專(zhuān)利名稱(chēng)：電池充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池電^各，特別涉及一種電池充電電路。
背景技術(shù)：
目前一般的充電器采用恒壓或恒流方式對(duì)電池進(jìn)行充電。該種充
電器在電池充到峰值電壓如4.2V即截止，然而這種情況下電池電壓雖 然到了4.2V，但電池的電量并沒(méi)有充滿(mǎn)。
隨著技術(shù)的改進(jìn)，出現(xiàn)了一種可對(duì)手機(jī)電池等進(jìn)行分階段充電的 方法，即開(kāi)始時(shí)以一較大電流充電，在電池電壓升高到一預(yù)設(shè)控制點(diǎn) 時(shí)，進(jìn)行涓流充電。然而，目前一般的分階段充電的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且 成本昂貴，其控制點(diǎn)的電壓的監(jiān)測(cè)也是一個(gè)不容易解決的問(wèn)題。
中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2000年5月31日公告的一份公告號(hào)為 "CN2381056Y"，名稱(chēng)為"充電電池充電裝置"的專(zhuān)利文件中，揭露 了一種電池充電在臨近充滿(mǎn)時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為涓流充電的電5^。如圖l所
示，該充電裝置為一個(gè)三極管共基極電路，其中直流穩(wěn)壓電源P4位于 輸入端口 a、 b之間，其中直流穩(wěn)壓電源P4的正極輸入端與三極管Gl 的發(fā)射極相連，三極管Gl基極有一偏置電阻，電池B4位于三極管 Gl的集電才及回路中。開(kāi)始充電時(shí)，集電才及電流作為充電電流為電池充 電，隨著電池臨近充滿(mǎn)，三極管臨近截止，集電極電流瞬時(shí)下降到一 很小值，從而對(duì)電池以涓流充電。然而，三極管容易隨溫度升高而產(chǎn) 生溫漂現(xiàn)象，引起充電電路的不穩(wěn)定。而且，該充電電路僅憑三極管 的導(dǎo)通截止不能準(zhǔn)確地控制電池充電。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，提供一種電池充電電路，能較精準(zhǔn)地控制電池在充電 過(guò)程中當(dāng)電池快充滿(mǎn)時(shí)進(jìn)行涓流充電，而且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。
一種電池充電電路，該電^各包才舌 一連接端口、 一充電才莫塊、一 電流檢測(cè)電路、 一比例放大電路、 一比較模塊以及一控制模塊。其中 該連接端口用于接入一充電電源。該充電才莫塊用于控制對(duì)電池充電， 所述充電模塊至少包括一 電源引腳、電流輸出引腳以及一限流控制引 腳，其中電源引腳與連接端口的正極輸出端相連，電流輸出引腳與電 流檢測(cè)電路相連，限流控制引腳與控制模塊相連。該電流檢測(cè)電路用 于實(shí)時(shí)纟企測(cè)充電電流,并將該充電電流轉(zhuǎn)換成一限流電壓，該比例》文大 電路用于將該充電電流轉(zhuǎn)換成的限流電壓放大，該比較模塊用于比較 該放大后的限流電壓與一基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該限流電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)輸 出一限流信號(hào)。該控制模塊，用于響應(yīng)該限流信號(hào)，在收到該限流信 號(hào)后控制該充電模塊以 一 涓流充電模式給電池充電。
本發(fā)明的電池充電電路以較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)始充電時(shí)以一較 大電流進(jìn)行充電，當(dāng)電池快充滿(mǎn)時(shí)轉(zhuǎn)入涓流充電的分階段充電的精準(zhǔn) 控制，能夠使電池充電充分。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)充電電池充電裝置的電路圖。
圖2是電池充電電路較佳實(shí)施方式的模塊架構(gòu)圖。
圖3是電池充電電路較佳實(shí)施方式的具體電路圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，為電池充電電路較佳實(shí)施方式的模塊架構(gòu)圖。該電 池充電電路1包括一充電模塊10、 一比例放大電路20、 一比較模塊 30、 一電流才企測(cè)電路40、 一控制才莫塊50以及一連接端口 60。
其中，該連接端口 60用于4妄入充電電源，本實(shí)施方式中為4妄入市 電適配器為電池充電提供電源，該充電模塊10用于控制對(duì)電池70充 電，該電流檢測(cè)電路40用于檢測(cè)充電路徑的電流，并轉(zhuǎn)換成一 電壓差 值(以下稱(chēng)為限流電壓)，該限流電壓與充電^各徑電流成正比，比例 放大電路20用于放大該電流檢測(cè)電路40轉(zhuǎn)換的限流電壓，該比較模 塊30用于比較該放大的限流電壓與 一基準(zhǔn)電壓，并輸出 一限流信號(hào)，該控制模塊50用于響應(yīng)該限流信號(hào)并控制充電模塊10進(jìn)入涓流充電 模式。其中，該比較模塊30的基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的為電池快充滿(mǎn)時(shí)限流電 壓的大小。
在連接端口 60接入市電適配器對(duì)電池70充電時(shí)，充電模塊10控 制以一4交大的電流為電池70充電。隨著電池電量的增加，電池電壓也 隨之上升，充電路徑的電流也相應(yīng)減小，通過(guò)比例;改大電路20》i:大的 限流電壓也減小。當(dāng)電池快充滿(mǎn)時(shí)，限流電壓會(huì)下降到該基準(zhǔn)電壓之 下。比較模塊30比較該放大的限流電壓與該基準(zhǔn)電壓，當(dāng)放大的限流 電壓小于該基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出一限流信號(hào)，該控制模塊50接收該限流 信號(hào)，控制充電模塊10進(jìn)入涓流充電模式，充電模塊10控制以一涓 流對(duì)電池70充電，該涓流要遠(yuǎn)小于比較才莫塊30輸出限流信號(hào)前的充 電電5充。
請(qǐng)參閱圖3，為電池充電電路較佳實(shí)施方式的具體電路圖。該充 電模塊IO具有一電源引腳101(Vcc)、 一電流輸出引腳10WBAT)以及 一限流控制引腳103(PROG),該電源引腳101與連4妄端口 60的電壓正 極端連接，該電流輸出引腳102輸出的電流即為電池70充電的電流， 在電池正常充電情況下，該電流輸出引腳102輸出的電流為限流控制 引腳103電流的整數(shù)倍。
該電流檢測(cè)電^各40為一電阻R3,位于電池70的充電5^徑中，即 電阻R3位于充電才莫塊10的電流輸出引腳102與電池70的正極之間， 該電流纟企測(cè)電i 各40轉(zhuǎn)換的限流電壓即等于充電電流與該電阻R3的乘 積。本實(shí)施方式中，該電阻R3的阻值很小，從而充電時(shí)可以減小能量 損耗。
該限流電壓經(jīng)過(guò)比例放大電路20放大再和比較模塊30進(jìn)行比較。 為了下面^f更于描述，電阻R3靠近電流輸出引腳102的一端設(shè)為A,電 阻R4靠近電池70正極的一端設(shè)為B。
該比例放大電路20由一運(yùn)算放大器201以及電阻R4、 R5、 R6、 R7以及多個(gè)電容組成，該運(yùn)算》文大器201有一正相輸入端、 一反相輸 入端以及一輸出端，該輸出端即為比例放大電路20的輸出端，設(shè)該運(yùn) 算放大器201的正相輸入端為C,反相輸入端為D。其中，電阻R4與
電阻R7串接于節(jié)點(diǎn)A與運(yùn)算放大器201的輸出端之間，且電阻R4靠 近節(jié)點(diǎn)A,電阻R4與R7的串接點(diǎn)與運(yùn)算放大器201的正相輸入端C 連接，電阻R5與電阻R6串4妄于節(jié)點(diǎn)B與接地點(diǎn)N之間，電阻R5靠 近節(jié)點(diǎn)B，電阻R5和R6的串接點(diǎn)與運(yùn)算放大器201的反相輸入端D 連接。本實(shí)施方式中，電阻R4的電阻值等于電阻R5的電阻值，電阻 R6的電阻值等于電阻R7的電阻值，設(shè)電阻117=116=11! ， R4=R5=RX， 且R尸nRx。設(shè)節(jié)點(diǎn)A的電壓為VA,節(jié)點(diǎn)B的電壓為VB，運(yùn)算放大器 201輸出端電壓為V0UT,由上述連接關(guān)系可知V0UT=(VA —VB) 承R!/Rx-n承(Va—Vb)， VA—VB即為限流電壓，n即為運(yùn)算放大器的放 大倍數(shù)。本實(shí)施方式設(shè)n為100,即通過(guò)比例;改大電路20將限流電壓 》文大了 100倍。
該比較模塊30由一比較器301以及電阻R8、 R9構(gòu)成，其中電阻 R8、 R9串接于一電勢(shì)點(diǎn)H與一接地點(diǎn)N之間，電阻R8、 R9的串接 點(diǎn)為基準(zhǔn)電壓端E,該基準(zhǔn)電壓端E與比較器301的反相輸入端連接， 為比較器301提供基準(zhǔn)電壓，其中，該基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)為電池充電到一 預(yù)設(shè)程度即快充滿(mǎn)時(shí)經(jīng)比例放大電路20所放大的限流電壓的大小。比 較器301的正相輸入端與運(yùn)算放大器201的輸出端連接，該比較器301 的輸出端通過(guò)一電阻R10與電勢(shì)點(diǎn)H連接。其中，該電勢(shì)點(diǎn)H的電壓 可為市電適配器電壓經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器(圖中未示出)轉(zhuǎn)換得到，為 了便于描述，^:該電勢(shì)點(diǎn)電壓為V,。
該控制模塊50包括并聯(lián)于所述充電模塊10限流控制引腳103與 一接地點(diǎn)F之間的第一與第二支路，其中第一支路包括一電阻Rl,第 二支路包括串聯(lián)的電阻R2與一高電平導(dǎo)通開(kāi)關(guān)501，該高電平導(dǎo)通開(kāi) 關(guān)501可為一 NMOS管或一 NPN三極管。本實(shí)施方式中，該高電平 導(dǎo)通開(kāi)關(guān)501以NMOS管Ql為例進(jìn)行說(shuō)明，其中該NMOS管Ql的 源極接地，漏極與電阻R2連接，柵極與比較器301的輸出端連接，在 該比較器301未輸出限流保護(hù)信號(hào)時(shí)，該柵極通過(guò)電阻R1與電勢(shì)點(diǎn)H 連接而獲得一高電平，從而該NMOS管Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)。其中，該 電阻Rl為一較大阻值電阻，該電阻R2為一專(zhuān)交小阻值電阻，電阻Rl 遠(yuǎn)大于電阻R2。限流控制引腳103端口提供有一恒定電壓VPR0G,該
第一、第二支路的電流與其支路的電阻值成反比，即第一支路電流等
于VPR0G/R1,第二支路電流等于VPR0G/R2。
本實(shí)施方式中，該市電適配器電壓為12V,在連接端口 60接入市 電適配器對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，充電模塊IO的電流輸出引腳102輸出的 電流即充電電流為限流控制引腳103電流的整數(shù)倍，而此時(shí)由于NMOS 管Ql的柵極通過(guò)電阻R10與電勢(shì)點(diǎn)H連接而獲得一高電平，,人而 NMOS管導(dǎo)通，由于電阻R2遠(yuǎn)小于電阻R1，則控制模塊50的第二支 路導(dǎo)通時(shí)會(huì)旁路第一支路。此時(shí)限流控制引腳103電流為第二支路的 電流VPR0(}/R2,則此時(shí)充電電流為VPR(X5/R2的整數(shù)倍，由于R2較小， 則:t匕時(shí)電'池充電為 一大電;充充電。
隨著電池70充電，電池70的電壓逐漸上升，充電電流不再維持 為限流控制引腳103電流的整數(shù)倍，而會(huì)逐漸下降，則電阻R3兩端電 壓差即限電電壓不斷減小。比較器301比較運(yùn)算放大器201送來(lái)的放 大的限流電壓與基準(zhǔn)電壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)限流電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，判斷此 時(shí)電池快充滿(mǎn)，發(fā)出一低電平的限流信號(hào)，則NMOS管Ql的柵極接 收到該低電平限流信號(hào)而處于低電平，從而NM0S管Q1截止，從而 第二支^各截止，此時(shí)限流控制引腳103電流為第一支5^的電流 VPR0(}/R1,則電流輸出引腳102電流即充電電流為整數(shù)倍VPR0G/R1, 由于R1較大，則此時(shí)充電電流為一孩i小的電流，此時(shí)充電模塊10以 涓流充電模式對(duì)電池70充電，即對(duì)電池70涓流充電。
其中，比例放大電路20以及比4交沖莫塊30中還有多個(gè)電容，其作 用在于減少干擾，實(shí)現(xiàn)電池分階段充電更精確的控制。
通過(guò)本實(shí)施方式，較精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)了電池的分階段充電，即在開(kāi)始 充電時(shí)以一大電流充電，當(dāng)電池快充滿(mǎn)時(shí)，以一涓流進(jìn)4亍充電，i呆i正 了電池能夠充滿(mǎn)而且不被持續(xù)的大電流充電損壞。
權(quán)利要求
1. 一種電池充電電路，包括:一連接端口用于接入一充電電源；一充電模塊，用于控制給電池充電，所述充電模塊至少包括一電源引腳、一限流控制引腳與一電流輸出引腳，該電源引腳與連接端口的電壓正極端連接；其特征在于，該電池充電電路還包括:一電流檢測(cè)電路，位于該充電模塊的電流輸出引腳與電池之間，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電流，并將該充電電流轉(zhuǎn)換成一限流電壓；一比例放大電路，用于放大該電流檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換成的限流電壓；一比較模塊，用于比較該放大后的限流電壓與一基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該限流電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)輸出一限流信號(hào)；一控制模塊，位于該比較模塊與該充電模塊的限流控制引腳之間，用于響應(yīng)該限流信號(hào)，在收到該限流信號(hào)后控制該充電模塊以一涓流充電模式給電池充電。
2. 如權(quán)利要求1所述的電池充電電路，其特征在于，所述充電電 流檢測(cè)電路為 一 電阻，位于充電模塊的電流輸出引腳和電池的正極之 間。
3. 如權(quán)利要求1所述的電池充電電路，其特征在于，所述比例放 大電路包括一運(yùn)算放大器以及多個(gè)電阻。
4. 如權(quán)利要求1所述的電池充電電路，其特征在于，所述比較模 塊由一比較器以及多個(gè)電阻組成，其中第一、第二電阻串接于一電勢(shì) 點(diǎn)與一接地點(diǎn)之間，第一、第二電阻的串接點(diǎn)為基準(zhǔn)電壓端，該基準(zhǔn) 電壓端與比較器的反相輸入端連接，為比較器提供基準(zhǔn)電壓，比較器 的正相輸入端與比例放大電路的輸出端連接，該比較器的輸出端通過(guò) 一電阻與該電勢(shì)點(diǎn)連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的電池充電電路，其特征在于，比較器比較 該基準(zhǔn)電壓與放大的限流電壓，當(dāng)限流電壓小于該基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較 器輸出該限流信號(hào)，該限流信號(hào)為低電平限流信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求1所述的電池充電電路，其特征在于，所述控制模 塊包括并聯(lián)于所述充電模塊限流控制引腳與一接地點(diǎn)之間的第一與第 二支路，其中第一支路包括一電阻，第二支路包括一阻值小于所述第 一支路的電阻與一高電平導(dǎo)通開(kāi)關(guān)。
7. 如權(quán)利要求6所述的電池充電電路，其特征在于，在電池開(kāi)始 充電時(shí)，所述高電平導(dǎo)通開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，所述充電模塊的限流控制引腳電 流為第二支路電流，充電電流為第二支路電流的整數(shù)倍，隨著電池充電逐漸充滿(mǎn)，充電電流逐漸下降，在所述控制模塊收到限流信號(hào)后， 所述高電平導(dǎo)通開(kāi)關(guān)在所述限流信號(hào)控制下截止，所述充電模塊限流 控制引腳電流為第 一支路電流，充電電流為第 一支路電流的整數(shù)倍， 此時(shí)充電模塊以渴流充電模式給電池充電。
8. 如權(quán)利要求6所述的電池充電電路，其特征在于，所述高電平 導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為一NMOS管或NPN三才及管。
全文摘要
一種電池充電電路，所述電路能控制電池充電分階段進(jìn)行，即在開(kāi)始充電時(shí)以大電流充電，當(dāng)電池充電快充滿(mǎn)時(shí)，控制電池以涓流充電。其中，該電路包括一電流檢測(cè)模塊檢測(cè)充電路徑的電流并轉(zhuǎn)換成一限流電壓，包括一比例放大電路用于放大該限流電壓，包括一比較模塊用于將該限流電壓與一反映預(yù)設(shè)充電程度的基準(zhǔn)電壓比較。當(dāng)該限流電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出一限流信號(hào)，該電路還包括一控制模塊接收該限流信號(hào)并控制充電模塊進(jìn)入涓流充電模式，則充電模塊控制以涓流對(duì)電池充電。通過(guò)該電路，能較精準(zhǔn)地控制電池充電在開(kāi)始時(shí)以一大電流充電，在電池快充滿(mǎn)時(shí)，以一涓流充電。
文檔編號(hào)H02J7/10GK101378199SQ20071007675
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者李曉光, 歐陽(yáng)洪升, 王漢哲, 鑫 趙, 鐘新鴻 申請(qǐng)人:鵬智科技(深圳)有限公司;錦天科技股份有限公司