專利名稱：充電方法及充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電方法及充電器，特別涉及一種在定電壓充電 模式時，通過將充電電壓提高一段時間，而能夠在短時間內(nèi)提供最大 電力補充的充電方法及充電器。
背景技術(shù)：
如圖1所示，圖上方的曲線為充電電壓，下方的曲線為充電電流， 目前對充電電池進(jìn)行充電時，其充電過程通常采用兩階段模式，第一
階段為定電流模式(CC mode),充電時提供充電電壓及充電電流，該 充電電壓是連續(xù)上升的值，該充電電流值是定值，當(dāng)充電電壓上升到 達(dá)到充電電池的標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時，接著會進(jìn)入第二階段的定電壓模 式(CV mode),此時充電電流會逐漸下降，而充電電池在這段定電 壓充電模式(CV mode)下，需要花費較長的充電時間，而且越接近充 電結(jié)束時，對于充電電池本身的電力容量貢獻(xiàn)就越少，以致于需要花 費較長的時間等待，才能獲得滿足使用者所需的電力容量，這對于經(jīng) 常出差、旅行且急需用電的使用者而言，需要花費長時間等待充電無 疑是相當(dāng)不便的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在短時間內(nèi)提供最大電力補充 的充電方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用該充電方法來對電池充電 的充電器。
該充電方法適用于充電電池，該電池具有檢測單元與規(guī)格，該規(guī) 格包括電池容量、單位時間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值，以及最高充電電壓值，該檢測單元用于輸出瞬時電壓值與瞬時電流值。 該方法的特征在于包括以下步驟
使用控制單元接收該瞬時電壓值和該瞬時電流值，該控制單元進(jìn) 行控制，以使供電單元對該電池輸出充電電壓和充電電流，該充電電 壓是連續(xù)上升的值，該充電電流值是定值，且不大于該單位時間內(nèi)的 放電電流值。
當(dāng)判斷該充電電壓上升到該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時，繼續(xù)使該充電電 壓上升直到達(dá)到最高充電電壓值。
當(dāng)判斷該充電電流下降到等于或低于第一預(yù)定電流值時，使該供 電單元改為用該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對該電池充電，直到目前的充電電流
下降到等于或低于第二預(yù)定電流值時終止充電為止，其中，該第一預(yù) 定電流值小于該單位時間內(nèi)的放電電流值，該第二預(yù)定電流值小于該 第一預(yù)定電流值。而本發(fā)明充電器包括供電單元和控制單元。 該供電單元用于將充電電壓及充電電流輸出到該電池。 該控制單元與該供電單元電連接，并且內(nèi)建有該電池的規(guī)格，該
控制單元根據(jù)該電池的該數(shù)據(jù)與該檢測單元所輸出的電壓值及電流 值，使該供電單元的充電電壓與充電電流以對應(yīng)的第一模式、第二模 式和第三模式來對該電池充電。
該供電單元的第一模式用于使該充電電壓為連續(xù)上升的值，該充 電電流為定值且不大于該單位時間內(nèi)的放電電流值，該第二模式用于 使該充電電壓上升到達(dá)到該最高充電電壓值，該第三模式用于使該充 電電壓以該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對該電池充電。
本發(fā)明的有益效果在于由于該控制單元將充電電壓值提升到最 高充電電壓值進(jìn)行充電，所以能夠延長充電電流維持在較高水平的時 間，當(dāng)電池在獲得大電力補充的效果提升時，進(jìn)而就能在較短的充電 時間內(nèi)，達(dá)到滿足使用者所需電力容量的使用功能。


圖l是用于說明以往采用兩個階段完成的充電方法，以及該方法
所形成的充電電壓曲線與充電電流曲線的示意6圖2是用于說明本發(fā)明的充電方法的優(yōu)選實施例的流程圖3是用于說明上述優(yōu)選實施例中，包括檢測單元及保護(hù)電路的 電池內(nèi)部電路的電路圖4是用于說明上述優(yōu)選實施例中，包括控制單元及供電單元的 充電器電路的電路圖5是用于說明采用三個階段完成充電的上述優(yōu)選實施例，以及 所形成的充電電壓曲線與充電電流曲線的示意圖；以及
圖6是用于說明本發(fā)明與以往充電方法相比較，本發(fā)明能在較短 的1.15小時內(nèi)補充比以往還多的電力的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
如圖2、 3、 4、 5所示，本發(fā)明充電方法的優(yōu)選實施例適用于充 電電池20，電池20具有檢測單元21和規(guī)格，該規(guī)格包括電池容量 (mAh)、單位時間內(nèi)的放電電流值(mA/h)、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值Vn。m 以及最高充電電壓值Vmax，檢測單元21用于輸出瞬時電壓值V^和 瞬時電流值Iee ,檢測單元21所輸出的瞬時電壓值V^是指電池20 內(nèi)的充電元件Cell的兩端，而非經(jīng)過該檢測單元21、保護(hù)電路22連 接到外部的兩個充電端Pake+、 Pake-，電池20在本實施例中是采用 鋰電池，該鋰電池的電池容量為1320mAh、單位時間內(nèi)的放電電流值 為1320mA、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值為4200mV、最高充電電壓值為4250mV。 本發(fā)明的充電方法包括以下步驟
在步驟40，使用控制單元31接收瞬時電壓值V^和瞬時電流值
Icell，控制單元31進(jìn)行控制，以使供電單元32向電池20輸出充電電
壓Veh，和充電電流Ieha^，該充電電壓Veharge是連續(xù)上升的值，該充 電電流Ieharge是定值，且不大于該單位時間內(nèi)的放電電流值(1320mA)。 在本實施例中，充電電流Ic旨ge等于該單位時間內(nèi)的放電電流值
(B20mA)，單位時間內(nèi)的放電電流值以小時為單位，控制單元31 與供電單元32是組成充電器30，并內(nèi)建有電池20的規(guī)格，例如電池 容量、單位時間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值，以及最高充電電壓值，供電單元32所輸出的充電電壓Vc^ge值與充電電流Id^ge值是 受控于控制單元31。
在步驟50，當(dāng)判斷該充電電壓Vcharge上升到該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值 Vnc)ml時，繼續(xù)使該充電電壓Veharge上升，直到達(dá)到最高充電電壓值 Vm狀為止。
在步驟51，使用控制單元31內(nèi)建的第一運算式計算得到電池20 的內(nèi)阻RS值，該第一運算式為將供電單元32所輸出的充電電壓
Veha^與檢測單元21所輸出的瞬時電壓值V^的電壓差值A(chǔ) V除以檢
測單元21所輸出的瞬時電流Iedl，計算后得到電池20的內(nèi)阻Rs值， 內(nèi)阻Rs在本實施例中主要是由保險絲F,、電阻Rp及二電晶體Q,、
Q2所構(gòu)成，第一運算式為 Rs=A V+Icel|
其中A V=Veharge-Vcell
在步驟60，當(dāng)判斷該充電電流IchMge下降到等于或低于第一預(yù)定 電流值I,時，使該供電單元32改為用該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值Vn。m對該電 池20充電，直到目前的充電電流Ie旨ge下降到不大于第二預(yù)定電流值 12時終止充電，該第一預(yù)定電流值h小于單位時間內(nèi)的放電電流值， 第二預(yù)定電流值12小于第一預(yù)定電流值I,。
在本實施例中，使用控制單元31來判斷電池20的充電電流Icharge 下降到等與或低于該第一預(yù)定電流值In通過先前計算出的內(nèi)阻Rs 值與內(nèi)建于控制單元31的第二運算式做計算，得到第一預(yù)定電流值
I,，該第二運算式將電壓差值A(chǔ) V除以電池20的內(nèi)阻Rs值，計算后
得到第一預(yù)定電流值Ip第二運算式為 I,= A V+Rs
其中A V=Vcharge—Vcell
此外，第二預(yù)定電流值12是內(nèi)建于該控制單元31中的定值，在 本實施例中第二預(yù)定電流12值是單位時間內(nèi)的放電電流值(1320mA) 的二十分之一，也就是66mA。
如圖5所示，借此，由于步驟50將該充電電壓Vc^ge提升到最 高充電電壓值V皿進(jìn)行充電，所以能夠延長充電電流Icharge維持在較
8高水平的時間，也就是以較大的電力補充入電池20內(nèi)，因此，當(dāng)電 池20在獲得大電力補充的效果提升時，進(jìn)而就能在較短的充電時間 內(nèi)，達(dá)到滿足使用者所需電力容量的使用功能。
從圖6中將以往的充電電流Uarge曲線(虛線表示)與本發(fā)明的 充電電流Uarge曲線(實線表示)比較后可清楚發(fā)現(xiàn)，當(dāng)充電到1.15 小時的時候，將充電電流Ieharge曲線對時間做積分，就可以發(fā)現(xiàn)本案 所達(dá)到的充電容量會比以往的充電容量還多出4%,所以對于經(jīng)常需 要出差、旅行且急需用電的使用者而言，無疑地能在較短時間內(nèi)獲得 最大的電力補充，不需要花費長時間的等待，進(jìn)而達(dá)到本發(fā)明能夠在 短時間內(nèi)提供最大電力補充的使用目的。
如圖3、 4、 5所示，本發(fā)明的充電器30如前所述包括供電單元 32和控制單元31，控制單元31根據(jù)電池20的規(guī)格與瞬時電壓值Vcell 和瞬時電流值U進(jìn)行運作，進(jìn)一步使該供電單元32的充電電壓Vcharge 與充電電流Ieharge以對應(yīng)的第一模式、第二模式、第三模式來對電池 20充電，充電器30的結(jié)構(gòu)如前所述不再贅述，其充電功能在本實施 例中，第一模式是指前述步驟40中對應(yīng)于圖5所示的第一階段的充 電方式，第二模式是指前述步驟50中對應(yīng)于圖5所示的第二階段的 充電方式，第三模式是指前述步驟60中對應(yīng)于圖5所示的第三階段 的充電方式，通過充電器30檢測電池20目前的充電狀態(tài)，再通過相 應(yīng)的第一、二、三模式進(jìn)行充電，就可以達(dá)到短時間內(nèi)向電池20提 供最大電力補充使用的功能。
權(quán)利要求
1、一種用于充電電池的充電方法，所述電池具有檢測單元與規(guī)格，所述規(guī)格包括電池容量、單位時間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值，以及最高充電電壓值，所述檢測單元用于輸出瞬時電壓值與瞬時電流值，所述方法的特征在于包括以下步驟使用控制單元接收所述瞬時電壓值和所述瞬時電流值，所述控制單元進(jìn)行控制，以使供電單元向所述電池輸出充電電壓和充電電流，所述充電電壓是連續(xù)上升的值，所述充電電流值是定值，且不大于所述單位時間內(nèi)的放電電流值；當(dāng)判斷所述充電電壓上升到所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時，繼續(xù)使所述充電電壓上升直到達(dá)到所述最高充電電壓值；以及當(dāng)判斷所述充電電流下降到等于或低于第一預(yù)定電流值時，使所述供電單元改為用所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對所述電池充電，直到目前的充電電流下降到等于或低于第二預(yù)定電流值時終止充電為止，其中，所述第一預(yù)定電流值小于所述單位時間內(nèi)的放電電流值，所述第二預(yù)定電流值小于所述第一預(yù)定電流值。
2、 如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 內(nèi)建有所述電池的所述規(guī)格。
3、 如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 還內(nèi)建有第一運算式，所述第一運算式為將所述供電單元所輸出的 所述充電電壓與所述檢測單元所輸出的所述瞬時電壓值的電壓差值 除以所述檢測單元所輸出的所述瞬時電流，計算后得到所述電池的內(nèi) 阻值。
4、 如權(quán)利要求3所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 還內(nèi)建有第二運算式，所述第二運算式為所述電壓差值除以所述電 池的內(nèi)阻值，計算后得到所述第一預(yù)定電流值。
5、 如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 還內(nèi)建有所述第二預(yù)定電流值，所述第二預(yù)定電流值是所述單位時間 內(nèi)的放電電流值的二十分之一。
6、 一種充電器，適用于內(nèi)建有檢測單元的充電電池，所述電池 具有規(guī)格，所述規(guī)格包括電池容量、單位時間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn) 充電電壓值，以及最高充電電壓值，所述檢測單元用于輸出所述電池 的瞬時電壓值與瞬時電流值，所述充電器的特征在于所述充電器包括供電單元和控制單元，所述供電單元用于將充電 電壓和充電電流輸出到所述電池；所述控制單元與所述供電單元電連接，并且內(nèi)建有所述電池的所 述規(guī)格，所述控制單元根據(jù)所述電池的所述數(shù)據(jù)與所述檢測單元所輸 出的電壓值及電流值，使所述供電單元的充電電壓與充電電流以對應(yīng)的第一模式、第二模式以及第三模式來對所述電池充電；所述供電單元的第一模式用于使所述充電電壓為連續(xù)上升值，使 所述充電電流為定值且不大于所述單位時間內(nèi)的放電電流值，所述第 二模式用于使所述充電電壓上升到達(dá)到所述最高充電電壓值，所述第 三模式用于使所述充電電壓以所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對所述電池充電。
7、 如權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于所述第一模式在 所述供電單元開始進(jìn)行充電時啟動，所述第二模式在所述供電單元所 輸出的充電電壓值上升到所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時啟動。
8、 如權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于所述第三模式在所述電池的充電電流下降到第一預(yù)定電流值時啟動，所述第一預(yù)定電 流值小于所述單位時間內(nèi)的放電電流值。
9、 如權(quán)利要求8所述的充電器，其特征在于所述控制單元還 內(nèi)建有第二運算式，所述第二運算式為所述電壓差值除以所述電池的內(nèi)阻值，計算后得到所述第一預(yù)定電流值。
10、 如權(quán)利要求9所述的充電器，其特征在于所述控制單元還 內(nèi)建有第一運算式，所述第一運算式為將所述供電單元所輸出的所 述充電電壓值與所述檢測單元所輸出的所述瞬時電壓值相減得電壓 差值，將所述電壓差值除以所述瞬時電流，計算后得到所述電池的所 述內(nèi)阻值。
11、 如權(quán)利要求8所述的充電器，其特征在于所述控制單元還 內(nèi)建有第二預(yù)定電流值，所述控制單元用于使所述供電單元在所述充 電電流下降到不大于所述第二預(yù)定電流值時終止充電，所述第二預(yù)定 電流值小于所述第一預(yù)定電流值。
12、 如權(quán)利要求11所述的充電器，其特征在于所述第二預(yù)定 電流值是所述單位時間內(nèi)的放電電流值的二十分之一。
全文摘要
一種用于充電電池的充電方法，該電池具有檢測單元和規(guī)格，該方法包括使用控制單元接收該電池的瞬時電壓值和瞬時電流值，并進(jìn)行控制，以使供電單元向該電池輸出充電電壓和充電電流，該充電電壓是連續(xù)上升的值，該充電電流值是定值；當(dāng)判斷該充電電壓上升到標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時，繼續(xù)使該充電電壓上升，直到達(dá)到最高充電電壓值為止；當(dāng)判斷該充電電流下降到等于或低于第一預(yù)定電流值時，使該供電單元改為用該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對該電池充電，直到目前的充電電流下降到等于或低于第二預(yù)定電流值時終止充電。
文檔編號H01M10/44GK101471461SQ20071016088
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者賴明豐, 邱信雄 申請人:環(huán)隆電氣股份有限公司