專利名稱：具有自調(diào)節(jié)功能的充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶有自動調(diào)節(jié)功能的恒流、恒壓充電電路。
技術(shù)背景在目前市面上，充電電^各主要應(yīng)用在以下幾個4頁i或中。第一， 消費(fèi)電子，現(xiàn)在的數(shù)碼產(chǎn)品越來越多的進(jìn)入人們的生活，數(shù)碼相機(jī)， 數(shù)碼攝像機(jī)等都需要大容量的電池供電，當(dāng)前該類產(chǎn)品采用鎳氫/ 鎳鎘可充電電池；第二，便攜式設(shè)備，移動電子設(shè)備；第三，備用 電源， 一些特殊領(lǐng)域需要備用電池，對備用電池進(jìn)4亍充電?？梢娫?當(dāng)前人們生活的方方面面中，都存在充電電路的足跡，因此本實(shí)用 新型具有4艮強(qiáng)的應(yīng)用前景和一定的經(jīng)濟(jì)效益。4旦是在目前，無i侖是 消費(fèi)類電子產(chǎn)品，便攜設(shè)備還是移動設(shè)備，在很多充電電路設(shè)計(jì)中， 由于設(shè)計(jì)成本方面的考慮，對現(xiàn)有的鎳氫電池充電大多數(shù)只是簡單 的采用了恒壓浮充方式，其原理如圖l所示，電路由DC/DC模塊、 電池狀態(tài)判斷處理單元和充電電池構(gòu)成，其對標(biāo)稱值一定的充電電 池，采用一個固定的充電電壓來充電，這才羊無l是會帶來以下幾方面 問題。第一，充電效果差由于在充電過程中，充電電流會隨著電池 電壓的上升而下降，這才羊在電池充々包的前纟是下，造成了電池充電時 間過長的問題，同時帶來，電池溫度過高的問題；第二，存在安全隱患由于采樣反饋電阻的影響，使得充電電 壓具有 一定誤差，即使是同 一產(chǎn)品的不同樣機(jī)在充電效果上也存在 很大差異性，當(dāng)電池充電電壓過低的時候，無法將電池充飽，滿足 不了待才幾時間的需求，而當(dāng)電池充電電壓過高的時候，又會帶來電 池過充燒毀的危險(xiǎn)；第三，適用性差由于不同廠家的鎳氫電池性能和參數(shù)上亦有 一定差異，例如比亞迪電池的最佳浮充電壓是8.7V，而光宇鎳氫 充電電池是8.6V,因此在兼容不同廠家的鎳氫充電電池充電指標(biāo)， 在充電電路的i殳計(jì)中采用恒壓浮充方式，無者是會一寸出充電性能上的 損失。第四，電池狀態(tài)判斷處理單元^:計(jì)難度大，如果〗吏用帶AD的 MCU對電池狀態(tài)進(jìn)行采集處理，雖然效果比較好，但是成本高，同 時軟件實(shí)現(xiàn)難度也大；如果采用專用的ASCI芯片實(shí)現(xiàn)，無疑較高 的成本也是其在市面上推廣的頸瓶。因此在考慮i殳計(jì)成本和充電效 果的前提下，該模塊的實(shí)現(xiàn)都是比較困難的。實(shí)用新型內(nèi)容考慮到上述問題而做出本實(shí)用新型，為此，本實(shí)用新型的主要 目的在于，提供一種具有自調(diào)節(jié)功能的充電電路。根據(jù)本實(shí)用新型的具有自調(diào)節(jié)功能的充電電路，包括直流/直流 轉(zhuǎn)換器、電池、和電池狀態(tài)判斷處理單元，其中，還包括充電電流 選擇電路，對應(yīng)于各個充電階段設(shè)置電池的基準(zhǔn)充電電流，并為放 大比較電路提供基準(zhǔn)電壓；充電電流采樣模塊，對電池的充電電流 進(jìn)行采樣，并將得到的充電電流轉(zhuǎn)換為充電電壓，以提供給放大比 專交電^各；；改大比4交電i 各，將來自充電電流選擇電i 各的基準(zhǔn)電壓和來 自充電電流采樣模塊的充電電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給充電電壓調(diào)節(jié)電路；以及充電電壓調(diào)節(jié)電路，根據(jù)來自放大比較電路 的比較結(jié)果調(diào)節(jié)直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。在該充電電3各中，基準(zhǔn)充電電流為0.4C或小于0.1 C。電池狀 態(tài)判斷處理單元與電池和充電電流選擇電路進(jìn)行實(shí)時通信，4企測充 電電池的電壓，并控制充電電壓調(diào)節(jié)電路對直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出 電壓的調(diào)節(jié)。此夕卜，在該充電電if各中，當(dāng)充電電if各中未4妄入電池時，直流/ 直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在第一恒定電壓值。此夕卜，在該充電電3各中，充電電壓調(diào)節(jié)電路在來自充電電流采 樣模塊的充電電壓低于來自充電電流選擇電路的基準(zhǔn)電壓的情況 下，使直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓增大，以實(shí)現(xiàn)恒流充電階段。其 中，在恒流充電階萃殳期間，充電電流選擇電路將基準(zhǔn)充電電流設(shè)定 為0.4 C。此外，在該充電電i 各中，電池^犬態(tài)判斷處理單元在4企測到充電 電壓達(dá)到最大充電電壓時，控制充電電壓調(diào)節(jié)電路，以使直流/直流 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在第二恒定電壓值，以實(shí)現(xiàn)恒壓充電階段。 在恒壓充電階段期間，充電電流選擇電路將基準(zhǔn)充電電流設(shè)定為小 于0.1 c。jt匕外，在"i亥充電電3各中，電池為4臬氫電池。通過本實(shí)用新型的上述方面，通過^f吏用具有自動調(diào)節(jié)的恒流、 恒壓充電電^各，可以4呆障充電電;也的充電歲支果，并能4呆障電池的充 電安全性，消除充電過程中所存在的安全隱患；充電電流選擇電錄^ 的存在， <吏其充電電;虎和充電電壓可以滿足4艮多廠家充電電池的才支 術(shù)指標(biāo)，具備^f艮強(qiáng)的適用性。本實(shí)用新型的其它特4正和伊0點(diǎn)將在隨后的"i兌明書中闡述，并且， 部分地乂人i兌明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。 本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的i兌明書、4又利要求書、 以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。


附圖用來^是供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的 一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu) 成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的恒壓浮充方式充電電路原理圖；以及圖2是示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的具有自調(diào)節(jié)功能的恒流、 恒壓充電電3各原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解， 此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于 限定本實(shí)用新型。圖2是示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的具有自調(diào)節(jié)功能的恒 流、恒壓充電電路原理圖。如圖2所示，它包括直流/直流轉(zhuǎn)換器、電池、和電池狀態(tài)判斷 處理單元，其中，還包括充電電流選擇電路，對應(yīng)于各個充電階段 設(shè)置電池的基準(zhǔn)充電電流，并為放大比較電路提供基準(zhǔn)電壓；充電 電流采樣才莫塊，對電池的充電電流進(jìn)行采樣，并將得到的充電電流 轉(zhuǎn)換為充電電壓，以提供給放大比較電路；放大比較電路，將來自 充電電流選擇電路的基準(zhǔn)電壓和來自充電電流采樣模塊的充電電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給充電電壓調(diào)節(jié)電路；以及充電電壓 調(diào)節(jié)電路，根據(jù)來自放大比較電路的比較結(jié)果調(diào)節(jié)直流/直流轉(zhuǎn)換器 的輸出電壓。在該充電電路中，基準(zhǔn)充電電流為0.4C或小于0.1 C。電池狀態(tài)判斷處理單元與電池和充電電流選4奪電路進(jìn)4亍實(shí)時通信，4企測充 電電池的電壓，并控制充電電壓調(diào)節(jié)電路對直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出 電壓的調(diào)節(jié)。此外，在該充電電路中，當(dāng)充電電^各中未才妄入電池時，直流/ 直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在第一恒定電壓值。jt匕夕卜，在該充電電3各中，充電電壓調(diào)節(jié)電路在來自充電電;克采 樣模塊的充電電壓低于來自充電電流選擇電路的基準(zhǔn)電壓的情況 下，使直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓增大，以實(shí)現(xiàn)恒流充電階段。其 中，在恒流充電階,殳期間，充電電流選擇電^各將基準(zhǔn)充電電流設(shè)定 為0.4 C。此夕卜，在該充電電if各中，電池狀態(tài)判斷處理單元在才企測到充電 電壓達(dá)到最大充電電壓時，控制充電電壓調(diào)節(jié)電路，以使直流/直流 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在第二恒定電壓值，以實(shí)現(xiàn)恒壓充電階段。 在恒壓充電階段期間，充電電流選擇電路將基準(zhǔn)充電電流設(shè)定為小 于0.1C。jt匕夕卜，在該充電電3各中，電池為纟臬氬電池。下面更具體;也描述圖2所述的實(shí)施例。它由以下幾個子電^各系 統(tǒng)組成，分別是DC/DC轉(zhuǎn)換電路、充電電流選擇電^各、；改大比4交 電贈4口充電電壓調(diào)節(jié)電路，充電電流采樣才莫塊等幾部分組成，這幾 個才莫塊構(gòu)成了一個恒流、恒壓充電電路的有機(jī)體。在系統(tǒng)中由于充 電電壓調(diào)節(jié)電路的存在，使充電電路系統(tǒng)構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，可有效的調(diào)節(jié)并保障DC/DC模塊輸出電壓的穩(wěn)定性，具有自適應(yīng) 性；同時，充電電流選擇電路模塊，能夠給放大比較電路和電池充 電模塊提供恒定的輸入電流；主模塊實(shí)時與充電電池和充電電流選 4奪電^各進(jìn)^于通訊，采樣電池狀態(tài)，通過電池狀態(tài)判斷處理單元的作 用去調(diào)節(jié)充電電 流o在整個電路控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上，釆用軟硬結(jié)合，互相補(bǔ)充并實(shí)現(xiàn)過壓^f呆護(hù)、溫度^f呆護(hù)、不良電池及非充電電池的自識別以及實(shí)i見LED指示充電狀態(tài)的顯示功能。通過電池狀態(tài)判斷處理單元對充電 電池的狀態(tài)采集，例如，電池充電時，電池實(shí)時電壓及其其它a犬態(tài) 信息的采集，及時有效的監(jiān)控充電電池的狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理 來保障充電系統(tǒng)地有效性和安全性。才艮據(jù)所采集的狀態(tài)信息，電池 狀態(tài)判斷處理單元實(shí)現(xiàn)對充電電流選擇電路的控制，達(dá)到對電池充 電過程中的保護(hù)調(diào)節(jié)功能。在系統(tǒng)上電后，如果沒有外4妄電池，充電電壓調(diào)節(jié)電^各給 DC/DC反饋回一個電壓值，使的DC/DC輸出電壓保持在一恒定電 壓值上。當(dāng)充電電池4妄入后，應(yīng)用主才莫塊#:測到充電電池相應(yīng)狀態(tài) 的電信號，通過對電路系統(tǒng)中的充電電流選擇電路的作用實(shí)現(xiàn)充電 過禾呈中充電電流的自適應(yīng)功能，并^f吏充電電流最后^皮鎖定在一定的 數(shù)值上，實(shí)現(xiàn)恒流充電的功能。隨著充電進(jìn)程的進(jìn)行，電池的電壓逐漸升高。由于負(fù)反饋機(jī)制 的作用，〗吏得電池的充電電壓也隨電池電壓的升高而升高，充電電 ^^一直工作在恒流充電狀態(tài)。當(dāng)電池電壓進(jìn)一步升高，充電電壓已 經(jīng)達(dá)到了其最大充電電壓，此時的充電電壓和電池電壓的壓降不能 保i正電池的恒流充電，電池狀態(tài)判斷處理單元4企測到當(dāng)前狀態(tài)，配 合充電選擇電路，使充電電路此時只能夠提供涓流充電的能力，完 成充電電i^各給電池補(bǔ)電的功能，由于此時的維護(hù)充電的電流4艮小，小于0.1C，所以可以長時間充電并且不損壞電池的性能，這才羊可以保障充電系統(tǒng)地安全性，減少安全隱患。綜上所述，#4居本實(shí)用新型，通過使用具有自動調(diào)節(jié)的恒流、 恒壓充電電3各，可以^呆障充電電池的充電歲丈果，并能^f呆障電池的充 電安全性，消除充電過程中所存在的安全隱患；充電電流選4奪電路 的存在， -使其充電電流和充電電壓可以滿足4艮多廠家充電電池的才支 術(shù)指標(biāo)，具備^U雖的適用性。以上所述^f又為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的^支術(shù)人員來i兌，本實(shí)用新型可以有各種更 改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有自調(diào)節(jié)功能的充電電路，包括直流/直流轉(zhuǎn)換器、電池、和電池狀態(tài)判斷處理單元，其特征在于，還包括充電電流選擇電路，對應(yīng)于各個充電階段設(shè)置所述電池的基準(zhǔn)充電電流，并為放大比較電路提供基準(zhǔn)電壓；充電電流采樣模塊，對所述電池的充電電流進(jìn)行采樣，并將得到的所述充電電流轉(zhuǎn)換為充電電壓，以提供給所述放大比較電路；所述放大比較電路，將來自所述充電電流選擇電路的所述基準(zhǔn)電壓和來自所述充電電流采樣模塊的所述充電電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給充電電壓調(diào)節(jié)電路；以及所述充電電壓調(diào)節(jié)電路，根據(jù)來自所述放大比較電路的所述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
2. 才艮據(jù)4又利要求1所述的充電電^各，其特4正在于，所述基準(zhǔn)充電 電流為0.4 C或小于0.1 C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電電路，其特征在于，所述電池狀態(tài) 判斷處理單元與所述電池和所述充電電流選擇電路進(jìn)行實(shí)時 通信，；險(xiǎn)測所述充電電池的電壓，并控制所述充電電壓調(diào)節(jié)電 路對所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓的調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電電路，其特征在于，當(dāng)所述充電電 路中未接入所述電池時，所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保 持在第一恒定電壓值。
5. 4艮據(jù)片又利要求3所述的充電電路，其特征在于，所述充電電壓 調(diào)節(jié)電^各在來自所述充電電流采樣才莫塊的所述充電電壓4氐于 來自所述充電電流選擇電路的所述基準(zhǔn)電壓的情況下，使所述 直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓增大，以實(shí)現(xiàn)恒流充電階段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電電路，其特征在于，在所述恒流充 電階段期間，所述充電電流選擇電路將所述基準(zhǔn)充電電流設(shè)定 為0.4 C。
7. 4艮據(jù)片又利要求3所述的充電電路，其特4正在于，所述電池狀態(tài) 判斷處理單元在4企測到所述充電電壓達(dá)到最大充電電壓時，控 制所述充電電壓調(diào)節(jié)電^各，以使所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出 電壓保持在第二恒定電壓值，以實(shí)現(xiàn)恒壓充電階^殳。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電電路，其特征在于，在所述恒壓充 電階,殳期間，所述充電電流選4奪電3各^1夸所述基準(zhǔn)充電電流i殳定 為小于0.1 C。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的充電電路，其特征在于，所 述電池為4臬氫電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開了具有自調(diào)節(jié)功能的充電電路，包括直流/直流轉(zhuǎn)換器、電池、和電池狀態(tài)判斷處理單元，其中，還包括充電電流選擇電路，充電電流采樣模塊，放大比較電路，以及充電電壓調(diào)節(jié)電路，根據(jù)來自放大比較電路的比較結(jié)果調(diào)節(jié)直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。通過本實(shí)用新型，使用具有自動調(diào)節(jié)的恒流、恒壓充電電路，可以保障充電電池的充電效果，并能保障電池的充電安全性，消除充電過程中所存在的安全隱患；充電電流選擇電路的存在，使其充電電流和充電電壓可以滿足很多廠家充電電池的技術(shù)指標(biāo)，具備很強(qiáng)的適用性。
文檔編號H02J7/00GK201113517SQ20072017653
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者磊 劉, 毅 周, 源 李 申請人:中興通訊股份有限公司