专利名称：多单元轮换充放电控制集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源充放电集成电路，更确切地说，涉及一种多单元轮换充放电控制 集成电路。
背景技术：
随着全球能源问题越来越被重视，电池的使用也在扮演着日益重要的角色。在日 常生活中，每一个电池都具有空置，经过充电变成满电，然后使用放电，最后变成空置状态 的过程。由于电池充电后才可以使用，充电往往需要一段比较长的时间，这造成使用上的诸 多不便。其次更换电池时，使用电池的设备需要完全停机，由于此时设备缺少维持系统运 作的电源，这也造成使用上的不方便以及所述设备自身数据的丢失，为用户带来麻烦。用户在使用电池时，由于种种原因经常不能将电池每次都充满，同时担心电池耗 尽设备中断，大多数情况下，用户不等电池耗尽就对电池进行充电。由于电池都是在满电状 态到电量用尽周期中发挥最大的能量储存及使用周期效果，因而上述操作大大降低了电池 的设计效能，并降低了电池的寿命。
发明内容
要解决的技术问题在考虑现有技术存在上述问题的情况下，设计了本发明。本发明的目的在于提供 一种多单元轮换充放电控制集成电路，所述多单元轮换充放电控制集成电路可最大限度的 发挥电池储存的能量，避免应更换电池造成的设备系统运作的中断。技术方案为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种多单元轮换充放电控制集成 电路，所述多单元轮换充放电控制集成电路包括多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、 BCl... BCn)，所述多个电池单元充放电控制集成电路(BCO、BCl. . . BCn)中的每一个可 独立控制与各电池单元充放电控制集成电路(BC0、BCl...BCn)对应的电池单元进行充 电或放电操作而彼此互不影响，从而使得所述多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、 BCl. . . BCn)控制电池单元进行轮换充电或放电操作，其中，所述充电指的是在电池单元中 存储电量，所述放电指的是电池单元对负载供应电源。优选的，所述多个电池单元充放电控制集成电路(BCO、BCl. . . BCn)彼此相互连接 在一起，并相互进行数据通信，从而获知存储电量最低的电池单元，所述多单元轮换充放电 控制集成电路优先使用该存储电量最低的电池单元进行放电操作。优选的，当所述多单元轮换充放电控制集成电路使用的电池单元的存储电量完全 耗尽的时候，所述多单元轮换充放电控制集成电路停止对所述存储电量已耗尽的电池单元 的使用，并在其余存储有电量的电池单元中选用存储电量最低的电池单元。优选的，从所述多单元轮换充放电控制集成电路中取出存储电量已耗尽的电池单元，并更换已充满电量的电池单元；或者使用充电器对所述存储电量已耗尽的电池单元直 接进行充电而不必取出所述存储电量已耗尽的电池单元。优选的，所述多个电池单元充放电控制集成电路(BCO、BCl. . . BCn)中的每一个包 括中央处理器(1)，所述中央处理器(1)为所述每一个电池单元充放电控制集成电路提 供智能控制；显示单元(2)，所述显示单元(2)即使在黑暗中也能够使用户观察其显示的信 息；内置定时器(3)，所述内置定时器(3)为中央处理器(1)提供实时时钟及相关时间参 数；缓冲区(4)，所述缓冲区(4)能够至少存储100个与最近的充电或放电操作相应的信 肩、ο优选的，所述多个电池单元充放电控制集成电路(BCO、BCl. . . BCn)中的每一还包 括正温度系数电阻器(5)，所述正温度系数电阻器(5)使得所述中央处理器(1)能够通过 测量所述正温度系数电阻器(5)两端的电势，来获知相应电池单元是在进行充电操作还是 在进行放电操作，并且所述正温度系数电阻器(5)还具有过流保护的功能；继电器(6)，所 述中央处理器(1)通过所述继电器(6)控制相应电池单元与负载或充电器的连接/断开； 并且当所述电池单元与负载连接而与所述充电器断开的时候，所述电池单元进入可放电状 态，当所述电池单元与负载断开而与所述充电器连接的时候，所述电池单元进入充电状态。优选的，所述显示单元(2)至少可显示以下信息电池单元电量水平；电池单元电 量利用信息；电池单元充电信息；以及通过所述继电器(6)电流水平，其中所述电池单元 充电信息包括电池单元完全充满电所需要的时间以及充电量信息；所述电流水平包括电流 “ + ”以及电流“-”，其中电流“ + ”表示电池单元充电，电流“_”表示电池单元放电。优选的，所述缓冲区(4)至少可存储以下信息完成充电或放电操作的时间；正进 行的操作是充电操作或放电操作；电池单元的储电量；以及充电或放电操作的时间周期。优选的，所述多个电池单元充放电控制集成电路(BCO、BCl. . . BCn)中的每一个的 中央处理器(1)彼此连接在一起，进行数据通信，并相互读取存储在所述缓冲区(4)中的信 肩、ο优选的，所述多单元轮换充放电控制集成电路或者所述多个电池单元充放电控制 集成电路(BC0、BC1. . . BCn)为专用集成电路(ASIC)。技术效果本发明通过对电池充放电周期的控制，使得电池的放电周期得以最充分的利用， 从而最大限度的节约了能源。此外，通过本发明，有效避免了传统电池更换时用电设备中断的缺陷，从而使得用 电设备更加适宜外出使用；使不能够使用交流电的设备免去了电量耗尽后到充满前法工作 的不便；以及，更换电池时无需断电，省去了等待开机的时间，充分避免因突然断电重要工 作丢失的风险，为用户带来巨大方便。另外，本发明有效提高了电池的利用效率，从而使得电池的使用寿命得到延长，减 少电池用量，也就意味着减少了废旧电池的产生速度，有益于环境保护。
从对说明本发明的主旨及其使用的优选实施例和附图的以下描述来看，本发明的 以上和其它目的、特点和优点将是显而易见的，在附图中
图1为本发明的电池单元充放电控制集成电路示意图；图2为本发明的多单元轮换充放电控制集成电路示意图。
具体实施例方式以下，将结合附图对本发明具体实施例方式进行详细描述。在本发明中，术语“充电”是指在电池中存储电量，术语“放电”是指电池对负载供 应电源。图1为本发明的电池单元充放电控制集成电路示意图。在图1中，所述电池单元充 放电控制集成电路主要包括中央处理器1，所述中央处理器1为所述电池单元充放电控制 集成电路提供智能控制；显示单元2，所述显示单元2可以是LED显示装置，其在黑暗中也 可使用户观察其显示的信息；内置定时器3，其为中央处理器1提供实时时钟及时间参数； 以及缓冲区4，其为至少100个最近的充放电操作提供稳定存储。其中所述显示单元2至少 可显示以下信息电池电量水平；用于实时反应电池电量利用情况的信息；电池充电情况， 包括完全充满电所需要的时间和充电量；以及电流水平，所述电流水平包括电流“ + ”以及 电流“_”，其中电流“ + ”表示电池单元充电，电流“_”表示电池单元放电。此外，所述电池单 元充放电控制集成电路还包括正温度系数电阻器5，以及继电器6，所述正温度系数电阻器 5使得所述中央处理器1能够通过测量引线L和引线B的电势来获知电池是在进行充电还 是在进行放电，并且所述正温度系数电阻器5还具有过流保护的功能。在所述电池单元充 放电控制集成电路中，通过引线L将充电时的输入电压以及负载连接到所述中央处理器1， 所述充电时的输入电压通过使用具有12位精度的模拟/数字(A/D)转换器进行模拟输入。 引线B用于连接电池单元7和所述中央处理器1。所述中央处理器1通过引线C为所述继 电器6输出控制信号，以控制所述继电器的开启和关断，从而控制所述引线L与所述引线B 的连接与断开。所述中央处理器1通过引线T可与其他电池单元充放电控制集成电路的中 央处理器连接，并进行数据通信，以使不同的电池单元充放电控制集成电路彼此了解对方 的充放电情况。此外，在图1所示的电池单元充放电控制集成电路中，所述缓冲区4至少可存储以 下信息完成充放电操作的时间；正进行的操作是充电操作还是放电操作；电池单元7的储 电量；以及相应充电或放电操作的时间周期，从而使得与所述中央处理器1连接其他中央 处理器通过引线T读取所述缓冲区4存储的相应信息。图2为本发明的多单元轮换充放电控制集成电路示意图。如图2所示，所述多单 元轮换充放电控制集成电路包括多个电池单元充放电控制集成电路BCO、BCl. . . BCn,所述 多个电池单元充放电控制集成电路BCO、BCl. . . BCn中的每一个电池单元充放电控制集成 电路的组成与图1所示的电池单元充放电控制集成电路组成相同，所述多个电池单元充放 电控制集成电路BCO、BCl. . . BCn分别具有引线TO、Tl. . . Τη,以及引线L0、L1. . . Ln，所述引 线L0、L1. . . Ln的作用与图1中所示的引线L的作用相同，其将负载以及充电器8连接至多 个电池单元充放电控制集成电路BC0、BC1. . . BCn的各个中央处理器，所述引线T0、T1. . . Tn 的作用与图1所示的引线T的作用相同，其将多个电池单元充放电控制集成电路BCO、 BCl. . .BCn彼此连接在一起，使得所述多个电池单元充放电控制集成电路BCO、BCl. ..BCn 的各个中央处理器能够进行数据通信，彼此了解充放电情况。在所述多单元轮换充放电控制集成电路中，所述多个电池单元充放电控制集成电路BCO、BCl. . . BCn的各中央处理器不 断读取相连的其他电池单元充放电控制集成电路对应的电池单元的状态，并比较各电池单 元的储电量，获知储电量最低的电池单元，并首先使用所述储电量最低的电池单元。在电 池单元的储电量被完全用完后，相应的中央处理器才会控制对该用完储电量的电池进行充 电，并且如果所述电池单元相应连接到充电器8上，与所述电池单元对应的继电器将开启， 以使得充电器8与所述电池单元电连接，从而使得充电器8对所述电池单元进行充电。在 电池电量完满后，充电完成的相关信息会在相应显示单元上进行显示，并且相应中央处理 器控制关断继电器，从而断开充电器8与所述电池单元的电连接，避免过量充电。在所述多 单元轮换充放电控制集成电路中，每一个电池单元充放电控制集成电路的中央处理器都会 根据自身电池单元的储电量情况以及各电池单元充满电的先后次序决定是否将自身的继 电器打开，以使自身电池单元与负载电连接，从而进入可使用的状态。用户可以根据所述多单元轮换充放电控制集成电路中的各显示单元显示的信息， 了解相应电池单元是否已经充满电或是否将自身储存的电量完全耗尽。在充满电的时候， 可将已经充满电的电池取出，以备将来使用；而在电池单元自身储存的电量完全耗尽的时 候，可更换输满电的电池，而不会对用电设备的操作产生任何干扰。在图2所示的多单元轮换充放电控制集成电路中，如果负载对电压的要求过大， 超过了一个电池单元所能提供的电压，那么所述多单元轮换充放电控制集成电路将控制若 干个甚至所有电池单元充放电控制集成电路的继电器打开，以共同分担负载所需电压。对于图1所示的电池单元充放电控制集成电路，以及图2所示的多单元轮换充放 电控制集成电路，均可以使用专用集成电路(ASIC)进行设计。通过对本发明上述实施例的描述可以知道，本发明通过对电池充放电周期的控 制，使得电池的放电周期得以最充分的利用，从而最大限度的节约了能源。此外，通过本发 明，有效避免了传统电池更换时用电设备中断的缺陷，从而使得用电设备更加适宜外出使 用；使不能够使用交流电的设备免去了电量耗尽后到充满前法工作的不便；以及，更换电 池时无需断电，省去了等待开机的时间，充分避免因突然断电重要工作丢失的风险，为用户 带来巨大方便。另外，在本发明中，中央处理器会控制电池储电量完全耗尽之后再对所述电池进 行充电，这样可以延长电池的使用寿命，从而有效提高了电池的利用效率，减少电池用量， 也就意味着减少了废旧电池的产生速度，有益于环境保护。尽管已示出和描述了本发明的优选实施例，可以设想，本领域的技术人员可在所 附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改。
权利要求
一种多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述多单元轮换充放电控制集成电路包括多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、BC1...BCn)，所述多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、BC1...BCn)中的每一个可独立控制与各电池单元充放电控制集成电路(BC0、BC1...BCn)对应的电池单元进行充电或放电操作而彼此互不影响，从而使得所述多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、BC1...BCn)控制电池单元进行轮换充电或放电操作，其中，所述充电指的是在电池单元中存储电量，所述放电指的是电池单元对负载供应电源。
2.如权利要求1所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、BCl...BCn)彼此相互连接在一起，并相 互进行数据通信，从而获知存储电量最低的电池单元，所述多单元轮换充放电控制集成电 路优先使用该存储电量最低的电池单元进行放电操作。
3.如权利要求2所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于当所述多单元轮换充放电控制集成电路使用的电池单元的存储电量完全耗尽的时候， 所述多单元轮换充放电控制集成电路停止对所述存储电量已耗尽的电池单元的使用，并在 其余存储有电量的电池单元中选用存储电量最低的电池单元。
4.如权利要求3所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于从所述多单元轮换充放电控制集成电路中取出存储电量已耗尽的电池单元，并更换已 充满电量的电池单元；或者使用充电器对所述存储电量已耗尽的电池单元直接进行充电而不必取出所述存 储电量已耗尽的电池单元。
5.如权利要求1至4任一所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述 多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、BCl...BCn)中的每一个包括，中央处理器(1)，所述中央处理器(1)为所述每一个电池单元充放电控制集成电路提 供智能控制；显示单元(2)，所述显示单元(2)即使在黑暗中也能够使用户观察其显示的信息； 内置定时器(3)，所述内置定时器(3)为中央处理器(1)提供实时时钟及相关时间参数；缓冲区(4)，所述缓冲区(4)能够至少存储100个与最近的充电或放电操作相应的信息。
6.如权利要求5所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述多个电池 单元充放电控制集成电路(BC0、BCl...BCn)中的每一还包括，正温度系数电阻器(5)，所述正温度系数电阻器(5)使得所述中央处理器(1)能够通过 测量所述正温度系数电阻器(5)两端的电势，来获知相应电池单元是在进行充电操作还是 在进行放电操作，并且所述正温度系数电阻器(5)还具有过流保护的功能；继电器(6)，所述中央处理器(1)通过所述继电器(6)控制相应电池单元与负载或充电 器的连接/断开；并且当所述电池单元与负载连接而与所述充电器断开的时候，所述电池单元进入可放 电状态，当所述电池单元与负载断开而与所述充电器连接的时候，所述电池单元进入充电状态。
7.如权利要求5所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述显示单元(2)至少可显示以下信息电池单元电量水平；电池单元电量利用信息； 电池单元充电信息；以及通过所述继电器(6)电流水平，其中所述电池单元充电信息包括电池单元完全充满电所需要的时间以及充电量信息；所述电流水平包括电流“ + ”以及电流“_”，其中电流“ + ”表示电池单元充电，电流“_” 表示电池单元放电。
8.如权利要求5所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述缓冲区(4)至少可存储以下信息完成充电或放电操作的时间；正进行的操作是 充电操作或放电操作；电池单元的储电量；以及充电或放电操作的时间周期。
9.如权利要求7所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述多个电池单元充放电控制集成电路(BC0、BCl...BCn)中的每一个的中央处理器 (1)彼此连接在一起，进行数据通信，并相互读取存储在所述缓冲区(4)中的信息。
10.如权利要求5所述的多单元轮换充放电控制集成电路，其特征在于所述多单元轮换充放电控制集成电路或者所述多个电池单元充放电控制集成电路 (BC0、BC1. · · BCn)为专用集成电路(ASIC)。
全文摘要
本发明涉及一种多单元轮换充放电控制集成电路，所述多单元轮换充放电控制集成电路包括多个电池单元充放电控制集成电路，所述多个电池单元充放电控制集成电路中的每一个可独立控制电池单元的充电或放电操作而彼此互不影响，从而使得所述多个电池单元充放电控制集成电路控制电池单元进行轮换地充电或放电操作。通过对电池单元充放电周期的控制，使得电池单元的放电周期得以最充分的利用，从而最大限度的节约了能源，并延长电池单元使用寿命，进而减少电池用量，减少了废旧电池的产生速度，有益于环境保护。此外，本发明有效避免了传统电池更换时用电设备中断的缺陷，充分避免因突然断电重要工作丢失的风险，为用户带来巨大方便。
文档编号H02J7/00GK101989752SQ20091016226
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者王知康 申请人:王知康