[發明專利]測量和計算系統電池電量的方法

有效

• 申請號: 201310594575.6
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103792490A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉榮;宋夏;張享隆;郭崇鑫;王業飛;朱長春
• 申請（專利權）人: 廣州視源電子科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術領域

本發明涉及一種計算機自動化測量方法，尤其涉及一種測量和計算電池電量的方法。

背景技術

在平板電腦、手機等使用電池的設備中，一般都需要顯示當前電池的電量。對于測量精度要求很高的場合，一般要用到庫侖計等專用芯片。庫侖計通過測量電池的電壓、充/放電電流，可精確計算出電池存儲和消耗的能量，從而得出當前電池電量。

為了節約成本，對于精度要求不是很高的消費電子產品來說，通常不會使用這類專用的電量計芯片，而是使用僅通過ADC測量電池電壓的方法來測量和計算電池電量。該方法的原理是，電池在不同的電量下，其輸出電壓是不一樣的。電量越多，電壓就越高，相反，電量越少，電壓就越低。但實際情況是，電池電壓不單跟電量相關，還跟充/放電電流相關。而測量電池電流又是比較困難的，因此一般的消費電子產品不具備電池電流測量功能。所以不增加任何算法，僅是簡單地通過電壓來計算電池電量，效果是非常差的，有時誤差甚至能達到50%之多。

針對上述問題，有些設計就在此基礎之上增加了不同場景下的電壓補償功能。通過對不同場景下的電壓測量，記錄下電壓補償值，然后在測得實際電壓后根據不同的模式進行補償。由于電壓波動較大，電壓補償也很難做得準確，因此一般還會對計算結果進行簡單的取平均值等運算，使結果顯得較平穩。

綜上，現有技術的主要缺點包括：

1、若使用專用庫侖計芯片，則成本較高，大約需要增加0.5～1美金；

2、不使用庫侖計芯片的，電池曲線不平滑、電量顯示誤差大、波動大，例如重新啟動系統前后電池電量偏差很大、充電時電量快速上升、拔掉充電器電量快速下降等等。

發明內容

本發明主要解決在無電流測量功能的限制下，僅使用電壓方式在線測量電池電量偏差大以及電池充放電曲線波動大的問題。

為實現上述目的，本發明公開了一種測量和計算系統電池電量的方法，具體包括以下步驟：

步驟一，利用ADC測量電池電壓法獲得電池的基準電壓U；

步驟二，根據系統主要耗電設備的狀態，對每個所述主要耗電設備依據以下公式計算每個所述主要耗電設備的補償電壓；

當電池處于放電狀態時：U_補償電壓=U_{補償偏移量}+F(U)*V_當前值/V_最大值，

當電池處于充電狀態時：U_補償電壓=U_{補償偏移量}-F(U)*V_當前值/V_最大值；

其中，V_當前值是當前主要耗電設備對應屬性的值，V_最大值是所述對應屬性可達到的最大值，F(U)是以所述基準電壓為參數的函數，表示根據當前所述基準電壓計算出主要耗電設備運行在所述對應屬性最大值時的最大補償電壓；U_{補償偏移量}為補償偏移量，其大小與系統主要耗電設備當前的狀態相關；

步驟三，計算所述基準電壓與所有所述主要耗電設備的補償電壓的總和，作為補償后的電壓；

步驟四，根據所述補償后的電壓通過電壓-電量關系表獲得對應的電量作為電池的測量電量；

步驟五，用所述電池的測量電量更新電池當前的顯示電量。

所述主要耗電設備至少包括LCD背光、CPU和GPU；對于LCD背光，所述對應屬性為LCD背光亮度，對于CPU，所述對應屬性為CPU運行頻率值，對于GPU，所述對應屬性為GPU運行頻率值。

本發明不同于一些同樣未使用電流測量的方案僅依據幾個特定的應用場景來設定補償值，而是針對選定的主要耗電設備計算而來，可以獲得較為準確的電壓補償值。

為了進一步解決所述電池的顯示電量誤差大、電池曲線不平滑、波動大等問題，在所述步驟四與步驟五之間，還可以包括對所述電池的測量電量進行防反彈處理、斜率限定處理、模擬充放電處理、電量濾波處理中的一項或多項，和/或包括獨立于步驟一至步驟五的保存電量處理。其中所述防反彈處理、斜率限定處理、模擬充放電處理、電量濾波處理中的每一項在處理時，都將上一項處理的輸出電量作為當前處理的輸入電量，并將當前處理的輸出電量作為下一項處理的輸入電量，與所述步驟四相連的處理的輸入電量是經所述步驟四處理后的測量電量，與所述步驟五相連的處理的輸出電量作為所述步驟五中的測量電量。