一種最大化使用電池容量的方法及手持終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種最大化使用電池容量的方法及手持終端，其設(shè)計方式為：根據(jù)電池的放電曲線設(shè)置不同溫度下系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓；定時檢測電池的工作溫度及輸出電壓；當(dāng)檢測到電池在當(dāng)前工作溫度下的輸出電壓到達(dá)或者低于所述的關(guān)機(jī)電壓時，控制系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)。本發(fā)明利用電池在低溫工作環(huán)境下截止電壓降低的特性，通過合理地制定系統(tǒng)在不同工作溫度下的關(guān)機(jī)電壓，以盡可能地把系統(tǒng)在低溫使用環(huán)境下的電池容量挖掘出來加以利用，由此提高了電池容量的利用率，延長了手持終端的續(xù)航時間。
【專利說明】一種最大化使用電池容量的方法及手持終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于手持終端【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種用于延長電池電量使用時間的方法以及采用所述方法設(shè)計的手持終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子消費類產(chǎn)品的快速發(fā)展，手機(jī)、相機(jī)、平板電腦等手持終端產(chǎn)品快速普及。為了提高手持終端產(chǎn)品的便攜性和使用的便利性，電池已經(jīng)成為手持終端產(chǎn)品中必不可少的組成部分，為手持終端內(nèi)部各功能電路的運行提供電力支持。
[0003]自從手持電子消費類產(chǎn)品問世以來，超長的待機(jī)時間一直是手持終端設(shè)計者們孜孜不倦的追求。但是，目前解決超長待機(jī)問題所采用的方法基本上都是提高手持終端內(nèi)部所使用的電池的制作工藝或者更換更大容量的電池。改進(jìn)電池的制作工藝需要投入較大的人力物力，開發(fā)周期長，研發(fā)成本高；而采用更換大容量電池的方法，雖然可以降低開發(fā)難度，縮短研發(fā)周期，但是電池的體積會隨著其容量的增大而加大，大體積電池的使用會導(dǎo)致手持終端整體體積的增大，因此不適合目前手持終端產(chǎn)品小型化、輕薄化外形的發(fā)展趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明充分利用電池本身的特性，提出了 一種最大化使用電池容量的方法，通過檢測電池的工作溫度來設(shè)定電池關(guān)機(jī)截止的時間，從而實現(xiàn)了對電池容量的最大化利用，以期滿足手持終端超長待機(jī)的設(shè)計要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種最大化使用電池容量的方法，包括以下過程:
根據(jù)電池的放電曲線設(shè)置不同溫度下系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓；
定時檢測電池的工作溫度及輸出電壓；
當(dāng)檢測到電池在當(dāng)前工作溫度下的輸出電壓到達(dá)或者低于所述的關(guān)機(jī)電壓時，控制系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)。
[0006]為了確保系統(tǒng)在電池電量較低的情況下仍能維持正常運行，在所述根據(jù)電池的放電曲線設(shè)置不同溫度下系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓的過程中，根據(jù)電池在不同工作溫度下的截止電壓Ut設(shè)置系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓UTH，且Uth=Ut+ Λ U ;其中，所述Λ U為電壓余量。
[0007]優(yōu)選的，所述電壓余量Λ U的取值范圍優(yōu)選為0.6疒0.8V。
[0008]出于方便量化的考慮，在所述根據(jù)電池在不同工作溫度下的截止電壓Ut設(shè)置系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓Uth的過程中，利用電池廠家提供的技術(shù)規(guī)格，將電池的工作溫度劃分成多個區(qū)間，每一個溫度區(qū)間對應(yīng)電池的一個截止電壓Ut，利用所述的截止電壓Ut確定出該溫度區(qū)間所對應(yīng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth。
[0009]優(yōu)選的，所述電池的工作溫度采用在系統(tǒng)內(nèi)部的電路板上布設(shè)熱敏電阻，利用熱敏電阻的阻值變化換算溫度變化的方法獲得，所述熱敏電阻布設(shè)在電路板上與電池槽正對的部位或者臨近電池槽的部位，以提高電池工作溫度檢測的正確度。[0010]基于上述最大化使用電池容量的設(shè)計方法，本發(fā)明還提出了一種采用該方法設(shè)計的手持終端，包括電池、主處理器、電源電路以及用于檢測電池工作溫度的溫度檢測電路；所述主處理器連接電池和所述的溫度檢測電路，當(dāng)檢測到電池在當(dāng)前工作溫度下的輸出電壓到達(dá)或者低于預(yù)先設(shè)定的關(guān)機(jī)電壓時，輸出關(guān)機(jī)信號至電源電路，控制系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述關(guān)機(jī)電壓根據(jù)電池的放電曲線設(shè)定，根據(jù)電池的放電曲線，將電池的工作溫度劃分成多個區(qū)間，每一個溫度區(qū)間對應(yīng)電池的一個截止電壓Ut，利用所述的截止電壓Ut確定出該溫度區(qū)間所對應(yīng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth，進(jìn)而生成溫度區(qū)間與系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth的對應(yīng)關(guān)系表，寫入主處理器或者保存在與主處理器相連接的存儲器中進(jìn)行調(diào)用。
[0012]進(jìn)一步的，在所述溫度檢測電路中設(shè)置有一熱敏電阻，所述熱敏電阻的一端接地，另一端通過分壓電阻連接直流電源，熱敏電阻兩端的壓降由一模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值，傳輸至所述的主處理器，以換算出電池的工作溫度。
[0013]為了提高電池工作溫度檢測的準(zhǔn)確度，所述熱敏電阻優(yōu)選布設(shè)在電路板上與電池槽正對的部位或者臨近電池槽的部位。
[0014]為了簡化電路設(shè)計，所述電池優(yōu)選采用內(nèi)部集成有電量計的電池，所述主處理器通過I2C總線與電池連接通信，定時讀取電池的輸出電壓和電量信息。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明利用電池在低溫工作環(huán)境下截止電壓降低的特性，通過合理地制定系統(tǒng)在不同工作溫度下的關(guān)機(jī)電壓，以盡可能地把系統(tǒng)在低溫使用環(huán)境下的電池容量挖掘出來加以利用，由此提高了電池容量的利用率，延長了手持終端的待機(jī)工作時間。由于電池的容量得到了充分地利用，因此手持終端技術(shù)規(guī)格中要求的電池標(biāo)稱容量便可以相應(yīng)地降低，這樣電池的尺寸及整機(jī)的尺寸即可進(jìn)一步減小，適合目前手持終端產(chǎn)品小型化、輕薄化外形的發(fā)展趨勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例而已，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明所提出的手持終端的一種實施例的內(nèi)部電路原理框圖；
圖2是圖1中溫度檢測電路的一種實施例的電路原理圖；
圖3是本發(fā)明所提出的最大化使用電池容量方法的一種實施例的處理流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明中的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]為了使本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)地說明。
[0020]目前的手持終端，其內(nèi)部所使用的電池一般都是鋰離子電池。在一些特殊的應(yīng)用場合，對于手持終端的低溫要求和待機(jī)時間的要求都比較高，比如在一種手持機(jī)的要求中規(guī)定:整機(jī)在_40°C?55°C的溫度范圍內(nèi)，連續(xù)導(dǎo)航定位時間不小于8小時，整機(jī)功耗小于3.5W。這就要求鋰離子電池在該溫度范圍內(nèi)必須提供足夠的電量，來維持8小時以上的續(xù)航時間。但是，從對電池廠商的調(diào)研來看，在規(guī)定的電池尺寸和整機(jī)功耗的前提下，很少有電池廠家能夠保證電池在全溫度范圍內(nèi)提供相同的電量。所以，提高電池在全溫度范圍內(nèi)的電量利用率變得至關(guān)重要。
[0021]根據(jù)上述手持機(jī)的規(guī)格要求，可以得出以下結(jié)論:
1、滿足整機(jī)續(xù)航8小時的能量需求:
根據(jù)整機(jī)功耗小于3.5W和續(xù)航時間大于8小時的要求，可以得到:若電池提供的能量大于3.5*8=28Wh，則一定可以滿足整機(jī)續(xù)航8小時的要求。
[0022]2、_40°C?55°C溫度范圍內(nèi)電池容量需求:
通過分析鋰離子電池的特性以及主要電池廠商提供的技術(shù)指標(biāo)，可以大致認(rèn)為:常溫下鋰離子電池的放電平臺為3.7V (平均電壓)；低溫下鋰離子電池的放電平臺為3.3V (平均電壓)。這樣，不同溫度下鋰離子電池的容量需求分別為:
常溫下的電池容量要求為:28/3.7 = 7560mAh ；
低溫下的電池容量要求為:28/3.3 ^ 8485mAh。
[0023]那么，當(dāng)鋰離子電池的容量大于等于8485mAh (例如等于8500mAh)時，在全溫度范圍內(nèi)就一定可以滿足續(xù)航8小時的要求。
[0024]3、鋰離子電池截止電壓點的設(shè)置: 根據(jù)鋰離子電池的特性:在不同的工作溫度下，電池的截止電壓不同(例如:常溫下電池的截止電壓一般在2.5V左右，低溫時電池的截止電壓一般在2.0V附近)，那么，當(dāng)電池容量在全溫度范圍內(nèi)不能滿足整機(jī)續(xù)航時間要求時，通過對電池的放電曲線(即溫度與電池截止電壓之間的關(guān)系曲線)進(jìn)行分析，可以將電池工作電壓的規(guī)格定義為2.(Γ4.2V。在整機(jī)工作時，系統(tǒng)可以根據(jù)電池的工作溫度以及該溫度下電池的截止電壓確定主板電源系統(tǒng)的關(guān)斷時間，以此來提高電池在全溫度范圍內(nèi)的容量利用率，進(jìn)而達(dá)到延長整機(jī)續(xù)航時間的設(shè)計目的，使用戶在低溫環(huán)境中可以盡量延長手持終端的使用時間，滿足手持終端在低溫環(huán)境下的特殊使用要求。
[0025]基于以上設(shè)計思路，本實施例提出了一種根據(jù)電池的放電曲線設(shè)置不同溫度下系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓，進(jìn)而實現(xiàn)電池容量的最大化使用的設(shè)計方法，通過對電池容量進(jìn)行深層次的挖掘，以期最大限度地延長整機(jī)的續(xù)航時間。
[0026]下面結(jié)合圖1、圖2，首先對手持終端所基于的硬件構(gòu)成進(jìn)行具體地闡述。
[0027]本實施例的手持終端，在電路設(shè)計上設(shè)置有為手持終端內(nèi)部各功能電路供電的電池(例如鋰離子電池等)、協(xié)調(diào)各功能電路運行的主處理器、為主板進(jìn)行通斷電控制的電源電路以及用于檢測電池工作溫度的溫度檢測電路等主要組成部分，參見圖1所示。其中，主處理器連接電池和所述的溫度檢測電路，通過溫度檢測電路獲取電池當(dāng)前的工作溫度，進(jìn)而根據(jù)電池的當(dāng)前工作溫度確定出系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓；然后，主處理器讀取電池的輸出電壓，并與確定出的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓進(jìn)行比較，若電池的輸出電壓高于關(guān)機(jī)電壓，則維持系統(tǒng)正常運行；若讀取到的電池輸出電壓等于或者低于所述的關(guān)機(jī)電壓，則生成關(guān)機(jī)信號輸出至所述的電源電路，控制電源電路切斷主板的供電，實現(xiàn)整機(jī)自動關(guān)機(jī)。[0028]在本實施例中，系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓的確定根據(jù)電池的放電曲線(溫度與截止電壓的關(guān)系曲線)制定，即根據(jù)電池在不同工作溫度下的截止電壓Ut設(shè)置系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓UTH。為了保證系統(tǒng)在開機(jī)運行的過程中，不會出現(xiàn)因電池電量過低而導(dǎo)致某些功能電路運行不穩(wěn)定的情況，本實施例在制定關(guān)機(jī)電壓Uth時，在電池截止電壓Ut的基礎(chǔ)上增加了一個余量，即Uth=Ut+Λ U ;其中，所述Λ U為電壓余量。由此一來，便可以在確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下，通過最大化地挖掘使用電池在低溫工作環(huán)境下的容量，來延長手持終端在低溫工作環(huán)境下的使用時間，進(jìn)而達(dá)到延長整機(jī)續(xù)航時間的設(shè)計目的。
[0029]對于電池工作溫度與系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth的對應(yīng)關(guān)系,本實施例米用以電池截止電壓Ut的變化特性為基礎(chǔ)，對電池技術(shù)規(guī)格書中規(guī)定的工作溫度范圍進(jìn)行區(qū)間劃分，使劃分出的每一個溫度區(qū)間對應(yīng)電池的一個截止電壓Ut，進(jìn)而利用所述的截止電壓Ut確定出該溫度區(qū)間所對應(yīng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth。
[0030]以工作溫度范圍在_40°C?55°C、工作電壓規(guī)格定義為2.(Γ4.2V的鋰離子電池為例進(jìn)行說明，我們可以將電池的工作溫度劃分成四個區(qū)間，分別為:55°C?25°C、25°C、°C、0°C?-20°C、-20°C?_40°C;每個溫度區(qū)間對應(yīng)的電池截止電壓Ut分別為:2.3V、2.2V、2.1V、2V (可以從電池的技術(shù)規(guī)格書中查找獲得)；則每個溫度區(qū)間對應(yīng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth可以分別設(shè)定為:2.3V+ Δ U、2.2V+ Δ U、2.1V+ Δ U、2V+ Δ U。
[0031]在本實施例中，所述電壓余量Λ U優(yōu)選在0.6^0.8V的范圍內(nèi)取值，以Λ U=0.7V為
例，則可以生成以下電池工作溫度與系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓的對應(yīng)關(guān)系表，參見表I所示。
【權(quán)利要求】
1.一種最大化使用電池容量的方法，其特征在于: 根據(jù)電池的放電曲線設(shè)置不同溫度下系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓； 定時檢測電池的工作溫度及輸出電壓； 當(dāng)檢測到電池在當(dāng)前工作溫度下的輸出電壓到達(dá)或者低于所述的關(guān)機(jī)電壓時，控制系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的最大化使用電池容量的方法，其特征在于:在所述根據(jù)電池的放電曲線設(shè)置不同溫度下系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓的過程中，根據(jù)電池在不同工作溫度下的截止電壓Ut設(shè)置系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓Uth，且Uth=Ut+ Δ U ;其中，所述Λ U為電壓余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的最大化使用電池容量的方法，其特征在于:所述電壓余量AU的取值范圍為0.6疒0.8V。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的最大化使用電池容量的方法，其特征在于:在所述根據(jù)電池在不同工作溫度下的截止電壓Ut設(shè)置系統(tǒng)的關(guān)機(jī)電壓Uth的過程中，利用電池廠家提供的技術(shù)規(guī)格，將電池的工作溫度劃分成多個區(qū)間，每一個溫度區(qū)間對應(yīng)電池的一個截止電壓Ut，利用所述的截止電壓Ut確定出該溫度區(qū)間所對應(yīng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓UTH。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的最大化使用電池容量的方法，其特征在于:所述電池的工作溫度采用在系統(tǒng)內(nèi)部的電路板上布設(shè)熱敏電阻，利用熱敏電阻的阻值變化換算溫度變化的方法獲得，所述熱敏電阻布設(shè)在電路板上與電池槽正對的部位或者臨近電池槽的部位。
6.一種手持終端，包括電池、主處理器和電源電路，其特征在于:還包括用于檢測電池工作溫度的溫度檢測電路；所述主處理器連接電池和所述的溫度檢測電路，當(dāng)檢測到電池在當(dāng)前工作溫度下的輸出電壓到達(dá)或者低于預(yù)先設(shè)定的關(guān)機(jī)電壓時，輸出關(guān)機(jī)信號至電源電路，控制系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手持終端，其特征在于:所述關(guān)機(jī)電壓根據(jù)電池的放電曲線設(shè)定，根據(jù)電池的放電曲線，將電池的工作溫度劃分成多個區(qū)間，每一個溫度區(qū)間對應(yīng)電池的一個截止電壓Ut，利用所述的截止電壓Ut確定出該溫度區(qū)間所對應(yīng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓UTH，進(jìn)而生成溫度區(qū)間與系統(tǒng)關(guān)機(jī)電壓Uth的對應(yīng)關(guān)系表，寫入主處理器或者保存在與主處理器相連接的存儲器中進(jìn)行調(diào)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的手持終端，其特征在于:在所述溫度檢測電路中設(shè)置有熱敏電阻，所述熱敏電阻一端接地，另一端通過分壓電阻連接直流電源，熱敏電阻兩端的壓降由一模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值，傳輸至所述的主處理器，以換算出電池的工作溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手持終端，其特征在于:所述熱敏電阻布設(shè)在電路板上與電池槽正對的部位或者臨近電池槽的部位。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的手持終端，其特征在于:在所述電池中集成有電量計，所述主處理器通過I2C總線與電池連接通信，定時讀取電池的輸出電壓和電量信息。
【文檔編號】H01M10/44GK103427123SQ201310375170
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】王靖武, 劉艷芳 申請人:青島海信電子設(shè)備有限公司