[发明专利]具控制法则弹性扩张功能的电池管理系统芯片

说明书

技术领域

本发明是关于一种电池管理芯片架构，特别是指一种电池本身或多颗电池串联起来而使电池工作电压范围落在超出快闪存储器工作电压的具内嵌SRAM快取的电池管理芯片架构。

背景技术

可携式装置(portable device)的电源供应主要来自电池，而电池受限于可携式装置容积的关系，而使得其蓄积电量受到相当的限制，因此，可携式装置的耗电率从过去到现在一直都是设计者所注意的焦点之一。也因此，目前在先进的可携式装置中，都会采用“电池管理”芯片系统来提高电池的效能。电池管理系统芯片控管电池(如：锂电池)的容量、工作温度、充放电状态、充放电累计次数等重要参数数据及相关检测程序。而智能型的电池管理系统芯片还包含具有依据使用环境及工作条件而更新相关参数的能力。

一般而言，电池管理系统芯片包含一中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)的微处理器及电池保护集成电路模块。其中，只读存储器(ROM)中除存入相关开机程序外，也包含有关电池容量、工作温度、充放电状态、电池残余电量、充电完成、充放电累计次数等检测程序由中央处理单元执行指令，而检测结果则存入电池管理系统芯片中的随机存取存储器中。但电池在使用一段时间后往往会受到其所含化学物质老化因素的影响而使得所检测到的电池残余电量及充电饱和值等数据不再可靠。不能进行数据写入或删除以因应包含一学习程序的智能型电池管理系统芯片系统的只读存储器(ROM)显然就不足以担以重任。具有保存数据内容至少十年，且不需要消耗电能的快闪存储器来储存电池管理程序、学习程序及电池参数将是一个最佳的选择。因此，一颗堪称智能型电池管理系统芯片系统必会再外挂或内含非挥发性的存储器来记录电池管理程序及学习程序，以达到具有相关参数、程序可以更新且不会随着电源关闭时就消失的功能。

然而，也正由于半导体工艺快速精进，60纳米工艺或更小的组件尺寸已是流行的技术，快闪存储器的工艺也不例外，单一快闪存储单元虽较晶体管尺寸稍大，但工艺技术也由深次微米迈入纳米工艺，以追求低工作电压已是不变的趋势。另一方面，电池却朝着多颗串联的方向前进，以满足使用者的可携式电子装置可以真正摆脱电池使用时间过短而仍需要交流电源支持的窘态。如此的结果将使得电池管理芯片的架构变成相对高工作电压范围的架构。典型的工作电压范围约在7.5V至40V。一般而言，电池管理芯片的架构设计在30V至40V时可以满足最多数情况的需求，单一化的电池管理芯片的设计可以不用为因应某些情况再重新设计，而达到缩短设计工作时程。然而这个范围的工作电压显然不是市面上快闪存储器可以承受的工作电压范围。

有鉴于此，有必要寻求一新的电池管理系统芯片架构来克服上述的问题。本发明提供一种内嵌SRAM及SRAM快取的电池管理系统芯片架构，结合外部的非挥发性存储器而达到SRAM内容不会因电源关闭，就流失数据的目的。

发明内容

本发明的目的为提供一种电池管理系统，一内嵌SRAM(静态随机存取存储器)的电池管理芯片。此外，该电池管理芯片该包含中央处理单元(CPU)、ROM(只读存储器)及ROM-RAM译码器，但不含快闪存储器在其内。一非挥发性存储器储存一电池管理的应用程序外接于电池管理芯片，主机开启或重置时该非挥发性存储器的内容会被加载该SRAM内，当主机关闭前上述的该SRAM的内容会被回储至非挥发性存储器。上述的加载或回储是以一通信协议来进行。当上述主机包含电池管理芯片及电池。

上述的SRAM包含快取RAM、一般RAM及数据RAM。其中快取RAM、一般RAM都是储存电池管理的应用程序的程序代码。而数据RAM是储存电池管理的应用程序的数据码。

非挥发性存储器则可以自快闪存储器、软盘、硬盘、及可擦写光盘其中的一种。

此外，电池管理系统还包含一电池保护IC(集成电路)制作于该电池管理芯片内或外但以电性连接，以防止电池过度充电或放电。

本发明的有益效果为：

1.电池管理芯片内含的是能耐高压的SRAM取代快闪存储器，快闪存储器在芯片内的好处仍被保存，但快闪存储器不耐高压的问题却已不再存在，工不必考虑作电压范围可以使电池管理芯片开发时程可以缩短。

2.可以动态更新电池管理控制法则在SRAM中，不需断电，也不需对电池模块重新加工。

3.快取RAM的存在可以使读取数据的速率更快，且更加省电。

4.电池管理芯片内嵌SRAM可以以标准逻辑工艺制造，不需要去考虑殊高压工艺的限制，因此没有依赖特殊工艺支撑。