專利名稱：用于電子設(shè)備的溫度補(bǔ)償充電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜電子設(shè)備的電流提供裝置，尤其涉及為這種便 攜電子設(shè)備供電的可充電電池的充電。這里的"便攜電子設(shè)備"一詞表 示當(dāng)從市電斷開時(shí)能借助其可再充電電池使用的任何電子裝置或設(shè)
備。此電子設(shè)備可以是例如個(gè)人數(shù)字助手(即PDA)、移動電話、無繩 電話、或音樂播放器(例如MP3播放器)。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，許多(便攜)電子裝置包括充電控制模 塊，當(dāng)電子裝置經(jīng)過其插孔連接到充電器(轉(zhuǎn)而連接到市電)時(shí)，該充 電控制模塊用于對其(可再充電)電池充電，并且用于對其內(nèi)部的一個(gè) 或多個(gè)應(yīng)用部件提供電流。
更準(zhǔn)確地說，當(dāng)充電狀態(tài)低于選擇的閾值并且當(dāng)溫度在選擇的 區(qū)間之內(nèi)時(shí)，該充電控制模塊控制電池的充電狀態(tài)及溫度并為其提供 電流，并且對內(nèi)部應(yīng)用部件提供在確定環(huán)境下操作所需的電流。
由充電器提供到該充電控制模塊的電流ICH是恒定值。所以，在 該電池的充電狀態(tài)低于選擇的閾值并且其溫度處在選擇的區(qū)間之內(nèi)
的同時(shí)，當(dāng)應(yīng)用部件要求施加電流Ia以供其操作時(shí)，充電控制模塊
能夠提供來為電池進(jìn)行充電用途的電流iB將受到限制(IflcH-IA)。由 于電流lB低于由電池制造商確定的最大電流(通常等于1C,即電池容 量的1倍)并且需要快速對該電池充電(即當(dāng)不對內(nèi)部應(yīng)用部件供電 時(shí))，所以當(dāng)有應(yīng)用部件消耗電流ICH的一部分時(shí)，該電池的充電時(shí)間 將增加。
而且，當(dāng)該電池溫度在選擇區(qū)間之外時(shí)，該充電控制模塊將停止
把任何電流提供到電池或操作應(yīng)用部件(IapO)。因此，停止對電池的
充電并且該電池自身放電來為操作應(yīng)用部件供電。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)這種情形，更準(zhǔn)確地說是使得當(dāng) 電池充電被禁止時(shí)該電池充電狀態(tài)保持恒定，并盡量使得該電池充電 時(shí)間能保持近似恒定。

發(fā)明內(nèi)容
為此目的，本發(fā)明提供一種用于電子設(shè)備的充電控制裝置，該電 子設(shè)備包括可再充電的電池和為其操作而要求應(yīng)用電流的至少一個(gè) 內(nèi)部應(yīng)用部件，并且包括一個(gè)耦合到一個(gè)充電器的充電控制模塊，用 于當(dāng)充電器與市電連接時(shí)該充電控制模塊被饋以充電電流，該充電控 制模塊一方面與該電池耦合，以便當(dāng)被要求時(shí)且當(dāng)其溫度處在選擇的 區(qū)間之內(nèi)時(shí)來控制電池的充電并提供給該電池選擇的電池電流，并且 該充電控制模塊另一方面與該應(yīng)用部件耦合，以便當(dāng)該電子設(shè)備與該 充電器連接時(shí)為該應(yīng)用部件提供應(yīng)用電流。
該充電控制裝置的特征在于還包括一個(gè)電流感測裝置，用于確 定由該應(yīng)用部件消耗的電流并且提供表示此電流消耗的第一信號，并 且特征在于其充電控制模塊被用于當(dāng)該電池溫度處在選擇區(qū)間之外 時(shí)，在強(qiáng)制該電池保持電荷的同時(shí)為該應(yīng)用部件提供等于由該第一信 號表示的電流的一個(gè)應(yīng)用電流，或其充電控制模塊被用于在為該電池 提供一個(gè)選擇的電池電流的同時(shí)，為該應(yīng)用部件提供等于由該第一信 號表示的電流的一個(gè)應(yīng)用電流，以便當(dāng)溫度處在該選擇區(qū)間之內(nèi)時(shí)使 得可以同時(shí)地對電池充電。
根據(jù)本發(fā)明的充電控制裝置可以包括單獨(dú)或組合考慮的附加特 征，尤其是
-其電流感測裝置可以包括電流感測器，用于提供表示了由該 應(yīng)用部件即時(shí)消耗的電流的第二信號；和濾波裝置，其被耦合到該電 流感測器和充電控制模塊，并用于處理該第二信號以便提供該第一信 號；
-該濾波裝置可被用于在一個(gè)選擇的時(shí)段上積分由該電流感測 器提供的若干個(gè)第二信號，以便提供一個(gè)第一信號；
-其充電控制模塊可以用于為電池提供一個(gè)選擇的電池電流，使得電池的充電時(shí)間近似恒定而與該提供的應(yīng)用電流無關(guān)；
-該電池可以例如是鋰離子(Li-ion)型或鋰聚合物型電池。 本發(fā)明還涉及包括例如上述介紹的充電控制裝置的(便攜)電子
設(shè)備。這種電子設(shè)備可以選自個(gè)人數(shù)字助手(PDA)、移動電話、無繩
電話和音樂播放器。


從下面的詳細(xì)說明和附圖中將顯見本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)， 其中該唯一的附圖示意性并功能性地示出了包括根據(jù)本發(fā)明的充電 控制裝置的(便攜)電子設(shè)備的實(shí)例。
該附圖不僅可以用于完成本發(fā)明而且如果需要的話可以有助于 本發(fā)明的確定。
具體實(shí)施例方式
下面的描述將認(rèn)為在唯一附圖中所示的充電控制裝置D被安裝 在包括可再充電的電池B的便攜電子設(shè)備EE (例如移動電話)中。
但其可被安裝在配備有可再充電的電池的任何便攜電子設(shè)備中，例如 個(gè)人數(shù)字助手(PDA)、無繩電話、或象MP3播放器的音樂播放器。
如該附圖中示出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的充電控制裝置D包括充電 控制模塊CCM和電流感測器模塊SM。
充電控制模塊CCM耦合到電池B以及該移動電話EE的至少一個(gè) 內(nèi)部應(yīng)用部件A，而且耦合到該移動電話EE的插孔PS。內(nèi)部應(yīng)用部 件可被認(rèn)為是用于例如視頻圖像顯示或通信建立的應(yīng)用部件。
插孔PS使得移動電話EE連接到一個(gè)能經(jīng)電接插件EP連接到市 電(例如插入墻壁W中的插座)的充電器CH。
電池B還耦合到每一個(gè)內(nèi)部應(yīng)用部件A，以便在移動電話EE從 充電器CH斷開時(shí)為其提供應(yīng)用電流。電池B例如是鋰離子(即Li-ion) 型電池，但可以是其它可選電池，例如鋰聚合物型電池。
當(dāng)移動電話EE經(jīng)充電器CH連接到市電時(shí)，該充電控制模塊CCM 從充電器CH接收充電電流Ich，充電器CH用于給電池B提供用于充電用途的電池電流IB,并且用于給至少一個(gè)內(nèi)部應(yīng)用部件A提供用 于操作用途的應(yīng)用電流Ia。
更準(zhǔn)確地說，充電控制模塊CCM包括電流產(chǎn)生器CG和控制模塊CM。
根據(jù)來自控制模塊CM指令，電流產(chǎn)生器CG從充電器CH(通過插 孔PS)接收充電電流ICH ，并把該充電電流ICH提供到一個(gè)輸出，該 輸出將按照要求為內(nèi)部應(yīng)用部件A饋送一個(gè)選擇的應(yīng)用電流Ia，和/ 或?yàn)殡姵谺饋送一個(gè)由電池制造商限定的電池電流IB。
控制模塊CM連接到該電池B，并且接收表示其溫度(T)和其充電 狀態(tài)(BC)的信號。 一方面，把表示電池溫度T的每個(gè)信號與根據(jù)電池 型和由電池制造商限定的一個(gè)溫度區(qū)間相比較，另一方面把表示電池 充電狀態(tài)BC的每個(gè)信號與一個(gè)選擇的并由電池制造商限定的門限值 相比較。
當(dāng)電池溫度處在該溫度區(qū)間之內(nèi)并且電池充電狀態(tài)低于該選擇 的門限值時(shí)，該控制模塊CM允許電流產(chǎn)生器CG為電池B提供由電池 制造商限定的電池電流Ib，以便使得所述的電池B可被充電。如果一 個(gè)內(nèi)部應(yīng)用部件同時(shí)要求應(yīng)用電流Ia，則該控制模塊CM將允許電流 發(fā)生器CG為此應(yīng)用部件A提供所需的應(yīng)用電流Ia。
電流感測器模塊SM用于為該控制模塊CM提供一個(gè)第一信號， 該第一信號表示為了內(nèi)部應(yīng)用部件A的操作而需要的應(yīng)用電流IA。 因此，電流感測器模塊SM和充電控制模塊CCM限定了一個(gè)電流補(bǔ)償 回路，該回路使得有可能在任何電池溫度的情況下在由充電器CG為 移動電話EE供電的同時(shí)，為一個(gè)工作內(nèi)部應(yīng)用部件A提供所需的應(yīng) 用電流Ia。
更準(zhǔn)確地說，該電流感測器模塊SM優(yōu)選地包括一個(gè)耦合到電源 線路的電流感測器CS，該電源線路把電流產(chǎn)生器CG連接到該內(nèi)部應(yīng) 用部件A并且用于確定表示即時(shí)由此內(nèi)部應(yīng)用部件A所耗電流的一個(gè) 第二信號。該電流感測器模塊SM還優(yōu)選地包括耦合到電流感測器CS 以及充電控制模塊CCM(并更準(zhǔn)確地說是耦合到其控制模塊CM)的濾 波模塊FM，該濾波模塊FM用于處理由電流感測器CS提供的第二信號，以便由此產(chǎn)生第一信號，并將該第一信號發(fā)送到控制模塊CM。
例如，該濾波模塊FM被用于在一個(gè)選擇的時(shí)段上對由該電流感 測器CS連續(xù)提供的第二信號進(jìn)行積分，以便提供每個(gè)第一信號。這 一積分避免這種情況的出現(xiàn)，即該控制模塊CM處理不重要的應(yīng)用電 流并隨后為了保持該電流補(bǔ)償回路的穩(wěn)定來根據(jù)該不重要的應(yīng)用電 流而將指令發(fā)送到該電流發(fā)生器CG。
當(dāng)電池溫度處在該溫度區(qū)間之外時(shí)，無論該電池充電狀態(tài)如何， 控制模塊CM都禁止電流產(chǎn)生器CG為電池B提供電池電流IB,同時(shí)指 令電流產(chǎn)生器CG為該內(nèi)部應(yīng)用部件A提供所需的應(yīng)用電流Ia。所以， 電池B既不充電也不放電。與其中電池B為該內(nèi)部應(yīng)用部件A提供所
需的應(yīng)用電流lA并隨后自身放電的現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比較，這里是電
流產(chǎn)生器CG為該內(nèi)部應(yīng)用部件A提供了所需的應(yīng)用電流IA。換句話 說，相對于內(nèi)部應(yīng)用部件A，電流產(chǎn)生器CG代替(或補(bǔ)償)了該電池B。
一旦該電池溫度再次回到該溫度區(qū)間，該電池B就將能被再次充 電，或如果移動電話EE從該充電器CH斷開的話，該電池B將準(zhǔn)備好 為內(nèi)部應(yīng)用部件供電。
當(dāng)電池溫度處在該溫度區(qū)間之內(nèi)時(shí)，因?yàn)殡姵仉娏鱨B是由電池 生產(chǎn)商所限定(通常相等于1C)，所以由電流產(chǎn)生器CG提供到電池B 的電池電流Ib是恒定僮并且是受限的。因此，電池充電時(shí)間大致為常 數(shù)，與由電流產(chǎn)生器CG提供到內(nèi)部應(yīng)用部件A的應(yīng)用電流lA無關(guān)。 換句話說，即使在內(nèi)部應(yīng)用部件A消耗一個(gè)應(yīng)用電流Ia吋，電池充電 時(shí)間也大致為常數(shù)。這里通過"大致恒定"來表示最佳恒定值、或恒 定為+/-5%。
由于本發(fā)明的貢獻(xiàn)，在沒有任何附加供電路徑的條件下，通過
充電路徑分別把電池電流lB和應(yīng)用電流lA提供到電池B及內(nèi)部應(yīng)用
部件A。
控制模塊CM和濾波模塊FM通常以硬件模塊或硬件和軟件模塊 的組合來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明不局限于僅用于示例的上述充電控制裝置和電子設(shè)備的 實(shí)施例，而是包括可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)考慮的全部可選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 用于電子設(shè)備(EE)的充電控制裝置(D)，該電子設(shè)備(EE)包括 可再充電的電池(B)和至少一個(gè)要求為其操作提供應(yīng)用電流的內(nèi)部應(yīng) 用部件(A)，所述裝置(D)包括用于耦合到一個(gè)充電器(CH)的充電控制 模塊(CCM)，以便當(dāng)該充電器與市電連接時(shí)對充電控制模塊(CCM)饋以 充電電流，并且所述充電控制模塊(CCM)被耦合到i)所述電池(B), 以便在需要時(shí)且當(dāng)其溫度處在選擇的區(qū)間之內(nèi)時(shí)來控制電池的充電 并提供給該電池選擇的電池電流；和ii)所述應(yīng)用部件(A)，以便當(dāng)所 述電子設(shè)備(EE)與所述充電器(CH)連接時(shí)為所述應(yīng)用部件提供應(yīng)用 電流；特征在于所述充電控制裝置(D)還包括電流感測裝置(SM)， 用于確定由所述應(yīng)用部件(A)消耗的電流并且提供表示所述電流消耗 的第一信號；以及所述充電控制模塊(CCM)被用于i)當(dāng)所述電池(B) 溫度處在選擇區(qū)間之外時(shí)，在強(qiáng)制所述電池(B)保持其電荷的同時(shí)， 為所述應(yīng)用部件(A)提供等于由所述第一信號表示的電流的一個(gè)應(yīng)用 電流，或ii)當(dāng)溫度處在所述選擇區(qū)間之內(nèi)時(shí)，在為所述電池(B)提供 一個(gè)選擇的電池電流的同時(shí)，為所述應(yīng)用部件(A)提供等于由該第一 信號表示的電流的一個(gè)應(yīng)用電流，以使得可以同時(shí)對電池(B)充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電控制裝置，其特征在于所述電流感測裝 置(SM)包括i)電流感測器(CS)，用于提供表示了由所述應(yīng)用部件(A) 即時(shí)消耗的電流的第二信號；以及ii)耦合到所述電流感測器(SM)和 充電控制模塊(CCM)的濾波裝置(FM)，用于處理所述第二信號，以便 提供所述第一信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的充電控制裝置，其特征在于所述濾波裝置 (FM)被用于在一個(gè)選擇的時(shí)段上對由所述電流感測器(CS)提供的若 干第二信號進(jìn)行積分，以便提供所述第一信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的充電控制裝置，其特征在于所述充電控制模塊(CCM)被用于為所述電池(B)提供選擇的電池電流，使得 其充電時(shí)間為大致恒定而與提供給應(yīng)用部件(A)的應(yīng)用電流無關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的充電控制裝置，其特征在于所述 電池(B)是鋰離子型電池。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的充電控制裝置，其特征在于所述電池(B)是鋰聚合物型電池。
7. 電子設(shè)備(EE)，包括可再充電的電池(B)和至少一個(gè)要求為其 操作提供應(yīng)用電流的內(nèi)部應(yīng)用部件(A)，其特征在于包括根據(jù)在先權(quán) 利要求之一的充電控制裝置(D)，該充電控制裝置(D)耦合到所述電池 (B)及所述內(nèi)部應(yīng)用部件(A)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的電子設(shè)備，其特征在于該電子設(shè)備是從至 少包括個(gè)人數(shù)字助手、移動電話、無繩電話及音樂播放器的一組電子 設(shè)備中選擇的一個(gè)電子設(shè)備。
全文摘要
安裝在電子設(shè)備(EE)中的充電控制裝置(D)，該電子設(shè)備(EE)包括可再充電的電池(B)和至少要求為其操作提供應(yīng)用電流的內(nèi)部應(yīng)用部件(A)。該裝置(D)包括用于耦合到一個(gè)充電器(CH)的充電控制模塊(CCM)，以便當(dāng)該充電器與市電連接時(shí)對充電控制模塊(CCM)饋以充電電流。該充電控制模塊(CCM)被耦合到i)該電池(B)，以便當(dāng)被要求時(shí)且當(dāng)其溫度處在選擇的區(qū)間之內(nèi)時(shí)來控制電池的充電并提供給該電池選擇的電池電流；和ii)該應(yīng)用部件(A)，以便當(dāng)該電子設(shè)備(EE)與該充電器(CH)連接時(shí)為該應(yīng)用部件提供應(yīng)用電流。該充電控制裝置(D)還包括電流感測裝置(SM)，用于確定由該應(yīng)用部件(A)消耗的電流并且提供表示該電流消耗的第一信號。該充電控制模塊(CCM)還被用于i)當(dāng)該電池(B)的溫度處在選擇區(qū)間之外時(shí)，在強(qiáng)制該電池(B)保持其電荷的同時(shí)，為該應(yīng)用部件(A)提供等于由所述第一信號表示的電流的一個(gè)應(yīng)用電流，或ii)當(dāng)溫度處在該選擇區(qū)間之內(nèi)時(shí)，在為該電池(B)提供一個(gè)選擇的電池電流的同時(shí)，為該應(yīng)用部件(A)提供等于由該第一信號表示的電流的一個(gè)應(yīng)用電流，以使得可同時(shí)地對電池(B)充電。
文檔編號H02H7/18GK101313445SQ200680043913
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者尼古拉斯·雷根特 申請人:Nxp股份有限公司