专利名称:电池充电装置的制作方法
本发明涉及用于便携式计算机、样机、立体声耳机和便携式无绳电话的可充电电池的电池充电装置，尤其是涉及在恒电压和恒电流充电模式下工作的模式变换充电装置。
一般地，二次电池指使用后通过可逆反应能由电源恢复和再充电的电池。最近，一次电池充电装置已商业化。然而，这源于一次电池也能充电的可能性，而非充电装置的特性。因此，一次电池不能与二次电池一样多的次数被充电。
在必须经常替换电池的情况下可充电电池更经济。而且，由于理想的放电特性，它们对要求高电流的样机和便携式机器而言是不可取消的。最近，从500mAh到几Ah容量的各种电池已商业化，但充电装置还没能同电池一样多样化。
与常规电池相比较，可充电电池具有很低的内阻，因此能瞬时地提供大量电流，并且因为好的放电性能，也能保持稳定电压直到放电截止电压。这里，放电截止电压(terminal voltage)指在电池试验中终止放电的极限电压。为了对可充电电池充电，应当引入适量电流给电池。高电流能降低充电周期，但存在过充电(充电超过满充电极限)的危险。在过充电情况下，大多数电池内部产生气体，如果气体量小，就能被吸收。然而，在高充电电流下会产生大量气体，并会破坏过充电的可充电电池。
在汽车和紧急电源中普及的铅电池是廉价的，但它们既不能适当地避免过充电，也不能避免过放电。镍镉(Ni-Cd)电池具有优良的充放电和保持特性。然而，因为低体积能量密度(wh/l)，尤其是环境污染(例如镉的重金属污染)，它们不受欢迎。在自动电池充电装置的设计中，最重要的任务是充电完成点(当电池满充电时)的确定，电学上，检测电池端电压的增加是唯一的方法。
充电中端电压的变化取决于单个电池状态或时效变化，并且完美的自动充电装置很难实现。在电池的保护、快速和足够的充电中必须选择折衷的方法(在使用电解液的高容量可充电电池的情况下，测量电解液密度是确定充电完成点的最好方法)。
有两种方法对电池充电。一种是恒电压充电模式而另一种是恒电流充电模式。在恒电压充电模式下，在比额定电压高的恒电压下以一定速率对电池充电。这种方法广泛用在完全充电或不常放电的紧急电源充电模式中。因为在正常周期内对电池充电，而在负载比充电电源高的情况下对它们放电，这种模式也称作交流浮充充电模式。此方法的优点在于不需要用于电池保护的附加定时装置，但不利的是初始充电阶段的大电流会损害电池或电源。为解决电流控制的此问题，能使用电阻控制初始电流。然而，充电周期期间电压增加会降低充电电流。因此，充电周期也增加，使足够的充电难以实现。由于经济原因，此方法很普及。在电话手机充电装置中，提供了足以充电约20小时的电流，并且为控制初始电流、不完全充电和降低充电周期，保持充电电压高于交流浮充(floating)电压的定义值。此方法常用于便宜产品。在电话手机中此方法的普及源于镍镉电池对过充电的高容限，以及由电源和电阻组成的简单电路结构。
恒电流充电模式用恒电流对电池充电，而不管充电过程期间电池端电压的增加如何，如
图1A所示。在初始充电和快速充电中采用此模式。在此方法中，除非过充电导致电池寿命缩短，应当同时采用定时充电。而且，不管充电过程期间电池端电压的增加如何，因为应当提供恒电流给电池，在此方法中恒流源仍是必须的。按照此方法，由恒电流对电池充电，所以充电周期能减小并且足够充电是可能的，但是与恒电压充电模式中的过充电相似，过充电会导致对电池的致命损坏。
对恒电流充电模式中的快速充电，应当在充电完成点切断电源，除非完全放电后对电池充电，依据充电周期不容易发现充电完成点。这指在快速充电中放电50％的电池比完全放电的电池需要更少的时间。
在一些商业化的快充电装置(例如，用在随身听中的立体声手机)中，没对电池立刻充电，而是在电池放电一定周期后检测端电压下降并确定接入充电时的快速充电周期(依据预编程程序)。此外，在此方法中，除非包括对时效变化的预测，同样水平的充电难以实现，而且此方法同样不能应用于不同型号的电池。
如图1A所示，在恒电流充电状态下快速充电是可能的，但一定周期后电压下降。然而，图1B表示恒电流充电规定时间后恒电压充电能提供几乎完全充电的电池。
目前研究和使用具有高电压、高能量密度、长寿命和高稳定特性的锂离子电池。这些电池要求恒电流和恒电压充电。因此，仅在恒电流或恒电压模式下工作的充电装置不能对锂电池充电。
因上述原因，已研制模式变换充电装置。当电池放电到某一点时此充电装置自动地进行恒电流充电，这样快速充电是可能的，如图1B所示。如果电池充电到高于某电平时，此装置执行恒电压充电。由恒电流充电跟随的恒电压充电保持电流低于10小时充电速率并且保持恒电压状态，而不切换回恒电流模式。此恒电压足以用来由此装置对电池充电并且执行连续补充充电。例如，如果电话手机由此充电装置充电，为快速充电目的，在短时间周期使用手机后执行恒电压充电，而在长时间使用手机后执行恒电流充电。
图2表示现有模式变换电池充电装置的电路结构。为对电池5充电，此充电装置包括电源单元1、开关调节器2、电流检测单元3和恒电压调节单元4。
虽然上述电源单元1没有在图中详细描绘，电源单元1由与电池数目相称的电源变压器、用于充电的主电源电路、用于恒电压标准电压和逻辑电路的5V电源稳压器、用于运算放大器的VEE和恒电流标准电压的附加电源组成。此电源单元提供DC电源，此处AC电源被整流和平滑，并且电源单元1可包括开关调节器2。
电流检测单元3放置在开关调节器2和将充电电流提供到这里的电池5之间。此电流检测单元3由电流检测电阻3a和运算放大器3b组成，电流检测电阻3a把对电池5充电的电流转换成电压，而运算放大器3b放大由电流检测电阻3a减小的电压并提供此电压给上述调节器2的反馈端。
恒电压控制单元4包括把电池的充电电压分成预定比的分压电阻4a、4b，产生标准电压的标准电压发生器4c，以及把上述分压与一标准电压比较并产生恒电压充电控制信号的运算放大器4d。
用户利用此模式变换充电装置，或者以恒电流充电，或者以恒电压充电方式对电池5充电。然而，此装置不能将电池的一种型号与另一种相区别，并且在必要时不能进行恒电压充电。而且，当移去电池组件时此装置不能使电流检测单元3避免静电、噪声或冲击的损坏，因此降低了可靠性。
在充电从恒电流模式切换到恒电压模式的模式变换充电装置中，通常通过或者恒电流模式的执行时间，或者恒电压模式的执行时间来计算已放电电池的充电完成点。这种模式不管实际充电容量如何而强迫充电终止。在前面的装置中，因为在恒电压充电模式中没有检测充电电流量，精确确定充电完成点是不可能的。特别是对锂离子电池，即使在恒电流模式期间由于端电压逐渐增加能发现充电的水平，但是恒电压充电模式期间由于没有端电压的变化，妨碍了其充电水平的确定。因此，用户不能被精确告诉充电水平，并且由于超过满负荷的充电，没完全放电的电池常常过充电。在恒电流充电的情况下，在例如快速充电或快充电的每个步骤中只能够有电流控制。在每个步骤中不能检测超过预定水平的充电电流。检测失败常常导致由于过充电而引起的电池组件损坏，或者由于电池的未完全充电而减少装置的工作时间。
因此本发明目的是提供能精确确定可充电电池(或电池组件)的完全充电状态的模式变换电池充电装置。
本发明的其它目的是提供一电池充电装置，该装置在移去电池时免于由静电、冲击或噪声引起的对恒电压充电调节电路的损坏。
而且，本发明另一目的是提供一电池充电装置，它能检测含有电池构成材料信息的可充电电池组件的类型，并且依据电池组件类型选择地进行最佳充电模式。
根据本发明的一方面，为实现上述目的，提供了一种可充电电池充电装置，用在对具有电池材料构成信息的电池组件充电的电路中，包括施加外部DC电压(Vin)的输入端；为所述电池组件提供充电电流(Iout)的输出端；充电电流检测装置，用于检测流过连接所述输入端和所述输出端的电流通路的所述充电电流，并输出其信号强度与检测电流相对应的电流检测信号；恒电压控制装置，用于检测所述输出端的充电电压(Vout)，并根据检测电压改变所述控制端的电压，以保持所述充电电压到预定电平；充电控制装置，用于输出充电启动信号、用于控制所述电池组件的充电速度的快速充电控制信号、和至少一个充电电流补偿信号；快速充电控制装置，用于响应所述快速充电控制信号，通过改变所述控制端的电压来控制充电速度；该可充电电池充电装置还包括充电电流控制装置，包括所述电流通路和施加控制电压的控制端，用于根据所述控制电压来控制从所述输入端流过所述电流通路的所述充电电流量，其中，所述电流检测信号被加到所述控制端，所述充电电流控制装置接收所述充电启动信号来执行充电操作，并且，根据所述至少一个充电电流补偿信号将所述充电电流量均衡到预定电流参考量；分压装置，用于分配所述充电电流检测装置的输出，其中，所述分压装置的输出被加到所述充电控制装置，所述充电控制装置根据所述分压装置的所述输出来产生所述至少一个充电电流补偿信号；电池温度检测装置，用于检测所述电池组件的温度并产生相应于检测温度的强度的电池温度信号，其中，所述电池温度信号被加到所述充电控制装置；电池类型检测装置，用于通过接收所述电池材料构成信息来检测所述电池组件类型并且产生与检测类型相应的电池类型信号，其中，所述电池类型信号被加到所述充电控制装置；电池电压检测装置，用于检测所述电池组件的端电压并且输出与所检测电压相应的电池电压信号，其中，所述电池电压信号被加到所述充电控制装置，并且，所述充电控制装置输出用于使所述充电电流控制装置根据所述电池组件类型在恒电流充电模式和恒电压充电模式中的任何模式下工作的模式控制信号；充电模式选择装置，用于根据所述模式控制信号，选择地输出所述恒电压控制信号给所述控制端，以改变所述控制端的电压；充电电流补偿装置，用于根据所述至少一个充电电流补偿信号，通过改变所述控制端的电压来补偿所述充电电流；其中所述充电控制装置根据所述分压装置的输出来输出指示所述电池组件充电状态的信息。
充电控制装置根据分压装置的输出来输出表示电池组件充电状态的信息。
此电池充电装置还可包括指示装置，用于根据从充电控制装置输出的充电状态信息来指示电池组件的充电状态。因为用户能用指示装置检测电池组件的充电状态，就能防止由于电池组件的过充电而引起的电池寿命缩短或损坏，从而增加电池的可靠性。
此装置还可包括外部电压检测装置，用于检测外部DC电压并输出与检测电压相应的信号。当外部电压检测装置检测的电压低于预定参考电压时，充电控制装置使充电电流控制装置失效。如上所述，当检测电压超过自动充电控制极限时，不执行充电操作，以防由于过电流而引起电池损坏。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池充电装置，用在对具有电池材料构成信息的可充电电池组件充电的电路中，包括充电电源，包括电流通路和用于供给充电电流的控制端，用于通过所述电流通路来给所述电池组件供给所述充电电流量，该充电电流量与控制端电压的变化相对应；充电电流检测装置，用于检测流过所述电流通路的所述充电电流并根据检测电流来改变所述控制端的电压；恒电压控制装置，用于检测通过所述电流通路提供给所述电池组件的充电电压并根据所检测电压来输出用于改变所述控制端电压的恒电压控制信号；充电控制装置，用于输出使所述充电电源执行充电操作的充电启动信号、用于控制所述电池组件充电速度的快速充电控制信号、以及用于均衡所述充电电流量到预定参考电流量的至少一个充电电流补偿信号；快速充电控制装置，用于响应所述快速充电控制信号，通过改变所述控制端的电压来控制充电速度；该所述电池充电装置还包括电池温度检测装置，用于检测所述电池组件温度并产生电池温度信号，该信号具有与所检测温度相应的强度，其中，所述电池温度信号被加到所述充电控制装置；电池类型检测装置，用于通过接收所述电池材料构成信息来检测所述电池组件类型并产生与所检测类型相应的电池类型信号，其中，所述电池类型信号被加到所述充电控制装置；电池电压检测装置，用于检测所述电池组件的充电电压并输出与所检测温度相应的电池电压信号，其中，所述电池电压信号被加到所述充电控制装置，并且，所述充电控制装置输出用于使所述充电电源根据所述电池组件类型在恒电流充电模式和恒电压充电模式中的任何模式下工作的模式控制信号；充电模式选择装置，用于根据所述模式控制信号来选择地输出所述恒电压控制信号给所述控制端，以改变所述控制端的电压；充电电流补偿装置，用于根据所述至少一个充电电流补偿信号，通过改变所述控制端的电压来补偿所述充电电流；充电电流信息发生装置，用于提供关于流过所述电流通路的所述充电电流量信息给所述充电控制装置；其中所述充电控制装置根据所述充电电流量信息来输出用于指示所述电池组件充电状态的充电状态信息。
在此装置中，充电控制装置根据充电电流量信息，输出指示电池组件充电状态的充电状态信息。
此装置还可包括指示装置，用于根据从充电控制装置输出的充电状态信息来指示电池组件的充电状态。
参考如下附图可理解本发明并且使本发明的目的、特征和效果对本领域技术人员而言，显而易见。
图1A是表示仅在恒电流充电模式下充电的电池的充电电流和电压波动图；
图1B是表示在恒流充电模式和恒电压充电模式下连续充电的电池的充电电流和电压波动图；图2是表示在恒电流充电模式和恒电压充电模式下工作的现有电池充电装置的电路结构图；图3是表示根据本发明的优选实施例，电池充电装置的电路结构图；图4是表示图3所示分压电路的输出波形图；图5是表示能代替图3所示分压电路的电路结构图；图6是表示快速(fast)充电模式下电流和电压特性曲线；图7是表示快(quick)充电模式下电流和电压特性曲线；图8是用于解释电池充电容量的指示模式图。
在依照示意性实施例描述本发明时，可以预料用本发明权利要求
精神范围内的变化也能如上所述实施本发明。
参照图3，电池组件100包括用于指示电池材料构成信息的两个开关SW1和SW2。当电池组件100由镍镉或镍金属氢化物电池组成时，开关SW1闭合而开关SW2断开。反之，当电池组件100由锂离子电池组成时，开关SW1断开而开关SW2闭合。电池组件100包括电池101、阳极端102、阴极端103、用于检测电池101温度的热敏电阻104、温度端子105、以及用于输出电池类型信息的输出端106、107。当电池组件100固定在充电装置上时，它的各端子连接到充电装置的相应端子102a、105a、106a和107a。
本实施例的充电装置包括微计算机(或微处理机)300，作为控制电池组件100的全部充电操作的装置。此微计算机由调整电路(由290、C10、C11和R23构成)供电(VDD)。微计算机300连接到振荡电路，振荡电路包括晶体振荡器X1、电阻R20和电容器C6、C7。
作为充电电源的充电电流控制单元210连接到输入端11和给电池组件100供给充电电流(Iout)的输出端102a，来自AC转换器的DC电压(Vin)提供给输入端11。充电电流控制单元210由开关调节器组成。控制单元210，即开关调节器，包括位于电流通路12上用于提供充电电流的开关单元211和脉；中宽度调制集成电路(PWMIC)212。开关单元211由电阻R3、R4，二极管D1和晶体管Q1和Q2组成。PWMIC212通过输出脉冲信号来控制开关单元211内晶体管Q2的开通/断开时间，脉冲信号具有与控制端213的电压电平相对应的工作方式(duty)。因此，根据输入到PWMIC212的控制端213的控制电压来控制从输入端流过电流通路12的充电电流(Iout)。
设置由电感器L1、二极管D2和电容器C3组成的能量存储单元220来存储来自充电电流控制单元210的电能。
充电电流检测单元230连接到能量存储单元220。充电电流检测单元230由电阻R5～R9和运算放大器231组成。
检测单元230使用用于检测充电电流的电阻R5上的电压降来检测流过电流通路12的充电电流，并且输出电流检测信号给PWMIC212的控制端213。该电流检测信号具有对应于所检测电流的强度。
用于按预定的比例分配充电电流检测单元230的输出的分压单元240由电阻R10、R11，二极管D4，和电容器C4组成。充电电流检测单元230的输出电压被分压电阻R10、R11分配，所分配的电压被转换成用于二极管D4和电容器C4的稳定DC电平，并且提供给微计算机300。微计算机300识别在恒电压充电模式下通过分压单元240的充电电流量。例如，如果充电电流检测电阻器的电阻是0.1欧姆。运算放大器231的放大系数是25,R10和R11之间比例满足R10∶R11=1∶4，以及2A充电电流流过电流通路，那么电阻器R5两端间的电压差将是0.2V，运算放大器的输出电压是5.0V，以及4.0V电压将提供给微计算机300的端子(CC)。在上述同样条件下，如果0.5A充电电流流过电流通路，那么1.0V电压提供给微计算机300的端子(CC)。图4示意表示在恒电流充电模式和恒电压充电模式下连续进行充电时分压单元240的输出电压波形。分压单元240的输出在恒电流充电模式下保持恒定电平，但是分压单元240的输出在恒电压充电模式下随时间流逝而降低。如上所述，分压单元240作为充电电流信息发生电路完成给微计算机300提供关于流过电流通路的充电电流量信息的功能。
另一方面，如图5所示，可使用由齐纳(Zener)二极管ZD1、电阻器R24、二极管D6和电容器C12组成的电路，二极管ZD1的阴极和阳极分别连接到运算放大器231的输出端和地电压。在此电路中，因为归因于齐纳(Zener)二极管ZD1，由浪涌电流或过电流引起的超过微计算机300工作电压的电压没有提供给微计算机300，所以能避免由于浪涌电流或过电流引起的微计算机300的损坏或误操作。
又参照图3，已知的恒电压控制单元250检测输出端102a的充电电压(Vout)，并且根据检测电压输出用于改变PWMIC212的控制端电压的恒电压控制信号，以保持充电电压在预定电平。
电池类型检测单元260通过从电池组件100接收电池构成的材料信息来检测电池类型，并且给微计算机300提供与检测类型相应的电池类型信号。详细地，如果电池组件100的开关SW1接通，因为电池类型检测单元260的端(106a)电压变成接地电压电平，那么微计算机300觉察成连接镍镉或镍金属氢化物电池。这样，微计算机300使电池组件100只在恒电流充电模式下快速(quick and fast)充电。反之，如果电池组件100的开关SW2接通，因为电池类型检测单元260的端(107a)电压变成地电平，那么微计算机300觉察成接入锂离子电池充电。这样，微计算机300使电池组件100在恒电流和恒电压充电模式下快速充电。
由电阻器R21和电容器C8组成的电池温度检测单元270通过热敏电阻104检测电池组件100的温度并给微计算机300提供其强度与检测温度相对应的电池温度信号，热敏电阻104根据温度而改变电阻。
也由电阻器R22和电容器C9组成的电池电压检测单元280检测电池组件100的端(102或102a)电压，并根据检测电压给微计算机300提供电池电压信号BV。
微计算机300依据输入信号，输出充电电流控制单元210执行充电操作的充电启动信号CE、控制电池组件100是否快速充电的快速充电控制信号FQ、使充电电流控制单元210根据电池组件100的类型在恒电流充电模式和恒电压充电模式中的任何一个下工作的模式控制信号CM、以及用于均衡充电电流量到预定参考电流量的充电电流补偿信号LC和HC中的至少一个。
公知的快速充电控制单元310响应来自微计算机300的快速充电控制信号FQ，通过改变PWMIC212的控制端(213)电压来控制充电速度。如果快速充电控制信号FQ的电平是高，快速充电控制单元310通过降低控制端213的电压来增加流过开关单元211的充电电流量，如图6所示。另一方面，如果快速充电控制信号FQ的电平是低，快速充电控制单元310通过升高控制端213的电压来减少流过开关单元211的充电电流量，如图7所示。因此，电池快速充电。
充电模式选择单元320由二极管D5、电容器C5、电阻器R16、R17和晶体管Q5组成。充电模式选择单元320根据来自微计算机300的模式控制信号CM，选择地输出恒电压控制单元250的输出信号给端子213。如果模式控制信号CM的电平是高，晶体管Q5接通。因此，因为恒电压控制单元250的输出没有供给端子213，本实施例的充电装置在恒电流充电模式下工作。反之，如果模式控制信号CM的电平是低，晶体管Q5断开。因此，因为恒电压控制单元250的输出供给端子213，充电装置在恒电压充电模式下工作。
充电电流补偿单元330由电阻器R12～R15和晶体管Q3和Q4组成。充电电流补偿单元330响应充电电流补偿信号LC和HC来补偿流过电流通路12的充电电流。
微计算机300通过分析来自分压单元240的电流检测信号CC，输出充电电流补偿信号如下如果分析表明电池在正常充电过程中，微计算机300分别输出低电乎充电电流补偿信号LC和高电平充电电流补偿信号HC。
如果分析表明比预定量少的充电电流量流过，微计算机300分别输出高电平充电电流补偿信号LC和高电平充电电流补偿信号HC。
如果分析表明比预定量多的充电电流量流过，微计算机300分别输出低电平充电电流补偿信号LC和低电平充电电流补偿信号HC。
如上所述，流过电流通路12的充电电流根据充电电流量由控制端(213)电压的变化来补偿。充电电流补偿单元330可由至少三个电阻器和至少三个开关装置组成，电阻器并联到控制端213以改变控制端电压，开关装置连接到电阻器和地，它根据从微计算机300提供的三种充电电流补偿信号接通/断开。这样，更精确地补偿电流。
微计算机300根据分压单元240的输出来输出指示电池组件100充电状态的信息。用户能通过恒电压充电模式下的充电状态信息了解电池组件100的充电状态。如图8所示来识别电池的充电状态，例如应当在恒电压模式下充电的锂离子电池。在提供给电池组件100的充电电流是恒定的并且在电池组件100的充电电压迅速增加的恒电流充电模式下，微计算机300根据电池组件100的电压变化来输出由A至D％识别的充电状态信息。在电池组件100的充电电流是恒定的并且在充电电流降低的恒电压充电模式下，微计算机300根据充电电流降低速率，即分压单元240输出的降低速率来输出由E至K％识别的充电状态信息。
由电阻器R1、R2和电容器C1组成的外部电压检测单元340检测外部DC电压(Vin)并输出与检测电压相应的信号。如果此检测单元340检测的电压低于预定参考电压，为了中断充电操作，微计算机300使充电电流控制单元210失去作用(disable)。
连接到输出端102a的二极管是防放电装置，用于防止电池组件100的充电电压通过电流通路放电。
在本实施例的装置应用于便携计算机时，根据从微计算机300输出的充电状态信息来指示电池组件100的充电状态的元件部分是不必要的，否则则是必要的，但本领域技术人员将会毫无困难地把充电状态指示部件用于本发明。
根据上述本发明，即使对任何完全放电电池、满充电电池和具有一定量电能的电池充电，充电也只有在电池满充电后才自动完成。因为用户能检测电池组件的充电状态，能避免由于电池组件的过充电而引起的电池寿命缩短或损坏，增加了电池可靠性。当检测电压超过自动充电控制的极限时，不进行充电操作，以防由于过电流而引起电池损坏。
权利要求
1．一种可充电电池充电装置，用在对具有电池材料构成信息的电池组件充电的电路中，包括施加外部DC电压(Vin)的输入端；为所述电池组件提供充电电流(Iout)的输出端；充电电流检测装置，用于检测流过连接所述输入端和所述输出端的电流通路的所述充电电流，并输出其信号强度与检测电流相对应的电流检测信号；恒电压控制装置，用于检测所述输出端的充电电压(Vout)，并根据检测电压改变所述控制端的电压，以保持所述充电电压到预定电平；充电控制装置，用于输出充电启动信号、用于控制所述电池组件的充电速度的快速充电控制信号、和至少一个充电电流补偿信号；快速充电控制装置，用于响应所述快速充电控制信号，通过改变所述控制端的电压来控制充电速度；其特征在于，所述可充电电池充电装置还包括充电电流控制装置，包括所述电流通路和施加控制电压的控制端，用于根据所述控制电压来控制从所述输入端流过所述电流通路的所述充电电流量，其中，所述电流检测信号被加到所述控制端，所述充电电流控制装置接收所述充电启动信号来执行充电操作，并且，根据所述至少一个充电电流补偿信号将所述充电电流量均衡到预定电流参考量；分压装置，用于分配所述充电电流检测装置的输出，其中，所述分压装置的输出被加到所述充电控制装置，所述充电控制装置根据所述分压装置的所述输出来产生所述至少一个充电电流补偿信号；电池温度检测装置，用于检测所述电池组件的温度并产生具有相应于检测温度的强度的电池温度信号，其中，所述电池温度信号被加到所述充电控制装置；电池类型检测装置，用于通过接收所述电池材料构成信息来检测所述电池组件类型并且产生与检测类型相应的电池类型信号，其中，所述电池类型信号被加到所述充电控制装置；电池电压检测装置，用于检测所述电池组件的端电压并且输出与所检测电压相应的电池电压信号，其中，所述电池电压信号被加到所述充电控制装置，并且，所述充电控制装置输出用于使所述充电电流控制装置根据所述电池组件类型在恒电流充电模式和恒电压充电模式中的任何模式下工作的模式控制信号；充电模式选择装置，用于根据所述模式控制信号，选择地输出所述恒电压控制信号给所述控制端，以改变所述控制端的电压；充电电流补偿装置，用于根据所述至少一个充电电流补偿信号，通过改变所述控制端的电压来补偿所述充电电流；其中所述充电控制装置根据所述分压装置的输出来输出指示所述电池组件充电状态的信息。
2．如权利要求
1的电池充电装置，其特征在于，所述可充电电池充电装置还包括外部电压检测装置，用于检测所述外部DC电压和输出与所检测电压相应的信号，其中当所述外部电压检测装置检测的电压低于预定参考电压时所述充电控制装置使所述充电电流控制装置失去作用。
3．根据权利要求
1或2的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流控制装置包括开关装置，包括连接到所述输入端的第一端子、连接到所述输出端的第二端子、以及施加预定频率的脉冲信号并根据所述脉冲信号接通/断开的第三端子；以及开关控制装置，用于通过输出与所述控制电压有相应工作方式的所述脉冲信号来控制所述开关装置的工作时间。
4．根据权利要求
1或2的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流控制装置包括开关调节器，开关调节器包括连接到所述输入端的第一端子、施加所述控制电压的第二端子、以及连接到所述输出端的第三端子，用于输出与所述控制电压相应的所述充电电流。
5．根据权利要求
2的电池充电装置，其特征在于，所述可充电电池充电装置还包括防放电装置，用于防止所述电池组件的充电电压通过所述电流通路的放电。
6．根据权利要求
2的电池充电装置，其特征在于，所述电池充电装置还包括能量存储装置，用于存储从所述充电电流控制装置产生的电能。
7．根据权利要求
1的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流检测装置包括连接到所述电流通路的电阻装置，用于检测流过所述电流通路的所述充电电流，以及放大装置，用于按预定增益放大所述电阻装置上的电压降并输出所放大电压给所述控制端。
8．根据权利要求
1的电池充电装置，其特征在于，所述充电模式选择装置包括开关装置，用于根据所述恒电流充电模式下的所述模式控制信号使所述恒电压控制信号流入地。
9．根据权利要求
1的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流补偿装置包括并联到所述控制端的至少两个电阻器，用于改变所述控制端的所述电压，以及至少两个开关装置，其每个都连接在所述电阻器和地之间，根据所述充电控制装置提供的至少两个充电电流补偿信号接通/断开。
10．根据权利要求
1的电池充电装置，其特征在于，所述可充电电池充电装置还包括指示装置，用于根据从所述充电控制装置输出的所述充电状态信息来指示所述电池组件的充电状态。
11．一种电池充电装置，用在对具有电池材料构成信息的可充电电池组件充电的电路中，包括充电电源，包括电流通路和用于供给充电电流的控制端，用于通过所述电流通路来给所述电池组件供给所述充电电流量，该充电电流量与控制端电压的变化相对应；充电电流检测装置，用于检测流过所述电流通路的所述充电电流并根据检测电流来改变所述控制端的电压；恒电压控制装置，用于检测通过所述电流通路提供给所述电池组件的充电电压并根据所检测电压来输出用于改变所述控制端电压的恒电压控制信号；充电控制装置，用于输出使所述充电电源执行充电操作的充电启动信号、用于控制所述电池组件充电速度的快速充电控制信号、以及用于均衡所述充电电流量到预定参考电流量的至少一个充电电流补偿信号；快速充电控制装置，用于响应所述快速充电控制信号，通过改变所述控制端的电压来控制充电速度；其特征在于，所述电池充电装置还包括电池温度检测装置，用于检测所述电池组件温度并产生电池温度信号，该信号具有与所检测温度相应的强度，其中，所述电池温度信号被加到所述充电控制装置；电池类型检测装置，用于通过接收所述电池材料构成信息来检测所述电池组件类型并产生与所检测类型相应的电池类型信号，其中，所述电池类型信号被加到所述充电控制装置；电池电压检测装置，用于检测所述电池组件的充电电压并输出与所检测温度相应的电池电压信号，其中，所述电池电压信号被加到所述充电控制装置，并且，所述充电控制装置输出用于使所述充电电源根据所述电池组件类型在恒电流充电模式和恒电压充电模式中的任何模式下工作的模式控制信号充电模式选择装置，用于根据所述模式控制信号来选择地输出所述恒电压控制信号给所述控制端，以改变所述控制端的电压；充电电流补偿装置，用于根据所述至少一个充电电流补偿信号，通过改变所述控制端的电压来补偿所述充电电流；充电电流信息发生装置，用于提供关于流过所述电流通路的所述充电电流量信息给所述充电控制装置；其中所述充电控制装置根据所述充电电流量信息来输出用于指示所述电池组件充电状态的充电状态信息。
12．根据权利要求
11的电池充电装置，其特征在于，所述充电电源包括开关装置，包括施加外部DC电压的第一端子、给所述电池组件提供充电电流的第二端子、以及施加预定频率脉冲信号并根据所述脉冲信号接通/断开的第三端子；以及开关控制装置，用于通过输出所述脉冲信号来控制所述开关装置的工作时间，所述脉冲信号具有与所述控制电压相应的工作方式。
13．根据权利要求
12的电池充电装置，其特征在于，所述电池充电装置还包括用于检测所述外部DC电压并输出与所检测电压相应的信号的外部电压检测装置，其中当所述外部电压检测装置检测的电压低于预定参考电压时所述充电控制装置使所述充电电流控制装置失去作用。
14．根据权利要求
13的电池充电装置，其特征在于，所述电池充电装置还包括防放电装置，用于防止所述电池组件的充电电压通过所述电流通路放电。
15．根据权利要求
14的电池充电装置，其特征在于，所述电池充电装置还包括指示装置，用于根据从所述充电控制装置输出的所述充电状态信息来指示所述电池组件的充电状态。
16．根据权利要求
11的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流检测装置包括连接到所述电流通路的电阻装置，用于检测流过所述电流通路的所述充电电流，以及放大装置，用于按预定增益放大所述电阻装置上的电压降并输出所放大电压给所述控制端。
17．根据权利要求
11的电池充电装置，其特征在于，所述充电模式选择装置包括开关装置，用于根据所述恒电流充电模式下的所述模式控制信号使所述恒电压控制信号流入地。
18．根据权利要求
11的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流补偿装置包括并联到所述控制端的至少两个电阻器，用于改变所述控制端的所述电压，以及至少两个开关装置，其每个都连接在所述电阻器和地之间，根据所述充电控制装置提供的至少两个充电电流补偿信号接通/断开。
19．根据权利要求
11的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流信息发生装置包括分压装置，用于按预定比例分配所述充电电流的输出电压。
20．根据权利要求
11的电池充电装置，其特征在于，所述充电电流信息发生装置包括保护装置，用于保护所述充电控制装置免于浪涌电流和过电压。
21．根据权利要求
20的电池充电装置，其特征在于，所述保护装置包括齐纳二极管，该二极管的两端分别连接到所述充电电流检测装置的输出端和接地电压。
专利摘要
一种模式变换电流充电装置，即使对安全放电电池、满充电电池和具有一定量电能的电池中的任何一个充电，该充电只在电池满充电后才自动完成，避免由于电池组件的过充电而引起电池寿命缩短或损坏，该装置包括输入端输出端；充电电流控制装置；充电电流检测装置；分压装置；恒压电压控制装置，用于检测电池温度、电池类型、电池电压的三个检测装置；充电控制装置；快速充电控制装置；充电模式选择装置；充电电流补偿装置，其中控制装置输出指示电池组件充电状态的信息。
文档编号H02J7/10GKCN1071057SQ97120449
公开日2001年9月12日 申请日期1997年10月15日
发明者李昌钦 申请人:三星电子株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (2),