專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎳氫電池的充電裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎳氫電池，尤其涉及一種鎳氫電池的充電裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)終端中，有些無(wú)線(xiàn)終端使用鎳氫電池。鎳氫電池大部分采用 恒壓充電方式。恒壓充電方式帶來(lái)四個(gè)問(wèn)題第一，充電電流隨電池電壓的 上升而下降，充電時(shí)間長(zhǎng)；第二、由于采樣反饋電阻的影響，充電電壓有一 定的誤差，使產(chǎn)品的充電效果差一致性差；第三、當(dāng)充電器過(guò)放后，無(wú)法將 電池完全充滿(mǎn)，滿(mǎn)足不了待機(jī)時(shí)間要求，而電池充電電壓過(guò)高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)過(guò) 充現(xiàn)象，存在事故隱患；第四、不同廠(chǎng)家的鎳氫電池性能不同，同一充電電 壓下充電效果也不同。以上問(wèn)題不但影響無(wú)線(xiàn)終端的性能，而且對(duì)鎳氫電池 的使用壽命影響很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決技術(shù)問(wèn)題是提供一種鎳氫電池的充電裝置及方法，解決 鎳氫電池使用恒壓充電方式帶來(lái)的問(wèn)題，以增加鎳氫電池的使用壽命。
本發(fā)明提供了一種鎳氫電池的充電裝置，包括相互連接的電源管理單元、 充電單元、鎳氫電池，所述電源管理單元包括充電控制模塊，所述充電單元 包括涓流充電控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、充電模式控制電路、 充電電路，所述充電模式控制模塊與所述充電控制模塊連接，所述涓流充電 控制電路、所述恒流控制電路和所述恒壓控制電路并聯(lián)且分別與所述充電電 路和所述充電控制模塊連接，所述充電電路用于連接鎳氫電池，所述充電控 制模塊依據(jù)鎳氫電池的電壓控制所述充電單元選擇恒流充電、涓流充電或者 恒壓充電模式進(jìn)行充電。
還包括用于計(jì)算充電時(shí)間的定時(shí)控制模塊，所述定時(shí)控制模塊與所述充 電控制模塊連接，所述充電控制模塊用于判斷充電時(shí)間是否超時(shí)。
還包括鎳氫電池的電池溫度檢測(cè)電路，所述電池溫度檢測(cè)電路與所述充 電控制模塊連接，所述充電控制模塊用于判斷電池溫度是否超限。 所述鎳氫電池的電池本體包括熱敏電阻。
還包括鎳氫電池的電池ID電路，所述電池ID電路與所述充電控制模塊 連接，所述充電控制模塊用于對(duì)電池ID進(jìn)行識(shí)別，并設(shè)置所述鎳氫電池充 電參數(shù)。
還包括電源切換電路和電源適配器，所述電源切換電路分別和所述電源 管理單元、所述充電單元、所述電源適配器、所述鎳氫電池連接；所述電源 適配器還與所述電源管理單元連接。
所述電源管理單元還包括外部電源檢測(cè)模塊，所述外部電源檢測(cè)模塊分 別與所述電源適配器、所述電源切換電路和所述充電控制電路連接。
本發(fā)明提供了一種鎳氫電池充電方法，包括
步驟l，電源管理單元對(duì)鎳氫電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否需要充電， 如果不需要充電，停止充電或者由適配器供電，如果需要充電，執(zhí)行步驟2;
步驟2，電源管理單元判斷鎳氫電池是否過(guò)放，如果否，進(jìn)行恒流充電， 如果是，進(jìn)行涓流充電；
步驟3，進(jìn)行涓流充電時(shí)，電池電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，則進(jìn)行恒流充電；
步驟4，進(jìn)行恒流充電時(shí)，如果電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)值，則進(jìn)行恒壓充電。 進(jìn)行恒流充電時(shí)，還包括步驟901，電源管理單元的充電控制模塊判斷
充電時(shí)間是否超時(shí)，用于判斷是否停止充電。
進(jìn)行恒流充電時(shí)，還包括步驟1001，電源管理單元的充電控制模塊判斷 電池溫度是否超限，用于調(diào)整恒流充電電流。
所述步驟1之前還包括步驟1101，電源管理單元的充電控制模塊識(shí)別電 池ID，并設(shè)置電池充電參數(shù)。
步驟1中，如果不需要充電，并且由適配器供電后，判斷電池電壓是否 放電第二預(yù)設(shè)值，如果是，進(jìn)行涓流充電，并且判斷電池電壓是否達(dá)到第三 預(yù)設(shè)值，否則，繼續(xù)由適配器供電；如果電池電壓達(dá)到第三預(yù)設(shè)值，則停止 充電，否則，繼續(xù)進(jìn)行涓流充電。
還包括步驟1301，充電完成后，由適配器供電。
本發(fā)明能夠提高鎳氫電池充電性能，延長(zhǎng)鎳氫電池壽命，并且保證了電 池的安全性。


圖1是本發(fā)明提供的鎳氫電池充電裝置結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明提供的鎳氫電池充電方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的技術(shù)方案中在電池本體上增加熱敏電阻，利用充電控制 模塊，實(shí)現(xiàn)充電的自動(dòng)溫度控制；通過(guò)獲取電池的電壓、電流、溫度等測(cè)量 值，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀態(tài)、充電狀態(tài)的控制，通過(guò)涓流充電、恒流快速充電、恒 壓小電流充電等模式保證了電池的性能；不同廠(chǎng)家的電池，其識(shí)別號(hào)(ID) 不同，通過(guò)充電控制模塊對(duì)電池ID的識(shí)別，啟用不同的恒壓充電電壓，適 應(yīng)不同廠(chǎng)家電池的性能，因?yàn)楦鲝S(chǎng)家的電池性能不同，所以恒壓充電電壓有 所不同，如同為7.2V電池，甲廠(chǎng)使用8.4V充電效果最好，乙廠(chǎng)卻用8.6V 充電效果最好；加入充電定時(shí)控制模塊，對(duì)異常的電池進(jìn)行保護(hù)；對(duì)電源適 配器進(jìn)行自動(dòng)切換，在電網(wǎng)正常的情況下，如果電池是充滿(mǎn)電的，終端只用 適配器供電，如果電池電量不足，則適配器同時(shí)給終端供電和給電池進(jìn)行充 電；如果電網(wǎng)不正常則采用鎳氫電池供電，最大限度延長(zhǎng)鎳氫電池使用壽命。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在圖1中，鎳氫電池100與電源管理單元200、充電單元300相連；電 源管理單元200除與鎳氫電池100相連外，還與電源適配器10、充電單元300 和終端400相連；電源適配器10除與電源管理單元200相連，還與電源切換 電路30相連；另外定時(shí)控制模塊20與電源管理單元200相連，電源切換電 路30分別與鎳氫電池100、電源管理單元200、充電單元300和電源適配器 10相連。在圖1所示實(shí)施例中，連接著電源適配器10的終端400開(kāi)機(jī)后，電源管 理單元200中的外部電源檢測(cè)201檢測(cè)電源適配器10供電是否正常；同吋充 電控制模塊203收到來(lái)自電池ID電路102、電池電壓采樣模塊202、外部電 源檢測(cè)201送來(lái)的信號(hào)，綜合判斷電池是否需要充電，采用哪種電池參數(shù)充 電。電池參數(shù)根據(jù)電池ID電路102而定。如果不需要充電，則由電源切換
電路30切換為電源適配器10供電，否則啟動(dòng)充電功能。同時(shí)電源適配器IO
通過(guò)電源分配模塊204為終端供電。如果外部電源檢測(cè)201沒(méi)有檢測(cè)到電源 適配器10或電源適配器10供電不正常，則電源切換電路30切換到鎳氫電池 100通過(guò)電源分配模塊204為終端供電。充電過(guò)程中，充電控制模塊203根 據(jù)電池電壓采樣模塊202實(shí)時(shí)采樣到的鎳氫電池100電壓、電池溫度檢測(cè)電 路103測(cè)量的鎳氫電池100溫度、定時(shí)控制模塊20信號(hào)綜合控制鎳氫電池 IOO的充電過(guò)程。
在整個(gè)充電過(guò)程中，由電源適配器10供電，充電模式控制電路305根據(jù) 充電控制模塊203的不同控制信號(hào)啟動(dòng)恒流控制電路302、恒壓控制電路303 和涓流控制電路304。充電由充電電路301完成，三個(gè)控制電路只是控制充 電電路完成不同的充電模式。在充電過(guò)程中，電池溫度檢測(cè)電路103、電池 電壓采樣模塊202、外部電源檢測(cè)201和定時(shí)控制模塊20實(shí)時(shí)將各自的信息 傳遞給充電控制模塊203，由充電控制模塊203控制充電過(guò)程。電源分配模 塊204完成直流/直流功能，為終端400提供多種電壓。
鎳氫電池100由電池本體101、電池ID電路102和電池溫度檢測(cè)電路 103構(gòu)成。
在圖2所示實(shí)施例中，是本發(fā)明提供的充電方法流程圖，它是通過(guò)圖1中 各電路或模塊對(duì)電池當(dāng)前狀態(tài)、充電狀態(tài)和控制信息進(jìn)行更新，通過(guò)圖1中 各電路或模塊進(jìn)行電池狀態(tài)、適配器的檢測(cè)以及充電和對(duì)硬件的控制。
具體的實(shí)施中，終端開(kāi)機(jī)后，會(huì)對(duì)電池ID進(jìn)行識(shí)別，非終端標(biāo)配電池 終端給出提示后關(guān)機(jī)，識(shí)別是標(biāo)配電池后對(duì)充電參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如此電池的 標(biāo)準(zhǔn)充電電壓等，與此同時(shí)獲取電池的電壓、電流、溫度等測(cè)量值，這些測(cè) 量值是以平均值為參考標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)檢測(cè)適配器是否連接，供電是否正常，沒(méi) 有連接或供電不正常則使用電池供電。檢測(cè)到適配器連接且供電正常則根據(jù) 獲取電池的電壓、電流、溫度等測(cè)量值決定是否充電，電池電量滿(mǎn)時(shí)不充電， 繼續(xù)由適配器供電，需要充電時(shí)，充電計(jì)時(shí)工作，同時(shí)根據(jù)電池的電壓決定 充電模式。在充電過(guò)程中，根據(jù)實(shí)時(shí)獲取電池的電壓、電流、溫度等測(cè)量值 決定充電狀態(tài)。為了保護(hù)電池，充電計(jì)時(shí)到后充電也會(huì)終止。
在適配器和電池均存在的情況下，供電主要由適配器承擔(dān)，但電池會(huì)發(fā) 生慢放電，根據(jù)獲取電池的電壓降至某一電壓時(shí)，充電部分會(huì)對(duì)電池進(jìn)行涓 流充電，直到達(dá)到電池滿(mǎn)電量時(shí)的電壓，涓流充電結(jié)束。 圖2所示鎳氫電池充電方法流程如下
終端開(kāi)機(jī)，開(kāi)始充電流程501，終端識(shí)別電池ID 502，如果非原配電池， 建議使用原配電池后，關(guān)機(jī)503，如果是原配電池，設(shè)定電池充電參數(shù)504， 檢測(cè)適配器是否連接505，如果否，電池供電506，如果是，進(jìn)行電池電壓檢 測(cè)524，并且判斷是否需要充電507:
如果否，適配器供電508，并判斷電池是否放電到某電壓(即電壓2)521， 如果否，則適配器供電508，如果是則涓流充電522，并判斷電池電壓是否到 達(dá)電壓3 (即電池最大電壓)，如果是，則進(jìn)行涓流充電522，否則停止充電 520，適配器進(jìn)行供電508;
如果是，進(jìn)行充電計(jì)時(shí)509，進(jìn)行電池電壓檢測(cè)524，并且判斷電池是否 過(guò)放510，如果是，涓流充電511，判斷電池是否達(dá)到電壓l (即關(guān)機(jī)電壓) 512，如果否，涓流充電511，如果是恒流充電513，如果電池沒(méi)有過(guò)放，則 進(jìn)行恒流充電513，并進(jìn)行電池溫度檢測(cè)525，判斷電池溫度是否超限514， 如果是，調(diào)整恒流充電電流526，進(jìn)行恒流充電513，如果電池溫度沒(méi)有超限， 則進(jìn)行電池電壓檢測(cè)524，并且判斷充電是否超時(shí)515，如果是，停止充電 520，適配器進(jìn)行供電508，否則，判斷電池電壓是否達(dá)到電壓2 (即低壓警 告電壓)516，如果否，進(jìn)行恒流充電513，如果是，進(jìn)行恒壓充電517，并 判斷溫度是否超限518，如果是，停止充電520，適配器進(jìn)行供電508，如果 否，則判斷充電是否超時(shí)519，如果否，進(jìn)行恒壓充電517，如果是，停止充 電520，適配器進(jìn)行供電508。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書(shū)確定的本發(fā)明的精神和范圍的條 件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限 于以上的說(shuō)明，而是由權(quán)利要求書(shū)的范圍來(lái)確定的。
權(quán)利要求
1.一種鎳氫電池的充電裝置，包括相互連接的電源管理單元、充電單元、鎳氫電池，其特征在于，所述電源管理單元包括充電控制模塊，所述充電單元包括涓流充電控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、充電模式控制電路、充電電路，所述充電模式控制模塊與所述充電控制模塊連接，所述涓流充電控制電路、所述恒流控制電路和所述恒壓控制電路并聯(lián)且分別與所述充電電路和所述充電控制模塊連接，所述充電電路用于連接鎳氫電池，所述充電控制模塊依據(jù)鎳氫電池的電壓控制所述充電單元選擇恒流充電、涓流充電或者恒壓充電模式進(jìn)行充電。
2. 如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于，還包括用于計(jì)算充電時(shí)間的定時(shí)控制模塊，所述定時(shí)控制模塊與所述充電控制模塊連接，所述充電 控制模塊用于判斷充電時(shí)間是否超時(shí)。
3. 如權(quán)利要求l所述的充電裝置，其特征在于，還包括鎳氫電池的電池 溫度檢測(cè)電路，所述電池溫度檢測(cè)電路與所述充電控制模塊連接，所述充電 控制模塊用于判斷電池溫度是否超限。
4. 如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于，所述鎳氫電池的電池本體包括熱敏電阻。
5. 如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于，還包括鎳氫電池的電池 ID電路，所述電池ID電路與所述充電控制模塊連接，所述充電控制模塊用 于對(duì)電池ID進(jìn)行識(shí)別，并設(shè)置所述鎳氫電池充電參數(shù)。
6. 如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于，還包括電源切換電路和 電源適配器，所述電源切換電路分別和所述電源管理單元、所述充電單元、 所述電源適配器、所述鎳氫電池連接；所述電源適配器還與所述電源管理單 元連接。
7. 如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于，所述電源管理單元還包 括外部電源檢測(cè)模塊，所述外部電源檢測(cè)模塊分別與所述電源適配器、所述 電源切換電路和所述充電控制電路連接。
8. —種利用權(quán)利要求1-7中任意一種所述充電裝置的鎳氫電池充電方 法，其特征在于，包括 步驟l，電源管理單元對(duì)鎳氫電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否需要充電， 如果不需要充電，停止充電或者由適配器供電，如果需要充電，執(zhí)行步驟2;步驟2，電源管理單元判斷鎳氫電池是否過(guò)放，如果否，進(jìn)行恒流充電， 如果是，進(jìn)行涓流充電；步驟3，進(jìn)行涓流充電時(shí)，電池電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，則進(jìn)行恒流充電;步驟4，進(jìn)行恒流充電時(shí)，如果電壓達(dá)到第二預(yù)設(shè)值，則進(jìn)行恒壓充電。
9. 如權(quán)利要求8所述的充電方法，其特征在于，進(jìn)行恒流充電時(shí)，還包 括步驟901，電源管理單元的充電控制模塊判斷充電時(shí)間是否超時(shí)，用于判 斷是否停止充電。
10. 如權(quán)利要求8所述的充電方法，其特征在于，進(jìn)行恒流充電時(shí)，還 包括步驟1001，電源管理單元的充電控制模塊判斷電池溫度是否超限，用于 調(diào)整恒流充電電流。
11. 如權(quán)利要求8所述的充電方法，其特征在于，所述步驟l之前還包 括步驟1101，電源管理單元的充電控制模塊識(shí)別電池ID，并設(shè)置電池充電參 數(shù)。
12. 如權(quán)利要求8所述的充電方法，其特征在于，步驟1中，如果不需 要充電，并且由適配器供電后，判斷電池電壓是否放電第二預(yù)設(shè)值，如果是， 進(jìn)行涓流充電，并且判斷電池電壓是否達(dá)到第三預(yù)設(shè)值，否則，繼續(xù)由適配 器供電；如果電池電壓達(dá)到第三預(yù)設(shè)值，則停止充電，否則，繼續(xù)進(jìn)行涓流 充電。
13. 如權(quán)利要求8至12任意一項(xiàng)所述的充電方法，其特征在于，還包括 步驟1301，充電完成后，由適配器供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎳氫電池的充電裝置，包括相互連接的電源管理單元、充電單元、鎳氫電池，其特征在于，所述電源管理單元包括充電控制模塊，所述充電單元包括涓流充電控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、充電模式控制電路、充電電路，所述充電模式控制模塊與所述充電控制模塊連接，所述涓流充電控制電路、所述恒流控制電路和所述恒壓控制電路并聯(lián)且分別與所述充電電路和所述充電控制模塊連接，所述充電電路用于連接鎳氫電池，所述充電控制模塊依據(jù)鎳氫電池的電壓控制所述充電單元選擇恒流充電、涓流充電或者恒壓充電模式進(jìn)行充電。本發(fā)明能夠提高鎳氫電池充電性能，延長(zhǎng)鎳氫電池壽命，并且保證了電池的安全性。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101110521SQ20071012050
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者張宏偉, 蔡成亮 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司