專利名稱：充電方法及充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電方法及充電器，特別涉及一種在定電壓充電 模式時(shí)，通過將充電電壓提高一段時(shí)間，而能夠在短時(shí)間內(nèi)提供最大 電力補(bǔ)充的充電方法及充電器。
背景技術(shù)：
如圖1所示，圖上方的曲線為充電電壓，下方的曲線為充電電流， 目前對(duì)充電電池進(jìn)行充電時(shí)，其充電過程通常采用兩階段模式，第一
階段為定電流模式(CC mode),充電時(shí)提供充電電壓及充電電流，該 充電電壓是連續(xù)上升的值，該充電電流值是定值，當(dāng)充電電壓上升到 達(dá)到充電電池的標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時(shí)，接著會(huì)進(jìn)入第二階段的定電壓模 式(CV mode),此時(shí)充電電流會(huì)逐漸下降，而充電電池在這段定電 壓充電模式(CV mode)下，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的充電時(shí)間，而且越接近充 電結(jié)束時(shí)，對(duì)于充電電池本身的電力容量貢獻(xiàn)就越少，以致于需要花 費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間等待，才能獲得滿足使用者所需的電力容量，這對(duì)于經(jīng) 常出差、旅行且急需用電的使用者而言，需要花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間等待充電無 疑是相當(dāng)不便的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在短時(shí)間內(nèi)提供最大電力補(bǔ)充 的充電方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用該充電方法來對(duì)電池充電 的充電器。
該充電方法適用于充電電池，該電池具有檢測(cè)單元與規(guī)格，該規(guī) 格包括電池容量、單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值，以及最高充電電壓值，該檢測(cè)單元用于輸出瞬時(shí)電壓值與瞬時(shí)電流值。 該方法的特征在于包括以下步驟
使用控制單元接收該瞬時(shí)電壓值和該瞬時(shí)電流值，該控制單元進(jìn) 行控制，以使供電單元對(duì)該電池輸出充電電壓和充電電流，該充電電 壓是連續(xù)上升的值，該充電電流值是定值，且不大于該單位時(shí)間內(nèi)的 放電電流值。
當(dāng)判斷該充電電壓上升到該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時(shí)，繼續(xù)使該充電電 壓上升直到達(dá)到最高充電電壓值。
當(dāng)判斷該充電電流下降到等于或低于第一預(yù)定電流值時(shí)，使該供 電單元改為用該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對(duì)該電池充電，直到目前的充電電流
下降到等于或低于第二預(yù)定電流值時(shí)終止充電為止，其中，該第一預(yù) 定電流值小于該單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值，該第二預(yù)定電流值小于該 第一預(yù)定電流值。而本發(fā)明充電器包括供電單元和控制單元。 該供電單元用于將充電電壓及充電電流輸出到該電池。 該控制單元與該供電單元電連接，并且內(nèi)建有該電池的規(guī)格，該
控制單元根據(jù)該電池的該數(shù)據(jù)與該檢測(cè)單元所輸出的電壓值及電流 值，使該供電單元的充電電壓與充電電流以對(duì)應(yīng)的第一模式、第二模 式和第三模式來對(duì)該電池充電。
該供電單元的第一模式用于使該充電電壓為連續(xù)上升的值，該充 電電流為定值且不大于該單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值，該第二模式用于 使該充電電壓上升到達(dá)到該最高充電電壓值，該第三模式用于使該充 電電壓以該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對(duì)該電池充電。
本發(fā)明的有益效果在于由于該控制單元將充電電壓值提升到最 高充電電壓值進(jìn)行充電，所以能夠延長(zhǎng)充電電流維持在較高水平的時(shí) 間，當(dāng)電池在獲得大電力補(bǔ)充的效果提升時(shí)，進(jìn)而就能在較短的充電 時(shí)間內(nèi)，達(dá)到滿足使用者所需電力容量的使用功能。


圖l是用于說明以往采用兩個(gè)階段完成的充電方法，以及該方法
所形成的充電電壓曲線與充電電流曲線的示意6圖2是用于說明本發(fā)明的充電方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖3是用于說明上述優(yōu)選實(shí)施例中，包括檢測(cè)單元及保護(hù)電路的 電池內(nèi)部電路的電路圖4是用于說明上述優(yōu)選實(shí)施例中，包括控制單元及供電單元的 充電器電路的電路圖5是用于說明采用三個(gè)階段完成充電的上述優(yōu)選實(shí)施例，以及 所形成的充電電壓曲線與充電電流曲線的示意圖；以及
圖6是用于說明本發(fā)明與以往充電方法相比較，本發(fā)明能在較短 的1.15小時(shí)內(nèi)補(bǔ)充比以往還多的電力的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
如圖2、 3、 4、 5所示，本發(fā)明充電方法的優(yōu)選實(shí)施例適用于充 電電池20，電池20具有檢測(cè)單元21和規(guī)格，該規(guī)格包括電池容量 (mAh)、單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值(mA/h)、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值Vn。m 以及最高充電電壓值Vmax，檢測(cè)單元21用于輸出瞬時(shí)電壓值V^和 瞬時(shí)電流值Iee ,檢測(cè)單元21所輸出的瞬時(shí)電壓值V^是指電池20 內(nèi)的充電元件Cell的兩端，而非經(jīng)過該檢測(cè)單元21、保護(hù)電路22連 接到外部的兩個(gè)充電端Pake+、 Pake-，電池20在本實(shí)施例中是采用 鋰電池，該鋰電池的電池容量為1320mAh、單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值 為1320mA、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值為4200mV、最高充電電壓值為4250mV。 本發(fā)明的充電方法包括以下步驟
在步驟40，使用控制單元31接收瞬時(shí)電壓值V^和瞬時(shí)電流值
Icell，控制單元31進(jìn)行控制，以使供電單元32向電池20輸出充電電
壓Veh，和充電電流Ieha^，該充電電壓Veharge是連續(xù)上升的值，該充 電電流Ieharge是定值，且不大于該單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值(1320mA)。 在本實(shí)施例中，充電電流Ic旨ge等于該單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值
(B20mA)，單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值以小時(shí)為單位，控制單元31 與供電單元32是組成充電器30，并內(nèi)建有電池20的規(guī)格，例如電池 容量、單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值，以及最高充電電壓值，供電單元32所輸出的充電電壓Vc^ge值與充電電流Id^ge值是 受控于控制單元31。
在步驟50，當(dāng)判斷該充電電壓Vcharge上升到該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值 Vnc)ml時(shí)，繼續(xù)使該充電電壓Veharge上升，直到達(dá)到最高充電電壓值 Vm狀為止。
在步驟51，使用控制單元31內(nèi)建的第一運(yùn)算式計(jì)算得到電池20 的內(nèi)阻RS值，該第一運(yùn)算式為將供電單元32所輸出的充電電壓
Veha^與檢測(cè)單元21所輸出的瞬時(shí)電壓值V^的電壓差值A(chǔ) V除以檢
測(cè)單元21所輸出的瞬時(shí)電流Iedl，計(jì)算后得到電池20的內(nèi)阻Rs值， 內(nèi)阻Rs在本實(shí)施例中主要是由保險(xiǎn)絲F,、電阻Rp及二電晶體Q,、
Q2所構(gòu)成，第一運(yùn)算式為 Rs=A V+Icel|
其中A V=Veharge-Vcell
在步驟60，當(dāng)判斷該充電電流IchMge下降到等于或低于第一預(yù)定 電流值I,時(shí)，使該供電單元32改為用該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值Vn。m對(duì)該電 池20充電，直到目前的充電電流Ie旨ge下降到不大于第二預(yù)定電流值 12時(shí)終止充電，該第一預(yù)定電流值h小于單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值， 第二預(yù)定電流值12小于第一預(yù)定電流值I,。
在本實(shí)施例中，使用控制單元31來判斷電池20的充電電流Icharge 下降到等與或低于該第一預(yù)定電流值In通過先前計(jì)算出的內(nèi)阻Rs 值與內(nèi)建于控制單元31的第二運(yùn)算式做計(jì)算，得到第一預(yù)定電流值
I,，該第二運(yùn)算式將電壓差值A(chǔ) V除以電池20的內(nèi)阻Rs值，計(jì)算后
得到第一預(yù)定電流值Ip第二運(yùn)算式為 I,= A V+Rs
其中A V=Vcharge—Vcell
此外，第二預(yù)定電流值12是內(nèi)建于該控制單元31中的定值，在 本實(shí)施例中第二預(yù)定電流12值是單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值(1320mA) 的二十分之一，也就是66mA。
如圖5所示，借此，由于步驟50將該充電電壓Vc^ge提升到最 高充電電壓值V皿進(jìn)行充電，所以能夠延長(zhǎng)充電電流Icharge維持在較
8高水平的時(shí)間，也就是以較大的電力補(bǔ)充入電池20內(nèi)，因此，當(dāng)電 池20在獲得大電力補(bǔ)充的效果提升時(shí)，進(jìn)而就能在較短的充電時(shí)間 內(nèi)，達(dá)到滿足使用者所需電力容量的使用功能。
從圖6中將以往的充電電流Uarge曲線(虛線表示)與本發(fā)明的 充電電流Uarge曲線(實(shí)線表示)比較后可清楚發(fā)現(xiàn)，當(dāng)充電到1.15 小時(shí)的時(shí)候，將充電電流Ieharge曲線對(duì)時(shí)間做積分，就可以發(fā)現(xiàn)本案 所達(dá)到的充電容量會(huì)比以往的充電容量還多出4%,所以對(duì)于經(jīng)常需 要出差、旅行且急需用電的使用者而言，無疑地能在較短時(shí)間內(nèi)獲得 最大的電力補(bǔ)充，不需要花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間的等待，進(jìn)而達(dá)到本發(fā)明能夠在 短時(shí)間內(nèi)提供最大電力補(bǔ)充的使用目的。
如圖3、 4、 5所示，本發(fā)明的充電器30如前所述包括供電單元 32和控制單元31，控制單元31根據(jù)電池20的規(guī)格與瞬時(shí)電壓值Vcell 和瞬時(shí)電流值U進(jìn)行運(yùn)作，進(jìn)一步使該供電單元32的充電電壓Vcharge 與充電電流Ieharge以對(duì)應(yīng)的第一模式、第二模式、第三模式來對(duì)電池 20充電，充電器30的結(jié)構(gòu)如前所述不再贅述，其充電功能在本實(shí)施 例中，第一模式是指前述步驟40中對(duì)應(yīng)于圖5所示的第一階段的充 電方式，第二模式是指前述步驟50中對(duì)應(yīng)于圖5所示的第二階段的 充電方式，第三模式是指前述步驟60中對(duì)應(yīng)于圖5所示的第三階段 的充電方式，通過充電器30檢測(cè)電池20目前的充電狀態(tài)，再通過相 應(yīng)的第一、二、三模式進(jìn)行充電，就可以達(dá)到短時(shí)間內(nèi)向電池20提 供最大電力補(bǔ)充使用的功能。
權(quán)利要求
1、一種用于充電電池的充電方法，所述電池具有檢測(cè)單元與規(guī)格，所述規(guī)格包括電池容量、單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值，以及最高充電電壓值，所述檢測(cè)單元用于輸出瞬時(shí)電壓值與瞬時(shí)電流值，所述方法的特征在于包括以下步驟使用控制單元接收所述瞬時(shí)電壓值和所述瞬時(shí)電流值，所述控制單元進(jìn)行控制，以使供電單元向所述電池輸出充電電壓和充電電流，所述充電電壓是連續(xù)上升的值，所述充電電流值是定值，且不大于所述單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值；當(dāng)判斷所述充電電壓上升到所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時(shí)，繼續(xù)使所述充電電壓上升直到達(dá)到所述最高充電電壓值；以及當(dāng)判斷所述充電電流下降到等于或低于第一預(yù)定電流值時(shí)，使所述供電單元改為用所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對(duì)所述電池充電，直到目前的充電電流下降到等于或低于第二預(yù)定電流值時(shí)終止充電為止，其中，所述第一預(yù)定電流值小于所述單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值，所述第二預(yù)定電流值小于所述第一預(yù)定電流值。
2、 如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 內(nèi)建有所述電池的所述規(guī)格。
3、 如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 還內(nèi)建有第一運(yùn)算式，所述第一運(yùn)算式為將所述供電單元所輸出的 所述充電電壓與所述檢測(cè)單元所輸出的所述瞬時(shí)電壓值的電壓差值 除以所述檢測(cè)單元所輸出的所述瞬時(shí)電流，計(jì)算后得到所述電池的內(nèi) 阻值。
4、 如權(quán)利要求3所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 還內(nèi)建有第二運(yùn)算式，所述第二運(yùn)算式為所述電壓差值除以所述電 池的內(nèi)阻值，計(jì)算后得到所述第一預(yù)定電流值。
5、 如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述控制單元 還內(nèi)建有所述第二預(yù)定電流值，所述第二預(yù)定電流值是所述單位時(shí)間 內(nèi)的放電電流值的二十分之一。
6、 一種充電器，適用于內(nèi)建有檢測(cè)單元的充電電池，所述電池 具有規(guī)格，所述規(guī)格包括電池容量、單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值、標(biāo)準(zhǔn) 充電電壓值，以及最高充電電壓值，所述檢測(cè)單元用于輸出所述電池 的瞬時(shí)電壓值與瞬時(shí)電流值，所述充電器的特征在于所述充電器包括供電單元和控制單元，所述供電單元用于將充電 電壓和充電電流輸出到所述電池；所述控制單元與所述供電單元電連接，并且內(nèi)建有所述電池的所 述規(guī)格，所述控制單元根據(jù)所述電池的所述數(shù)據(jù)與所述檢測(cè)單元所輸 出的電壓值及電流值，使所述供電單元的充電電壓與充電電流以對(duì)應(yīng)的第一模式、第二模式以及第三模式來對(duì)所述電池充電；所述供電單元的第一模式用于使所述充電電壓為連續(xù)上升值，使 所述充電電流為定值且不大于所述單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值，所述第 二模式用于使所述充電電壓上升到達(dá)到所述最高充電電壓值，所述第 三模式用于使所述充電電壓以所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對(duì)所述電池充電。
7、 如權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于所述第一模式在 所述供電單元開始進(jìn)行充電時(shí)啟動(dòng)，所述第二模式在所述供電單元所 輸出的充電電壓值上升到所述標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時(shí)啟動(dòng)。
8、 如權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于所述第三模式在所述電池的充電電流下降到第一預(yù)定電流值時(shí)啟動(dòng)，所述第一預(yù)定電 流值小于所述單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值。
9、 如權(quán)利要求8所述的充電器，其特征在于所述控制單元還 內(nèi)建有第二運(yùn)算式，所述第二運(yùn)算式為所述電壓差值除以所述電池的內(nèi)阻值，計(jì)算后得到所述第一預(yù)定電流值。
10、 如權(quán)利要求9所述的充電器，其特征在于所述控制單元還 內(nèi)建有第一運(yùn)算式，所述第一運(yùn)算式為將所述供電單元所輸出的所 述充電電壓值與所述檢測(cè)單元所輸出的所述瞬時(shí)電壓值相減得電壓 差值，將所述電壓差值除以所述瞬時(shí)電流，計(jì)算后得到所述電池的所 述內(nèi)阻值。
11、 如權(quán)利要求8所述的充電器，其特征在于所述控制單元還 內(nèi)建有第二預(yù)定電流值，所述控制單元用于使所述供電單元在所述充 電電流下降到不大于所述第二預(yù)定電流值時(shí)終止充電，所述第二預(yù)定 電流值小于所述第一預(yù)定電流值。
12、 如權(quán)利要求11所述的充電器，其特征在于所述第二預(yù)定 電流值是所述單位時(shí)間內(nèi)的放電電流值的二十分之一。
全文摘要
一種用于充電電池的充電方法，該電池具有檢測(cè)單元和規(guī)格，該方法包括使用控制單元接收該電池的瞬時(shí)電壓值和瞬時(shí)電流值，并進(jìn)行控制，以使供電單元向該電池輸出充電電壓和充電電流，該充電電壓是連續(xù)上升的值，該充電電流值是定值；當(dāng)判斷該充電電壓上升到標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值時(shí)，繼續(xù)使該充電電壓上升，直到達(dá)到最高充電電壓值為止；當(dāng)判斷該充電電流下降到等于或低于第一預(yù)定電流值時(shí)，使該供電單元改為用該標(biāo)準(zhǔn)充電電壓值對(duì)該電池充電，直到目前的充電電流下降到等于或低于第二預(yù)定電流值時(shí)終止充電。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101471461SQ20071016088
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者賴明豐, 邱信雄 申請(qǐng)人:環(huán)隆電氣股份有限公司