專利名稱：智能串聯(lián)式電池充電器及充電線路塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可為可充電電池作串聯(lián)式充電的電池充電器。本發(fā)明尤其涉及配有一組多個充電區(qū)段串聯(lián)連接的電池充電器。盡管不限于此，本發(fā)明更具體地涉及一種可以從任何串聯(lián)充電區(qū)段中取出或旁路一塊或多塊電池而實質(zhì)上并不影響充電器其它區(qū)段中充電電池的充電條件的串聯(lián)式電池充電器。本發(fā)明更進(jìn)一步地來說涉及一種以較簡單的電子元件，同時達(dá)致充電區(qū)段在無電源以及在被分路或旁路的狀態(tài)下產(chǎn)生一相對較高阻抗現(xiàn)象以阻止來自電池的反向電流而在充電過程中卻為充電線路提供一低阻抗路由的一種串聯(lián)式電池充電器。
背景技術(shù)：
可充電電池廣泛地使用在許多便攜式和移動電氣和電子裝置和器具中，例如是蜂窩式或無繩電話、遠(yuǎn)程中繼器、遙控部件、遙控傳感器、便攜式照明裝置、便攜式收音機(jī)、便攜式鉆孔機(jī)和許多其它設(shè)備等。由于可充電電池比一次性電池更有利于環(huán)境并長期而言可更省錢，可充電池更受優(yōu)選。對于遠(yuǎn)程及遙遠(yuǎn)應(yīng)用的使用，可充電電池也許更是唯一的實際選擇。
可充電電池需要重復(fù)充電以為安裝了這些電池的裝置和器具供應(yīng)電力?，F(xiàn)今常見的便攜式裝置通常需要由多個(通常為二到十塊)單元電池組成的電池組來操作。因此，能夠提供同時可為一組多個及不同數(shù)目可充電電池充電的智能型電池充電器為大眾所需求?，F(xiàn)今的電池充電器主要分為兩種類型。第一類是并聯(lián)式充電器。在并聯(lián)式充電器中，所有的電池承受同一充電電壓但可用不同的充電電流充電。另一類是串聯(lián)式充電器。在串聯(lián)式充電器中，相同的充電電流通常通過所有正在充電的串聯(lián)電池。
在一般需要將充電池交替地經(jīng)過多次充電和放電過程的用途中，充電電源一般的要求大致在3到12伏特之間的，而每塊可充電電池的電壓通常在1-2伏特的范圍內(nèi)。在這些串聯(lián)用途中，由于電池組一般已預(yù)先作固定串聯(lián)連接，充電必須使用串聯(lián)式電池充電器。
由于可充電電池的廣泛使用，對快速電池充電器的需求也在日益增長?？焖匐姵爻潆娖鞯囊话闳粘６x為能夠在大約一小時內(nèi)給空電池完全充電(一般簡稱“1C”充電器)?？焖匐姵爻潆娖鞯氖褂谜咭话悴槐乩速M(fèi)太長時間等待電池的充分充電。為了達(dá)致快速有效的電池充電，快速電池充電器一般使用具有相對地較高額定電流的高頻脈沖充電電流。舉例來說，對于一個1,600mAH的可充電電池來說，1C充電器需要提供的額定電流大約是1.6A。在充電過程中，電池電極上產(chǎn)生氧氣而負(fù)極對氧的消耗會使電池發(fā)熱?？偟膩碚f，1C的額定充電電流在現(xiàn)有電池技術(shù)條件下被認(rèn)為能夠在減少充電時間與保持電池不過熱受損之間取得平衡而受到廣泛采用。隨著電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電池可能會用更大的額定充電電流而不會過熱。到時，能提供大于1C或更大額定充電電流的電池充電器將會更流行。總括來說，由于并聯(lián)式快速充電器需要提供非常大電流的電源致使其成本高昂，較優(yōu)選的快速電池充電器，尤其是為1.5-2伏特的低電壓可充電電池充電的快速電池充電器，應(yīng)是串聯(lián)充電形式以減低對電源電流的要求。然而，串聯(lián)充電意味著同樣的電流須流過每一個串聯(lián)的充電區(qū)段，這一現(xiàn)象亦可帶來許多問題。例如，為了避免電池過熱受損或在電池已經(jīng)受損的情況下將電池從充電器中取出時，充電電流會在替換電池的加入前被中斷。另外，當(dāng)不同容量的可充電電池或?qū)⒑门c壞的電池混在一起充電時亦會發(fā)生類似的問題。
再例如，當(dāng)容量較小的電池已被完全充電時，容量較大的電池很可能仍然需要充電。對于無監(jiān)測和控制電路的簡單串聯(lián)式充電器來說，這些電池將繼續(xù)被充電。結(jié)果，電池可能會發(fā)生過熱而引致電池?fù)p壞或甚而至爆炸。
另一方面，對于那些具有較復(fù)雜的充電情況監(jiān)測和充電控制電路的串聯(lián)式電池充電器來說，電池充電器可能在一旦檢測出任何一塊正在充電的電池已完全充電就會停止運(yùn)作。此外，對現(xiàn)有串聯(lián)式充電器而言，在充電過程中任何時候?qū)㈦姵夭迦氤潆娖骰驈某潆娖髦腥〕龆紩钫麄€充電過程中斷。由于在上述情況下其余的電池仍然可能需要進(jìn)一步充電，這樣的充電器并不理想。因此，假若能夠提供一種個別單元電池在充電過程中的充電電流大體上不受其它電池的充電電流影響的智能串聯(lián)式電池充電器將為大眾所渴求。
許多現(xiàn)有的電池充電器在當(dāng)電池充電器的電源關(guān)閉時可能會出現(xiàn)電流從電池流向充電器或其他周邊電路或系統(tǒng)的反向漏電。串聯(lián)電池間的反向漏電流現(xiàn)象能夠引起電池間的反向相互充電而可能導(dǎo)致滿充的電池耗盡容量且甚至損壞充電器。這些現(xiàn)象顯然是使用者所不愿見得到的。故此，若果能夠為每個充電區(qū)段都提供能防止或減低反向漏電的裝置及旁路電路系統(tǒng)，使個別充電區(qū)段的充電條件不受其它充電區(qū)段充電情況的影響的串聯(lián)式電池充電器將裨益大眾。
可以應(yīng)用于串聯(lián)式充電器以減少串聯(lián)充電區(qū)段中不良反向影響的各種旁路電路系統(tǒng)、電路排列或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方案雖然已被提出，然而它們一般都非常復(fù)雜并且不能同時包括避免反向漏電流或防止電池放電的裝置或電路。
由于需要同時滿足幾個相互矛盾的要求，提供一種能滿足上述各項要求的串聯(lián)電池充電器將是一項艱巨的任務(wù)。首先，為了避免反向漏電流或電池的反向放電，每一充電區(qū)必須一個具有高反向阻抗的隔流裝置與該區(qū)段的電池串聯(lián)。其次，該隔流裝置在電池充電期間當(dāng)正向充電電流流入電池時必須具有低阻抗性質(zhì)。同時，假若隔流裝置在旁路開關(guān)開動或?qū)〞r(這通常在充電器仍向電池充電端子供電時發(fā)生)為一低正向阻抗，該低阻抗隔流裝置將會與該旁路開關(guān)競爭以取得電流。結(jié)果，不良充電電流將持續(xù)流入該電池。
同時，隔流裝置在旁路開關(guān)啟動或接通(即導(dǎo)通)時必須為高阻抗，否則，不良的大電流將會在由電池、隔流裝置及旁路開關(guān)形成的環(huán)路流動。因此，能夠提供可以滿足上述相矛盾的要求的串聯(lián)式電池充電器將為大眾所渴求。再者，這樣的改進(jìn)電池充電器要是能利用簡單的電路塊和元件來實現(xiàn)以達(dá)到高可靠性和低成本的話將更是大眾更希冀的。

發(fā)明內(nèi)容
觀乎以上，本發(fā)明的目的之一是針對現(xiàn)有或已知的串聯(lián)式電池充電器有關(guān)的問題或缺陷而作出改善。其中，本發(fā)明的特定目的之一是為改進(jìn)電池充電區(qū)段的表現(xiàn)而提供一種可以使充電區(qū)段能被選擇地分路或旁路而又同時可以提供可以阻止反向電流的隔流裝置以應(yīng)用于串聯(lián)充電器的電路排列。
本發(fā)明的其中一個重要目的是提供一種充電電流或串聯(lián)系統(tǒng)中的一塊電池的充電情況條件大體上不受串聯(lián)系統(tǒng)中其它電池充電情況影響的智能式串聯(lián)式充電器。
本發(fā)明的另一個同樣重要的目的是提供一種在任何時候可從一組串聯(lián)的電池中取出電池而不中斷其它電池的充電而同時亦可防止或抑壓電池反向電流流動的智能串聯(lián)式充電器。
本發(fā)明的一個最低限度目的是為公眾提供一種配有在充電器沒有提供充電電源時避免電池反向放電的裝置的串聯(lián)電池充電器的選擇。該裝置最好亦時提供有用的電池旁路。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種改進(jìn)的串聯(lián)電池充電器。該電池充電器至少包括第一和第二并聯(lián)的分路，所述第一并聯(lián)分路包括一電子可控旁路開關(guān)，所述第二并聯(lián)分路包括分別接收電池正負(fù)端子的正負(fù)端子和一與所述正負(fù)端子串聯(lián)的單向電子裝置，該旁路開關(guān)在接通時有一低阻抗且在關(guān)閉時有一高阻抗，該單向電子裝置的特征是在電流從所述充電區(qū)段流入所述電池端子時有一低阻抗而在所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于至少包括第一和第二并聯(lián)分路的串聯(lián)電池充電器的充電線路塊，所述第一并聯(lián)分路包括一電子可控旁路開關(guān)，所述第二并聯(lián)分路包括分別接收電池正負(fù)端子的正負(fù)端子和一與所述正負(fù)端子串聯(lián)的單向電子裝置，該旁路開關(guān)在接通時有一低阻抗且在關(guān)閉時有一高阻抗，該單向電子裝置的特征是在電流從所述充電區(qū)段流入所述電池端子時有一低阻抗而在所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種包括電池充電區(qū)段的串聯(lián)電池充電器，該電池充電區(qū)段至少包括第一和第二并聯(lián)分路，其中，所述第一分路包括與用于連接要充電的電池的端子串聯(lián)的一個二極管，所述第二分路包括一個MOSFET旁路開關(guān)，該旁路開關(guān)與所述第一分路跨接并在接通時提供一個低阻抗分路，該隔流二極管在電流流入所述要充電的電池時有一低阻抗，在無來自所述電池充電器的電源時或所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種包括一組串聯(lián)的電池充電區(qū)段的電池充電器，其中，所述每個充電區(qū)段包括第一和第二并聯(lián)分路，所述第一并聯(lián)分路包括一電子可控旁路開關(guān)，所述第二并聯(lián)分路包括分別接收電池正負(fù)端子的正負(fù)端子和一與所述正負(fù)端子串聯(lián)的單向電子裝置，該旁路開關(guān)在接通時有一低阻抗且在關(guān)閉時有一高阻抗，該單向電子裝置的特征是在電流從所述充電區(qū)段流入所述電池端子時有一低阻抗而在所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
所述電池充電器優(yōu)選進(jìn)一步包括一個用來監(jiān)測正在充電中電池的至少一個參數(shù)的微控制器，微控制器在當(dāng)被測電池的一個或更多參數(shù)滿足一預(yù)定條件時通過形成一跨接于所述第一并聯(lián)分路的低阻抗分路以接通所述旁路開關(guān)，所述被接通的旁路開關(guān)實質(zhì)上將所述電池與所述充電區(qū)段的線路分離。
優(yōu)選所述單向電子裝置是一二極管。
優(yōu)選所述旁路開關(guān)是一個場效晶體管(“FET”)，包括一個MOSFET。
優(yōu)選地，所述分路MOSFET的柵極優(yōu)選連接到一微控制器，該微控制器控制所述MOSFET的柵壓來接通或關(guān)閉所述MOSFET，這樣的話，當(dāng)所述MOSFET接通時，通過所述MOSFET的漏極-源極端子的阻抗就低，因此就啟動了旁路功能，當(dāng)所述MOSFET關(guān)閉時，通過所述MOSFET的漏極-源極端子的阻抗就非常高，因此就停止了旁路功能。


本發(fā)明不同的優(yōu)選實施例將通過舉例和參考附圖做進(jìn)一步的詳細(xì)解釋，在這些圖中圖1是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的串聯(lián)電池充電器的電路總體框圖。
圖2是一個表明用于每個串聯(lián)充電區(qū)段的元件的具體例子框圖。
圖3是一個表明圖1和圖2中的串聯(lián)電池充電更多連接細(xì)節(jié)的總體框圖。
圖4是一個表明本快速串聯(lián)電池充電器一個優(yōu)選實施例的更詳細(xì)硬件連接的總體框圖。
具體實施例方式
參看圖1的框圖，該框圖表明了本發(fā)明智能型串聯(lián)式電池充電器一個優(yōu)選實施例的第一個例子。該電池充電器包括一直流電源(100)，一恒流源(200)，一微控制器(300)和一組串聯(lián)的電池充電區(qū)段(410，420，430，440)。其中，所述串聯(lián)的電池充電區(qū)段連接到所述直流電源的正負(fù)端子以便取得正確極性的直流電。
參看圖1，每個電池充電區(qū)段(410，420，430，440)包括與電池的正負(fù)端子串聯(lián)連接以控制電池的充電的一個單向電子裝置。為了可在必須時，例如，當(dāng)在某一充電區(qū)段的電池已充滿、有缺陷或過熱時，提供跨接于充電區(qū)段的低阻抗分路，每一充電區(qū)段都提供一可控制的旁路路徑。本充電器提供了一如圖所示的電子可控開關(guān)(413)。其中，該旁路開關(guān)與電池端子及單向電子裝置的串聯(lián)組合相并聯(lián)。旁路開關(guān)在打通或啟動(閉路)時為單向電子裝置與電池端子的串聯(lián)組合提供跨接的低阻抗分路。在本具體實施例中，旁路開關(guān)采用了一三端裝置。在此裝置中，跨接于旁路開關(guān)的兩個端子的阻抗可由第三端子控制。
與正在被充電的電池串聯(lián)連接的單向電子裝置應(yīng)盡量滿足以下各項相矛盾的要求。第一，當(dāng)電池在充電時(即，當(dāng)正向電流流入電池時)，它最好有一低阻抗。其次，當(dāng)充電器無電源時或者當(dāng)電池端子間的電壓超過充電的電壓時，它最好有一高阻抗，以避免來自電池的逆放電或反向電流。否則，電池會在直流電源(100)無供電時會被耗干。第三，隔流裝置在旁路開關(guān)導(dǎo)通或啟動(即閉路)時應(yīng)有非常高的阻抗，否則，由于旁路開關(guān)本質(zhì)上是低阻抗的，由電池、單向裝置及旁路開關(guān)形成的電流環(huán)路可能會很大而導(dǎo)致電路燒壞，在旁路開關(guān)導(dǎo)通或啟動時和當(dāng)充電端子間的電壓超過電池端子間的電壓時，隔流裝置的阻抗應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于旁路開關(guān)在啟動時(即，當(dāng)它導(dǎo)通時)的阻抗，以避免不良反向電流通過單向電子裝置而流入電池。
除了可提供一旁路路徑之外，電子可控旁路開關(guān)與所述單向電子裝置的結(jié)合同時亦可允許通過電池兩極端子的進(jìn)行反復(fù)的高頻斷路測量。當(dāng)中，斷路測量方法為取得足夠的電池參數(shù)來對電池的充電情況作出評估的優(yōu)選方法。取得電池的斷路電氣參數(shù)的步驟將在下面作為例子解釋。
例如，當(dāng)微控制器(300)需要讀出正在第二串聯(lián)充電線路塊(420)中充電的電池(422)的斷路參數(shù)時，它通過其I/O接口向所述三端旁路開關(guān)的控制端子發(fā)出電子控制信號并導(dǎo)通旁路開關(guān)413、433和443。結(jié)果，穿過旁路開關(guān)413、433和443的其余兩個端子之間的阻抗將會非常低。同時，由于隔流裝置在此情況下為高阻抗，電池412、432和442將會實質(zhì)地被旁路。
當(dāng)旁路開關(guān)413、433和443被導(dǎo)通時，因為所有其它的電池，即，412、432和442，已被因隔流裝置411、431和441的隔流而隔絕于測量電路系統(tǒng)之外，第二電池(422)的正端子(圖2中的A/D2)和接地間測得的電壓將會只代表電池422的特征。在此瞬間，單向電子裝置411、431和441會將所述電池412、432和442與所述充電區(qū)段隔離開以測量電池422的斷路參數(shù)。
完成參數(shù)測量步驟之后，微控制器再向電子控制開關(guān)413、433和443的第三端發(fā)出另外一控制信號以使旁路開關(guān)另外兩極端子恢復(fù)高阻抗?fàn)顟B(tài)來停止旁路。結(jié)果，電流又重新通過單向電子裝置正向流入正在充電的電池。
另一方面，第二電池(422)的參數(shù)亦可在所述第二旁路開關(guān)(423)導(dǎo)通(即關(guān)閉)的情況下進(jìn)行測量。在此情況下，第二電池會被隔流裝置(412)隔離從而可直接在電池的兩極端子進(jìn)行參數(shù)測量。當(dāng)然，使用這交替量度方法將需要額外的模擬-數(shù)字變換器(ADC)以取得電池兩極端子的電位差。為了確保斷路參數(shù)的精確度，當(dāng)電池所屬的旁路開關(guān)關(guān)閉(即斷開)時，應(yīng)該盡量確保電流不會流入或流出電池，否則，此斷路測量的讀數(shù)方法會不精確。
為了避免電流在進(jìn)行斷路或閉路測量時從電池中流出，單向電子裝置在旁路閉路(即導(dǎo)通)時，應(yīng)具有非常高的阻抗使足夠避免電流即使在充電區(qū)段的端子電壓在旁路開關(guān)閉路之前和之后高于電池的兩端子電壓的情況下，從電池反向流出的。同時，在旁路開關(guān)被閉路導(dǎo)通時(即閉路或啟動時，即旁路開關(guān)的兩極端子的阻抗處于低的狀態(tài))可能流入電池端子之間的電流優(yōu)選最小化。
為了在旁路開關(guān)閉路(啟動)時能避免不良電流從電源流到電池，單向電子裝置(411、421、431、441)的阻抗當(dāng)在旁路開關(guān)閉路時應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相應(yīng)旁路開關(guān)(413、423、433、443)的阻抗。
另一方面，當(dāng)旁路開關(guān)斷開時(即非啟動狀態(tài))單向電子裝置對來自充電器電源的電流應(yīng)為非常低阻抗，以使充電電流能順利通過該單向電子裝置流入電池。
為了提供具有高和低阻抗?fàn)顟B(tài)的電子可控開關(guān)，MOSFET為一可行選擇。一般來說，當(dāng)MOSFET的柵壓調(diào)至合適時，該MOSFET的漏極-源極端子表現(xiàn)為低阻抗。另一方面，當(dāng)調(diào)至另一適當(dāng)?shù)臇艍簳r，MOSFET的漏極-源極端子之間的阻抗將非常高而不通導(dǎo)。其中，MOSFET的選擇亦是因為它有一相對較高的帶寬，可使旁路開關(guān)在瞬間內(nèi)可多次重復(fù)導(dǎo)通和關(guān)閉以達(dá)致關(guān)閉操作以取得所有的必要的斷路測量結(jié)果和讀數(shù)。
為確保能在觀察到電池的不正常狀態(tài)時便采取迅速回應(yīng)行動，高帶寬的MOSFET為優(yōu)選開關(guān)。同時，高頻帶開關(guān)也可確保電池從充電器中取出時使任何可觀察到對其它充電區(qū)段的打斷最小化。當(dāng)然，具有類似電子特征的其它電子裝置也可選擇交替使用。
對于單向電子裝置來說，MOSFET被認(rèn)為是合適的侯選者。在將MOSFET用作所述單向裝置的試驗中，將所述微控制器編程以使相反效果的柵壓發(fā)送到這些MOSFET(一個用作單向裝置，另一個用作旁路開關(guān))。這樣安排下，當(dāng)一個MOSFET導(dǎo)通時，另一個將會關(guān)閉，反之亦然。因此，單向裝置閉路導(dǎo)通時將為充電電流提供一低阻抗路徑。當(dāng)旁路MOSFET閉路導(dǎo)通開時，單向裝置將會開路關(guān)閉，由此形成高阻抗串聯(lián)電阻器將電池與所述電路的其余部分隔離開的。不過，測試效果說明MOSFET或其它FET并不適合用作本發(fā)明實施例的單向電子裝置或隔流裝置。將MOSFET根據(jù)本發(fā)明圖1所示實施例中應(yīng)用作單向電子裝置或隔流裝置的試驗都由于它們很快被燒壞了而失敗。進(jìn)一步測試顯示，浮動電壓的MOSFET柵極往往在充器電源開關(guān)時發(fā)生燒壞現(xiàn)象。采用其它較復(fù)雜的電路排列以提供較佳解決方法的努力都未能帶來滿意的解決方案。另外，采用二極管作為單向裝置或隔流裝置亦似乎是可行的，但是在應(yīng)用時發(fā)覺，當(dāng)電源打開時或當(dāng)充電區(qū)段的端子電壓超過所述電池的端子電壓的情況下，二極管都似乎不能夠提供一高阻抗線路塊。
更進(jìn)一步的研究和鑒定為另一個可行的實施例提了根據(jù)。參看圖2本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，此圖顯示了一單向電子裝置和一旁路開關(guān)的一個具體的組合。在此實施例中，MOSFET用作旁路開關(guān)，二極管用作單向電子裝置。該二極管以圖2所示的方式與電池兩極端子串聯(lián)以使充電電流能夠通過一低阻抗路徑流入電池而阻斷逆電流。當(dāng)MOSFET旁路開關(guān)(413等)導(dǎo)通時，漏極-源極阻抗及電壓變得非常低，一般大約在0.2伏特左右。由于MOSFET漏端子和源端子之間的低導(dǎo)通電壓比一般二極管閾值電壓大約0.6伏特左右低得多，MOSFET導(dǎo)通電壓不足以導(dǎo)通二極管，二極管就變成阻止電流流入電池的高阻抗隔流裝置。通過結(jié)合在一起的上述兩種裝置的協(xié)同使用，即，利用MOSFET導(dǎo)通時的漏極-源極電壓大約為0.2伏特及二極管時的閾值電壓為0.6伏特，就可提供一滿足上述相矛盾的要求的電池充電器的電池充電區(qū)段。如圖所示，各組充電區(qū)段可用串聯(lián)的方式連接以提供一個優(yōu)選的串聯(lián)充電器。
參看圖3的原理圖，該原理圖顯示了電源(100)、CPU(300)和串聯(lián)的充電區(qū)段(410，420，430，440)之間的更詳細(xì)的連接。該充電區(qū)段包括一隔流二極管(411等)。在低阻抗開關(guān)(413等)導(dǎo)通初期時，雖然二極管還是處于一前向偏壓之下但前向偏壓不足導(dǎo)通二極管，二極管為電池兩極端子提供了一個高阻抗隔絕以阻止電流從電池的反向流動。在此具體實施例中且如圖3所顯示，每個充電區(qū)段配有插座以便于給AAA或AA電池充電。
參看圖4，它顯示了圖3中充電區(qū)段的更詳細(xì)的電路分布。在此具體實施例中，對所述的這些旁路MOSFET、二極管以及控制連接在這些旁路MOSFET與所述CPU之間的電路系統(tǒng)的所述MOSFET柵極進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。此柵極控制電路系統(tǒng)僅作為范例用來對該旁路開關(guān)的一個工作作出解釋，許多其它電路變化當(dāng)然也能在實質(zhì)上達(dá)到相同或類似的效果。
上述各項不同具體實施例的引用僅為方便解釋及輔助理解本發(fā)明。在任何情況下也不應(yīng)依賴于這些實施例來限制或約束本發(fā)明的范圍。此外，也應(yīng)理解本發(fā)明的范圍應(yīng)根據(jù)上述發(fā)明的精神來解釋并自然涵蓋了對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是明顯的或平常的修正或變化。特別是，本發(fā)明公開了一種相當(dāng)簡單的元件的協(xié)同利用來提供一種電路系統(tǒng)或電路分布，在這些電路系統(tǒng)或電路分布中，以非常簡單的方式并用相對簡單的元件和簡單的分布滿足并提供了對電池充電區(qū)段不同的相互矛盾的要求。
權(quán)利要求
1.一種包括一充電區(qū)段的串聯(lián)式電池充電器，該充電區(qū)段至少包括第一和第二并聯(lián)分路，所述第一并聯(lián)分路包括一電子可控旁路開關(guān)，所述第二并聯(lián)分路包括分別接收電池正負(fù)端子的正負(fù)端子和一與所述正負(fù)端子串聯(lián)的單向電子裝置，該旁路開關(guān)在接通時有一低阻抗且在關(guān)閉時有一高阻抗，該單向電子裝置的特征是在電流從所述充電區(qū)段流入所述電池端子時有一低阻抗而在所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
2.如權(quán)利要求1的電池充電器，進(jìn)一步包括一個用來監(jiān)測正在充電中電池的至少一個參數(shù)的微控制器，微控制器在當(dāng)被測電池的一個或更多參數(shù)滿足一預(yù)定條件時通過形成一跨接于所述第一并聯(lián)分路的低阻抗分路以接通所述旁路開關(guān)，所述被接通的旁路開關(guān)實質(zhì)上將所述電池與所述充電區(qū)段的線路分離。
3.如權(quán)利要求1的電池充電器，其特征在于所述單向電子裝置是一個二極管。
4.如權(quán)利要求1的電池充電器，其特征在于所述旁路開關(guān)是一個場效應(yīng)晶體管(“FET”)，包括MOSFET。
5.如權(quán)利要求4的電池充電器，其特征在于所述FET的柵極連接到上述微控制器以接通和關(guān)閉所述旁路開關(guān)。
6.如權(quán)利要求2的電池充電器，其特征在于所述電池參數(shù)包括以下參數(shù)中的一個或更多斷路電壓，閉路電壓和該電池的溫度。
7.如權(quán)利要求6的電池充電器，其特征在于所述電池參數(shù)進(jìn)一步包括對所述電池的類型和電池存在的檢測。
8.一種用于串聯(lián)電池充電器的充電線路塊，該電池充電器至少包括第一和第二并聯(lián)分路，所述第一并聯(lián)分路包括一電子可控旁路開關(guān)，所述第二并聯(lián)分路包括分別接收電池正負(fù)端子的正負(fù)端子和一與所述正負(fù)端子串聯(lián)的單向電子裝置，該旁路開關(guān)在接通時有一低阻抗且在關(guān)閉時有一高阻抗，該單向電子裝置的特征是在電流從所述充電區(qū)段流入所述電池端子時有一低阻抗而在所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
9.如權(quán)利要求8的充電線路塊，進(jìn)一步包括一個用來監(jiān)測正在充電中電池的至少一個參數(shù)的微控制器，微控制器在當(dāng)被測電池的一個或更多參數(shù)滿足一預(yù)定條件時通過形成一跨接于所述第一并聯(lián)分路的低阻抗分路以接通所述旁路開關(guān)。
10.一種包括一個電池充電區(qū)段的串聯(lián)電池充電器，該電池充電區(qū)段至少包括第一和第二并聯(lián)分路，所述第一并聯(lián)分路包括一個二極管，該二極管與用于連接正在充電的電池的端子串聯(lián)，所述第二并聯(lián)分路包括一個MOSFET旁路開關(guān)，該旁路開關(guān)跨接于所述第一并聯(lián)分路并在接通時提供低阻抗分路，該隔流二極管在電流流入所述正在充電的電池時有一低阻抗且在無來自所述電池充電器的電源時或所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
11.如權(quán)利要求10的電池充電器，其特征在于所述旁路MOSFET連接到一微控制器，該微控制器控制該MOSFET的柵壓來接通或關(guān)閉該MOSFET，這樣當(dāng)該MOSFET接通時，穿過該MOSFET的漏極-源極端子的阻抗就低，因此就接通了所述旁路功能，且該MOSFET關(guān)閉時，穿過該漏極-源極端子的阻抗就非常高，因此就關(guān)閉了所述旁路功能。
12.一種包括一組串聯(lián)的電池充電區(qū)段的電池充電器，其特征在于所述每個充電區(qū)段至少包括第一和第二并聯(lián)分路，所述第一并聯(lián)分路包括一電子可控旁路開關(guān)，所述第二并聯(lián)分路包括分別接收電池正負(fù)端子的正負(fù)端子和一與所述正負(fù)端子串聯(lián)的單向電子裝置，該旁路開關(guān)在接通時有一低阻抗且在關(guān)閉時有一高阻抗，該單向電子裝置的特征是在電流從所述充電區(qū)段流入所述電池端子時有一低阻抗而在所述旁路開關(guān)接通時有一高阻抗。
13.如權(quán)利要求12的電池充電器，進(jìn)一步包括一個用來監(jiān)測正在充電中電池的至少一個參數(shù)的微控制器，微控制器在當(dāng)被測電池的一個或更多參數(shù)滿足一預(yù)定條件時通過形成`跨接于所述第一并聯(lián)分路的低阻抗分路以接通所述旁路開關(guān)。
14.如權(quán)利要求12的電池充電器，其特征在于所述單向電子裝置是一個二極管。
全文摘要
一種包括多個串聯(lián)電池充電區(qū)段的串聯(lián)電池充電器，其中所述電池充電區(qū)段的特征在于有第一和第二并聯(lián)分路。所述第一并聯(lián)分路包括用于連接到正在充電的電池的端子和一隔流裝置，所述第二并聯(lián)分路包括一旁路開關(guān)，該旁路開關(guān)在接通時在過所述第一并聯(lián)分路的端子間產(chǎn)生分路。所述第一并聯(lián)分路中的隔流裝置在無電源時阻止電流從所述電池流入所述充電器，它還起阻隔電流的作用以在供給所述充電區(qū)段的電源工作時避免從所述電池到所述分路旁路開關(guān)的反向流動。本發(fā)明提供一種簡單的解決方法來滿足智能串聯(lián)式電池充電器的相矛盾的要求。
文檔編號A61P29/00GK1582522SQ02822199
公開日2005年2月16日 申請日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月3日
發(fā)明者丘國旺, 李耀祥, 白龍 申請人:金柏電子國際有限公司