本发明涉及一种可充电电池，特别是指一种具有通信功能的可充电电池。本发明还涉及用于可充电电池中的电池控制电路。
背景技术：
图1显示一种现有技术的通用型锂离子充电电池1，通用型锂离子充电电池1包括电池控制电路11，以及锂电池单元(li-ionbatterycell)12，其中电池控制电路11包括充电电路111以及供电电源转换电路112，充电电路111用以于充电模式中(例如但不限于检测转换节点nx检测到一高于4.5v的电压)，将电源发送单元20所提供的转换电压vx转换为充电电压vchg或充电电流ichg，以对锂电池单元12充电，另一方面，在供电模式中，供电电源转换电路112则将电池单元12的电压(例如但不限于3.7v)转换为通用型干电池(例如但不限于aa或aaa等)的标准电压(例如但不限于1.5v)，如此可替代传统的一次性通用型碳锌电池，或可充电的通用型镍氢电池等。
图1中所示的现有技术，其缺点在于充电时，外接提供于转换节点nx的电压或电流无法根据电池的需求或充电阶段而调整，因此充电电流通常较低而充电时间较长，致使使用者使用经验不佳。此外，于可充电电池供电于负载时，负载无法得知锂电池的状态，因而无法适应性调整负载的电流，可能造成电池单元12过度放电而减损其寿命。
本发明相比于图1现有技术，可与外接供电电路进行通信，因此可以较佳的充电电源对电池单元充电，而有效缩短充电时间，此外，也可与负载进行通信，因此可延长电池的使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种具有通信功能的可充电电池及其中的电池控制电路，其可与外接供电电路进行通信，因此可以较佳的充电电源对电池单元充电，而有效缩短充电时间，也可与负载进行通信，因此可延长电池的使用寿命。
为了实现上述发明目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种可充电电池，经由一转换节点耦接于一电源发送单元或一负载外接单元，其中该电源发送单元包括一发送电源转换电路以及一发送控制电路；该可充电电池包括：一电池控制电路，包括一充电电路；一供电电源转换电路；以及一电池控制电路；以及一电池单元；其中于一充电模式中，该电源发送单元用以转换一输入电源而于该转换节点上产生一转换电源，其中该转换电源包括一转换电压以及一转换电流，且该充电电路转换该转换电源而产生一充电电源以对该电池单元充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流，且于该充电模式中，以下列方式的至少之一，于该电源发送单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行一电源数据的传输：(1)该发送控制电路控制该发送电源转换电路，而调整该转换电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该转换电压以接收该电源数据；及/或(2)该电池控制电路控制一电池输入电流，而调整该电池输入电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据；且该发送控制电路经由该转换节点而感测该电池输入电流以接收该电源数据；其中该转换电压，该转换电流，该充电电压，或该充电电流中的至少之一根据该电源数据而调整；其中于一供电模式中，该供电电源转换电路转换该电池单元的一电池电压而于该转换节点上产生一输出电源，以供电于该负载外接单元，其中该输出电源符合一通用电池规范。
在一较佳实施例中，该可充电电池还通过调整该多个电压电平之间及/或该多个电流电平之间的一时间间隔而表示该电源数据。
在一较佳实施例中，该负载外接单元包括一负载控制电路以及一可调整负载，其中该可调整负载具有一负载电流；其中该输出电源具有一输出电压，其中于该供电模式中，以下列方式的至少之一，于该负载外接单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行该电源数据的传输：(1)该负载控制电路调整该负载电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该负载电流以接收该电源数据；及/或(2)该电池控制电路控制该供电电源转换电路，而调整该输出电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据；且该负载控制电路经由该转换节点而感测该输出电压以接收该电源数据；其中该输出电压，或该负载电流中的至少之一根据该电源数据而调整。
在一较佳实施例中，该电池控制电路以及该电池单元封入一电池外壳，其中该电池外壳符合该通用电池规范。
在一较佳实施例中，该输出电源包括一输出电压，该输出电压大致上为1.5v。
在一较佳实施例中，该电池控制电路包括一开关与一电流源，耦接于该转换节点，其中该电池控制电路操作该开关与该电流源以调整该电池输入电流，由此于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据。
就另一个观点言，本发明还提供了一种电池控制电路，用以控制一可充电电池，其中该可充电电池经由一转换节点耦接于一电源发送单元或一负载外接单元，其中该电源发送单元包括一发送电源转换电路以及一发送控制电路；该可充电电池包括：该电池控制电路，以及一电池单元；该电池控制电路包括一充电电路；一供电电源转换电路；以及一电池控制电路；其中于一充电模式中，该电源发送单元用以转换一输入电源而于该转换节点上产生一转换电源，其中该转换电源包括一转换电压以及一转换电流，且该充电电路转换该转换电源而产生一充电电源以对该电池单元充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流，且于该充电模式中，以下列方式的至少之一，于该电源发送单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行一电源数据的传输：(1)该发送控制电路控制该发送电源转换电路，而调整该转换电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该转换电压以接收该电源数据；及/或(2)该电池控制电路控制一电池输入电流，而调整该电池输入电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据；且该发送控制电路经由该转换节点而感测该电池输入电流以接收该电源数据；其中该转换电压，该转换电流，该充电电压，或该充电电流中的至少之一根据该电源数据而调整；其中于一供电模式中，该供电电源转换电路转换该电池单元的一电池电压而于该转换节点上产生一输出电源，以供电于该负载外接单元，其中该输出电源符合一通用电池规范。
就另一个观点言，本发明还提供了一种可充电电池，经由一转换节点耦接于一电源发送单元或一负载外接单元，其中该电源发送单元包括一发送电源转换电路，其中该负载外接单元包括一负载控制电路以及一可调整负载，其中该可调整负载具有一负载电流；该可充电电池包括：一电池控制电路，包括一充电电路；一供电电源转换电路；以及一电池控制电路；以及一电池单元；其中于一供电模式中，该供电电源转换电路转换该电池单元的一电池电压而于该转换节点上产生一输出电源，其具有一输出电压，以供电于该负载外接单元，其中该输出电源符合一通用电池规范，且于该供电模式中，以下列方式的至少之一，于该负载外接单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行一电源数据的传输：(1)该负载控制电路调整该负载电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该负载电流以接收该电源数据；及/或(2)该电池控制电路控制该供电电源转换电路，而调整该输出电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据；且该负载控制电路经由该转换节点而感测该输出电压以接收该电源数据；其中该输出电压，或该负载电流中的至少之一根据该电源数据而调整；其中于一充电模式中，该电源发送单元用以转换一输入电源而于该转换节点上产生一转换电源，且该充电电路转换该转换电源而产生一充电电源以对该电池单元充电。
就另一个观点言，本发明还提供了一种电池控制电路，用以控制一可充电电池，其中该可充电电池经由一转换节点耦接于一电源发送单元或一负载外接单元，其中该电源发送单元包括一发送电源转换电路，其中该负载外接单元包括一负载控制电路以及一可调整负载，其中该可调整负载具有一负载电流；该可充电电池包括：该电池控制电路，以及一电池单元；该电池控制电路包括一充电电路；一供电电源转换电路；以及一电池控制电路；其中于一供电模式中，该供电电源转换电路转换该电池单元的一电池电压而于该转换节点上产生一输出电源，其具有一输出电压，以供电于该负载外接单元，其中该输出电源符合一通用电池规范，且于该供电模式中，以下列方式的至少之一，于该负载外接单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行一电源数据的传输：(1)该负载控制电路调整该负载电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该负载电流以接收该电源数据；及/或(2)该电池控制电路控制该供电电源转换电路，而调整该输出电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据；且该负载控制电路经由该转换节点而感测该输出电压以接收该电源数据；其中该输出电压，或该负载电流中的至少之一根据该电源数据而调整；其中于一充电模式中，该电源发送单元用以转换一输入电源而于该转换节点上产生一转换电源，且该充电电路转换该转换电源而产生一充电电源以对该电池单元充电。
就另一个观点言，本发明也提供了一种电源发送单元，经由一转换节点耦接于一可充电电池，该可充电电池包括：一电池控制电路，包括一充电电路；一供电电源转换电路；以及一电池控制电路；以及一电池单元；该电源发送单元包括：一发送电源转换电路；以及一发送控制电路；其中于一充电模式中，该电源发送单元用以转换一输入电源而于该转换节点上产生一转换电源，其中该转换电源包括一转换电压以及一转换电流，且该充电电路转换该转换电源而产生一充电电源以对该电池单元充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流，且于该充电模式中，以下列方式的至少之一，于该电源发送单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行一电源数据的传输：(1)该发送控制电路控制该发送电源转换电路，而调整该转换电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该转换电压以接收该电源数据；及/或(2)该电池控制电路控制一电池输入电流，而调整该电池输入电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据；且该发送控制电路经由该转换节点而感测该电池输入电流以接收该电源数据；其中该转换电压，该转换电流，该充电电压，或该充电电流中的至少之一根据该电源数据而调整。
就另一个观点言，本发明还提供了一种负载外接单元，经由一转换节点耦接于一可充电电池，该可充电电池包括：一电池控制电路，包括一充电电路；一供电电源转换电路；以及一电池控制电路；以及一电池单元；该负载外接单元包括：一负载控制电路；以及一可调整负载，具有一负载电流；其中于一供电模式中，该供电电源转换电路转换该电池单元的一电池电压而于该转换节点上产生一输出电源，其具有一输出电压，以供电于该负载外接单元，其中该输出电源符合一通用电池规范，且于该供电模式中，以下列方式的至少之一，于该负载外接单元与该可充电电池之间通过该转换节点进行一电源数据的传输：(1)该负载控制电路调整该负载电流，于该转换节点上以多个电流电平传送该电源数据，且该电池控制电路经由该转换节点而感测该负载电流以接收该电源数据；(2)该电池控制电路控制该供电电源转换电路，而调整该输出电压，于该转换节点上以多个电压电平传送该电源数据；且该负载控制电路经由该转换节点而感测该输出电压以接收该电源数据；其中该输出电压，或该负载电流中的至少之一根据该电源数据而调整。
以下通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
附图说明
图1显示一种现有技术的可充电电池的方块图；
图2显示本发明的具有通信功能的可充电电池的一实施例方块图；
图3a与3b显示对应图2实施例的操作波形示意图；
图4显示本发明的具有通信功能的可充电电池的一实施例方块图；
图5a与5b显示对应图2实施例的操作波形示意图；
图6显示本发明的具有通信功能的可充电电池中，电池控制电路的一实施例示意图；
图7显示本发明的具有通信功能的可充电电池中，电池控制电路的一实施例示意图。
图中符号说明
1，10可充电电池
11电池控制电路
12电池单元
111充电电路
112供电电源转换电路
113电池控制电路
1131延迟电路
20电源发送单元
21发送电源转换电路
22发送控制电路
30负载外接单元
31负载控制电路
32可调整负载
cp比较电路
ibx电池输入电流
ichg充电电流
ild负载电流
is电流源
ix转换电流
nx转换接点
sb开关
vbat电池电压
vchg充电电压
vi输入电源
vo输出电压
vos偏移电压
vx转换电压
具体实施方式
本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
请参阅图2，图中所示为本发明的可充电电池的一种实施例(可充电电池10)，如图所示，可充电电池10经由转换节点nx耦接于电源发送单元20，其中电源发送单元例如但不限于旅行用适配器，即traveladaptor，或是行动电源，即powerbank等；电源发送单元20包括发送电源转换电路21以及发送控制电路22。可充电电池10例如但不限于可为通用型锂离子充电电池，其包括电池控制电路11以及电池单元(batterycell)12。在一实施例中，电池控制电路11以及电池单元12可整合封入一电池外壳，其中电池外壳符合例如但不限于aa或aaa电池等通用电池规范。此外，转换节点nx例如但不限于可为aa或aaa电池的外壳正极接点。
电池控制电路11包括充电电路111，供电电源转换电路112，以及电池控制电路113。其中于一充电模式中，电源发送单元20用以转换输入电源vi而于转换节点nx上产生转换电源，其中转换电源包括转换电压vx以及转换电流ix，且充电电路111将转换电源转换而产生一充电电源以对电池单元12充电，其中充电电源包括充电电压vchg以及充电电流ichg，且于充电模式中，以下列方式的至少之一，于电源发送单元20与可充电电池10之间通过转换节点nx进行一电源数据的传输：(1)发送控制电路22控制发送电源转换电路21，而调整转换电压vx，于转换节点nx上以多个电压电平传送电源数据，且电池控制电路113经由转换节点nx而感测转换电压vx以接收所述的电源数据。及/或(2)电池控制电路113调整一电池输入电流ibx，通过转换节点nx以多个电流电平传送电源数据，且发送控制电路22经由转换节点nx而感测电池输入电流ibx以接收电源数据。其中转换电压vx，转换电流ix，充电电压vchg，或充电电流ichg中的至少之一根据该电源数据而调整，例如根据电源数据而调整转换电压vx或充电电压vchg至一默认的电压电平，或根据电源数据而调整转换电流ix或充电电流ichg至一预设的电流电平。
在一实施例中，于一供电模式下，可充电电池10经由转换节点nx耦接于负载外接单元，其中供电电源转换电路112转换电池单元12的一电池电压vbat而于转换节点nx上产生一输出电源，以供电于该负载外接单元30，其中输出电源符合一通用电池规范，例如但不限于符合aa或aaa电池规范，其中输出电源具有一大致上为1.5v的输出电压。需说明的是，在一实施例中，如图2中，电池控制电路113可仅于充电模式中进行电源数据的传输，因而可省略与供电电源转换电路112之间的耦接与控制关系。此外，在一实施例中，电池控制电路113可仅具有传送电源数据的功能，而无接收电源数据的功能；在一实施例中，电池控制电路113可仅具有接收电源数据的功能，而无传送电源数据的功能。此外，在一实施例中，发送控制电路22可仅具有传送电源数据的功能，而无接收电源数据的功能；在一实施例中，发送控制电路22可仅具有接收电源数据的功能，而无传送电源数据的功能。
需说明的是：因电路零件的本身或是零件间相互的匹配不一定为理想，因此，虽然欲使输出电压大致上为1.5v，但实际产生的输出电压可能并不是准确的1.5v，而仅是接近1.5v，此即前述的“大致上”为1.5v之意，下同。
请参阅图3a，图中显示对应图2实施例的操作波形示意图，如图所示，在一实施例中，发送控制电路22控制发送电源转换电路21，而调整转换电压vx，于转换节点nx上以多个电压电平传送电源数据，其中所述的电源数据可包括例如但不限于转换电压vx，转换电流ix，充电电压vchg，或充电电流ichg等的电平数据，或其他操作指令数据等。需说明的是，所述以多个电压电平传送电源数据，例如但不限于图中所示由高电压电平与低电压电平所组合而成的数据串流，用以表示所述电源数据，在一实施例中，高电压电平例如可为5.1v，而低电压电平例如可为5v，在一实施例中，高电压电平例如可为4.6v，而低电压电平例如可为4.5v。
请继续参阅图3a，所述的电源数据并不限于以转换节点nx上的高电压电平与低电压电平，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，在一实施例中，也可以高电压电平及/或低电压电平的时间长度，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，例如但不限于以在高电压电平时维持较长时段(例如300ms)代表逻辑1，而以在高电压电平时维持较短时段(例如100ms)代表逻辑0。请同时参阅图7，在一实施例中，电池控制电路113可包括一比较电路cp，用以比较经延迟电路1131延迟之后的转换节点nx的电压(例如转换电压vx)，以及经偏移电压vos偏移后的转换节点nx的电压(例如转换电压vx)，而译码上述以时段长短所代表的数据串流。
请参阅图3b，图中显示对应图2实施例的另一种操作波形示意图，如图所示，在一实施例中，电池控制电路113可调整电池输入电流ibx，通过转换节点nx以多个电流电平传送电源数据。其中，调整电池输入电流ibx，可例如但不限于如图6所示，以电池控制电路113中的互相耦接的电流源is以及开关sb，而调整电池输入电流ibx，从而通过转换节点nx以多个电流电平传送电源数据。需说明的是，所述以多个电流电平传送电源数据，例如但不限于图中所示由高电流电平与低电流电平所组合而成的数据串流，用以表示所述电源数据，在一实施例中，高电流电平例如可为0.6a，而低电流电平例如可为0.5a，在一实施例中，高电流电平例如可为1.6a，而低电流电平例如可为1.5a。
请继续参阅图3b，所述的电源数据并不限于以电池输入电流ibx的高电流电平与低电流电平，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，在一实施例中，也可以高电流电平及/或低电流电平的时间长度，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，例如但不限于以在高电流电平时维持较长时段(例如300ms)代表逻辑1，而以在高电流电平时维持较短时段(例如100ms)代表逻辑0。
从另一观点而言，也就是，由调整该多个电压电平之间及/或该多个电流电平之间的一时间间隔而表示该电源数据，即符合本发明的精神。
请参阅图4，图中所示为本发明的可充电电池的一种实施例(可充电电池10)，如图所示，可充电电池10经由转换节点nx耦接于负载外接单元30。其中负载外接单元30包括负载控制电路31以及一可调整负载32，其中可调整负载32具有一负载电流ild。本实施例中，于供电模式下，供电电源转换电路112转换电池单元12的一电池电压vbat而于转换节点nx上产生一输出电源，其具有一输出电压vo，以供电于负载外接单元30，其中输出电源符合前述的通用电池规范，且于供电模式中，以下列方式的至少之一，于负载外接单元30与可充电电池10之间通过转换节点nx进行一电源数据的传输：(1)负载控制电路31调整负载电流ild，于转换节点nx上以多个电流电平传送所述的电源数据，且电池控制电路113经由该转换节点而感测负载电流ild以接收电源数据。及/或(2)电池控制电路113控制供电电源转换电路112，而调整输出电压vo，于转换节点nx上以多个电压电平传送该电源数据；且负载控制电路31经由转换节点nx而感测输出电压vo以接收电源数据。其中输出电压vo，或负载电流ild中的至少之一根据该电源数据而调整，例如根据电源数据而调整输出电压vo至一默认的电压电平，或根据电源数据而调整负载电流ild至一默认的电流电平。其中所述“默认”的电压电平，可为一固定值，或为一可调整的可变动值，下同。
在一实施例中，其中于一充电模式中，电源发送单元20用以转换输入电源vi而于转换节点nx上产生转换电源，且充电电路111将转换电源转换而产生一充电电源(例如包括充电电压vchg以及充电电流ichg)以对电池单元12充电。需说明的是，在一实施例中，如图4中的电池控制电路113可仅于供电模式中进行电源数据的传输，因而可省略与充电电路111之间的耦接与控制关系。此外，在一实施例中，电池控制电路113可仅具有传送电源数据的功能，而无接收数据的功能；在一实施例中，电池控制电路113可仅具有接收电源数据的功能，而无传送电源数据的功能。此外，在一实施例中，负载控制电路31可仅具有传送电源数据的功能，而无接收电源数据的功能；在一实施例中，负载控制电路31可仅具有接收电源数据的功能，而无传送电源数据的功能。
请参阅图5a，图中显示对应图4实施例的操作波形示意图，如图所示，在一实施例中，电池控制电路113控制供电电源转换电路112，而调整输出电压vo，于转换节点nx上以多个电压电平传送电源数据，其中所述的电源数据可包括例如但不限于输出电压vo，或负载电流ild等的电平数据，或其他操作指令数据等。需说明的是，所述以多个电压电平传送电源数据，例如但不限于图中所示由高电压电平与低电压电平所组合而成的数据串流，用以表示所述电源数据，在一实施例中，高电压电平例如可为1.6v，而低电压电平例如可为1.5v，在一实施例中，高电压电平例如可为1.2v，而低电压电平例如可为1.1v。
请继续参阅图5a，所述的电源数据并不限于以转换节点nx上的高电压电平与低电压电平，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，在一实施例中，也可以高电压电平及/或低电压电平的时间长度，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，例如但不限于以在高电压电平时维持较长时段(例如300ms)代表逻辑1，而以在高电压电平时维持较长时段(例如100ms)代表逻辑0。
请参阅图5b，图中显示对应图4实施例的另一种操作波形示意图，如图所示，在一实施例中，负载控制电路31调整负载电流ild，通过转换节点nx以多个电流电平传送电源数据。需说明的是，所述以多个电流电平传送电源数据，例如但不限于图中所示由高电流电平与低电流电平所组合而成的数据串流，用以表示所述电源数据，在一实施例中，高电流电平例如可为0.6a，而低电流电平例如可为0.5a，在一实施例中，高电流电平例如可为1.1a，而低电流电平例如可为1.0a。
请继续参阅图5b，所述的电源数据并不限于以负载电流ild的高电流电平与低电流电平，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，在一实施例中，也可以高电流电平及/或低电流电平的时间长度，代表逻辑1或逻辑0而编码电源数据，例如但不限于以在高电流电平时维持较长时段(例如300ms)代表逻辑1，而以在高电流电平时维持较短时段(例如100ms)代表逻辑0。
值得注意的是，本发明的可充电电池，由于可与外接供电电路进行通信，因此可以较佳的充电电源(例如但不限于以较高的电压或电流)对电池单元充电，而有效缩短充电时间，此外，也可与负载进行通信，因此可延长电池的使用寿命。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，只是为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明的可充电电池可与前述具有通信功能的电源发送单元耦接使用，但也可以与一般未具有前述通信功能的电源发送单元耦接使用，本发明的可充电电池可与前述具有通信功能的负载外接单元耦接使用，但也可以与一般未具有前述通信功能的负载外接单元耦接使用。又例如，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。