本发明涉及用于执行校准的校准电路和方法。
背景技术：
电池容量的增大需要新的保护电路来保护电池以免出现过压或过流情况。由于操作保护电路的晶体管随时间推移变得更敏感，因此必须使用校准设备来校准保护电路。现今的电池组可包括多个保护IC。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是：难以校准多个所连接的IC。
根据本发明各个方面的校准电路可结合具有电池组负端子的电池组以及耦接到第一晶体管的第一保护IC来操作，其中第一晶体管耦接在电池组负端子与中间节点之间。校准电路可结合与第一保护IC并联耦接并且耦接到第二晶体管的第二保护IC来操作。电源可与第一保护IC和第二保护IC 并联耦接，并且电流源可耦接在电池组负端子与中间节点之间，其中中间节点定位在第一晶体管与第二晶体管之间，并且电源被配置成通过第一电流回路将电流提供到第一保护IC。
在一个方面，一种校准电路，包括：包括电池组负端子的电池组；以及中间节点；耦接到第一晶体管的第一保护IC，其中第一晶体管耦接在电池组负端子与中间节点之间；与第一保护IC并联耦接并且耦接到第二晶体管的第二保护IC；适于与第一保护IC和第二保护IC并联耦接的电源；以及适于耦接在电池组负端子与中间节点之间的电流源；其中：中间节点定位在第一晶体管与第二晶体管之间；并且电源被配置成通过第一电流回路将电流提供到第一保护IC。
在上述校准电路的一个实施方案中，第一电流回路包括第二晶体管；并且其中第二晶体管被配置成在第一电流回路与被配置成旁通(bypass)第二晶体管的第二电流回路之间进行选择。
在上述校准电路的一个实施方案中，第一电流回路被配置成跨第一保护IC的第一端子和第二端子产生第一电压。
在上述校准电路的一个实施方案中，电流源被配置成产生第三电流回路，其中第三电流回路流过第一晶体管；并且其中电流源包括用于限制第三电流回路的流动的可选旁通回路。
在一个实施方案中，上述校准电路还包括被配置成将测试信号提供到正被校准的保护IC的脉冲发生器。
在另一个方面，一种用于对与第二保护IC和电源并联耦接的第一保护 IC执行校准的方法，其中第一保护IC耦接到第一晶体管并且第二保护IC 耦接到第二晶体管，该方法包括：校准第二保护IC；以及在第二保护IC已被校准之后校准第一保护IC，包括：激活电源以产生第一电流；激活第二晶体管以使第一电流形成通过第二晶体管的第一电流回路；以及利用电流源产生第二电流以形成第二电流回路，其中第二电流流过第一晶体管。
在上述方法的一种操作中，校准第二保护IC包括通过电流校准回路和电压校准回路中的一者选择性地将电源耦接到第二保护IC。
在上述方法的一种操作中，电流校准回路包括耦接在电源与第二保护IC的第二端子之间的感测电阻器。
在上述方法的一种操作中，校准第二保护IC包括选择性地将电流源耦接到旁通回路，其中旁通回路旁通第二保护IC。
在上述方法的一种操作中，校准第一保护IC包括在电流源耦接到旁通回路时，从耦接到第一保护IC的脉冲发生器施加测试信号。
本发明实现的技术效果是：提供更准确的校准并且因此提供改善的IC 的操作。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。
图1为校准电路的框图；
图2为第一电流回路的框图；
图3为第二回路的框图；
图4为框图，其示出了被配置成校准电流的校准电路；
图5为框图，其示出了被配置成校准电压的校准电路；
图6为校准电路用以校准电压或电流的过程的高级流程图；
图7为校准电路用以校准电压的初始化阶段的详细流程图；
图8为校准电路用以校准电流的初始化阶段的详细流程图；
图9为示出了校准过程的详细流程图；
图10为示出了校准电路的第二实施方案的框图；
图11为电流校准回路的框图；
图12为电压校准回路的框图；以及
图13为示出了采用校准电路的第二实施方案的校准过程的流程图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种电压传感器、电流传感器、电源、电流源、半导体器件(诸如晶体管和电容器)等。此外，本技术可结合任意数量的电气系统来实施，并且所述的系统仅为所述技术的示例性应用。此外，本技术可采用任意数量的常规技术来测量电流和电压电平以及执行数据整理过程。
参见图1至图5，在一个实施方案中，用于校准保护IC 102的电压和/ 或电流的校准电路100可包括电源101、脉冲发生器103和电流源104。电池组105可包括保护IC 102，该保护IC可包括被配置成接收和存储数据的内部存储单元(未示出)。
现在参见图1至图3，在一个实施方案中，电源101可选择性地耦接到保护IC 102并且通过第一电流回路118和第二电流回路119中的一者将电流提供到保护IC 102。第一电流回路118和第二电流回路119的具体路径可由第一开关装置112来控制。电源101可提供预定电压(VSET)。例如，电源101可提供初始电压VSET，当校准保护IC 102的电压和/或电流时，该初始电压可被校准电路100使用。
校准电路100可使用第一电流回路118或第二电流回路119，具体取决于校准电路100正尝试校准的各种特性。例如，当校准电路100被配置成校准保护IC 102的电压时，可使用第一电流回路118，并且当校准电路100 被配置成校准保护IC 102的电流时，可使用第二电流回路119。
在一个实施方案中，校准电路100可结合电阻器106-110来操作。电阻器中的一者或多者，诸如电阻器106、107和108，在另一个电气部件耦接到校准电路100(接触电阻)之前可不适用。例如，当电气部件电耦接到电阻器R1 106、R2 107和/或R3 108时，电连接增加电流中的阻抗。相比之下，当未耦接其他电气部件时，电流中不产生额外阻抗。电阻器RS 110可包括耦接在电源101与保护IC 102的第二端子116之间的感测电阻器。
在一个实施方案中，校准电路100和/或电池组105可包括电耦接到IC 102的晶体管117。晶体管117可包括任何合适的晶体管，例如FET晶体管。晶体管117可使用多种操作状态，诸如“导通”状态、“关断”状态等等。
在一个实施方案中，电池组105可包括被配置成作为电池操作的任何合适的系统或装置。电池组105可包括电池正端子(BAT+)121和电池负端子(BAT-)122。电池组105还可包括电池组正端子(PAC+)123和电池组负端子(PAC-)124。
在一个实施方案中，保护电路102可包括两个电气端子，所述电气端子被配置成提供电气接触从而使得校准电路的电流和电压可被监测或收集。第一端子115和第二端子116可提供用于校准保护IC 102的电压的测试点。第三端子114可提供用于校准保护IC 102的电流的测试点。
在一个实施方案中，校准电路100可包括脉冲发生器103。脉冲发生器103可包括被配置成提供电脉冲的任何合适的系统或装置。脉冲发生器 103可被配置成将测试信号施加到保护IC 102。
电流源104可包括被配置成为校准电路100提供电流的任何合适的系统或装置。电流源104可耦接在电池组负端子与电池负端子之间以形成通过电池组105的第三回路120，如图4和图5所示。电流源104可被配置成，例如利用第二开关装置113，对于电池组105去使能或者与该电池组断开连接。第二开关装置113可被配置成作为旁通装置操作，其中该旁通装置限制第三电流回路120的流动并阻止第三电流回路120进入电池组105。
仍然参见图1至图3，在一个实施方案中，电源101可结合第一开关装置112来操作以通过第一电流回路118或第二电流回路119提供电流。第一开关装置可在使用第一电流回路118或第二电流回路119中的一者之间进行选择。
第一电流回路118可源自电源101。第一电流回路118可流过至少一个电阻器(R4)109并且在保护IC 102的端子115和116之间形成电压降。IC 102的端子115和116之间的电压可被指名为VCC 111。在一个理想的配置中，VCC 111的值应接近电源101产生的VSET的值。例如，如果电源101被配置成产生3.7V VSET，则VCC的值应尽可能接近3.7V。如下文所讨论，校准电路100可使用第一开关装置112来引导第一电流回路118，从而使得 Vcc的值接近电源101产生的值。
在一个实施方案中，第一开关装置112可被配置成处于两个位置中的一个位置中。校准电路100可被配置成具有被配置成将第一开关装置112 的位置从第一位置切换到第二位置的任何合适的系统或装置。第一位置可包括“高”位置，且第二位置可包括“低”位置。当第一开关装置112被配置在“高”位置时，从电源101流出的电流的路径可沿循第二电流回路119的路径，如图3中所示。在该配置中，第二电流回路119可源自电源101并流过耦接在电源与保护IC 102的第二端子116之间的感测电阻器RS 110。
当第一开关装置112被配置在“低”位置时，从电源101流出的电流的路径可沿循第一电流回路118的路径，如图2中所示。在该配置中，第一电流回路118可旁通感测电阻器RS110并提供电源101到保护IC 102的第二端子116的直接耦接。
现在参见图5以及图6至图9，在一个实施方案中，校准电路100可执行保护IC 102的电压或电流校准。校准电路100可校准保护IC 102的电压和/或电流。校准电路100可被配置成根据正被校准的特性(电压或电流) 通过第一电流回路118或第二电流回路119选择性地将电源101耦接到保护IC 102。
校准电路100可被配置成始于初始化阶段(201)。校准电路100还可对 VCC电压数据111整理(202)。校准电路100可被配置成执行IC 102的校准 (203)。校准电路100还可执行终止化阶段(204)。
在一个实施方案中，初始化阶段(201)可包括以一组初始设置提供电流源104和电源101(205)。初始设置可包括用于使用校准电路100的任何合适的设置。例如，初始设置可包括设置电源101的VSET的值以及配置电流源104产生的电流电平。
现在参见图7，在一个实施方案中，在已为电源101和电流源104提供了其相应的初始设置(205)后，校准电路100可被配置成将第一开关装置112设置到“低”位置(206)。如上文先前所讨论，当第一开关装置112设置在“低”位置时，可观察到类似于第一电流回路118的电流流过校准电路100，如图2所示。此外，如上文所讨论，在该配置中，第一电流回路118旁通电阻器RS 110。
在一个实施方案中，在第一开关装置112已设置到“低”位置后，校准电路100可被配置成也将第二开关装置113设置到“低”位置(207)。当第二开关装置113设置在“低”位置时，电流源104产生的电流被旁通/阻止流入电池组105。
在一个实施方案中，在第一开关装置112和第二开关装置113都已设置到其相应的“低”位置后，电源101和/或电流源104可被配置成被激活 (208)。电源101和电流源104可使用上文所讨论的步骤(205)中提供的初始设置来激活。电源101和电流源104可以任意顺序激活。例如，在一个实例中，可在激活电流源104之前激活电源101。在另一个示例中，可在激活电源101之前激活电流源104。
现在参见图6至图7以及图9，校准电路100可对VCC电压数据111整理(203)。在一个实施方案中，要整理的数据可包括与跨保护IC 102的端子 115和116的检测到的VCC电压对应的8位值。整理的数据可存储在通信地耦接到保护IC 102和/或校准电路100的存储单元(未示出)内。
在一个实施方案中，在整理过程之前，8位电压值内的所有位都可设置为“低”(00000000)。接下来，第二开关装置113可选择性地设置在“高”位置以通过第三电流回路120将电流源104耦接到保护IC 102。
在第三电流回路119已选择性地耦接到电流源104后，校准电路100 可被配置成确定晶体管117的操作状态。如果晶体管117被确定为导通或激活，则8位值的对应于电压的当前位可设置为“高”(对应于值1)(212)。如果晶体管117被确定为关断或未激活，则8位值的对应于电压的当前位可设置为“低”(对应于值0)(213)。
接下来，校准电路100确定是否需要额外的迭代或者通过确定8位电压值中下一个数据位的二进制位置来确定整理过程是否已完成。在该具体示例中，由于检测到的电压值使用8位值来表示，因此此过程可重复多达八次(为八个可能的位中的每个位分别执行一次)。校准电路100可被配置成检查8位检测到的电压值的最低有效位是否正被整理(214)。如果校准电路100确定正被整理的当前位是最低有效位(214)，则校准电路100可被配置成启动终止化阶段(204）。
如果校准电路100确定要整理的位不是最低有效位，则校准电路100 可被配置为将第二开关的位置从“低”改为“高”(215)。将第二开关的位置改为“高”可产生允许再次流过校准电路100的第三电流回路120。
在将第二开关设置到“高”位置(215)后，校准电路100可被配置成将8 位值中对应于电压值的下一个较低位设置为“H”(对应于值1)(216)。校准电路100然后可被配置成重复上述过程。该过程可被校准电路100重复直到8位值的所有八个位都已被整理。
在一个实施方案中，校准电路100可被配置成将8位值存储在IC 102 的内部存储单元(未示出)中。其他部件可以访问校准电路100并从IC 102获取该值。
现在参见图4和图8，在一个实施方案中，校准电路100可被配置成校准保护电路102的电流。校准电流可包括与上文所述基本上相同的过程，其中存在一些区别。首先，为了校准电流，校准电路100可被配置成将第一开关装置112切换到“高”位置(209)。如上文所讨论，当第一开关装置112 被配置在“高”位置时，电流可由第二电流回路119表示。
现在参见图10至图12，在一个实施方案中，校准电路300可结合多个保护IC 301、303来操作。校准电路300可在电池组负端子308耦接到电池组(未示出)的负端子并且电池组正端子307耦接到电池组的正端子的情况下操作。校准系统300可利用电池正端子305和电池负端子306来操作。电池正端子305和电池负端子306可被配置成耦接到电源309。电源309可包括与如上文在替代实施方案中所述的电源基本上相同的电源。同样，校准系统300还可包括脉冲发生器310和电流源311，包括与如上文在替代实施方案中所述的基本上相同的脉冲发生器和电流源。
在一个实施方案中，校准电路300可包括耦接到第一晶体管302的第一保护IC 301。第一晶体管302可包括与如上文在替代实施方案中所述的晶体管基本上相同的晶体管。第一晶体管302可耦接在电池组负端子308 与中间节点315之间。中间节点315可包括第一保护IC 301(和第一晶体管302)与第二保护IC 303(和第二晶体管304)之间的电气接触点。中间节点315可以不是静态的，并且可根据多个保护IC中正校准的具体保护IC 而定位在各种位置处。
在一个实施方案中，校准电路300可利用与第一保护IC 301并联耦接的第二保护IC 303来操作。第二保护IC 303可包括与第一保护IC 301基本上相同类型的保护IC。第二保护IC 303可耦接到第二晶体管304。第二晶体管304可包括与如上文在替代实施方案中所述的晶体管基本上相同的晶体管。第二晶体管304可耦接在电池负端子306与中间节点315之间。
在一个实施方案中，校准电路300可包括与第一保护IC 301和第二保护IC 303并联耦接的电源309。校准电路300还可包括耦接在电池组负端子308与中间节点315之间的电流源311。电源309可被配置成将电流提供到第一保护IC 301和/或第二保护IC 303。
现在参见图10，在一个实施方案中，电源309提供的电流可包括第一电流回路313。第一电流回路313可被配置成流过第二晶体管304。电源 309提供的电流可包括第二电流回路312。第二电流回路312可被配置成旁通第二晶体管304。第二晶体管304可被配置成在第一电流回路313与第二电流回路312之间进行选择。例如，如果第二晶体管304被配置在“导通”或激活状态，则电流可类似于第一电流回路313的电流。相比之下，如果第二晶体管304被配置在“关断”或停用状态，则电流可类似于第二电流回路 312的电流。第一电流回路313和第二电流回路312可被配置成跨第一保护 IC 301的第一端子316和第二端子317产生第一电压318。第一端子316和第二端子317可包括校准电路300内所有保护IC 301、303的相应的第一端子和第二端子。
电流源311可被配置成产生电流源回路314。电流源回路314可被配置成流过第一晶体管302。电流源311可包括用于限制电流源回路314的流动的可选旁通回路(未示出)。例如，校准系统300可被配置成通过激活电流源311旁通来限制电流源回路314流入到电池组中。
现在参见图10至图13，在一个实施方案中，校准电路300可被配置成执行第一保护IC 301的校准。为了校准第一保护IC 301，校准电路300可先被配置成对第二保护IC 303执行校准(401)。校准第二保护电路303可包括与如上文在用于校准单个保护IC的替代实施方案中所述的过程基本上相同的过程。
在一个实施方案中，校准第二保护IC 303可包括通过电流校准回路 319和电压校准回路320中的一者选择性地将电源309耦接到第二保护IC 303。如上文在替代实施方案中所讨论，确定要使用电流校准回路319或电压校准回路320中的哪一者可取决于校准电路300被配置成校准的特性 (电压或电流)。当校准电路300被配置成校准电压时，校准电路300可被配置成使用电压校准回路320，并且当校准电路300被配置成校准电流时，校准电路300可被配置成使用电流校准回路319。
在电流校准回路319与电压校准回路320之间进行选择可包括如上文在替代实施方案中所讨论的那样激活第一开关装置321。例如，当第一开关装置321被配置在“高”位置时，校准电路300可被配置成执行第二IC 303 的电流校准，如图12所示，并且当第一开关装置321被配置在“低”位置时，如图11所示，校准电路300可被配置成执行电压校准。
如上文所讨论，根据正被校准的特性，电流校准回路319可包括感测电阻器RS323。感测电阻器RS 323可包括与上文在替代实施方案中所讨论的感测电阻器相同的感测电阻器，并且可按与如上文所讨论的配置基本上相同的配置进行配置。
在校准电路300已校准第二保护IC 303后，校准电路300可被配置成执行第一保护IC 301的校准(402)。校准电路300可被配置成激活电源309 (403)。校准电路300可被配置成激活第二晶体管304从而使得第一电流回路313被配置成流过校准电路300(404)。电流源311可被激活并且配置成形成电流源回路314(405)。
现在参见图13，在一个实施方案中，校准电路300可被配置成校准包括不止两个保护IC的电池组(未示出)。校准电路300用以校准额外保护 IC的过程可包括与上文所述相同的过程。保护IC中的每一者可包括其自己的相应晶体管。例如，如果校准电路300被配置成校准具有三个保护IC (以及三个伴随的晶体管)的系统中的第一保护IC，则校准电路300可先被配置成先校准第三保护IC，然后校准第二保护IC，并且最后校准第一保护IC。独立的IC中的每一者可根据上文所讨论的过程校准。校准第一保护 IC还可包括激活第二保护IC和第三保护IC两者的晶体管从而使得电流可流过第二晶体管和第三晶体管。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其它功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
在一个方面，一种校准电路，包括：包括电池组负端子的电池组；以及中间节点；耦接到第一晶体管的第一保护IC，其中第一晶体管耦接在电池组负端子与中间节点之间；与第一保护IC并联耦接并且耦接到第二晶体管的第二保护IC；适于与第一保护IC和第二保护IC并联耦接的电源；以及适于耦接在电池组负端子与中间节点之间的电流源；其中：中间节点定位在第一晶体管与第二晶体管之间；并且电源被配置成通过第一电流回路将电流提供到第一保护IC。
在一个实施方案中，第一电流回路包括第二晶体管。
在一个实施方案中，第二晶体管被配置成在第一电流回路与被配置成绕开第二晶体管的第二电流回路之间进行选择。
在一个实施方案中，第一电流回路被配置成跨第一保护IC的第一端子和第二端子产生第一电压。
在一个实施方案中，电流源被配置成产生电流源回路，其中电流源回路流过第一晶体管。
在一个实施方案中，电流源包括用于限制第三电流回路的流动的可选旁通回路。
在一个实施方案中，校准电路还包括被配置成将测试信号提供到正被校准的保护IC的脉冲发生器。
在另一个方面，一种用于对与第二保护IC和电源并联耦接的第一保护 IC执行校准的方法，其中第一保护IC耦接到第一晶体管并且第二保护IC 耦接到第二晶体管，该方法包括：校准第二保护IC；以及在第二保护IC已被校准之后校准第一保护IC，包括：激活电源以产生第一电流；激活第二晶体管以使第一电流形成通过第二晶体管的第一电流回路；以及利用电流源产生第二电流以形成第二电流回路，其中第二电流流过第一晶体管。
在一种操作中，校准第二保护IC包括通过电流校准回路和电压校准回路中的一者选择性地将电源耦接到第二保护IC。
在一种操作中，电流校准回路包括耦接在电源与第二保护IC的第二端子之间的感测电阻器。
在一种操作中，校准第二保护IC包括选择性地将电流源耦接到旁通回路，其中旁通回路绕开第二保护IC。
在一种操作中，校准第一保护IC包括在电流源耦接到旁通回路时，从耦接到第一保护IC的脉冲发生器施加测试信号。
在又一个方面，一种校准系统，包括：电池组，该电池组包括：电池组正端子；电池组负端子；中间节点；耦接到电池组正端子和第一晶体管的第一保护IC，其中第一晶体管耦接在电池组负端子与中间节点之间；与第一保护IC并联耦接并且耦接到第二晶体管的第二保护IC，其中第二晶体管耦接在中间节点与电池组负端子之间；耦接在电池组正端子与电池组负端子之间的电源；以及耦接在电池组负端子与中间节点之间的电流源；其中电源能够通过第一电流回路将电流递送到第一保护IC；并且第一电流回路包括第二晶体管。
在一个实施方案中，第二晶体管被配置成在第一电流回路与被配置成绕开第二晶体管的第二电流回路之间进行选择。
在一个实施方案中，其中第一电流回路被配置成跨第一保护IC的第一端子和第二端子产生第一电压。
在一个实施方案中，电流源被配置成产生第三电流回路，其中第三电流回路流过第一晶体管。
在一个实施方案中，电流源包括用于限制第三电流回路的流动的可选旁通回路。
在一个实施方案中，校准电路还包括被配置成将测试信号提供到正被校准的保护IC的脉冲发生器。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其他方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其他要素。除了未具体引用的那些，本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或组件的其他组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出变化和修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本技术的范围内，如随附权利要求所述。