CN102820970A - 电子装置及其电池模块的认证方法 - Google Patents

Abstract

电子装置及其电池模块的认证方法，该电子装置包括电池模块以及电池认证模块。电池模块具有认证电路以及识别电阻。当电池模块该连接至电池认证模块时，电池认证模块依据参考电阻与识别电阻的耦接点的电压电平来获得电池模块的类型信息。电池认证模块并传送认证需求至认证电路，使认证电路通过参考电阻与识别电阻的耦接路径传送认证信息至电池认证模块。其中，参考电阻内建在电池认证模块中。

Description

电子装置及其电池模块的认证方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置的电池模块的认证装置及其认证方法。

背景技术

请参照图1，图1绘示已知的电子装置100的示意图。在这种的已知技术领域中，用来连接至电子装置100以提供电力的电池110中设置有一个下拉电阻RPL。下拉电阻RPL串接在电池110的连接端CN1与接地电压GND间。而电子装置100中用来进行电池认证的电池认证模块120中则包括上拉电阻RPU、晶体管M1、电阻RSD1以及处理器121及122。上拉电阻RPU连接至电压V1以及晶体管M1的栅极，晶体管M1的漏极则耦接至电压V2以及处理器121，晶体管M1的源极则耦接至接地电压GND。电阻RSD1则串接在端点DT及处理器122间。另外，电池认证模块120还连接至连接端CN2。

当电池110通过其连接端CN1与电池认证模块120所连接的连接端CN2相互连接时，端点DT上的电压会等于电压V1依据上拉电阻RPU以及下拉电阻RPL的电阻值来进行分压所产生的电压值。此时处理器122则读取端点DT上的电压，以区别电池110的厂牌。另外，在电池110有效连接至电池认证模块120时，端点DT上的电压会降低并使晶体管M1关闭。因此，处理器121接收到等于电压V2的电压值，并据此判断电池110已经被连接至电子装置100上。

由于在这种已知的电池识别方法下，非原厂的电池仅需要在其中配置一个与原厂电池中的下拉电阻RPL相同阻值的电阻，就可以使电池认证模块120无法辨识是否为原厂的电池。如此一来，当电子装置100对此种非原厂的电池进行充电的动作时，就有可能因为电压过充而产生安全上的顾虑。

发明内容

本发明提供一种电子装置，以对其所连接的电池模块进行认证，以避免非认证的电池模块对电子装置所可能造成的损害。

本发明提供一种电子装置的电池模块的认证方法，以避免非认证的电池模块对电子装置所可能造成的损害。。

本发明提出一种电子装置，包括电池模块以及电池认证模块。电池模块具有认证电路以及识别电阻，其中，识别电阻耦接至第一参考电压。电池认证模块具有参考电阻耦接至第二参考电压。当电池模块该连接至电池认证模块时，参考电阻与识别电阻串接于第一及第二参考电压间。电池认证模块依据参考电阻与识别电阻的耦接点的电压电平来获得电池模块的类型信息。电池认证模块并传送认证需求至认证电路，使认证电路通过参考电阻与识别电阻的耦接路径传送认证信息至电池认证模块。

本发明另提出一种具有电池认证模块的电子装置的电池模块的认证方法，包括：先读取电池认证模块与电池模块的连接端点的电压电平，并依据电压电平来获得电池模块的类型信息。再通过电池认证模块传送认证需求至认证电路，并使认证电路依据认证需求来通过电池认证模块与电池模块连接的端点传送认证信息至电池认证模块。

基于上述，本发明依据电池认证模块与电池模块的连接端点上的电压电平，来获知连接至电子装置的电池模块的类型信息。并且，本发明更利用内建在电子装置中的电池认证模块，来接收由电池认证模块中的认证电路来传送的认证信息。进以更有效的确定连接至电子装置的电池模块的规格、型号及厂牌至少其中之一的类型信息，可以有效防止电子装置因使用非认证的电池模块而造成的系统的损害。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示已知的电子装置100的示意图。

图2绘示本发明一实施例的电子装置200的示意图。

图3绘示本发明实施例的电池认证模块220的一实施方式的示意图。

图4A及图4B分别绘示电池认证模块与电池模块间的信息传送的波形图。

图5绘示本发明实施例的电池认证模块220的另一实施方式。

图6绘示本发明一实施例的电子装置的电池模块的认证方法。

【主要元件符号说明】

200：电子装置

210：电池模块

220：电池认证模块

211：认证电路

221：主要处理器

222、223、224：辅助处理模块

DT：端点

RBAT_ID、RBAT：分压电阻

RUP：参考电阻

RPL：识别电阻

GND、V1：参考电压

CN1、CN2：连接端点

PT1：路径

RESD：电阻

VUP：上拉电压

T0、T1、T3、TL、TH：时间区间

S610～S630：电池模块的认证步骤

具体实施方式

请参照图2，图2绘示本发明一实施例的电子装置200的示意图。电子装置200包括电池模块210以及电池认证模块220。电池模块210具有认证电路211以及识别电阻RPL，其中，识别电阻RPL的一端耦接至参考电压GND，识别电阻RPL的另一端则耦接至认证电路211。电池认证模块220则具有参考电阻RUP耦接至参考电压V1。其中，电池模块210以及电池认证模块220各具有连接端点CN1以及CN2。

当电池模块210连接至电池认证模块220时，参考电阻RUP与识别电阻RPL串接于参考电压V1及GND间。也就是说，参考电阻RUP与识别电阻RPL耦接的端点DT上的电压，会等于参考电压V1依据参考电阻RUP与识别电阻RPL的电阻值所进行的分压的结果。

在本实施例中，电池认证模块220依据端点DT上的电压电平来获得电池模块210的类型信息。在此，所谓的类型信息包括电池模块210厂牌、型号及规格等至少其中之一的信息。具体一点来说明，由于具有不同类型信息的电池模块210，其内建的识别电阻RPL的大小是不相同的，因此，在当不同类型信息的电池模块210连接至电池认证模块220时，端点DT上的电压电平也会不同。因此，电池认证模块220可以由端点DT上的电压电平来获取电池模块210的类型信息。

另外，请特别注意的是，电池认证模块220在确知已与电池模块210产生连接后，电池认证模块220会传送认证需求至电池模块210中的认证电路211，并藉此使认证电路211可以通过参考电阻RUP与识别电阻RPL的耦接路径PT1来传送认证信息至电池认证模块220。附带一提的是，前述的电池认证模块220会传送认证需求至电池模块210中的认证电路211也是通过同样的路径PT1来将认证需求由电池认证模块220传送至认证电路211。

在此，认证电路211可以是一种可以传送数字或模拟格式的认证信息至连接端点CN1的电路。也就是说，认证电路211可以是利用串接的电阻串、可执行编码的集成电路或是电容网络来产生认证信息。其中，当认证电路211可以是利用两个不同电平的电压间串接在电阻串，并利用电阻串所产生的分压电压，来提供生认证信息。或者，认证电路211可以利用可执行编码的集成电路，来提供编码过的数字数据来作为的认证信息。亦或是，认证电路211也可以通过电容网络来以对电压进行分压或是倍压的方式，来产生认证信息。

由于电池认证模块220与电池模块210所具有的连接端点CN2及CN1皆为单一条导线的连接端点，因此，电池认证模块220与电池模块210间的信息传送可以通过一种所谓的单线连接协议(one-wire protocol)来进行。

所谓的单线连接协议，指的是利用单一条导线来进行两个电子装置间的数据传输。简单来说，在单线连接协议的架构下，可以将用来进行数据传输的导线保持在被拉高(pull high)的状态。在其中的一个电子装置(例如装置A)要传送数据给另一个电子装置(例如装置B)时，装置A可以通过拉低(pull low)导线上的电压电平一段时间以告知装置B要进行数据的传递。在装置B确认获知装置A要进行的数据传递动作后，装置A可以通过拉低导线上的电压电平不同的时间来传递不同(逻辑0或逻辑1)的数据。

以下请参照图3，图3绘示本发明实施例的电池认证模块220的一实施方式的示意图。电池认证模块220除包括参考电阻RUP外，尚包括主要处理器221、辅助处理模块222以及分压电阻RBAT_ID。主要处理器221耦接至参考电阻RUP未耦接参考电压V1的端点DT。辅助处理模块222则耦接至主要处理器221，且分压电阻RBAT_ID耦接在辅助处理模块222与主要处理器221的耦接路径间，其中，分压电阻RBAT_ID的电阻值小于参考电阻RUP的电阻值。并且，主要处理器221可以利用其通用型的输入输出(General Purpose Input Output，GPIO)端口的一个脚位来耦接至端点DT。并通过这个与端点DT连接的通用型的输入输出)端口的一个脚位来进行数据的传收。

以下将配合图2以及图3，来具体的说明本发明实施例的电子装置200的电池模块210的认证动作。首先，当电池模块210被连接至电子装置200时，辅助处理模块222依据读取端点DT上的电压值，来获取电池模块210的类型信息。在此，辅助处理模块222可以是一个模拟数字转换器，以将模拟格式的端点DT上的电压转换成数字格式，并提供电池模块210利用数字格式的端点DT上的电压来获得电池模块210的类型信息。

接着，辅助处理模块222提供一个上拉电压VUP至分压电阻RBAT_ID的一端(分压电阻RBAT_ID的另一端耦接至端点DT)，并且，在辅助处理模块222所提供的上拉电压VUP稳定后，主要处理器221传送低电平电压至端点DT上，以使得端点DT上的电压电平由等于上拉电压VUP的电压电平，被拉至较低的电压电平(例如等于接地电压)。在此同时，电池模块210的认证电路221则可以检测到端点DT上的电压被拉低的状态，并藉以获知电池认证模块220所提出的认证需求。

值得一提的是，在本实施例中，参考电阻RUP的电阻值是远大于分压电阻RBAT_ID的电阻值的。在当辅助处理模块222提供的上拉电压VUP至分压电阻RBAT_ID的一端时，端点DT上的电压值几乎是由上拉电压VUP的电压值大小所决定。也就是说，此时的端点DT上的电压值约等于上拉电压VUP的电压。在另一方面，当端点DT上的电压稳定后，主要处理器221通过传送低电平电压至端点DT上，以拉降端点DT上的电压为等于低电平电压。

另外，为进行静电放电的防护，主要处理器221与端点DT间串接电阻RESD。

电池模块210的认证电路221在获知电池认证模块220所提出的认证需求后，主要处理器221则改变其耦接参考电阻RUP的端点为输入端点，而认证电路221则可以提供端点DT低电平电压，并利用拉低端点DT上的电压电平来序列地传送认证信息。其中，主要处理器221可以利用其通用型的输入输出端口的一个脚位来耦接端点DT，并藉以传送电压至端点DT上或接收端点DT上的电压电平。

此外，在认证需求结束后，辅助处理模块222可通过监测端点DT上的电压变化，来获知电池模块210的电压变化曲线。

附带一提的是，辅助处理模块222提供的上拉电压VUP的动作以及接收端点DT上的电压的动作可以通过主要处理器221的一个通用型的输入输出端口的一个脚位来完成。换句话说，辅助处理模块222是可以内建在主要处理器221中的。

以下参照图4A及图4B，图4A及图4B分别绘示电池认证模块与电池模块间的信息传送的波形图，在图4A及图4B中，电池认证模块与电池模块间是利用单线连接协议来进行数据的传递。其中，在图4A的绘示中，在时间区间T0中，辅助处理模块提供上拉电压VUP并使端点DT的电压电平维持在约等于上拉电压VUP的电压电平。在时间区间T1中，主要处理器则通过提供低电平电压来持续拉低端点DT的电压电平。在时间区间T3中，则是电池模块在时间区间T1接收并获知认证需求已被启动，而对应以拉低端点DT的电压电平来传送认知(acknowledge)信号至电池认证模块。

在此请注意，在时间区间T1及T2间，主要处理器耦接端点DT的端点被设定为输入端点，藉以接收由电池模块所主导产生的端点DT上的电压变化，以接收认证电路所传送的认证信息，并通过所接收到的认证信息来对电池模块进行认证的动作。

在图4B的绘示中，认证电路可以通过拉低端点DT的电压的时间长短来传送逻辑信号的认证信息。以波形410为例，认证电路持续拉低端点DT的电压一个时间区间TL，以藉以传送逻辑信号“1”。相对的，以波形420为例，认证电路持续拉低端点DT的电压一个时间区间TH，以藉以传送逻辑信号“0”。其中，时间区间TH长于时间区间TL。

当然，上述的逻辑信号“1”或“0”与端点DT的电压被拉低的时间区间的长短的对应关系是可以被变更，并非必需固定而不能改变。

以下请参照图5，图5绘示本发明实施例的电池认证模块220的另一实施方式。电池认证模块220包括主要处理器221、辅助处理模块223以及224、分压电阻RBAT以及RBAT_ID以及电阻RESD。与图3绘示的实施方式不相同的，本实施方式中，电池认证模块220包括两个辅助处理模块223以及224。辅助处理模块223以及224的其中之一用以在进行认证需求时提供上拉电压，辅助处理模块223以及224的另一则为模拟数字转换器，用以在进行认证需求前检测端点DT上的电压值。

另外，作为模拟数字转换器的辅助处理模块223或224也可以在认证需求结束后，通过监测端点DT上的电压变化，来获知电池模块210的电压变化曲线。

以下则请参照图6，图6绘示本发明一实施例的电子装置的电池模块的认证方法。其中的电子装置具有电池认证模块，本实施例的认证步骤包括：首先，读取电池认证模块与电池模块的连接端点的电压电平，并依据电压电平来获得电池模块的类型信息(S610)。接着，由电池认证模块传送认证需求至认证电路(S620)。最后，再使认证电路依据认证需求通过电池认证模块与电池模块连接的端点传送认证信息至电池认证模块(S630)，也就是依据单线连接协议来传送认证信息至电池认证模块。

关于本发明的电子装置的电池模块的认证方法的细节，在前述的实施例及实施方式都有详细的说明，以下恕不多赘述。

综上所述，本发明除依据电池模块与电池认证模块的连接点上的电压大小来获知电池模块的类型信息，更通过由电池模块传送认证信息至电池认证模块。并藉此由电池认证模块对电池模块进行更准确的认证，如此一来，仅有完全符合规格的原厂的电池模块可以通过认证，非原厂的电池模块将不会通过认证而被误用。有效排除因使用到不良的电池而导致的电子装置的损坏的现象。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种电子装置，包括：

一电池模块，具有一认证电路以及一识别电阻，其中该识别电阻耦接至一第一参考电压；以及

一电池认证模块，具有一参考电阻耦接至一第二参考电压，当该电池模块连接至该电池认证模块时，该参考电阻与该识别电阻串接于该第一及该第二参考电压间，该电池认证模块依据该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压电平来获得该电池模块的一类型信息，该电池认证模块并传送一认证需求至该认证电路，使该认证电路通过该参考电阻与该识别电阻的耦接路径传送一认证信息至该电池认证模块。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中该认证电路依据一单线连接协议来传送该认证信息至该电池认证模块。

3.如权利要求1所述的电子装置，其中该电池模块中，该识别电阻的一端耦接至该第一参考电压，该识别电阻的另一端耦接至该认证电路。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中该电池认证模块包括：

一主要处理器，耦接至该参考电阻未耦接该第二参考电压的端点；

一第一辅助处理模块，耦接至该主要处理器；以及

一第一分压电阻，耦接在该第一辅助处理模块与该主要处理器的耦接路径间，其中该分压电阻的电阻值小于该参考电阻的电阻值。

5.如权利要求4所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块依据读取该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压来获得该电池模块的该类型信息。

6.如权利要求5所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块包括：

一模拟数字转换器，接收并转换模拟格式的该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压为数字格式，并依据数字格式的该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压来获得该类型信息。

7.如权利要求4所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块提供一上拉电压至该第一分压电阻，并且，该主要处理器传送一低电平电压至该参考电阻与该识别电阻的耦接点，以藉以启动该认证需求。

8.如权利要求7所述的电子装置，其中该低电平电压的电压值低于该上拉电压的电压值。

9.如权利要求4所述的电子装置，其中该认证需求结束后，该第一辅助处理模块读取并记录该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压变化，且该主要处理器耦接该参考电阻的端点被设定为输入端点。

10.如权利要求4所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块内建在该主要处理器中，并通过该主要处理器的一通用型的输入输出端口的一个脚位来耦接至该第一分压电阻。

11.如权利要求4所述的电子装置，其中还包括：

一第二辅助处理模块；以及

一第二分压电阻，其一端耦接至该参考电阻未耦接至该第二参考电压的端点，其另一端耦接至该第二辅助处理模块。

12.如权利要求11所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块依据读取该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压来获得该电池模块的该类型信息。

13.如权利要求12所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块为一模拟数字转换器，接收并转换模拟格式的该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压为数字格式，并依据数字格式的该参考电阻与该识别电阻的耦接点的电压来获得该类型信息。

14.如权利要求11所述的电子装置，其中该电池认证模块传送该认证需求至该认证电路时，该第二辅助处理模块提供一上拉电压至该第二分压电阻，该主要处理器并传送一低电平电压至该参考电阻与该识别电阻的耦接点，以藉以启动该认证需求。

15.如权利要求14所述的电子装置，其中该低电平电压的电压值低于该上拉电压的电压值。

16.如权利要求11所述的电子装置，其中该第一辅助处理模块内建在该主要处理器中，并通过该主要处理器的一通用型的输入输出端口的一个脚位来耦接至该第一分压电阻。

17.一种电子装置的电池模块的认证方法，该电子装置具有一电池认证模块，包括：

读取该电池认证模块与该电池模块的连接端点的一电压电平，并依据该电压电平来获得该电池模块的一类型信息；

由该电池认证模块传送一认证需求至该认证电路；以及

使该认证电路依据该认证需求通过该电池认证模块与该电池模块连接的端点传送一认证信息至该电池认证模块。

18.如权利要求17所述的电池模块的认证方法，其中该认证电路依据一单线连接协议来传送该认证信息至该电池认证模块。

19.如权利要求17所述的电池模块的认证方法，其中还包括：

使该电池认证模块的一辅助处理模块提供一上拉电压至该电池认证模块与该电池模块的连接端点；以及

并使该电池认证模块的一主要处理器传送一低电平电压至该参考电阻与该识别电阻的耦接点，以藉以启动该认证需求，

其中该低电平电压的电压值低于该上拉电压的电压值。

20.如权利要求19所述的电池模块的认证方法，其中还包括：

当该认证需求结束后，使该辅助处理模块读取并记录该电池认证模块与该电池模块连接的端点上的电压变化。

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