專利名稱：充電/放電控制電路和充電型電源單元的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及一種用于控制一個(gè)可充電電池的充電和放電的充電/放電控制電路，以及一種帶有包含該充電/放電控制電路的一個(gè)可充電電池的充電型電源單元。
2.相關(guān)背景技術(shù)如圖4中的電路框圖所示的電源單元被稱為一種包含一個(gè)可充電電池的傳統(tǒng)充電型電源單元。這樣一種配置在例如公開號(hào)為4-75430的日本專利申請(qǐng)“ACharging-TypePower-SupplyUnit”中公開了。也就是說，一個(gè)可充電電池101通過一個(gè)開關(guān)電路102連接到一個(gè)外部終端-V0或+V0。此外，一個(gè)充電/放電控制電路110與該可充電電池101并聯(lián)連接。這個(gè)充電/放電控制電路110具有一個(gè)檢測該可充電電池101電壓的功能。
當(dāng)該可充電電池101處于一個(gè)過量充電狀態(tài)(該電池電壓高于一個(gè)預(yù)定電壓的狀態(tài)以下稱為一個(gè)“過量充電保護(hù)狀態(tài)”)或是一個(gè)過量放電狀態(tài)(該電池電壓低于一個(gè)預(yù)定電壓的狀態(tài)以下稱為一個(gè)“過量放電保護(hù)狀態(tài)”)時(shí)，從該充電/放電控制電路110輸出一個(gè)信號(hào)以使該開關(guān)電路102被關(guān)閉。此外，開關(guān)電路102被設(shè)置為當(dāng)外部終端+V0達(dá)到一定電壓時(shí)關(guān)閉以停止放電，以使通過該開關(guān)電路102的一個(gè)電流能夠是有限的。換句話說，當(dāng)流經(jīng)一個(gè)過多的電流時(shí)能夠停止放電(過電流能夠被控制)。在下文中，這個(gè)狀態(tài)被稱為一個(gè)“過電流保護(hù)狀態(tài)”。該充電/放電控制電路起到保護(hù)電池免于這種狀態(tài)的作用。
有必要使這個(gè)充電/放電控制電路110輸出一個(gè)控制信號(hào)，用于在實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)狀態(tài)之后當(dāng)一個(gè)負(fù)載103從終端+V0和-V0之間斷開連接時(shí)打開該開關(guān)電路102。
圖2是顯示了包含一個(gè)傳統(tǒng)的充電/放電控制電路的一個(gè)充電型電源單元的方框圖。當(dāng)負(fù)載103連接、且一個(gè)過電流檢測終端的電壓超過一個(gè)參考電壓源122的電壓時(shí)，該充電/放電控制電路檢測過電流。當(dāng)檢測到過電流時(shí)，一個(gè)過電流檢測比較器120輸出一個(gè)高電平電壓，它起一個(gè)過電流檢測信號(hào)的作用。來自于這個(gè)過電流檢測比較器120的輸出信號(hào)起到一個(gè)到一個(gè)內(nèi)部控制電路210的輸入信號(hào)的作用。內(nèi)部控制電路輸出一個(gè)用于關(guān)閉該開關(guān)電路102的信號(hào)。這時(shí)，內(nèi)部控制電路210輸出一個(gè)信號(hào)到一個(gè)N溝道晶體管201的柵極，以使過電流檢測終端能夠通過一個(gè)電阻器123在該可充電電池101的一個(gè)低電壓邊上與一個(gè)VSS終端相連。然后，當(dāng)負(fù)載103從終端+V0和-V0斷開連接時(shí)，過電流檢測終端的電壓跌至與VSS終端的電壓相同的電位，這是由于該過電流檢測終端通過電阻器123與該VSS終端相連。在這種情況下，來自于該過電流檢測比較器120的輸出信號(hào)是反向的，且內(nèi)部控制電路210輸出一個(gè)信號(hào)用于打開該開關(guān)電路102以取消過電流狀態(tài)。
然而，在使用上述電路配置的情況下，存在這樣一個(gè)問題當(dāng)連接一個(gè)充電器104時(shí)，該可充電電池101進(jìn)入一個(gè)過量充電狀態(tài)，因此關(guān)閉該開關(guān)電路102。在該過量充電狀態(tài)中，開關(guān)電路102被關(guān)閉，以便禁止對(duì)可充電電池101的充電。然而，在如圖2中所示的電路配置中，盡管開關(guān)電路102被關(guān)閉了，但是在該N溝道晶體管201中存在一個(gè)寄生二極管202。因此，存在這樣一個(gè)問題一個(gè)充電電流可以通過電阻器123和該寄生二極管202流入該可充電電池101中。
發(fā)明概述為了解決上述問題，在本發(fā)明中，檢測到連接了一個(gè)充電器，然后一個(gè)電阻器從一個(gè)過電流檢測終端斷開連接，以便即使當(dāng)一個(gè)開關(guān)電路關(guān)閉、并因此連接該充電器時(shí)阻止一個(gè)充電電流通過一個(gè)寄生二極管流入一個(gè)可充電電池中。
附圖簡要說明在附圖中

圖1是一個(gè)顯示了依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)充電型電源單元的電路模塊說明圖；圖2是一個(gè)顯示了傳統(tǒng)的充電型電源單元的一個(gè)實(shí)施例的說明圖；圖3是一個(gè)顯示了依據(jù)本發(fā)明的充電型電源單元的另一個(gè)電路模塊說明圖；以及圖4是一個(gè)顯示了傳統(tǒng)的充電型電源單元的一個(gè)電路模塊說明圖；最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明圖1是顯示了包含一個(gè)本發(fā)明的充電/放電控制電路的一個(gè)充電型電源單元的方框圖。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例結(jié)合圖1描述如下。一個(gè)可充電電池101的陽極與一個(gè)外部電源終端+V0相連。由一個(gè)充電/放電控制電路110檢測可充電電池101的電壓。依據(jù)該檢測結(jié)果，對(duì)一個(gè)開關(guān)電路102進(jìn)行開關(guān)控制。該充電/放電控制電路110包含一個(gè)參考電壓電路122，用于施加一個(gè)預(yù)定參考電壓Vr到一個(gè)過量充電檢測比較器121的一個(gè)輸入終端；一個(gè)分壓電路111，由電阻器R1和R2組成，用于分開該可充電電池101的終端電壓；一個(gè)參考電壓電路122，用于施加一個(gè)預(yù)定參考電壓Vr到一個(gè)過電流檢測比較器120的一個(gè)輸入終端；一個(gè)內(nèi)部控制電路210；一個(gè)充電器檢測電路211，用于檢測一個(gè)充電器；一個(gè)開關(guān)電路203，用于依據(jù)來自于該充電器檢測電路的一個(gè)輸出信號(hào)從該過電流檢測終端斷開連接一個(gè)電阻器123；一個(gè)N溝道晶體管201，用于當(dāng)檢測到過電流時(shí)連接該電阻器123到一個(gè)VSS電位；以及一個(gè)該N溝道晶體管的寄生二極管202。該過電流檢測終端連接在開關(guān)電路102和一個(gè)充電器連接終端之間。
開關(guān)電路102由該充電/放電控制電路110的輸出進(jìn)行控制。
在外部電源終端+V0和-V0之間連接用于充電該可充電電池101的充電器104、和一個(gè)由該可充電電池101向其提供電流的負(fù)載103。
通過將由分壓電路111電阻器R1和R2進(jìn)行的可充電電池101終端電壓的分壓獲得的分壓輸出與參考電壓電路122的參考電壓Vr進(jìn)行比較，過量充電檢測比較器121具有一個(gè)檢測過量充電狀態(tài)的功能。
當(dāng)輸入到它的陽性輸入終端的分壓輸出的電壓超過該參考電壓Vr時(shí)，過量充電檢測比較器121的輸出達(dá)到一個(gè)高電平。
通過將一個(gè)過電流檢測終端電壓與參考電壓電路122的參考電壓Vr進(jìn)行比較，過電流檢測比較器120具有一個(gè)檢測電壓的功能。
當(dāng)輸入到它的陽性輸入終端的過電流檢測終端電壓超過參考電壓Vr時(shí)，過電流檢測比較器120的輸出達(dá)到一個(gè)高電平。
內(nèi)部控制電路210使用來自于過量充電檢測比較器121和過電流檢測比較器120的輸出作為輸入信號(hào)以輸出一個(gè)用于控制開關(guān)電路102的信號(hào)。
當(dāng)達(dá)到一個(gè)過量充電狀態(tài)時(shí)，過量充電檢測比較器121的輸出達(dá)到一個(gè)高電平，因此內(nèi)部控制電路210輸出一個(gè)用于控制開關(guān)電路102的信號(hào)。
當(dāng)檢測到一個(gè)充電器時(shí)，充電器檢測電路211輸出一個(gè)用于控制開關(guān)電路203的信號(hào)，以從過電流檢測終端斷開連接電阻器123。
在使用了這個(gè)電路配置的情況下，有可能當(dāng)可充電電池101進(jìn)入一個(gè)過量充電狀態(tài)以及開關(guān)電路102被關(guān)閉以停止充電時(shí)，阻止一個(gè)充電電流通過電阻器123和寄生二極管202流入可充電電池101。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例將結(jié)合圖3進(jìn)行描述。
在如圖3所示的實(shí)施例中，一個(gè)充電器檢測電路211由一個(gè)恒流電路206和一個(gè)N溝道晶體管205組成。開關(guān)電路203使用一個(gè)N溝道晶體管204實(shí)現(xiàn)。該N溝道晶體管204的柵極電壓連接在恒流電路206和N溝道晶體管205之間。當(dāng)充電器104的電壓和可充電電池101的電壓處于同一電位時(shí)，該N溝道晶體管204打開。
當(dāng)充電器104的電壓超過可充電電池101的電壓、且超過N溝道晶體管205的閾值電壓時(shí)，在N溝道晶體管205的源極電壓和柵極電壓之間的電位差達(dá)到該閾值電壓或一個(gè)更高電壓，因此該N溝道晶體管205被打開。N溝道晶體管204的柵極電壓變得與N溝道晶體管204的源極電壓相同，因此該晶體管被關(guān)閉。因此，通過從一個(gè)過電流檢測終端斷開連接一個(gè)電阻器123，當(dāng)開關(guān)電路102被關(guān)閉以停止充電時(shí)，充電電流能夠被阻止通過該電阻器123和寄生二極管202流入可充電電池101中。
顯然，使用另一個(gè)電壓檢測裝置作為充電器檢測裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)同一配置。
當(dāng)多個(gè)可充電電池串聯(lián)連接時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)同一配置。
依據(jù)本發(fā)明，當(dāng)一個(gè)充電型電源單元的一個(gè)充電/放電控制電路檢測到一個(gè)充電器時(shí)，就斷開連接一個(gè)充電電流流入一個(gè)內(nèi)部控制電路的路徑，借此就有可能可靠地停止充電而不會(huì)對(duì)其它功能造成損害。
本發(fā)明可以在沒有背離它的精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下以其它形式實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)申請(qǐng)中公開的這些實(shí)施例在各個(gè)方面都將被認(rèn)為是作為說明，而不是用于限制。本發(fā)明的范圍由附加的權(quán)利要求而不是由上述描述表明，而且在這些權(quán)利要求的等效含義和范圍內(nèi)的所有改變都被認(rèn)為是包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種充電/放電控制電路，包含用于一個(gè)可充電電池的一個(gè)過量充電電壓檢測裝置和一個(gè)過電流電壓檢測裝置；一個(gè)內(nèi)部控制電路，用于輸出一個(gè)信號(hào)用于通過對(duì)來自于過量充電電壓檢測裝置或過電流電壓檢測裝置的一個(gè)信號(hào)進(jìn)行輸入處理來控制充電和放電；一個(gè)自動(dòng)返回電阻器，用于當(dāng)一個(gè)過電流負(fù)載斷開連接時(shí)允許從一個(gè)過電流狀態(tài)自動(dòng)返回；以及一個(gè)晶體管，用于連接該電阻器，其中該充電/放電控制電路另外具有一個(gè)充電器檢測裝置和一個(gè)開關(guān)，當(dāng)輸入一個(gè)來自充電器檢測裝置的信號(hào)、且連接了一個(gè)充電器時(shí)，該開關(guān)能夠切斷該自動(dòng)返回電阻器的連接。
2.一種充電型電源單元，包含一個(gè)可充電電池，通過一個(gè)開關(guān)電路連接到一個(gè)外部電源終端；一個(gè)充電/放電控制電路，包含一個(gè)過量充電電壓檢測裝置和一個(gè)過電流檢測電路中的一個(gè)，用于控制該開關(guān)電路；一個(gè)內(nèi)部控制電路；以及一個(gè)電流控制開關(guān)電路；一個(gè)自動(dòng)返回電阻器，用于當(dāng)一個(gè)過電流負(fù)載斷開連接時(shí)允許從一個(gè)過電流狀態(tài)自動(dòng)返回；以及一個(gè)晶體管，用于連接該電阻器，其中，該充電型電源單元另外具有一個(gè)充電器檢測裝置和一個(gè)開關(guān)，當(dāng)輸入一個(gè)來自充電器檢測裝置的信號(hào)、且連接了一個(gè)充電器時(shí)，該開關(guān)能夠切斷該自動(dòng)返回電阻器的連接。
3.如權(quán)利要求1所述的充電/放電控制電路，其特征在于用于斷開連接該自動(dòng)返回電阻器的開關(guān)由一個(gè)晶體管組成。
4.如權(quán)利要求1所述的充電/放電控制電路，其特征在于該充電器檢測裝置由一個(gè)恒流電源和一個(gè)連接到該恒流電源的晶體管組成。
全文摘要
提供了一種充電/放電控制電路,用于即使一個(gè)開關(guān)電路被關(guān)閉時(shí),也能阻止充電電流通過一個(gè)寄生二極管和一個(gè)電阻器流入可充電電池中,其中該電阻器允許從一個(gè)過電流狀態(tài)中返回。本發(fā)明使用了這樣一個(gè)配置,其中:檢測一個(gè)充電器的連接,并因此從一個(gè)過電流檢測終端斷開連接該電阻器,借此即使當(dāng)該開關(guān)電路被關(guān)閉、且充電器被連接時(shí),也能阻止充電電流流過該寄生二極管。
文檔編號(hào)H01M10/44GK1369944SQ0210459
公開日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2002年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月9日
發(fā)明者中下貴雄 申請(qǐng)人:精工電子有限公司