充电电源及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源领域，更具体地，涉及用于充电电池的充电电源及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，对充电电池充电的过程通常包括恒流充电和恒压充电两个阶段。在充电开始时采用恒流充电，其中采用较大的电流提高充电效率。在充电电池快充满时，进入恒压充电阶段，以防止过充。在充电过程中，监测充电电池的端电压，根据该电压的变化从恒流充电切换为恒压充电。
[0003]然而，由于电路线路阻抗和电池内阻的原因，实际检测到的充电电池电压会大于充电电池的真正电压。如图1所示，充电电源1C的输出端OUT提供用于充电的输出电压Vout，输出电容Cout连接在输出端OUT和接地端GND之间，充电电池BAT连接在输出端OUT和接地端GND之间作为负载。在图1中还示出线路等效电阻Rs和充电电池的等效电阻Rr。在充电电源1C内部，从输出端OUT获取反馈电压，并且与参考电压Vref相比较，从而判断充电电源的充电模式切换时刻。由于线路阻抗Rs以及电池内阻Rr的存在，充电电池两端的电压Vbat并不等于输出端OUT的电压Vout，而是等于Vout_1ut* (Rs+Rr)，lout为充电电流。如果基于输出端OUT的电压Vout判断充电电池的充电状态并且切换充电模式，则由于充电电池的电压实际上仍未达到该预定值，因此恒压充电阶段需要相当长的恒压充电时间才能使充电电池被真正充满，从而导致充电时间过长。
[0004]因此，期望进一步改进充电电源的控制以实现充电模式的准确切换，从而安全快速地进行充电过程，节省充电时间。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可以补偿线路阻抗和电池内阻的充电电源及其控制方法，从而实现快速充电。
[0006]根据本发明的一方面，提供一种充电电源，根据补偿信号执行连续的恒流充电阶段和恒压充电阶段，其特征在于，所述充电电源包括:补偿电路，包括接收所述输出电压的输入端，以及提供补偿信号的输出端，其中，所述补偿电路分别在恒定的第一输出电流下获得与第一输出电压相对应的第一电压，以及在恒定的第二输出电流下获得与第二输出电压相对应的第二电压，并且根据第一电压和第二电压的差值获得补偿电压，以及采用补偿电压修正所述补偿信号。
[0007]优选地，所述补偿电路包括电压反馈环路，所述电压反馈环路包括第一差分放大器，包括分别接收第一参考电压和与所述输出电压相对应的第三电压的同相输入端和反相输入端，以及提供所述补偿信号的输出端，其中，所述第一参考电压叠加所述补偿电压以获得所述第一参考电压的补偿值，使得所述第一差分放大器的同相输入端接收所述第一参考电压的补偿值，或者所述第三电压减去所述补偿电压以获得所述第三电压的补偿值，使得所述第一差分放大器的反相输入端接收所述第三电压的补偿值。
[0008]优选地，所述补偿电路还包括电流反馈环路，所述电流反馈环路包括第二差分放大器，包括接收第二参考电压和第三参考电压之一的同相输入端、接收与所述输出电流相对应的第四电压的反相输入端，以及提供所述补偿信号的输出端，其中，所述第二参考电压和所述第三参考电压分别对应于所述第一输出电流和所述第二输出电流。
[0009]优选地，所述补偿电路还包括:选择电路，用于选择所述第一差分放大器和所述第二差分放大器的输出信号中数值较小的输出信号作为补偿信号。
[0010]优选地，所述补偿电路还包括:第一二极管和第二二极管，所述一二极管的阴极连接至所述第一差分放大器的所述输出端，所述第二二极管的阴极连接至所述第二差分放大器的所述输出端，以及所述第一二极管和所述第二二极管的阳极共同连接至公共节点，以提供所述补偿信号。
[0011 ] 优选地，所述补偿电路还包括:电压采样保持电路，包括连接至所述充电电源的所述输出端的第一支路和第二支路，分别采样和保持在恒定的第一输出电流下获得与第一输出电压相对应的第一电压，以及在恒定的第二输出电流下获得与第二输出电压相对应的第二电压；参考电压叠加电路，包括第一压控电压源和第二压控电压源，所述第一压控电压源用于获得所述第一电压和所述第二电压的电压差，作为所述补偿电压，所述第二压控电压源用于叠加所述第一参考电压和所述补偿电压。
[0012]优选地，所述第一支路包括连接在所述输出端和所述第一压控电压源的正输入端之间的第一开关，以及连接在所述第一压控电压源的正输入端和地之间的第一电容，所述第一电容保存所述第一电压，所述第二支路包括连接在所述输出端和所述第一压控电压源的负输入端之间的第二开关，以及连接在所述第二压控电压源的负输入端和地之间的第二电容，所述第二电容保存所述第二电压，所述第一压控电压源的正输入端和负输入端分别接收所述第一电压和所述第二电压，负输出端接地，使得所述第一压控电压源的正输出端获得所述第一电压和所述第二电压的电压差，所述第二压控电压源的正和负输入端之间接收所述补偿电压，负输出端接收所述第一参考电压，使得所述第二压控电压源的正输出端获得所述第一参考电压的补偿值，所述参考电压叠加电路还包括连接在所述第一压控电压源的正输出端和所述第二压控电压源的正输入端之间的第三开关，以及连接在所述第二压控电压源的正输入端和负输入端之间的第三电容，所述第三电容用于保存所述补偿电压。
[0013]优选地，所述补偿电路还包括:电压采样保持电路，包括连接至所述充电电源的所述输出端的第一支路和第二支路，分别采样和保持在恒定的第一输出电流下获得与第一输出电压相对应的第一电压，以及在恒定的第二输出电流下获得与第二输出电压相对应的第二电压；输出电压补偿电路，包括第一压控电压源和第三差分放大器，所述第一压控电压源用于获得所述第一电压和所述第二电压的电压差，作为所述补偿电压，所述第三差分放大器用于从所述第三电压减去所述补偿电压。
[0014]优选地，所述第一支路包括连接在所述输出端和所述第一压控电压源的正输入端之间的第一开关，以及连接在所述第一压控电压源的正输入端和地之间的第一电容，所述第一电容保存所述第一电压，所述第二支路包括连接在所述输出端和所述第一压控电压源的负输入端之间的第二开关，以及连接在所述第二压控电压源的负输入端和地之间的第二电容，所述第二电容保存所述第二电压，所述第一压控电压源的正输入端和负输入端分别接收所述第一电压和所述第二电压，负输出端接地，使得所述第一压控电压源的正输出端获得所述第一电压和所述第二电压的电压差，所述第三差分放大器的同相输入端和反相输入端分别接收所述第三电压和所述补偿电压，使得所述第三差分放大器的输出端获得所述第三电压的补偿值，所述参考电压叠加电路还包括连接在所述第一压控电压源的正输出端和所述第三差分放大器的反相输入端之间的第三开关，以及连接在所述第三差分放大器的反相输入端和地之间的第三电容，所述第三电容用于保存所述补偿电压。
[0015]根据本发明的另一方面，提供一种充电电源的控制方法，根据补偿信号执行连续的恒流充电阶段和恒压充电阶段，其特征在于，在所述恒流充电阶段:在恒定的第一输出电流下充电，获得与第一输出电压相对应的第一电压；在丨旦定的第二输出电流下充电，获得与第二输出电压相对应的第二电压；根据第一电压和第二电压的差值获得补偿电压；以及采用补偿电压修正所述补偿信号。
[0016]优选地，根据修正的所述补偿信号，确定从所述恒流充电阶段切换至所述恒压充电阶段的时刻。
[0017]优选地，根据修正的所述补偿信号，确定所述恒压充电阶段的输出电压的大小。
[0018]优选地，根据第一参考电压和与所述输出电压相对应的第三电压产生所述补偿信号，在所述第一参考电压上叠加所述补偿电压，以获得所述第一参考电压的补偿值，或者从所述第三电压减去所述补偿电压，以获得所述第三电压的补偿值。
[0019]优选地，所述恒流充电阶段包括交替的多个第一时间段和多个第二时间段，分别提供所述第一输出电流和所述第二输出电流。
[0020]优选地，在第一时间段结束前，保存所述第一电压；在第二时间段结束前，保存所述第二电压；以及在保存所述第一电压和所述第二电压之后，从所述第一电压减去所述第二电压，以获得电压差作为所述补偿电压。
[0021]根据本发明的实施例的充电电源及其控制方法，由于采用补偿电压修正补偿信号，因此，可以根据修正的所述补偿信号，确定从所述恒流充电阶段切换至所述恒压充电阶段的时刻。相对于现有技术中达到参考电压的时间增加了。因此，充电电源在恒