CN100371728C - 用于识别电池正确性的识别系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种用来识别用于便携式电子装置的电池的正确性的识别系统。电池用来提供一第一电流，且包含一变换器，用来根据第一电流产生一模拟电压。电池以可移除的方式安装于电子装置内，便携式电子装置包含一模拟数字转换器、一对应表以及一控制器。模拟数字转换器用来将模拟电压转换成一数字电压。对应表用来根据电子装置的操作状态提供一预期电压值。控制器用来根据电子装置的操作状态，从对应表中读取出预期电压值，比较预期电压和模拟数字转换器所产生的数字电压，以及根据比较结果来判断电池是否正确，以便供电给便携式电子装置。

Description

用于识别电池正确性的识别系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于便携式电子装置的电池，特别涉及一种可搭配使用于识别电池正确性的便携式电子装置的电池。
背景技术
随着便携式电子装置的日趋增加，用来供应电力的电池也就变得很重要了。有些电子装置会需要使用标准电池，如AA、AAA、C、D或9伏特电池等等，有的则利用自身配有的特定电池，如移动电话即为一例。许多移动电话制造商所制造的电池只能用于自家的移动电话，所以具有特定的大小与接脚位置设计。这样一来，移动电话制造商就可以从销售这些原厂的电池配件来获得额外的利润。
不幸的是，这些相对高价的原厂电池导致仿造电池的泛滥，虽然低价的仿造电池提供了使用的另一种选择，但是也产生一些后遗症，举例来说，使用这些仿造电池的移动电话的效能可能会下降而且安全性堪忧。此外，仿造电池的销售也降低了原厂制造商的获利，为了打击仿造电池的销售，不少移动电话制造商在电池中提供了保护措施，虽然上述例子说明了移动电话的仿造电池的严重性，同样的问题也发生在其它种类的便携式电子装置上。
请参阅图1，图1是已知的第一识别系统10的示意图。为了识别电池12的正确性，第一识别系统10在用于便携式电子装置14的电池12中设置了一电阻R。当电池12安装在便携式电子装置14中时，便携式电子装置14会在电阻R上流过一测试电流Itest，并测量电阻R上的测量电压Vtest。测试电流Itest通常都是由一固定电流源所产生，这样才能测量出准确的测量电压Vtest。若便携式电子装置14的测量电压Vtest位于一预期电压范围内，则允许电池12供电给便携式电子装置14。虽然第一识别系统10构造简单且便宜，但这还是容易被仿造。在上述情况下，只有一个电阻R可以用来识别电池12，所以第一识别系统10几乎没有办法提供对电池仿造的任何保护，所以更需要一个较安全的保护措施。
请参阅图2，图2是已知的第二识别系统20的示意图。为了识别电池22的正确性，第二识别系统20包含有可通过传输线28串行传输给便携式电子装置30的电池22的识别码(ID)24。电池22包含一第一控制器26以及一ID 24。第一控制器26用来读取电池22的ID 24，并将ID 24串行传输给便携式电子装置30的第二控制器32。因为第一控制器26和第二控制器32之间通过一传输线28连接，所以在第一控制器26和第二控制器32之间建立一握手(handshaking)是必须的。可是用于第二识别系统20的握手机制需要在电池22和便携式电子装置30之间使用有源元件(active components)，如第一控制器26和第二控制器32。这不仅增加了电池22以及便携式电子装置30的设计复杂度，还会增加制造成本。除此之外，第二识别系统20仅靠电池22的ID 24来维护其安全性，倘若ID 24被破解，要仿造电池22就不难了。
发明内容
本发明的目的是提供一识别系统，用来识别用于便携式电子装置的电池的正确性，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用来识别用于一便携式电子装置的电池的正确性的识别系统，该识别系统包含一电池以及一便携式电子装置。该电池用来提供一第一电流，该电池包含一变换器，用来根据该第一电流产生一模拟电压。该电池以可移除的方式安装于该电子装置内，该便携式电子装置包含一模拟数字转换器、一对应表以及一控制器。该模拟数字转换器用来将该模拟电压转换为一数字电压。该对应表用来根据该电子装置的操作状态，提供一预期电压值。该控制器用来根据该电子装置的操作状态，从该对应表中读出该预期电压，比较该预期电压和该模拟数字转换器产生的数字电压，以及根据比较该预期电压和该数字电压的结果，判断是否使该电池给该便携式电子装置供电。
本发明的优点在于：识别系统利用比较模拟数字转换器得出的数字电压和对应表中的预定电压值，来识别电池的正确性。变换器(Transducer)可以使得输入的第一电流和输出的模拟电压产生特定的对照关系，而对应表也存储了相同的对照关系，所以可以增加电池仿造的难度。此外，电池并没有任何有源元件，这可以降低识别系统的复杂性与成本。
附图说明
图1是已知的第一识别系统的示意图；
图2是已知的第二识别系统的示意图；
图3是根据本发明的识别系统的示意图；
图4是根据本发明的变换器的非线性I-V特性曲线图；和
图5是根据本发明的识别电池正确性的方法的流程图。
附图标记：
10、20      识别系统         12、22、60    电池
14、30、70  便携式电子装置   24            识别码
26、32、74  控制器           28            传输线
50          识别系统         62            变换器
72          模拟数字转换器   76            电流消耗状态表
78          电压对应表       80            容限范围
具体实施方式
请参阅图3，图3是根据本发明的识别系统50的示意图。识别系统50提供了简单又节省成本的、用于检测电池60的正确性的便携式电子装置70。电池60以可移除的方式安装在便携式电子系统70上。电池60利用一非线性变换器62来提供电池60的识别码(ID)，该ID可在便携式电子装置70的任何操作过程中用于检查电池60的正确性。
当便携式电子装置70操作时，电池60给便携式电子装置70提供一第一电流I1。变换器62读取第一电流I1后产生一模拟电压VA。便携式电子装置70包含一模拟数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)72，其电连接于变换器62，用来读取模拟电压VA并将模拟电压VA转换成数字电压VD。模拟数字转换器72与变换器62可通过二个接脚连接，其中一个接脚即为电池60和便携式电子装置70的共同接地端。将转换后的数字电压VD送至一用来控制便携式电子装置70的运作的控制器74。便携式电子装置70的第一电流I1会随着便携式电子装置70的操作状态而改变。譬如说，倘若便携式电子装置70是一移动电话，移动电话的电流会随着背光模块的状态、收发器的状态等影响而变动。随着第一电流I1的变化，模拟电压VA和数字电压VD也会根据变换器62的特性而产生相应的变化。
因为控制器74控制便携式电子装置70的运作，控制器74得以决定便携式电子装置70的运作状态。控制器74会根据便携式电子装置70的运作状态从一电流消耗状态表76中搜寻出一预期电流IE。之后，控制器74会根据该预期电流IE从一电压对应表(voltage lookup table)78中找出一预期电压VE。控制器74会比较预期电压VE与数字电压VD，若预期电压VE与数字电压VD之差小于一容限值(tolerance value)，则允许电池60供电给便携式电子装置70。
请参阅图4，图4是根据本发明的变换器62的非线性I-V特性曲线图。为了增加仿造电池60的难度，这里的第一电流I1和模拟电压VA使用的是非线性I-V特性曲线而不是线性I-V特性曲线。
电流消耗状态表(current consumption status lookup table)76包含便携式电子装置70的每种状态所对应的电流值。电压对应表78以存储离散(discrete)数值的方式，来表示变换器62所对应的模拟非线性I-V特性状态。换言之，其电压对应表78所存储的预期电压VE对应于每个预期电流IE，而这种预期电压VE和预期电流IE的关系表示变换器62的I-V曲线关系。如图4所示，一容限范围80表示允许电池60供电的电压范围。若模拟数字转换器72提供的数字电压VD位于电压对应表78的容限范围80内，则允许电池60供电给便携式电子装置70。
请参阅图5，图5是根据本发明的识别电池60的正确性的方法的流程图。其步骤如下：
步骤100：开始；
步骤102：模拟数字转换器72将变换器62的模拟电压VA转换为数字电压VD，并将数字电压VD传送至控制器；
步骤104：控制器74根据便携式电子装置70的操作状态，从电流消耗状态表76中读取预期电流值IE；
步骤106：控制器74根据电压对应表78读取对应于预期电流值IE的预期电压VE；
步骤108：控制器74判断模拟数字转换器72的数字电压VD是否位于电压对应表78的预期电压VE的容限范围80内(换言之，控制器74判断数字电压VD与预期电压VE之差是否小于一预期容限值)；若是，则执行步骤110；若否，则执行步骤112；
步骤110：允许电池60供电给便携式电子装置70；
步骤112：不允许电池60供电给便携式电子装置70；以及
步骤114：结束。
简单来说，可将变换器62视为电池60的识别模块。变换器62的非线性I-V特性的I-V对应离散值存储于电压对应表78中。电流消耗状态表76和电压对应表78存储于便携式电子装置70的不易失(nonvolatile)存储器中。该不易失存储器可为一闪存(flash memory)或一只读存储器(read-only memory)。控制器74比较变换器62产生的电压值与存储于电压对应表78中的电压值，以识别电池60的正确性。每个允许便携式电子装置70使用的电池60都必须装备有具有相同特性的变换器62。凡是不具备正确I-V特性的电池就不让便携式电子装置70使用。请注意，单一的对应表也足以使用于本发明，不一定要同时具有电流消耗状态表76和电压对应表78。而单一的对应表可存储便携式电子装置70的各种状态的电压，便携式电子装置70可在测量第一电流I1后，对照该单一的对应表就可以得出第一电流I1所对应的电压值。当然，只要变换器62所产生的电压可以与存储在对应表中的电压作比较，就可以用来识别电池60的正确性。
相较于已知的识别系统10、20，本发明的识别系统50利用非线性变换器62来识别电池60。因为变换器62的非线性I-V特性，所以较难于仿造变换器62，除此之外，变换器62是一无源元件(passive component)，这意味着电池60不需要一控制器来与便携式电子装置70联系，只要普通的模拟数字转换器72就可以将数据从电池60传送给便携式电子装置70。本发明的识别系统50的成本支出最主要是看变换器62部份，然而可以只利用多个具有预定特性的晶体管来组成变换器62。倘若可大量制造变换器62，则可以使制造成本趋于合理，从而使得本发明的识别系统50不但难于仿造，而且构造简单又便宜。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，凡依据本发明的权利要求的范围所做的均等变化与修改，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种用来识别用于一便携式电子装置的电池的正确性的识别系统，该识别系统包含：
一电池，用来提供一第一电流，该电池包含一变换器，用来根据该第一电流产生一模拟电压；以及
一便携式电子装置，该电池以可移除的方式安装于该电子装置内，该便携式电子装置包含：
一模拟数字转换器，其电连接于该变换器，该模拟数字转换器用来将该模拟电压转换成一数字电压；
一对应表，用来提供该便携式电子装置在不同操作状态下的各个预期电压；以及
一控制器，用来根据该便携式电子装置的操作状态从该对应表中读取出该预期电压，比较该预期电压和该模拟数字转换器所产生的数字电压，以及根据比较该预期电压和该数字电压的结果，来判断是否使该电池供电给该便携式电子装置。
2.如权利要求1所述的识别系统，其中该对应表包含一电流消耗状态表，用来根据该便携式电子装置的操作状态来提供一预期电流值；以及一电压对应表，用来根据该预期电流值提供该预期电压。
3.如权利要求2所述的识别系统，其中该电池的变换器是一非线性变换器，用来以一非线性关系、根据该第一电流产生该模拟电压。
4.如权利要求3所述的识别系统，其中该预期电流值与该预期电压之间的对照关系符合该电池所产生的第一电流与该变换器所产生的模拟电压之间的非线性关系。
5.如权利要求1所述的识别系统，其中该第一电流与该预期电压之间的对照关系符合该电池所产生的第一电流与该变换器所产生的模拟电压之间的非线性关系。
6.如权利要求1所述的识别系统，其中当该模拟数字转换器所提供的数字电压与该预期电压之差小于一容限值时，该控制器使该电池供电给该便携式电子装置。
7.如权利要求1所述的识别系统，其中该对应表存储于该便携式电子装置的一不易失存储器内。
8.如权利要求7所述的识别系统，其中该不易失存储器是一闪存。
9.如权利要求7所述的识别系统，其中该不易失存储器是一只读存储器。
10.一种用来识别用于一便携式电子装置的电池的正确性的方法，该方法包含：
使用一变换器根据该电池所产生的第一电流来产生一模拟电压；
使用一模拟数字转换器来将该模拟电压转换成一数字电压；
根据该便携式电子装置的操作状态来搜寻一对应表以找出一预期电压；
比较该模拟数字转换器所产生的数字电压与该预期电压；以及
根据比较该数字电压与该预期电压的结果，来判断是否使该电池供电给该便携式电子装置。
11.如权利要求10所述的方法，其中搜寻该对应表的步骤包含：根据该便携式电子装置的操作状态搜寻一电流消耗状态表来找出一预期电流值，以及根据该预期电流值搜寻一电压对应表以找出该预期电压。
12.如权利要求11所述的方法，其中使用该变换器根据该电池所产生的第一电流来产生该模拟电压的步骤是使用非线性变换器来产生该模拟电压的。
13.如权利要求12所述的方法，其中该电压对应表的预期电流值与预期电压之间的对照关系符合该电池所产生的第一电流与该变换器所产生的模拟电压之间的非线性关系。
14.如权利要求10所述的方法，其中该第一电流与该预期电压之间的对照关系符合该电池所产生的第一电流与该变换器所产生的模拟电压之间的非线性关系。
15.如权利要求10所述的方法，其中当该模拟数字转换器所提供的数字电压与该预期电压之差小于一容限值时，使该电池供电给该便携式电子装置。
16.如权利要求10所述的方法，其中该对应表存储于该便携式电子装置的一不易失存储器内。
17.如权利要求16所述的方法，其中该不易失存储器是一闪存。
18.如权利要求16所述的方法，其中该不易失存储器是一只读存储器。
19.一种电池，输出到便携式电子装置，其包含：
至少二个电池端，用来将一第一电流提供给一便携式电子装置；以及
一变换器，用来根据该第一电流产生一模拟电压给所述便携式电子装置。
20.如权利要求19所述的电池，其中该变换器是一非线性变换器，用来以一非线性关系、根据该第一电流产生该模拟电压。
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