電池識別方法
2023-10-21 10:44:07
專利名稱：電池識別方法
技術領域：
本發明涉及電池識別方法，乾電池組件以及電子裝置，尤其是用於提供直流電流的乾電池組件和能使用此乾電池組件和蓄電池組件的電子裝置。
背景技術：
目前，裝有例如多個鋰離子電池的蓄電池的高容量電池組件能用於給諸如可攜式個人計算機、攝像機和手提電話的電子裝置提供直流電。
這種電池組件包含可充電蓄電池，因此它們很貴。然而，由於電子裝置尺寸變得更小並且實現了耗電更節省，便宜的乾電池開始用於向來只由充電電池組件才能使用的電子裝置。當在其去的地方使用時，如果電池用完，蓄電池組件變成無用的，這是因為他們要有充電系統。結果，出現攜帶多個已充電電池組件的需要。然而，因為如上所述蓄電池組件是很貴的，買多個蓄電池組件對用戶是經濟負擔。如果電子裝置能使用乾電池，由於用戶能在附近商店或類似處購買乾電池並又開始使用電子裝置，這對用戶是很方便的。
在能用於相同電子裝置中的蓄電池組件和乾電池組件中，電極的結構自然是相同的。因此，在這種情況下，會擔心將乾電池組件裝入了充電器。因此，乾電池組件必須製造成不能裝入充電器，或者即使乾電池組件裝入充電器，充電器也能識別它是乾電池組件，避免進行充電。更方便的是乾電池組件和蓄電池組件不僅能被充電器識別，而且與該電子裝置的規格相一致。
因此，為了區別蓄電池組件與乾電池組件，例如，將一個凹部設置在蓄電池組件面對電子裝置的一側上，而在乾電池組件面對電子裝置的一側上不提供設置在蓄電池組件上的凹部。而且，藉助彈簧或類似物能上下移動的按鍵開關設置在用於固定電子裝置的電源的一面上。當蓄電池組件裝入電子裝置時，設置在電源安裝部分的按鍵開關與凹部相連，這樣按鍵開關不被向下壓。該電子裝置中的微計算機檢測此狀態並判定是蓄電池組件裝入其中。另一方面，當乾電池組件裝入電子裝置時，設置在電源安裝部分的按鍵被乾電池的平坦部分按下。在電子裝置中的微計算機檢測此狀態並判定是乾電池組件裝入其中。如上所述，設置多組按鍵開關和凹部，以便能增加可識別電源的類型。
近來，由於微計算機成本低，出現了一種智能蓄電池組件，其中在蓄電池組件中安裝微計算機來與電子裝置進行通信。通過使用此種智能電池組件，能正確計算電池的剩餘容量，而且控制充電次數來檢測電池壽命並傳送給該電子裝置。該電子裝置在例如電子裝置的液晶板的顯示單元顯示之。
另外，也考慮在能使用智能蓄電池組件的電子裝置中使用乾電池組件，如同開始引入上述能使用乾電池組件和蓄電池組件的電子裝置。然而，如果在類似於智能蓄電池組件的乾電池組件中安裝微計算機，它會變得很貴，結果，使是乾電池組件最大優點之一的低成本性能不能實現。
而且，在識別蓄電池組件和乾電池組件的上述方法中，是以蓄電池組件和乾電池組件的外形來識別它們的類型，因此，上述按鍵開關必須設置在電子裝置的電池安裝部分，這就是限制了電子裝置的設計。而且，在通過設置多個按鍵開關在多種電池之間進行識別來實現減小電子裝置尺寸的情況下，各開關之間的空間變窄，這樣錯誤識別易於發生。
發明內容
鑑於上述情況，本發明目的是提供一種用簡單結構就能正確識別電池類型的電池識別方法，提供一種實現了低成本性能的乾電池組件，以及提供一種用於識別電池類型尺寸減小的電子裝置。
為實現本發明的上述目的和其它目的，本發明提供一種電池識別方法，其中電池組件至少具有是正和負電極的第一和第二端子，以及第三端子，一預定電壓通過一電阻器提供給第三端子，並且檢測第三端子的電壓值，以根據檢測到的電壓值來識別電池組件的類型，其中所檢測的電壓值等於通過所述電池組件產生的電壓值的一部分，從而所述電池組件的類型被確定為包含多個串聯連接的電池的乾電池組件，和其中所檢測的電壓值等於通過位於從所述電池組件接收能量的裝置中的調壓器輸出的電壓值，從而所述電池組件的類型被確定為非乾電池組件。
另外，本發明的乾電池組件包括一個用於容納多個串聯的乾電池的殼體，設置在此殼體內並連接到串聯乾電池的兩極的正負電極；以及其一端連接到串聯乾電池的預定連接點而另一端連接到設置在殼體內的一端子的一個電阻元件。
而且，根據本發明電子裝置能由多種電池組件驅動，每種電池組件至少具有是正負電極的第一和第二端子，以及第三端子。該電子裝置包括通過一電阻器提供預定電壓給第三端子的裝置；用於檢測第三端子電壓值的裝置；以及用於將檢測到的電壓值與預定基準值作比較的裝置，從而該電子裝置根據比較結果來識別電池組件類型。
以下結合附圖對本發明的特性、原理和應用進行詳細說明，附圖中相同部件用相同參數和字符標記。
圖1是根據本發明實施例表示總體結構的外部視圖；圖2是表示智能電池組件和乾電池組件的輪廓外形圖；圖3是表示智能電池組件和電子裝置的內部結構的方框圖；圖4是表示乾電池組件和電子裝置的內部結構的方框圖；圖5是表示蓄電池組件和電子裝置的內部結構方框圖；圖6是根據本發明實施例表示電源識別方法的過程流程圖。
具體實施例方式
結合附圖將描述本發明的優選實施例。
注意，這裡用攝像機作為電子裝置的情況來說明下面實施例，然而，本發明並不限於此。
在圖1中，參數10表示容有多個乾電池的乾電池組件，標號20表示其電池組件要從外面插入殼內的攝像機，30是包含多個充電電池和微計算機的智能電池組件，40是傳統的蓄電池組件。
在乾電池組件10中，設置有正電極11和負電極12，這樣當乾電池組件10裝入攝像機20時，乾電池組件的電極11，12連接到設置在攝像機20的電池安裝部分的電極21，22。這樣，乾電池組件10就能相繼通過電極11，12和電極21，22提供直流電給攝像機20。
另外，在乾電池組件10中，設有電池識別端13，這樣當乾電池組件10裝入攝像機20時，端子13連接到電池安裝部分的端子23。此端子13供電池識別之用。
在智能電池組件30中，設有正電極31和負電極32，這樣當智能電池組件30裝入攝像機20時，智能電池組件的電極31，32連接到電極21，22，電極21，22設在電池安裝部分。這樣，智能電池組件30就能相繼通過電極31，32和電極21，22提供直流電給攝像機20。
另外，在智能電池組件30中，設有電池識別端子33，這樣當智能電池組件30裝入攝像機20時，端子33連接到電池安裝部分的端子23。此端子33連接到在智能電池組件30中包含的微計算機35，用於與攝像機20中包含的微計算機25通信。
在電池組件40中，設有正電極41和負電極42，這樣當電池組件40裝入攝像機20時，電池組件40的電極41，42連接到在攝像機20的電池安裝部分設置的電極21，22。這樣，電池組件40就能相繼通過電極41，42和電極21，22提供直流電給攝像機20。
該電池組件40是在現有攝像機中使用的，它沒有像乾電池組件10的端子13和智能電池組件的端子33那樣的端子。
在攝像機20的電池安裝部分中，設置有電極21，22，這樣就能從乾電池組件10，智能電池組件30和電池組件40中的任何一個提供直流電。設置在電池安裝部分的端子23用作識別是裝入了乾電池組件10還是裝入智能電池組件30的識別端子，並且它還用作在包含在智能電池組件內的微計算機35和包含在攝像機20內的微計算機25之間的通信端子。注意，圖1表示乾電池組件10、智能電池組件30和電池組件40通過插入攝像機20外殼安裝的例子，但它也可以是附著於攝像機的類型。
圖2是表示乾電池組件10和智能電池組件30的外形圖的透視圖。這裡，假定乾電池組件10和智能電池組件30(下面總稱為電池組件10(30))的殼體的外部結構是相同進行描述。電池組件10(30)由上殼部分14和下殼部分15組成。在上殼部分14上，設有防止倒插凹槽17。如圖1所示，在電池組件10(30)通過插入攝像機20的外殼的方式而安裝的攝像機中，設置有與電池組件10(30)的防止倒插凹槽17相對應的防止倒插稜51。防止倒插凹槽17和防止倒插稜51的這種組合能防止電池組件10(30)被反方向插入。
在圖2中，連接凹槽16a，16b設置在電池組件10(30)的下殼部分15的可見這一側的側面上，而同樣的連接凹槽16c和16d，未示出，設置在背面處的側面上。如果電池組件10(30)安裝到附著式攝像機，這些連接凹槽與設置在攝像機的電池安裝部分的連接凸部相連接，而且攝像機的電池安裝部分的一個鎖定凸部與在電池組件10(30)的底部上的未示出的鎖定凹部相連接，從而保持住裝入的狀態。
在電池組件10(30)的下殼部分15的插入方向的前面，電極11(31)和12(32)設置在它的兩端，而端子13(33)設置在它的中心。注意，除了其中未設置端子13(33)外，傳統電池組件40的殼體的外部結構是完全相同的。
在圖1所示實施例中，為簡化說明，乾電池組件10和智能電池組件30在外部結構上是相同的，然而，在形狀及尺寸上可能是不同的。
然而，至少它們在下殼部分15的電極11(31)、12(32)和端子13(33)的結構上以及其位置關係上必須是相同的，以保持在電池組件10和智能電池組件30之間的互換特性。更具體地說，在乾電池組件10和智能電池組件30的尺寸改變的情況下，因為它們在下殼部分15的電極11(31)、12(32)和端子13(33)的結構是相同的，上殼部分14的尺寸應該改變。然而，在如上述尺寸不同的兩種電池組件10(30)是以把電池組件10(30)插入外殼的方式裝入攝像機的情況下，必須考慮電池安裝部分的結構。
圖3表示智能電池組件30裝入攝像機20的情況。智能電池組件30包括連接在電極31和32之間的多個可充電電池36，微計算機35和微計算機的電源電路34構成。電源電路34從電池36的端電壓產生微計算機35的工作電壓並將其提供給微計算機35。微計算機35通過端子33與電子裝置20進行通信。
攝像機20包括調壓器24、控制整個攝像機20的微計算機35，場效應電晶體(FET)26，具有極高電阻值的負載(pull-up)電阻器R1，以及分壓電阻器R2。智能電池組件30的正電極31連接到電極21，以在調壓器24內為恆定電壓。該恆定電壓提供給微計算機25的端子27a。另一方面，智能電池組件30的負電極32經過電極22連接到微計算機25的端子27d。微計算機25從端子23輸入一輸入給檢測電壓輸入端子27b。FET 26的一端連接到在電極22和端子27d之間的線上，其另一端經過電阻器R2連接到在端子23和檢測電壓輸入端子27b之間的線上。而且，FET26的柵極端子連接到微計算機25的通信輸出端子27c。
圖4表示乾電池組件10裝入攝像機20的狀態。乾電池組件10包括串聯連接在電極11和12之間的多個乾電池14，以及分壓電阻器R3。分壓電阻器R3的一端連接到這六個乾電池的第一個乾電池的正極，而其另一端連接到電池識別端子13。這裡省略了攝像機20的結構說明，因為它和圖3是相同的。這裡，假設裝在攝像機20中的分壓電阻器R2和包括在乾電池組件10中的分壓電阻器R3的阻值是相同的以簡化說明，但本發明不局限於此。
圖5表示電池組件40裝入攝像機20的情況。電池組件40包括串聯連接在電極41和42之間的多個電池43。因為電池組件40沒有用於通信和電池識別的端子，所以沒有端子連接到攝像機20的端子23。
根據上述結構，結合圖6所示流程圖將說明在乾電池組件10、新式電池組件30和電池組件40之間進行識別的方法。圖6的流程圖表示裝在攝像機20內的微計算機25的操作。首先，在步驟SP1處理開始並確定電源是接通或斷開(步驟SP2)。如果確定電源接通，通信輸出端子27c變為邏輯「H」電平(步驟SP3)。如果通信輸出端子27c變成邏輯「H」電平，FET26變成ON(接通)狀態。這裡，在智能電池組件30裝入攝像機20的情況下(圖3)，端子27b的電壓值幾乎變成0[v]。相反，在乾電池組件10裝入攝像機20的情況下(圖4)，端子27b的電壓值幾乎變成一節乾電池端電壓的一半的值(因為分壓電阻器R2和R3的電阻值是相等的)。而且，在電池組件40裝入攝像機的情況下(圖5)，因為負載電阻器R1的阻值極大地大於分壓電阻器R2，所以端子27b的電壓值變成幾乎0[V]。
攝像機20的微計算機25執行裝在其中的模擬-數字(A/D)轉換功能，以檢測端子27b的電壓值(步驟SP4)。然後檢測到的電壓值暫存作為檢測數據D1(步驟SP5)。
接著，微計算機25輸出邏輯「L」電平的輸出值給通信輸出端子27c(步驟SP6)。如果通信輸出端子27c變為邏輯「L」電平。FET26變成OFF(關斷)狀態。在智能電池組件30裝入攝像機20的情況下(圖3)，由於有負載電阻器R1，端子27b的電壓變成調壓器24的輸出電壓(約3.2[V])。相反地，在乾電池組件10裝入攝像機20的情況下(圖4)，因為負載電阻器R1的電阻很大，端子27b的電壓變成一節乾電池的端電壓。而且，在電池組件40裝入攝像機20的情況下(圖5)，由於有負載電阻器R1，端子27b的電壓變成調壓器24的輸出電壓(約3.2[V])。
攝像機20的微計算機25執行裝在其中的A/D轉換功能，以檢測端子27b的電壓值(步驟SP7)。然後，檢測到的電壓值暫存作為檢測數據D2(步驟SP8)。
接著，微計算機25進行比較，看已存儲檢測數據D2是否小於2[V](步驟SP9)。在乾電池組件10裝入的情況下(圖4)，由於檢測數據D2變成一節乾電池的端電壓(約1.5[V])，則進至步驟SP10。微計算機25識別檢測數據D2是否是檢測數據D1的兩倍(步驟SP10)。如果獲得肯定結果，判定裝入了乾電池組件(步驟SP11)。如果未獲得肯定結果，確定不是乾電池組件(步驟SP12)。另一方面，在步驟SP9中智能電池組件30或蓄電池組件40裝入的情況下(圖3和5)，正如上述，檢測數據D2變成調壓器24的輸出電壓(約3.2[V])，結果，判定它不是乾電池組件10(步驟SP12)，也就是說，在智能電池組件30裝入的情況下，通信開始(步驟SP13)。還要檢查是否能進行正常通信(步驟SP14)。如果能進行正常通信，判定是智能電池組件30(步驟SP15)，然後結束上述過程(步驟SP17)。反之，如果不能進行正常通信，判定是電池組件40(步驟SP16)。
如上所述，如此構置，以便通過使用在智能電池組件30和該電子裝置之間進行通信的通信端子13(33)來進行乾電池組件10和智能電池組件30之間的識別，這樣就能省略提供如傳統的按鍵開關這樣的特定結構，因此能減少對電子裝置設計的限制。
而且，本實施例在乾電池組件10和智能電池組件30之間能進行電的識別，而不使用如電子裝置的電池安裝部分中的按鍵開關那樣的機械結構，這樣就能防止錯誤的判定。
而且，本實施例用只增加了一個電阻器R3的低阻抗簡單結構就能構成乾電池組件10，從而實現低成本。
注意，在本發明中，對乾電池組件10中包含的乾電池14的數目以及智能電池組件30中包含的電池36的數目並無限制。而且，在前述實施例中，用攝像機20作為電子裝置的例子進行描述，然而，本發明不局限於此，其也能用於手提電話、可攜式個人計算機、或類似物。
如上所述，根據本發明的電池識別方法，在每個至少具有是正負電極的第一和第二端子以及第三端子的多種電池組件中，一預定電壓經由電阻器提供給第三端子，並檢測第三端子的電壓值，根據檢測到的電壓值識別電池組件的類型，從而用簡單結構就能識別電池。而且，沒有機械結構，這樣就能減小對電子裝置設計的限制。而且，甚至在實現減小電子裝置尺寸的情況下，識別錯誤也不會出現，這與應用按鍵開關的情況不同。
而且，根據本發明乾電池組件包括容納多個串聯乾電池的殼體，設置在殼體內並與串聯乾電池的兩極相連的正負電極，以及其一端連接到串聯乾電池的預定連接點而另一端連接到設置在殼體內設的端子的電阻元件。因此，在與智能電池組件能互換的乾電池組件中，僅增加一個低阻抗電阻元件，因而成本降低了。
而且，在根據本發明的電子裝置中包括在多種電池組件中的至少具有是正負電極的第一和第二端子，以及第三端子；用於經由一電阻器提供預定電壓給第三端子的裝置；用於檢測第三端子的電壓值的裝置；以及用於比較檢測到的電壓值與預定基準電壓的裝置。該電子裝置根據比較結果來識別電池組件類型。而且，用於與智能電池組件通信的端子也用作電池識別，這樣用簡單結構就能識別到電池類型，而不用增加端子數目。
以上結合本發明優選實施例進行了描述，很明顯，本領域技術人員能進行各種變化和變形，所附權利要求覆蓋落入本發明的精神和範圍的全部變化和變形。
權利要求
1.一種用於識別電池組件的電池識別方法，該電池組件具有第一、第二和第三端子、以及多個乾電池，所述第一和第二端子分別對應於所述電池組件的正和負電極，並且所述第三端子通過第一電阻連接到電池間的電連接點上，所述方法包括將第二電阻連接在第三端子和第二端子之間；在所述第三端子上檢測第三端子上的、由於所連接的電阻而產生的電壓；以及根據所檢測的電壓值確定所述電池組件的類型，其中所檢測的電壓值等於通過所述電池組件產生的電壓值的一部分，從而所述電池組件的類型被確定為包含多個串聯連接的電池的乾電池組件，和其中所檢測的電壓值等於通過位於從所述電池組件接收能量的裝置中的調壓器輸出的電壓值，從而所述電池組件的類型被確定為非乾電池組件。
2.如權利要求1所述的電池識別方法，其中產生的電壓值等於所述多個串聯連接的電池中的一個電池產生的電壓的一部分。
3.如權利要求1所述的電池識別方法，還包括向所確定的非乾電池組件發送通信信息，使得當接收到對於所發送的通信信息的響應時將所述非乾電池組件確定為基於微計算機的電池組件。
全文摘要
一種用簡單結構在智能電池組件和乾電池組件之間進行識別的電池識別方法。乾電池組件包括用於容納多個串聯連接的乾電池的殼體，設置在殼體內並連接到串聯乾電池的極端的正負電極，以及一端連接到串聯乾電池的預定連接點而另一端連接到殼體內設置的端子的電阻元件。一預定電壓通過一電阻提供給用於識別電池組件的電池的端子，並且檢測此端子的電壓值，根據此檢測到的電壓值識別電池組件的類型。
文檔編號G01R19/00GK1983691SQ200610136060
公開日2007年6月20日 申請日期1997年1月29日 優先權日1996年1月29日
發明者樋口賀也 申請人:索尼公司