专利名称：电池充电电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池电^各，特别涉及一种电池充电电路。
背景技术：
目前一般的充电器采用恒压或恒流方式对电池进行充电。该种充
电器在电池充到峰值电压如4.2V即截止，然而这种情况下电池电压虽 然到了4.2V，但电池的电量并没有充满。
随着技术的改进，出现了一种可对手机电池等进行分阶段充电的 方法，即开始时以一较大电流充电，在电池电压升高到一预设控制点 时，进行涓流充电。然而，目前一般的分阶段充电的电路结构复杂且 成本昂贵，其控制点的电压的监测也是一个不容易解决的问题。
中国知识产权局2000年5月31日公告的一份公告号为 "CN2381056Y"，名称为"充电电池充电装置"的专利文件中，揭露 了一种电池充电在临近充满时自动转换为涓流充电的电5^。如图l所
示，该充电装置为一个三极管共基极电路，其中直流稳压电源P4位于 输入端口 a、 b之间，其中直流稳压电源P4的正极输入端与三极管Gl 的发射极相连，三极管Gl基极有一偏置电阻，电池B4位于三极管 Gl的集电才及回路中。开始充电时，集电才及电流作为充电电流为电池充 电，随着电池临近充满，三极管临近截止，集电极电流瞬时下降到一 很小值，从而对电池以涓流充电。然而，三极管容易随温度升高而产 生温漂现象，引起充电电路的不稳定。而且，该充电电路仅凭三极管 的导通截止不能准确地控制电池充电。
发明内容
有鉴于此，提供一种电池充电电路，能较精准地控制电池在充电 过程中当电池快充满时进行涓流充电，而且结构较简单。
一种电池充电电路，该电^各包才舌 一连接端口、 一充电才莫块、一 电流检测电路、 一比例放大电路、 一比较模块以及一控制模块。其中 该连接端口用于接入一充电电源。该充电才莫块用于控制对电池充电， 所述充电模块至少包括一 电源引脚、电流输出引脚以及一限流控制引 脚，其中电源引脚与连接端口的正极输出端相连，电流输出引脚与电 流检测电路相连，限流控制引脚与控制模块相连。该电流检测电路用 于实时纟企测充电电流,并将该充电电流转换成一限流电压，该比例》文大 电路用于将该充电电流转换成的限流电压放大，该比较模块用于比较 该放大后的限流电压与一基准电压，当该限流电压小于基准电压时输 出一限流信号。该控制模块，用于响应该限流信号，在收到该限流信 号后控制该充电模块以 一 涓流充电模式给电池充电。
本发明的电池充电电路以较简单的结构实现了开始充电时以一较 大电流进行充电，当电池快充满时转入涓流充电的分阶段充电的精准 控制，能够使电池充电充分。
图1是现有技术充电电池充电装置的电路图。
图2是电池充电电路较佳实施方式的模块架构图。
图3是电池充电电路较佳实施方式的具体电路图。
具体实施例方式
请参阅图2，为电池充电电路较佳实施方式的模块架构图。该电 池充电电路1包括一充电模块10、 一比例放大电路20、 一比较模块 30、 一电流才企测电路40、 一控制才莫块50以及一连接端口 60。
其中，该连接端口 60用于4妄入充电电源，本实施方式中为4妄入市 电适配器为电池充电提供电源，该充电模块10用于控制对电池70充 电，该电流检测电路40用于检测充电路径的电流，并转换成一 电压差 值(以下称为限流电压)，该限流电压与充电^各径电流成正比，比例 放大电路20用于放大该电流检测电路40转换的限流电压，该比较模 块30用于比较该放大的限流电压与 一基准电压，并输出 一限流信号，该控制模块50用于响应该限流信号并控制充电模块10进入涓流充电 模式。其中，该比较模块30的基准电压对应的为电池快充满时限流电 压的大小。
在连接端口 60接入市电适配器对电池70充电时，充电模块10控 制以一4交大的电流为电池70充电。随着电池电量的增加，电池电压也 随之上升，充电路径的电流也相应减小，通过比例;改大电路20》i:大的 限流电压也减小。当电池快充满时，限流电压会下降到该基准电压之 下。比较模块30比较该放大的限流电压与该基准电压，当放大的限流 电压小于该基准电压时，输出一限流信号，该控制模块50接收该限流 信号，控制充电模块10进入涓流充电模式，充电模块10控制以一涓 流对电池70充电，该涓流要远小于比较才莫块30输出限流信号前的充 电电5充。
请参阅图3，为电池充电电路较佳实施方式的具体电路图。该充 电模块IO具有一电源引脚101(Vcc)、 一电流输出引脚10WBAT)以及 一限流控制引脚103(PROG),该电源引脚101与连4妄端口 60的电压正 极端连接，该电流输出引脚102输出的电流即为电池70充电的电流， 在电池正常充电情况下，该电流输出引脚102输出的电流为限流控制 引脚103电流的整数倍。
该电流检测电^各40为一电阻R3,位于电池70的充电5^径中，即 电阻R3位于充电才莫块10的电流输出引脚102与电池70的正极之间， 该电流纟企测电i 各40转换的限流电压即等于充电电流与该电阻R3的乘 积。本实施方式中，该电阻R3的阻值很小，从而充电时可以减小能量 损耗。
该限流电压经过比例放大电路20放大再和比较模块30进行比较。 为了下面^f更于描述，电阻R3靠近电流输出引脚102的一端设为A,电 阻R4靠近电池70正极的一端设为B。
该比例放大电路20由一运算放大器201以及电阻R4、 R5、 R6、 R7以及多个电容组成，该运算》文大器201有一正相输入端、 一反相输 入端以及一输出端，该输出端即为比例放大电路20的输出端，设该运 算放大器201的正相输入端为C,反相输入端为D。其中，电阻R4与
电阻R7串接于节点A与运算放大器201的输出端之间，且电阻R4靠 近节点A,电阻R4与R7的串接点与运算放大器201的正相输入端C 连接，电阻R5与电阻R6串4妄于节点B与接地点N之间，电阻R5靠 近节点B，电阻R5和R6的串接点与运算放大器201的反相输入端D 连接。本实施方式中，电阻R4的电阻值等于电阻R5的电阻值，电阻 R6的电阻值等于电阻R7的电阻值，设电阻117=116=11! ， R4=R5=RX， 且R尸nRx。设节点A的电压为VA,节点B的电压为VB，运算放大器 201输出端电压为V0UT,由上述连接关系可知V0UT=(VA —VB) 承R!/Rx-n承(Va—Vb)， VA—VB即为限流电压，n即为运算放大器的放 大倍数。本实施方式设n为100,即通过比例;改大电路20将限流电压 》文大了 100倍。
该比较模块30由一比较器301以及电阻R8、 R9构成，其中电阻 R8、 R9串接于一电势点H与一接地点N之间，电阻R8、 R9的串接 点为基准电压端E,该基准电压端E与比较器301的反相输入端连接， 为比较器301提供基准电压，其中，该基准电压对应为电池充电到一 预设程度即快充满时经比例放大电路20所放大的限流电压的大小。比 较器301的正相输入端与运算放大器201的输出端连接，该比较器301 的输出端通过一电阻R10与电势点H连接。其中，该电势点H的电压 可为市电适配器电压经过DC/DC转换器(图中未示出)转换得到，为 了便于描述，^:该电势点电压为V,。
该控制模块50包括并联于所述充电模块10限流控制引脚103与 一接地点F之间的第一与第二支路，其中第一支路包括一电阻Rl,第 二支路包括串联的电阻R2与一高电平导通开关501，该高电平导通开 关501可为一 NMOS管或一 NPN三极管。本实施方式中，该高电平 导通开关501以NMOS管Ql为例进行说明，其中该NMOS管Ql的 源极接地，漏极与电阻R2连接，栅极与比较器301的输出端连接，在 该比较器301未输出限流保护信号时，该栅极通过电阻R1与电势点H 连接而获得一高电平，从而该NMOS管Ql处于导通状态。其中，该 电阻Rl为一较大阻值电阻，该电阻R2为一專交小阻值电阻，电阻Rl 远大于电阻R2。限流控制引脚103端口提供有一恒定电压VPR0G,该
第一、第二支路的电流与其支路的电阻值成反比，即第一支路电流等
于VPR0G/R1,第二支路电流等于VPR0G/R2。
本实施方式中，该市电适配器电压为12V,在连接端口 60接入市 电适配器对电池进行充电时，充电模块IO的电流输出引脚102输出的 电流即充电电流为限流控制引脚103电流的整数倍，而此时由于NMOS 管Ql的栅极通过电阻R10与电势点H连接而获得一高电平，,人而 NMOS管导通，由于电阻R2远小于电阻R1，则控制模块50的第二支 路导通时会旁路第一支路。此时限流控制引脚103电流为第二支路的 电流VPR0(}/R2,则此时充电电流为VPR(X5/R2的整数倍，由于R2较小， 则:t匕时电'池充电为 一大电;充充电。
随着电池70充电，电池70的电压逐渐上升，充电电流不再维持 为限流控制引脚103电流的整数倍，而会逐渐下降，则电阻R3两端电 压差即限电电压不断减小。比较器301比较运算放大器201送来的放 大的限流电压与基准电压，当发现限流电压小于基准电压时，判断此 时电池快充满，发出一低电平的限流信号，则NMOS管Ql的栅极接 收到该低电平限流信号而处于低电平，从而NM0S管Q1截止，从而 第二支^各截止，此时限流控制引脚103电流为第一支5^的电流 VPR0(}/R1,则电流输出引脚102电流即充电电流为整数倍VPR0G/R1, 由于R1较大，则此时充电电流为一孩i小的电流，此时充电模块10以 涓流充电模式对电池70充电，即对电池70涓流充电。
其中，比例放大电路20以及比4交沖莫块30中还有多个电容，其作 用在于减少干扰，实现电池分阶段充电更精确的控制。
通过本实施方式，较精准地实现了电池的分阶段充电，即在开始 充电时以一大电流充电，当电池快充满时，以一涓流进4亍充电，i呆i正 了电池能够充满而且不被持续的大电流充电损坏。
权利要求
1. 一种电池充电电路，包括:一连接端口用于接入一充电电源；一充电模块，用于控制给电池充电，所述充电模块至少包括一电源引脚、一限流控制引脚与一电流输出引脚，该电源引脚与连接端口的电压正极端连接；其特征在于，该电池充电电路还包括:一电流检测电路，位于该充电模块的电流输出引脚与电池之间，用于实时检测充电电流，并将该充电电流转换成一限流电压；一比例放大电路，用于放大该电流检测电路转换成的限流电压；一比较模块，用于比较该放大后的限流电压与一基准电压，当该限流电压小于基准电压时输出一限流信号；一控制模块，位于该比较模块与该充电模块的限流控制引脚之间，用于响应该限流信号，在收到该限流信号后控制该充电模块以一涓流充电模式给电池充电。
2. 如权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述充电电 流检测电路为 一 电阻，位于充电模块的电流输出引脚和电池的正极之 间。
3. 如权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述比例放 大电路包括一运算放大器以及多个电阻。
4. 如权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述比较模 块由一比较器以及多个电阻组成，其中第一、第二电阻串接于一电势 点与一接地点之间，第一、第二电阻的串接点为基准电压端，该基准 电压端与比较器的反相输入端连接，为比较器提供基准电压，比较器 的正相输入端与比例放大电路的输出端连接，该比较器的输出端通过 一电阻与该电势点连接。
5. 如权利要求4所述的电池充电电路，其特征在于，比较器比较 该基准电压与放大的限流电压，当限流电压小于该基准电压时，比较 器输出该限流信号，该限流信号为低电平限流信号。
6. 如权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述控制模 块包括并联于所述充电模块限流控制引脚与一接地点之间的第一与第 二支路，其中第一支路包括一电阻，第二支路包括一阻值小于所述第 一支路的电阻与一高电平导通开关。
7. 如权利要求6所述的电池充电电路，其特征在于，在电池开始 充电时，所述高电平导通开关导通，所述充电模块的限流控制引脚电 流为第二支路电流，充电电流为第二支路电流的整数倍，随着电池充电逐渐充满，充电电流逐渐下降，在所述控制模块收到限流信号后， 所述高电平导通开关在所述限流信号控制下截止，所述充电模块限流 控制引脚电流为第 一支路电流，充电电流为第 一支路电流的整数倍， 此时充电模块以渴流充电模式给电池充电。
8. 如权利要求6所述的电池充电电路，其特征在于，所述高电平 导通开关为一NMOS管或NPN三才及管。
全文摘要
一种电池充电电路，所述电路能控制电池充电分阶段进行，即在开始充电时以大电流充电，当电池充电快充满时，控制电池以涓流充电。其中，该电路包括一电流检测模块检测充电路径的电流并转换成一限流电压，包括一比例放大电路用于放大该限流电压，包括一比较模块用于将该限流电压与一反映预设充电程度的基准电压比较。当该限流电压低于基准电压时，输出一限流信号，该电路还包括一控制模块接收该限流信号并控制充电模块进入涓流充电模式，则充电模块控制以涓流对电池充电。通过该电路，能较精准地控制电池充电在开始时以一大电流充电，在电池快充满时，以一涓流充电。
文档编号H02J7/10GK101378199SQ20071007675
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者李晓光, 欧阳洪升, 王汉哲, 鑫 赵, 钟新鸿 申请人:鹏智科技(深圳)有限公司;锦天科技股份有限公司