TW286367B

Microcontroller with analog front-end for providing intelligent battery management

Abstract

A microcontroller for use in battery charging and monitoring applications is disclosed. The microcontroller includes a microprocessor and various front-end analog circuitry including a slope A/D converter and a multiplexer for allowing a plurality of analog input signals to be converted to corresponding digital counts indicative of signal level. The slope A/D converter includes a digital-to-analog converter (DAC) for providing a programmable charging current to generate a voltage across a capacitor, a precision comparator having inputs for receiving a selected analog input and the capacitor voltage, a counter and a capture register. After a reset is performed, the capacitor is charged while the counter begins counting such that when the capacitor voltage exceeds the selected analog input voltage, the comparator switches logic states thereby causing the obtained count of the counter to be stored in the register. This stored count represents the time that it took for the capacitor to charge up and exceed the selected analog input voltage and corresponds to voltage measurement of the selected analog input.

Term

No projected expiry on record.

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16 claims: 16 independent, 0 dependent

  1. 1
    一種微控制器用於電池充電與監視運用的使用,此微控制器是裝配在一個半導體晶片上來執行程式與指令以產生控制信號當作程式與指令的微控制器的執行結果用於選擇性地控制一個電池充電與電池監視系統,此微控制器包含微處理器機構用於執行指令,程式記憶體機構用於儲存將由微控制器所執行的程式與資料記憶體機構用於儲存資料,此微控制器更進一步地包含:在晶片上,類比前端電器回路用於允許多數類比輸入信號被轉換成一個指示信號水平的數位計數,該在晶片上,類比前端電器回路包含:一個多工器用於選擇該多數類比輸入信號中的一個;一個斜面類比到數位(A/D)轉換器用於獲得和儲存一個指示該選擇的類比輸入信號的水平的數位計數,該數位計數是當一個預定的斜線電壓超過該選擇的類比輸入信號的水平時獲得的,其中該數位計數被使用於獲得該選擇的類比輸入信號的測量.
  2. 2
    如申請專利範圍第1項之微控制器,其中該斜面A/D轉換器包含:一個數位到類比轉換器(DAC)用於提供一個可程式化的電流以產生該斜線電壓;一個比較器有第一個與第二個輸入與一個輸出,該比較器的該第一個輸入用於接收該選擇的類比輸入信號,該比較器的該第二個輸入用於接收該斜線電壓;一個反應到一個時脈信號的計數器用於產生一個計數;與一個俘獲暫存器用於儲存當該斜線電壓超過該選擇的類比輸入信號的水平時的該計數器的計數,.
  3. 3
    如申請專利範圍第1項之微控制器,其中該多數類比輸入信號中的一個相對應於一個電池的電壓.
  4. 4
    如申請專利範圍第1項之微控制器,其中該多數類比輸入信號中的一個相對應於一個電池的電流.
  5. 5
    如申請專利範圍第1項之微控制器,其中該多數類比輸入信號中的一個相對應於一個電池的溫度.
  6. 6
    如申請專利範圍第1項之微控制器,其中該在晶片上,類比前端電器回路更進一步地包含零機構用於模擬該多數類比輸入信號中的一個的零電流狀況因此增加低水平類比輸入信號的測量精度.
  7. 7
    如申請專利範圍第1項之微控制器,其中該在晶片上,類比前端電器回路更進一步地包含能帶隙參考電壓機構用於提供一個參考電壓因此消除外在參考電壓源的必要.
  8. 8
    一種用於測量到微控制器的多數類比輸入信號的方法,此微控制器是裝配在一個半導體晶片以執行程式與指令並產生控制信號當作程式與指令的微控制器的執行結果用於選擇性地控制一個外在可控制系統,此微控制器包含微處理器機構用於執行指令,程式記憶體機構用於儲存將由此微控制器所執行的程式與資料記憶體機構用於儲存資料,此微控制器同時也包含多數在晶片上類比零組件用於測量多數類比輸入信號,此方法包含步驟:選擇多數類比輸入信號中的一個;經由提供一個可程式化的電流經過一個電容器來產生一個斜線電壓;計數接收的時脈信號的數目其中該斜線電壓的產生和該計數的開始被開始在約相同的時間;俘獲當該斜線電壓超過該選擇的多數類比輸入信號中的一個的水平時的該接收時脈信號數目,因此獲得一個測量的數位計數指示該選擇的類比輸入信號的水平.
  9. 9
    如申請專利範圍第8項之方法更進一步地包含模擬該多數類比輸入信號中的一個的零信號狀況因此增加測量低水平類比輸入信號的精度的步驟.
  10. 10
    如申請專利範圍第8項之方法,其中該多數類比輸入信號中的一個相對應於一個電池的電壓.
  11. 11
    如申請專利範圍第8項之方法,其中該多數類比輸入信號中的一個相對應於一個電池的電流.
  12. 12
    如申請專利範圍第8項之方法,其中該多數類比輸入信號中的一個相對應於一個電池的溫度.
  13. 13
    一種微控制器用於充電,放電與監視一個電池,此微控制器是裝配在一個半導體晶片上來執行程式與指令與產生控制信號當作程式與指令的微控制器的執行結果用於選擇性地控制一個電池充電與電池監視系統,此微控制器包含微處理器機構用於執行指令,程式記憶體機構用於儲存將由此微控制器所執行的程式與資料記憶體機構用於儲存資料,此微控制器更進一步地包含:在晶片上,類比前端電器回路用於提供一個控制下的電流到電池,其包含:機構用於產生一個數位地可程式化的電壓信號;機構用於監視一個電池的電流且用於產生一個第一個指示該電池電流的水平的電壓信號;機構用於提供一個控制信號使用於調整該第一個電壓大體而言是相等於該數位地可程式化的電壓信號,該控制信號被使用於控制該電池電流當作該數位地可程式化的電壓信號的一個功能.
  14. 14
    如申請專利範圍第13項之微控制器,其中用於提供一個數位地可程式化的電壓信號的該機構包含一個數位地可程式化的數位到類比轉換器(DAC)以反應到一個數位控制信號用於提供該可程式化的電壓信號.
  15. 15
    如申請專利範圍第13項之微控制器,其中用於提供一個控制信號的該機構包含一個比較器有第一個與第二個輸入與一個輸出,該比較器的該第一個輸入被耦合以接收該數位地可程式化的電壓信號,該比較器的該第二個輸入被耦合以接收該電池電流,該比較器的該輸出被耦合用於提供該控制信號.
  16. 16
    如申請專利範圍第13項之微控制器,其中該在晶片上,類比前端電器回路更進一步地包含零機構用於模擬一個該電池電流的零電流狀況因此增加測量結合於電池的低水平電流的精度.
Independent claims16