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充電控制裝置及電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法

文檔序號(hào):6006444閱讀:235來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:充電控制裝置及電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域,尤其涉及一種充電控制裝置及電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法。
背景技術(shù)
參見(jiàn)圖1,在萬(wàn)能充電器的充電回路中由于需要切換電池極性,在電池兩端到電源、參考地之間一般有一個(gè)開(kāi)關(guān),無(wú)論這個(gè)開(kāi)關(guān)是機(jī)械開(kāi)關(guān)、三極管,還是場(chǎng)效應(yīng)管,都會(huì)引入一個(gè)開(kāi)關(guān)的寄生電阻。參見(jiàn)圖2,在充電過(guò)程中需不斷地檢測(cè)充電電池的電壓以判斷電池是否飽和,由于在電路系統(tǒng)中直接測(cè)量電池兩端的電壓較為困難,因此往往采用直接檢測(cè)電池正端電壓VP 作為判斷電壓,因電池負(fù)極經(jīng)開(kāi)關(guān)接地,因此VP = Ich*RK+VBAT,式中VBAT是實(shí)際的電池電壓,Ich表示充電電流,可以看出由于開(kāi)關(guān)寄生電阻RK的存在,導(dǎo)致測(cè)量的正端電壓與實(shí)際的電池電壓存在誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種充電控制裝置及電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,能夠消除開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)飽和電壓檢測(cè)的影響,使得測(cè)量電壓值即為電池的實(shí)際電壓值。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種充電控制裝置,包括電壓檢測(cè)電路和電池充電電路,所述電池充電電路包括順序串聯(lián)連接的電源端、第一開(kāi)關(guān)、外接電池、第二開(kāi)關(guān)和接地端;所述電壓檢測(cè)電路包括電壓鉗位模塊和飽和檢測(cè)模塊, 所述電壓鉗位模塊用于為電池的負(fù)極提供一個(gè)不受其它電路影響的鉗位電壓值,所述飽和檢測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池的正極電壓值,并將所述正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較若正極電壓值<鉗位電壓值+期望飽和電壓值時(shí),則繼續(xù)充電;若正極電壓值>鉗位電壓值+期望飽和電壓值時(shí),則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)停止充電。其中,所述電壓鉗位模塊由第一誤差放大器組成,所述第一誤差放大器的反向輸入端連接第一標(biāo)準(zhǔn)電壓源,同向輸入端連接外接電池的負(fù)極,輸出端連接第二開(kāi)關(guān)的控制端。其中,所述飽和檢測(cè)模塊由第二電壓比較器組成,所述第二電壓比較器的同向輸入端連接外接電池的正極,反向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。其中,所述飽和檢測(cè)模塊由第二電壓比較器組成,所述第二電壓比較器的同向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,反向輸入端連接外接電池的正極,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,包括以下步驟通過(guò)電壓鉗位模塊將充電電池的負(fù)極端的電壓穩(wěn)定在鉗位電壓值;飽和檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,并對(duì)該正極電壓值與充電電池的期望飽和電壓值比較;若正極電壓值<鉗位電壓值+期望飽和電壓值,則繼續(xù)充電;若正極電壓值》鉗位電壓值+期望飽和電壓值,則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)停止充電。其中,所述鉗位電壓值的設(shè)定是通過(guò)第一誤差放大器實(shí)現(xiàn)的,所述第一誤差放大器的反向輸入端連接第一標(biāo)準(zhǔn)電壓源,同向輸入端連接外接電池的負(fù)極,輸出端連接第二開(kāi)關(guān)。其中,所述檢測(cè)電池正極的實(shí)時(shí)電壓值,并對(duì)正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較是通過(guò)第二比較器實(shí)現(xiàn)的,所述第二比較器的同向輸入端連接外接電池的正極,反向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。其中,所述檢測(cè)電池正極的實(shí)時(shí)電壓值,并對(duì)正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較是通過(guò)第二比較器實(shí)現(xiàn)的,所述第二比較器的同向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,反向輸入端連接外接電池的正極,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的充電電池的飽和檢測(cè)結(jié)果受到開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的影響而導(dǎo)致測(cè)不準(zhǔn)的缺陷,本發(fā)明通過(guò)設(shè)置鉗位電壓值在充電電池的負(fù)端,并實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,利用充電電池正極的電壓值減去鉗位電壓值,即可測(cè)得電池兩端的實(shí)際電壓值,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤,且不受開(kāi)關(guān)管內(nèi)阻的影響。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中具有極性切換功能的充電器的充電電路示意圖;圖2是現(xiàn)有技術(shù)中具有極性切換功能的充電器的充電狀態(tài)電路圖;圖3是本發(fā)明的電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法實(shí)施例的步驟流程圖;圖4是本發(fā)明充電控制裝置實(shí)施例的電路示意圖;圖5是本發(fā)明充電器實(shí)現(xiàn)恒壓充電實(shí)施例的電路示意圖;圖6是標(biāo)準(zhǔn)電壓值VREFl和VREF2的產(chǎn)生電路示意圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。參見(jiàn)圖4,本發(fā)明實(shí)施例的充電控制裝置,包括電池充電電路和電壓檢測(cè)電路,所述電池充電電路包括順序串聯(lián)連接的電源端VCC、第一開(kāi)關(guān)KP、外接電池BATT、第二開(kāi)關(guān)KN 和接地端GND,所述電壓檢測(cè)電路包括電壓鉗位模塊(由EAl組成)和飽和檢測(cè)模塊(由 COMP組成),所述電壓鉗位模塊用于為電池的負(fù)極提供一個(gè)不受其它電路影響的鉗位電壓值,所述飽和檢測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池BATT的正極電壓值,并將所述正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較若正極電壓值VP <鉗位電壓值VN+期望飽和電壓值VS時(shí),則繼續(xù)充電;若正極電壓值VP ≥鉗位電壓值VN+期望飽和電壓值VS時(shí),則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)KP停止充電。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的充電電池的飽和檢測(cè)結(jié)果受到開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的影響而導(dǎo)致測(cè)不準(zhǔn)的缺陷,本發(fā)明通過(guò)設(shè)置鉗位電壓值在充電電池的負(fù)端,并實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,利用充電電池正極的電壓值減去鉗位電壓值,即可測(cè)得電池兩端的實(shí)際電壓值,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤,且不受開(kāi)關(guān)管內(nèi)阻的影響。在一實(shí)施例中,所述電壓鉗位模塊由第一誤差放大器EAl組成,所述第一誤差放大器的反向輸入端連接第一標(biāo)準(zhǔn)電壓源VREF1,同向輸入端連接外接電池的負(fù)極,輸出端連接第二開(kāi)關(guān)KN的控制端。在一實(shí)施例中,所述飽和檢測(cè)模塊由第二電壓比較器COMP組成,所述第二電壓比較器的同向輸入端連接外接電池的正極,反向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源VREF2,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)KP的控制端。在一實(shí)施例中,所述飽和檢測(cè)模塊由第二電壓比較器COMP組成,所述第二電壓比較器的同向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源VREF2,反向輸入端連接外接電池的正極,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)KP的控制端。請(qǐng)參閱圖3,本發(fā)明實(shí)施例的電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,包括以下步驟步驟101 通過(guò)電壓鉗位模塊將充電電池的負(fù)極端的電壓穩(wěn)定在鉗位電壓值;步驟102 飽和檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,并對(duì)該正極電壓值與充電電池的期望飽和電壓值比較;若正極電壓值 < 鉗位電壓值+期望飽和電壓值,則繼續(xù)充電;若正極電壓值>鉗位電壓值+期望飽和電壓值,則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)停止充電。在一實(shí)施例中,所述鉗位電壓值的設(shè)定是通過(guò)第一誤差放大器實(shí)現(xiàn)的,所述第一誤差放大器的反向輸入端連接第一標(biāo)準(zhǔn)電壓源,同向輸入端連接外接電池的負(fù)極,輸出端連接第二開(kāi)關(guān)的控制端。在一實(shí)施例中,所述檢測(cè)電池正極的實(shí)時(shí)電壓值,并對(duì)正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較是通過(guò)第二比較器實(shí)現(xiàn)的,所述第二比較器的同向輸入端連接外接電池的正極,反向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)的控制端。在電路中常采用三極管或場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān),那么在下述的部分詳述采用場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工作原理,請(qǐng)參閱圖4,本發(fā)明充電器實(shí)施例的電路圖中,第一誤差放大器EAl使外界電池的負(fù)極VN點(diǎn)的電壓值等于第一標(biāo)準(zhǔn)電壓值VREFl,第二比較器 COMP對(duì)外接電池的正極進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),并將VREF2的值設(shè)定為VS+VREF1,(其中VS為電池充電時(shí)期望的飽和電壓),當(dāng)VP點(diǎn)的電壓值升高至VREF2時(shí),第二比較器跳變,此時(shí)實(shí)際的電池電壓VBATT = VREF2-VREF1,實(shí)現(xiàn)了 VP-VN,消除了場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻的影響精確地檢測(cè)出了飽和電壓。在圖4中若將飽和檢測(cè)比較器COMP換成運(yùn)算放大器EA3并將其輸出信號(hào)反饋回 KP則可控制VP電壓,使VP-VN電壓是一恒定值(小負(fù)載電流時(shí)),充電時(shí)電池電壓升高到一定程度后進(jìn)入到恒壓充電模式。圖5即是實(shí)現(xiàn)該功能的電路示例;若在圖5的基礎(chǔ)上,在 PMOS的柵極加入控制電路則可實(shí)現(xiàn)恒流充電。標(biāo)準(zhǔn)電壓值VREFl和VREF2的產(chǎn)生如圖6所示。第三誤差放大器EA2的同向輸入端連接基準(zhǔn)電壓,EA2的輸出端通過(guò)由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4組成的串聯(lián)支路接地,EA2的反向輸入端連接到電阻Rl和電阻R2的連接公共點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)電壓值VREF2由電阻R2 與電阻R3的連接公共點(diǎn)引出,標(biāo)準(zhǔn)電壓值VREFl由電阻R3與電阻R4的連接公共點(diǎn)引出。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種充電控制裝置,其特征在于包括電壓檢測(cè)電路和電池充電電路,所述電池充電電路包括順序串聯(lián)連接的電源端、第一開(kāi)關(guān)、外接電池、第二開(kāi)關(guān)和接地端;所述電壓檢測(cè)電路包括電壓鉗位模塊和飽和檢測(cè)模塊,所述電壓鉗位模塊用于為電池的負(fù)極提供一個(gè)不受其它電路影響的鉗位電壓值,所述飽和檢測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池的正極電壓值,并將所述正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較若正極電壓值 < 鉗位電壓值+期望飽和電壓值時(shí),則繼續(xù)充電;若正極電壓值> 鉗位電壓值+期望飽和電壓值時(shí), 則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)停止充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置,其特征在于所述電壓鉗位模塊由第一誤差放大器組成,所述第一誤差放大器的反向輸入端連接第一標(biāo)準(zhǔn)電壓源,同向輸入端連接外接電池的負(fù)極,輸出端連接第二開(kāi)關(guān)的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置,其特征在于所述飽和檢測(cè)模塊由第二電壓比較器組成,所述第二電壓比較器的同向輸入端連接外接電池的正極,反向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置,其特征在于所述飽和檢測(cè)模塊由第二電壓比較器組成,所述第二電壓比較器的同向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,反向輸入端連接外接電池的正極,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。
5.一種電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,其特征在于,包括以下步驟 通過(guò)電壓鉗位模塊將充電電池的負(fù)極端的電壓穩(wěn)定在鉗位電壓值;飽和檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,并對(duì)該正極電壓值與充電電池的期望飽和電壓值比較;若正極電壓值<鉗位電壓值+期望飽和電壓值,則繼續(xù)充電;若正極電壓值 > 鉗位電壓值+期望飽和電壓值,則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)停止充 電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,其特征在于所述鉗位電壓值的設(shè)定是通過(guò)第一誤差放大器實(shí)現(xiàn)的,所述第一誤差放大器的反向輸入端連接第一標(biāo)準(zhǔn)電壓源,同向輸入端連接外接電池的負(fù)極,輸出端連接第二開(kāi)關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,其特征在于所述檢測(cè)電池正極的實(shí)時(shí)電壓值,并對(duì)正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較是通過(guò)第二比較器實(shí)現(xiàn)的,所述第二比較器的同向輸入端連接外接電池的正極,反向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法,其特征在于所述檢測(cè)電池正極的實(shí)時(shí)電壓值,并對(duì)正極電壓值與電池的期望飽和電壓值比較是通過(guò)第二比較器實(shí)現(xiàn)的,所述第二比較器的同向輸入端連接第二標(biāo)準(zhǔn)電壓源,反向輸入端連接外接電池的正極,輸出端連接第一開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓鉗位消除開(kāi)關(guān)內(nèi)阻的電壓檢測(cè)方法、電路及充電器,所述方法包括在充電電池的負(fù)極端設(shè)置鉗位電壓設(shè)置點(diǎn),使得充電電池負(fù)極的電壓穩(wěn)定在鉗位電壓值;實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,并對(duì)該正極電壓值與充電電池的期望飽和電壓值比較若正極電壓值<鉗位電壓值+期望飽和電壓值時(shí),則繼續(xù)充電;若正極電壓值≥鉗位電壓值+期望飽和電壓值時(shí),則輸出關(guān)斷信號(hào)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)停止充電。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置鉗位電壓值在充電電池的負(fù)端,并實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池正極的電壓值,利用充電電池正極的電壓值減去鉗位電壓值,即可測(cè)得電池兩端的實(shí)際電壓值,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤,且不受開(kāi)關(guān)管內(nèi)阻的影響。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102157965SQ20111006615
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者馮稀亮, 張奇 申請(qǐng)人:深圳市博馳信電子有限責(zé)任公司
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