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CN202435073U - 充电电池及使用该充电电池的电源系统 - Google Patents

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CN202435073U CN2011205504923U CN201120550492U CN202435073U CN 202435073 U CN202435073 U CN 202435073U CN 2011205504923 U CN2011205504923 U CN 2011205504923U CN 201120550492 U CN201120550492 U CN 201120550492U CN 202435073 U CN202435073 U CN 202435073U
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battery
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power
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唐强国
官雅明
李志国
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种充电电池及使用该充电电池的电源系统，该电源系统包括电子设备、电池组及充电装置，该电池组包括至少一个充电电池，该电池组通过充电装置电连接外加电力充电，并给电子设备供电。该每一充电电池包括插头、插槽、电池模块以及电量检测及通讯模块，多个充电电池通过插头与插槽插接在一起构成该电池组。电量检测及通讯模块检测电池模块的剩余电量，当多个充电电池插接在一起时，各个电量检测及通讯模块相互通讯，并由其中一个回馈电池组实际剩余总电量至充电装置显示出来。本实用新型的电源系统的各个充电电池可通过插接的方式随时给电子设备扩充电量，并可通过充电装置同时充电及显示剩余总电量，以供用户随时掌握电源系统的剩余电量。

Description

充电电池及使用该充电电池的电源系统
技术领域
本实用新型涉及一种可携式电子设备的电源系统，特别是涉及一种可扩充电量并可显示总的剩余电量的电源系统。
背景技术
随着时代的发展，各式便携式电子设备如手机，从单一的通话、短信功能向音乐、视频、电视手机等多方面的智能化方向发展，但众多功能的增加使得手机耗电大幅增加，从而待机时间大为缩短。因此，用户通常得准备多颗充电电池备用。然而，充电电池的电量有限，用户往往难以精确掌握电池所剩电量，尤其当有数颗电池替换使用时，更难以掌握所有电池的剩余电量以及可能的总和使用时间，并且这些电池一般不支持热插拔，在更换电池时必需先关机，方能进行电池的拆离更换操作，如此将造成工作的中断、影响工作效率。这使得用户对电池有了更多更高的要求，如待机时间越长越好、能显示剩余电量、携带使用方便、随时随地可更换电池、最好能实现热插拔。因此，如何设计更大容量的、能显示剩余电量、方便更换的电源系统，便成了时下主要的研究方向。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种可随时扩充电量，并可显示总的剩余电量的电源系统。
一种电源系统，包括一便携式电子设备、一电池组及一充电装置，该电池组包括至少一个充电电池，当该电池组可分离地电连接于充电装置以及电子设备之间时，充电装置通过电连接外加电力给各个充电电池充电，该电池组给电子设备供电；
该每一充电电池包括：
一插头与一插槽，当该电池组包括多个充电电池时，多个充电电池通过各自的插头与插槽插接在一起构成该电池组；
一电池模块；及
一电量检测及通讯模块，该电量检测及通讯模块与电池模块连接，用于检测电池模块的剩余电量，并在该充电电池与充电装置连接时将该电池模块的参考电量值及实际剩余电量值回馈给充电装置；当多个充电电池插接在一起时，各个充电电池的电量检测及通讯模块相互进行通讯，并由其中一个电量检测及通讯模块将各个电池模块总的参考电量值及总的实际剩余电量值回馈给充电装置；
该充电装置包括：
一电量处理模块，用于接收该电池组回馈的总的参考电量值与总的剩余电量值，并计算该多个充电电池的总的剩余电量值相对于该多个充电电池的总的参考电量值的比值，再依据该比值输出一剩余电量显示信号；及
一与电量处理模块连接的电量显示模块，用于接收电量处理模块产生的剩余电量显示信号并显示出该剩余电量显示信号对应的剩余电量以指示出该电池组目前的总的剩余电量比值。
还有必要提供一种充电电池。
一种充电电池，该充电电池与一充电装置或一电子设备可分离地电连接在一起使用，该充电电池通过充电装置电连接外加电力进行充电，并给电子设备供电，
该充电电池包括一插头、一插槽、一电池模块及一电量检测及通讯模块，该电量检测及通讯模块与电池模块连接，用于检测电池模块的剩余电量，并在该充电电池与充电装置连接时将该电池模块的参考电量值及实际剩余电量值回馈给充电装置；
该充电装置包括一电量处理模块及一与电量处理模块连接的电量显示模块，该电量处理模块用于接收该充电电池回馈的参考电量值与剩余电量值，并计算该充电电池的剩余电量值相对于该充电电池的参考电量值的比值，再依据该比值输出一剩余电量显示信号；该电量显示模块，用于接收电量处理模块产生的剩余电量显示信号并显示出该剩余电量显示信号对应的剩余电量以指示出该充电电池目前的剩余电量比值。
本实用新型的电源系统的各个充电电池之间可通过插接的方式随时给电子设备扩充供电容量，方便用户扩充及更换电池。当与充电装置一起使用时，该充电装置可同时给电池组的各个充电电池充电，并可将所有的充电电池总的剩余电量显示出来，以提供用户随时掌握电源系统的剩余电量。
附图说明
图1为本实用新型第一实施方式中电源系统的原理框图。
图2为图1中电源系统的结构示意图。
图3(a)为本实用新型第一实施方式中充电装置的电路原理框图，图3(b)为充电电池的电路原理框图。
图4为图3中电源系统的等效电路示意图。
图5(a)为本实用新型第二实施方式中充电装置的电路原理框图，图5(b)为充电电池的电路原理框图。
主要元件符号说明
电源系统              100
电子设备              20
电源输入端口          201
电池组                30
充电电池              31、31a、31’
插头                  311、311a
插槽                  312、312a、401
充电控制模块          313、407
电池模块              314、314a
放电控制模块          315
电量检测及通讯模块    316、316a
充电装置              40、40’
AC/DC模块               403
电压输出端              4031、4032
电源指示模块            404
电量处理模块            405
电量显示模块            406
数据传输线              50
第一插头                501
第二插头                502
外加电力                60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
请参阅图1，提供一种电源系统100，包括一便携式电子设备20，一电池组30及充电装置40。其中，电子设备20包括但不限于手机、掌上电脑(PDA)、便携式媒体播放器等。该电池组30包括至少一个充电电池31，当该电池组30可分离地电连接于充电装置40以及电子设备20之间时，充电装置40通过电连接外加电力60给各个充电电池31充电，该电池组30给电子设备20供电。本实施方式中，该充电装置40包括一电量显示模块406，该电池30将其实际剩余电量值回馈至该充电装置40，该充电装置40通过电量显示模块406显示该电池组30的剩余电量总和，以供用户随时掌握该电池组30的剩余电量，并提示用户该电池组30是否充满。
请参阅图2，本实施方式中，该充电电池31包括一插头311以及一插槽312，该插头311与该插槽312设置在该充电电池31的相互平行的两个对应面上，例如，设置在充电电池31长度方向的两个端面上。当用户欲扩充电池，即该电池组30包括多个充电电池时，多个充电电池通过各自的插头与插槽可插接在一起，构成一电池组。例如图2中，只需以第二充电电池31a的插头311a与第一充电电池31的插槽312插接，即可使该第一充电电池31与第二充电电池31a构成一电池组共同给电子设备20供电。该充电装置40包括一插槽401，该充电装置40可通过其插槽401与该充电电池31的插头311插接而与该电池组电连接，并通过电连接外加电力60对该电池组进行充电。
该电源系统100还包括一数据传输线50，当需要给电子设备20供电时，将数据传输线50的第一插头501及第二插头502分别插接至充电电池31a的插槽312a及电子设备20的电源输入端口201中，从而使该电池组通过数据传输线50给电子设备20供电。
请参阅图3，本实施方式中，该数据传输线50为USB电源线，该插头311、第一插头501及第二插头502分别为USB插头，该插槽312、401分别为USB插槽。该些USB插头及该些USB插槽均分别包括电源线端子Vcc、正数据线端子D+、负数据线端子D-及接地线端子GND。该充电电池31通过数据传输线50的电源线端子Vcc以及接地线端子GND给电子设备20供电。请一并参阅图4，当有多个充电电池，例如两个充电电池31、31a，插接在一起时，该些充电电池31、31a的正负极通过各自的插头及/或插槽的电源线端子Vcc和接地线端子GND对应连接，从而该些充电电池31、31a构成一并联的电池组30。
请参阅图3(a)，该充电装置40进一步包括一AC/DC模块403、一电源指示模块404、一电量处理模块405及一电量显示模块406。其中，该AC/DC模块403包括电压输出端4031、4032分别与插槽401的电源线端子Vcc及接地线端子GND连接，用于将外加电力转换为低压直流电，并输出至插槽401的电源线端子Vcc及接地线端子GND。电源指示模块404设置于充电装置40的表面，并电连接至AC/DC模块403的电压输出端4031、4032，用于指示充电装置40与外加电力连接的状态。电量处理模块405电连接至AC/DC模块403的电压输出端4031、4032及插槽401的正数据线端子D+和负数据线端子D-。电量显示模块406设置于充电装置40的表面，并与电量处理模块405连接。
请参阅图3(b)，该充电电池31进一步包括一充电控制模块313、一电池模块314、一放电控制模块315及一电量检测及通讯模块316。其中，该充电控制模块313、放电控制模块315、电量检测及通讯模块316分别与电池模块314连接。
本实施方式中，充电控制模块313电连接至插头311的电源线端子Vcc及接地线端子GND，用于在充电时接收充电装置40输出的低压直流电并给电池模块314充电。放电控制模块315电连接至插槽312的电源线端子Vcc及接地线端子GND，用于当充电电池31与电子设备20连接时控制该电池模块314为电子设备20供电。本实施方式中，该充电电池31的插头311的电源线端子Vcc及接地线端子GND还分别与其插槽312的电源线端子Vcc及接地线端子GND连接。如此，当多个充电电池插接在一起时，充电装置40可通过电源线端子Vcc及接地线端子GND给各个充电电池的充电控制模块提供充电电压，从而使各个充电电池可同时充电。各个充电电池通过各自的放电控制模块及电源线端子Vcc、接地线端子可共同给电子设备20供电。
电量检测及通讯模块316用于检测电池模块314的剩余电量。该电量检测及通讯模块316还电连接至插头311的正数据线端子D+及负数据线端子D-，用于在该充电电池31与充电装置40连接时将该电池模块314的参考电量值及实际剩余电量值通过正数据线端子D+及负数据线端子D-回馈给充电装置40的电量处理模块405。其中，该参考电量值为该电池模块314满充时的电量值，即该电池模块314的总容量。本实施方式中，该电量检测及通讯模块316还电连接至插槽312的正数据线端子D+及负数据线端子D-，当多个充电电池31插接在一起时，各个充电电池的电量检测及通讯模块316通过充电电池31的正数据线端子D+及负数据线端子D-相互进行通讯，并由其中一个电量检测及通讯模块316将各个电池模块总的参考电量值及总的实际剩余电量值通过正数据线端子D+及负数据线端子D-回馈给充电装置40的电量处理模块405。
电量处理模块405接收该电池组30回馈的总的参考电量值与总的剩余电量值，并计算该多个充电电池的总的剩余电量值相对于该多个充电电池的总的参考电量值的比值，再依据该比值输出一剩余电量显示信号。
电量显示模块406用于接收电量处理模块405产生的剩余电量显示信号并显示出该剩余电量显示信号对应的剩余电量以指示出该电池组30目前的总的剩余电量比值。本实施方式中，该电量显示模块406是一发光二极管组，包括多个发光二极管，该电量显示模块406根据当前发光的发光二极管的个数来区分显示电量比值，让用户可明确判知该电池组总的剩余的电量。
例如，电量显示模块406具有4颗发光二极管，若只有一颗充电电池31与充电装置40插接，在充电电池31电量全满时，电量处理模块405输出第一信号至电量显示模块406，以使电量显示模块406通电并呈现第一状态，即4颗发光二极管皆发光。而当充电电池31剩余电量下降至75％以下且在50％以上时，电量处理模块405根据充电电池31的剩余电量值以及其参考电量值，计算得到一剩余电量比值，例如为75％，则电量处理模块405输出第二信号至电量显示模块406，以使电量显示模块406呈现第二状态，即3颗发光二极管发光。
若有两颗充电电池31、31a与充电装置40插接，在充电电池31、31a电量皆全满时，电量处理模块405输出第一信号至电量显示模块406，以使电量显示模块406呈现第一状态，即4颗发光二极管皆发光。而当充电电池31剩余电量下降至25％以下、充电电池31a剩余电量下降至75％以下时，电量处理模块405根据充电电池31以及充电电池31a的剩余电量值的总和以及其各自的参考电量值的总和，计算得到一总的剩余电量比值，例如为50％，则电量处理模块405输出第三信号至电量显示模块406，以使电量显示模块406呈现第三状态，即2颗发光二极管发光。
在其他实施方式中，该电量显示模块406也可为一液晶显示模组或波段显示器，同样目的在于提供用户在充电装置40上可快速查知该充电电池的实际剩余电量。
请参阅图5，为本实用新型第二实施方式中充电装置40’及充电电池31’的电路原理框图，该第二实施方式与图3所示的第一实施方式不同之处在于：在该第二实施方式中，该充电装置40’进一步包括一充电控制模块407，该充电控制模块407连接至AC/DC模块403的电压输出端及插槽401的电源线端子Vcc、接地线端子GND之间，用于接收AC/DC模块403输出的低压直流电并给各个充电电池充电。该充电电池31’包括一电池模块314、一放电控制模块315及一电量检测及通讯模块316。在其他实施方式中，该充电电池31’包括一电池模块314及一电量检测及通讯模块316，该充电电池31’通过电子设备上的放电控制模块给电子设备供电。
本实用新型的电源系统的各个充电电池之间可通过插接的方式随时给电子设备扩充供电容量，方便用户扩充及更换电池。当与充电装置一起使用时，该充电装置可同时给电池组的各个充电电池充电，并可将所有的充电电池总的剩余电量显示出来，以提供用户随时掌握电源系统的剩余电量。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电源系统，包括一便携式电子设备、一电池组及一充电装置，该电池组包括至少一个充电电池，当该电池组可分离地电连接于充电装置以及电子设备之间时，充电装置通过电连接外加电力给各个充电电池充电，该电池组给电子设备供电；其特征在于：
该每一充电电池包括：
一插头与一插槽，当该电池组包括多个充电电池时，多个充电电池通过各自的插头与插槽插接在一起构成该电池组；
一电池模块；及
一电量检测及通讯模块，该电量检测及通讯模块与电池模块连接，用于检测电池模块的剩余电量，并在该充电电池与充电装置连接时将该电池模块的参考电量值及实际剩余电量值回馈给充电装置；当多个充电电池插接在一起时，各个充电电池的电量检测及通讯模块相互进行通讯，并由其中一个电量检测及通讯模块将各个电池模块总的参考电量值及总的实际剩余电量值回馈给充电装置；
该充电装置包括：
一电量处理模块，用于接收该电池组回馈的总的参考电量值与总的剩余电量值，并计算该多个充电电池的总的剩余电量值相对于该多个充电电池的总的参考电量值的比值，再依据该比值输出一剩余电量显示信号；及
一与电量处理模块连接的电量显示模块，用于接收电量处理模块产生的剩余电量显示信号并显示出该剩余电量显示信号对应的剩余电量以指示出该电池组目前的总的剩余电量比值。
2.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，该充电装置进一步包括一插槽，该充电装置通过其插槽与该充电电池的插头插接而与该充电电池电连接。
3.如权利要求2所述的电源系统，其特征在于，该充电电池的插头为USB插头，该充电电池的插槽及该充电装置的插槽分别为USB插槽，该些USB插头及该些USB插槽均分别包括电源线端子、正数据线端子、负数据线端子及接地线端子，当有多个充电电池插接在一起时，该些充电电池的正负极同时与该充电电池的插头及插槽的电源线端子和接地线端子连接，从而构成该并联的电池组。
4.如权利要求3所述的电源系统，其特征在于，该充电电池的插头的电源线端子及接地线端子还分别与该充电电池的插槽的电源线端及接地线端子连接，当多个充电电池插接在一起时，充电装置通过电源线端子及接地线端子给各个充电电池同时充电，各个充电电池通过电源线端子及接地线端子共同给电子设备供电。
5.如权利要求3所述的电源系统，其特征在于，电量处理模块电连接至充电装置的插槽的正数据线端子和负数据线端子，该电量检测及通讯模块电连接至充电电池的插头的正数据线端子及负数据线端子，用于在该充电电池与充电装置连接时将该电池模块的参考电量值及实际剩余电量值通过正数据线端子及负数据线端子回馈给充电装置的电量处理模块。
6.如权利要求5所述的电源系统，其特征在于，该电量检测及通讯模块还电连接至插槽的正数据线端子及负数据线端子，当多个充电电池插接在一起时，各个充电电池的电量检测及通讯模块通过充电电池的正数据线端子及负数据线端子相互进行通讯，并由其中一个电量检测及通讯模块将各个电池模块总的参考电量值及总的实际剩余电量值通过正数据线端子及负数据线端子回馈给充电装置的电量处理模块。
7.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，该充电电池的插头与插槽设置在该充电电池的相互平行的两个对应面上。
8.一种充电电池，该充电电池与一充电装置或一电子设备可分离地电连接在一起使用，该充电电池通过充电装置电连接外加电力进行充电，并给电子设备供电，其特征在于：
该充电电池包括一插头、一插槽、一电池模块及一电量检测及通讯模块，该电量检测及通讯模块与电池模块连接，用于检测电池模块的剩余电量，并在该充电电池与充电装置连接时将该电池模块的参考电量值及实际剩余电量值回馈给充电装置；
该充电装置包括一电量处理模块及一与电量处理模块连接的电量显示模块，该电量处理模块用于接收该充电电池回馈的参考电量值与剩余电量值，并计算该充电电池的剩余电量值相对于该充电电池的参考电量值的比值，再依据该比值输出一剩余电量显示信号；该电量显示模块，用于接收电量处理模块产生的剩余电量显示信号并显示出该剩余电量显示信号对应的剩余电量以指示出该充电电池目前的剩余电量比值。
9.如权利要求8所述的充电电池，其特征在于，该充电电池的插头为USB插头，该充电电池的插槽为USB插槽，该USB插头及该USB插槽均分别包括电源线端子、正数据线端子、负数据线端子及接地线端子，当有多个充电电池通过各自的插头与插槽插接在一起时，该些充电电池的正负极同时与该充电电池的插头及插槽的电源线端子和接地线端子连接，从而构成一并联的电池组。
10.如权利要求8所述的充电电池，其特征在于，该充电电池的插头与插槽设置在该充电电池的相互平行的两个对应面上。
CN2011205504923U 2011-12-26 2011-12-26 充电电池及使用该充电电池的电源系统 Expired - Fee Related CN202435073U (zh)

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