[發明專利]合格/故障電池指示器

有效

• 申請號: 00806324.9
• 申請日: 2000-04-12
• 公開（公告）號: CN1347505A
• 公開（公告）日: 2002-05-01
• 發明（設計）人: 戴維·N·克萊恩
• 申請（專利權）人: 吉萊特公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;H01M10/48;G02F1/167;G09G3/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王以平

技術領域

本發明涉及能在電池封裝上安裝的電池測試儀。

背景技術

置于電池上的已知類型電池測試儀是所謂的“熱色”類型。在熱色電池測試儀中可以有兩個電極，用戶通過手工按下開關而連接這兩個電極。一旦開關被按下，用戶就把電池的陽極通過熱色測試儀連接到電池的陰極。熱色測試儀包括具有可變寬度的銀導體，從而導體的電阻也隨著其長度而變化。當電流流經銀導體時，電流產生熱以改變覆蓋在銀導體上的熱色油墨顯示器的顏色。熱色油墨顯示器設置成指示電池相對容量的儀表。電流越大，產生的熱就越多并且儀表更會改變以顯示電池良好。

有時候開關很難被按下去，并且不容易判斷測試儀是否工作或者電池是好還是壞。這使用戶感到迷惑。按下開關而在電池單元的陽極和陰極之間建立起直接的具有相對較高導電性的連接，這會抽運很大的功率并且減少電池壽命。電池發熱還會給出電池電荷狀態的錯誤指示。

發明內容

根據本發明的一個方面，電池測試儀包括電壓控制顯示器、其接線端與電壓控制顯示器的接線端耦合的第一分壓器、以及其接線端與電壓控制顯示器的第二接線端耦合的第二分壓器。第二分壓器包括非線性器件。

與其它測試儀相比，本測試儀的主要優點在于：用戶只需看電池上的測試儀就可判斷電池是否良好。本測試儀不必抓著電池和按開關來操作電池測試儀。盡管本測試儀總是開著，但只使用很小的電流及功率。根據用戶按下多少次現有測試儀上的開關，本測試儀比現有測試儀更有效。在電池壽命方面，本測試儀使用更小的電流或者與熱色方法不相上下。

本測試儀包括電壓敏感顯示器和為金屬-絕緣體-金屬二極管(M-I-M二極管)或晶體管的非線性元件。電壓敏感顯示器使用基于電壓切換的材料。此顯示器不需大量的電流，因此它不會很大消耗作為顯示器電源的電池。當然，本電池測試儀不必是“常開”測試儀。非線性元件使顯示器切換以指示良好或不良狀態。

附圖說明

圖1為包括低功率電壓控制顯示器的電池測試儀的示意圖。

圖2為安裝有圖1電池測試儀的電池的示意圖。

圖3為用于圖1測試儀中的M-I-M二極管結構的橫截面視圖。

圖3A為沿圖3中線3A-3A剖分的局部放大視圖。

圖4為替代M-I-M二極管結構的橫截面視圖。

圖4A為沿圖4中線4A-4A剖分的局部放大視圖。

圖5為另一替代M-I-M二極管結構的橫截面視圖。

圖6為制造圖3元件的工藝流程圖。

圖7A-7D為示出圖3-6中M-I-M二極管器件典型切換特性的電壓-電流曲線。

具體實施方式

現在參照圖1，電池測試儀10耦合到電池11。電池測試儀10包括含置于兩并聯電極12、14之間的顯示器16的并聯電路。電極12在由兩電阻18和20形成的分壓器處連接到電路10。電極14連接到并聯電路的另一側。并聯電路的另一側具有非線性元件，即開關22，以及第三電阻24。

顯示器16是超低電流的電壓控制型顯示器。該顯示器的一種類型是電泳顯示器，如在Massachusetts?Institute?of?Technology?1998年6月“全印刷的雙穩態反射顯示器：可印刷的電泳油墨和全印刷的金屬-絕緣體-金屬二極管”中描述且由E-INK?Inc.Cambridge，Ma提供的顯示器。此種顯示器基于所謂的“電子油墨”，如基于施加的電壓而改變其性質的電泳材料。使用諸如電子油墨的電泳材料，平板顯示器可印刷在基體材料上。這些顯示器抽運非常小的電流，因而消耗非常小的功率。任何電壓敏感材料可用作顯示器。另一種具有相似性質的材料在Scientific?American1998年9月的“紙的再發明”中描述并稱為“Gyricon”。Gyricon也是電壓敏感材料。顯示器16需要的工作電壓在測試儀10正監視的電池的電壓范圍內。

非線性元件22可以是任何非線性元件。優選實例是所謂的金屬-絕緣體-金屬二極管，(M-I-M二極管)也在上述論文中進行了概括性描述。

以下結合圖3-6描述優選的M-I-M二極管。