定阈值时切断对电池包内的控制电路供电，本发明的实施例可以减少或消除电池包泄露的问题。
图1说明了表示智能电池包100的功能框图的一个实施例。电池包100包括电池组120。电池组120可以包括一个或多个电池。可以使用任何数量的化学电池，包括锂离子电池和薄膜固态电池。电池可以并联、串联或串并联排列，这取决于输出电源端口180和190两端需要多大的电压和电流。
电池包100还包括多个控制电路元件110，130，140，150，160和170。开关110可以通过将电池组120与电源端口180断开而能电池包禁用。开关控制器130可以产生合适的信号，以便打开或闭合开关110。
监视器150可以监视电池组120的一个或多个特性。在说明的实施例中，监视器150包括电池电量监视器，它可以使用串联电阻器160测量在充电过程中流入电池组的电荷和在供电过程中从电池组流出的电荷。其它实施例可以使用多种监视设备中的任何一种，并且可以监视不同或额外的电池特性。
接口控制器140可以接收来自监视器150的输入。如果检测到不安全的条件，则接口控制器140可以命令开关控制器130禁止电池组。接口控制器140还耦合到系统管理(SM)端口170。当电池包100被用来给例如笔记本计算机这样的设备供电时，接口控制器140可以通过SM端口170与所述设备通信。例如，接口控制器140可以报告来自监视器150的关于电池组的条件的信息。接口控制器140也可以通过SM端口170接收指令，以便使能或禁止电池包。
即使在电池包未被使用时，电池包100内的控制电路也可能消耗能量。如果没有检查出泄露，则在一定时间后可以完全将电池组120的电放光。根据所使用的化学电池，电池完全放电可能导致过长的再充电时间，或者它将使电池发生致命性损坏。
图2说明了在智能电池包200中的泄露切断电路的一个实施例。控制电路210可以由电池单元220通过电压调节器230供电。切断电路可以包括电压比较器250和电压参考电路240。在说明的实施例中，参考电路240包括带隙电压电路，其可以使用宽范围的输入电压提供相对恒定的电压电平。其它实施例可以使用多种电路中的任何一种来为切断电路提供阈值。
比较器250可以将参考电压与电池单元220的电压电平相比较。当电池电压下降到等于或低于参考电压所设置的阈值时，比较器250可以发出关闭信号，以便通过关断VR230来切断对控制电路210的供电。通过切断对控制电路的供电，可以显著减少或消除电池泄露。
在一个实施例中，切断给控制电路供电时的阈值电压可以例如刚好小于给设备供电所需的最小电压。这可以在长时期的不活动状态之后减少再充电的时间。例如，笔记本计算机也许能够在13V和6V之间的电池电源上工作。电池包200在充满电后可以提供12.6V的电压给笔记本计算机。当电池包被放电到6V以下时，笔记本计算机可能关机。在这种情况下，用于泄露切断电路的阈值电压可以正好在6V以下，例如在5.8V。在延长的不活动状态时间没有重大泄露的情况下，电压电平可以比相反情况下高，这潜在地减少了在电池被最终再充满时需要的时间量。
在另外一个实施例中，切断给控制电路供电时的阈值电压可以例如刚好大于电池的临界电压。例如，如果电压降到1.2V以下，则对薄膜固态电池再充电可能是不行的。在这种情况下，可以将包括三个串联薄膜固态电池的电池组的阈值电压设置在3.6V，或1.2V乘以串联电池的数目。
图3举例说明了笔记本计算机310的功能框图，其中，笔记本计算机310能够使用本发明的实施例。计算机310包括多个电负载340。负载340可以包括例如处理器、存储器、显示器等。这些负载可以由AC/DC适配器320或智能电池包370供电。电池包370还可以由适配器320再充电。计算机310可以使用电路330在多个电源和再充电结构之间切换。
例如，如果适配器320被拔去电源时，并且电池包370被充分地充电，则电路330可以将负载340切到电池包370上。而当适配器320再被插上电源时，电路330可以将负载340切回适配器320，并且还可以同时对电池包370再充电。
计算机310还包括系统管理控制器(SMC)360。SMC 360可以用来与电池包370内的控制电路通信。例如，SMC控制器360可以命令控制电路在特定条件下禁止电池包，例如在电池电压下降到计算机所必需的最小电压以下时。
示出的实施例还包括电池端口350，使得可以取下、再插入或者替换电池包370。在其它实施例中，电池包可以是计算机内的固定部件。
虽然主要就笔记本计算机的电池包介绍了本发明，但是本发明的实施例可以应用在各种电子设备中，例如摄影机、手持式计算设备、便携式电话、计算机显示板等。
图1-3示出了大量的具体实施细节。其它实施例可以不包括所有示出的元件，可以包括另外的元件，可以以不同的顺序排列这些元件，可以组合一个或多个元件等。此外，可以使用多种备选硬件电路中的任意一种来执行上述的多个功能。
这样，介绍了电池包泄露的切断。尽管已经阅读上述说明的本领域技术人员将理解本发明的许多改变和改进，但是应该理解的是，绝不能将通过举例说明示出并描述的特定实施例认为是限制。因此，对特定实施例的细节的引用不是要限制权利要求的范围。
权利要求
1.一种电池包，包括电池单元；由所述电池单元供电的控制电路；以及耦合到所述电池单元和所述控制电路的切断单元，所述切断单元监视所述电池单元的电源电平，并且在该电源电平低于特定阈值时切断对所述控制电路的供电。
2.如权利要求1所述的电池包，其中，所述电池单元包括一个或多个薄膜固态电池。
3.如权利要求1所述的电池包，其中，所述控制电路包括开关电路，用于选择性地将所述电池单元与所述电池包的电源端口去耦合；监视器电路，用于监视所述电池单元的至少一个特性并且至少部分基于该特性提供信号；以及接口控制器，用于至少部分基于来自所述监视器电路的所述信号控制所述开关电路。
4.如权利要求3所述的电池包进一步包括系统管理端口，其耦合到所述接口控制器，其中，所述接口控制器还基于来自所述系统管理端口的输入来控制所述开关电路。
5.如权利要求1所述的电池包，其中，所述切断单元包括参考电压电路，其中，所述特定阈值是由所述参考电压电路产生的参考电压；以及电压比较器，其将所述电池单元的电压电平与所述参考电压相比较并且基于该比较来提供关闭信号给所述控制电路。
6.如权利要求5所述的电池包，其中，所述参考电压电路包括带隙电路。
7.如权利要求5所述的电池包，其中，所述参考电压等于1.2V乘以所述电池单元内的串联电池的数目。
8.如权利要求5所述的电池包，其中，所述控制电路包括电压调节器，以便在没有输出所述关闭信号时为所述控制电路供电。
9.一种方法，包括监视电池包内的电池单元的电源电平，所述电池包包含由所述电池单元供电的控制电路；以及当所述电源电平低于特定阈值时切断对所述控制电路的供电。
10.如权利要求所述9的方法，其中，监视所述电池包的电源电平包括产生作为所述特定阈值的参考电压；以及将所述电池单元的电压电平与所述参考电压比较。
11.如权利要求10所述的方法，其中，切断对所述控制电路的供电包括基于所述电池单元的所述电压电平与所述参考电压的比较结果，提供关闭信号给所述控制电路。
12.一种系统，包括移动计算机；以及电池包，所述电池包包括电池单元；由所述电池单元供电的控制电路；以及耦合到所述电池单元和所述控制电路的切断单元，所述切断单元监视所述电池单元的电源电平，并且在该电源电平低于特定阈值时切断对所述控制电路的供电。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述电池单元包括一个或多个薄膜固态电池。
14.如权利要求12所述的系统，其中，所述切断单元包括参考电压电路，其中，所述特定阈值是由所述参考电压电路产生的参考电压；以及电压比较器，其用于将所述电池单元的电压电平与所述参考电压相比较并且基于该比较结果提供关闭信号给所述控制电路。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述参考电压电路包括带隙电路。
16.如权利要求14所述的系统，其中，所述参考电压等于1.2V乘以所述电池单元内的串联电池的数目。
17.如权利要求14所述的系统，其中，所述控制电路包括电压调节器，以便在没有输出所述关闭信号时为所述控制电路供电。
全文摘要
通过监视电池包的电源电平，并且在该电源电平达到一特定阈值时切断对电池包内的控制电路供电，本发明的实施例可以减少或消除电池包泄露的问题。
文档编号H02J7/00GK101084448SQ200580044107
公开日2007年12月5日 申请日期2005年12月21日 优先权日2004年12月22日
发明者D·源 申请人:英特尔公司