專利名稱：充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種充電裝置，且特別是有關(guān)于一種用以對一電池進(jìn)行充電的充電裝置。
背景技術(shù)：
電子裝置的應(yīng)用廣泛。 一種常見的電子裝置是充電裝置。充電裝置為一種能用以對一電池進(jìn)行充電的裝置。 充電裝置通常必須能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生提供至電池的充電電流，而且還需在充電的過程中，隨著電池電壓的提升而限制此充電電流的大小。如此，才不會對電池造成損害，且能避免發(fā)生危險。 請參照圖1 ，其所示為傳統(tǒng)的一充電裝置的電路圖。此充電裝置100是揭露于中國實(shí)用新型專利授權(quán)公告號CN201051680中，其發(fā)明名稱為普通干電池自動調(diào)整電流充電器。 此充電裝置IOO包括變壓器1、整流器2、濾波和限流電路3、分流電路4、及防逆流元件5。濾波和限流電路3包括一濾波電容C與一限流電阻Rl，而防逆流元件5是一二極管。此充電裝置100的工作原理如下交流市電Vac經(jīng)變壓器1降壓，再經(jīng)整流器2與濾波和限流電路3的整流與濾波后，便能提供流經(jīng)限流電阻R1的輸出電流io'。之后，輸出電流io'經(jīng)過分流電路4的分流后，成為流經(jīng)逆流元件5的充電電流ic'，以對電池BT進(jìn)行充電。 然而，由于充電裝置100所提供的輸出電流io'并不會全部用來對電池BT進(jìn)行充電。如此，將會使得能源的利用率降低，從而降低了充電裝置100的充電效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種充電裝置，能提高充電裝置的能源利用率，增進(jìn)充電效率，且能降低充電裝置的電路復(fù)雜度。再者，此充電裝置還能提高在對電池進(jìn)行充電時的使
用安全性。充電裝置能不使用充電控制器(ic)，僅需簡單的電路即可達(dá)成，故還具有低成本
的優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種充電裝置，包括一充電電路及一監(jiān)控電路。充電電路包括一限流元件、一整流元件、及一直流電壓供應(yīng)單元。整流元件是與限流元件串聯(lián)。直流電壓供應(yīng)單元用以通過串聯(lián)的限流元件及整流元件提供一直流電壓至一電池，以對電池進(jìn)行充電。監(jiān)控電路包括一溫度感測單元及一第一控制單元。溫度感測單元用以感測電池的一表面溫度。第一控制單元用以當(dāng)表面溫度大于一預(yù)定溫度時，控制直流電壓供應(yīng)單元停止對電池進(jìn)行充電。


為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下面將配合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例作
3詳細(xì)說明，其中 圖1所示為傳統(tǒng)的一充電裝置的電路圖。
圖2所示為依照本發(fā)明一實(shí)施例的充電裝置的方塊圖。 圖3所示為圖2實(shí)施例的充電裝置電路的一實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參照圖2，其所示為依照本發(fā)明一實(shí)施例的充電裝置200的方塊圖。充電裝置 200包括一充電電路220及一監(jiān)控電路240。 充電電路220包括一限流元件222、一整流元件224、及一直流電壓供應(yīng)單元226。
整流元件224與限流元件222串聯(lián)。直流電壓供應(yīng)單元226用以通過串聯(lián)的限流元件222
及整流元件224提供一直流電壓Vdc至一電池260，以對電池260進(jìn)行充電。監(jiān)控電路240包括一溫度感測單元242及一第一控制單元244。溫度感測單元242
用以感測電池260的一表面溫度。第一控制單元244用以判斷電池260的表面溫度是否大
于一預(yù)定溫度。 當(dāng)電池260的表面溫度大于預(yù)定溫度時，代表電池260可能有異常狀況產(chǎn)生。因 此，為了安全起見，第一控制單元244將會控制直流電壓供應(yīng)單元226停止對電池260進(jìn)行 充電。 此外，如圖2所示，于本發(fā)明的一實(shí)施例中，監(jiān)控電路240可還包括一電壓感測單 元246及一第二控制單元248。電壓感測單元246用以感測電池260的一電池電壓Vch。當(dāng) 電池電壓Vch大于一第二預(yù)定電壓時，代表電池260已經(jīng)充電到它應(yīng)有的電壓值了 ，而可以 不需要繼續(xù)充電。因此，第二控制單元248將于電池電壓Vch大于第二預(yù)定電壓時，控制直 流電壓供應(yīng)單元226停止對電池260進(jìn)行充電。 換言之，充電裝置200在對電池260進(jìn)行充電的過程中，若溫度感測單元242感測 出電池260的表面溫度出現(xiàn)異常(如產(chǎn)生高溫)時，第一控制單元244便可禁能直流電壓 供應(yīng)單元226。如此，便能控制直流電壓供應(yīng)單元226停止對電池260繼續(xù)進(jìn)行充電。如 此，將能提高充電裝置200的使用安全性。 再者，若電壓感測單元246感測出電池260的電池電壓Vch出現(xiàn)異常(如電壓遽 增)時，第二控制單元248便可禁能直流電壓供應(yīng)單元226。如此，亦能控制直流電壓供應(yīng) 單元226停止對電池260繼續(xù)進(jìn)行充電。如此，將能進(jìn)一步地提高充電裝置200的使用安 全性。 請參照圖3，其所示為圖2實(shí)施例的充電裝置電路的一實(shí)施例示意圖。
于此實(shí)施例中，溫度感測單元242可包括一熱敏電阻(thermistor)，配置于鄰近 電池260的表面之處，且熱敏電阻的電阻值隨著表面溫度的改變而對應(yīng)地改變。如此，溫度 感測單元242便可依據(jù)熱敏電阻的電阻值的大小產(chǎn)生對應(yīng)至電池260表面溫度的一感測電 壓Vt。 第一控制單元244可包括一第一 電壓比較器VC1 ，用以比較溫度感測單元242感測 電池260的表面溫度后所產(chǎn)生的感測電壓Vt與第一預(yù)定電壓VI。如此，第一控制單元244 便能依據(jù)第一 電壓比較器VC1的比較結(jié)果來判斷表面溫度是否大于預(yù)定溫度。
第二控制單元248亦可包括一第二電壓比較器VC2，用以比較電池電壓Vch與第二預(yù)定電壓V2。如此，第二控制單元248便能依據(jù)第二電壓比較器VC2的比較結(jié)果來判斷電 池電壓Vch是否大于第二預(yù)定電壓V2。 于此實(shí)施例中，限流元件222是由電阻器R所實(shí)現(xiàn)，而整流元件224則是由二極管 D所實(shí)現(xiàn)。電阻器R和二極管D串聯(lián)于直流電壓供應(yīng)單元226與電池260之間。
直流電壓供應(yīng)單元226用以提供直流電壓Vdc。直流電壓供應(yīng)單元226所提供的 直流電壓Vdc是通過電阻器R和二極管D來對電池260進(jìn)行充電。直流電壓供應(yīng)單元226 例如可由一直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器、或交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器所實(shí)現(xiàn)。直流電壓供應(yīng)單元226所提 供的直流電壓Vdc例如可依據(jù)不同類型的電池260來予以設(shè)定。 電阻器R可用以限制電池260的充電電流ic的電流大小。二極管D在電池電壓 Vch大于直流電壓Vdc時，可避免電流從電池260回流至直流電壓供應(yīng)單元226而造成誤動 作。 現(xiàn)以一例將如何決定直流電壓供應(yīng)單元226所提供的直流電壓Vdc與電阻器R的 阻值說明如下。于此例中，假設(shè)電池260的充電飽和電壓(即電池的電池電壓Vch的最高 值)為12.6伏特(Volts)，電池的放電截止電壓(即電池的電池電壓Vch的最低值)為11 伏特，且充電電流ic的上限為600毫安(mA)。 首先，可依據(jù)放電截止電壓11伏特來對應(yīng)地設(shè)計(jì)直流電壓Vdc。為了避免造成能 量消耗在電阻器R上，直流電壓Vdc不應(yīng)設(shè)定得太高。再者，還應(yīng)避免將直流電壓Vdc設(shè)定 得太低，否則不易對電池260進(jìn)行充電。故于此例中，可將直流電壓供應(yīng)單元226所提供的 直流電壓Vdc先設(shè)計(jì)為13伏特。 再者，若二極管D的跨壓為0. 5伏特，依據(jù)充電電流ic的上限值600毫安，則電阻 器R便可對應(yīng)地設(shè)計(jì)為(13-0. 5-11)/0. 6 = 2. 5歐姆。 在決定電阻器R之后，充電電流ic的上限已可限制在600毫安。如此，在充電的 過程中，電池260的電池電壓Vch便會愈來愈高。若電池260的電池電壓Vch已提升至12 伏特，此時，充電電流ic為(13-12. 5)/2. 5 = 200毫安。故知，隨著電池的電池電壓Vch的 提升，充電電流ic也會越來越低，符合充電原理的需求。 此外，若要設(shè)計(jì)使得電池260的電池電壓Vch能夠充電至充電飽和電壓12. 6伏 特，則可將直流電壓供應(yīng)單元226所提供的直流電壓Vdc設(shè)計(jì)為12. 6+0. 5 = 13. l伏特。之 后，便能對應(yīng)地重新決定出電阻器R的阻值，以滿足充電電流ic的上限為600毫安的條件。
而且，若在充電的過程中電池260的電池電壓Vch出現(xiàn)異常而提升至超過直流電 壓供應(yīng)單元226所提供的直流電壓Vdc，如提升至13. 5伏特，此時，二極管D便會截止，而能 避免電流從電池260回流至直流電壓供應(yīng)單元226。 故知，如果要對不同類型的電池(不同額定電壓的電池，或鋰電池或鎳氫電池等 不同種類的電池)進(jìn)行充電時，可以視所設(shè)計(jì)的充電電流的大小，來使用不同阻值的電阻 器R。 相較于圖1的傳統(tǒng)的充電裝置100，本實(shí)施例的直流電壓供應(yīng)單元226所提供的直 流電壓Vdc會轉(zhuǎn)換為輸出電流io，且此輸出電壓io實(shí)質(zhì)上相等于充電電流ic。換言之，充 電裝置200所提供的輸出電流io會全部用來對電池260進(jìn)行充電。因此，將能提高充電裝 置200的能源利用率，并增進(jìn)充電效率。 再者，如圖2所示，充電電路220不使用分流電路4，故與圖1的傳統(tǒng)的充電裝置
5100相較，本實(shí)施例還能降低充電裝置200的電路復(fù)雜度，而具有元件數(shù)目較少，消耗功率 較少、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。而且，本實(shí)施例的充電裝置200還因?yàn)榫哂斜O(jiān)控電路，故更能提高 充電過程中的安全性。 此外，于另一傳統(tǒng)的作法中，在對電池進(jìn)行充電時，充電裝置使用一充電控制器 (IC)。此充電控制器具有復(fù)雜的電路及多樣的功能，而能夠穩(wěn)定地控制充電電流及電池的 充電電壓。然而，此種充電控制器卻有電路復(fù)雜度高，成本高的問題。 于本發(fā)明的充電裝置200中，直流電壓供應(yīng)單元226較佳地可為一無限流輸出 的電壓源電路，例如線性電源電路(Low Drive Out, LDO)，或利用脈寬調(diào)制(PulseWidth Modulation, P麗)的交換式(switching)電源電路。換言之，本發(fā)明的充電裝置200可不 使用充電控制器(IC)，故不會增加電路復(fù)雜度，并能降低成本。 而且，若能視充電電流的大小來予以設(shè)計(jì)電阻器R的電阻值，便能對不同類型的 電池進(jìn)行充電。如此，將能提高電路的設(shè)計(jì)彈性。再者，直流電壓供應(yīng)單元226并不限于只 能利用交流轉(zhuǎn)直流的轉(zhuǎn)換方式，亦可利用直流轉(zhuǎn)直流的轉(zhuǎn)換方式，來產(chǎn)生可對電池260充 電的直流電壓Vdc。換言之，只要充電裝置200能提供高于電池電壓Vch的直流電壓Vdc， 便能對電池260進(jìn)行充電。因此，將能進(jìn)一步地提高的電路設(shè)計(jì)彈性。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的充電裝置，能提高能源的利用率，增進(jìn)充電裝置的充 電效率，且能簡化充電裝置的電路。再者，此充電裝置利用一溫度感測單元來感測電池的表 面溫度，能避免充電裝置在電池的表面溫度出現(xiàn)異常時繼續(xù)對電池進(jìn)行充電。如此，將能提 高充電裝置在對電池進(jìn)行充電時的使用安全性。再者，本發(fā)明的充電裝置具有快速充電的 優(yōu)點(diǎn)與較佳的電路設(shè)計(jì)彈性。 綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明。 本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種等 同的改變或替換。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種充電裝置，其特征是，包括電池；充電電路，包括限流元件；整流元件，與所述限流元件串聯(lián)；以及直流電壓供應(yīng)單元，用以通過串聯(lián)的所述限流元件及所述整流元件提供所述直流電壓至所述電池，以對所述電池進(jìn)行充電；以及監(jiān)控電路，分別連接至所述電池及所述充電電路，所述監(jiān)控電路包括溫度感測單元，用以感測所述電池的表面溫度；以及第一控制單元，用以當(dāng)所述表面溫度大于預(yù)定溫度時，控制所述直流電壓供應(yīng)單元停止對所述電池進(jìn)行充電。
2. 如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征是，其中所述第一控制單元包括第一電壓比較器，用以比較所述溫度感測單元感測所述電池的所述表面溫度后所產(chǎn)生的感測電壓與第一預(yù)定電壓；其中所述第一控制單元是依據(jù)所述第一電壓比較器的比較結(jié)果來判斷所述表面溫度是否大于所述預(yù)定溫度。
3. 如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征是，其中所述監(jiān)控電路還包括電壓感測單元，用以感測所述電池兩端的電池電壓；以及第二控制單元，用以當(dāng)所述電池電壓大于第二預(yù)定電壓時，控制所述直流電壓供應(yīng)單元停止對所述電池進(jìn)行充電。
4. 如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征是，其中所述第二控制單元包括第二電壓比較器，用以比較所述電池電壓與所述第二預(yù)定電壓；其中所述第二控制單元是依據(jù)所述第二電壓比較器的比較結(jié)果來判斷所述電池電壓是否大于所述第二預(yù)定電壓。
5. 如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征是，其中所述溫度感測單元包括熱敏電阻，配置于鄰近所述電池的表面處，且所述熱敏電阻的電阻值隨著所述表面溫度的改變而對應(yīng)地改變；其中所述溫度感測單元依據(jù)所述熱敏電阻的電阻值的大小產(chǎn)生對應(yīng)至所述電池的所述表面溫度的感測電壓。
6. 如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征是，其中所述限流元件為電阻器。
7. 如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征是，其中所述整流元件為二極管。
全文摘要
本發(fā)明是一種充電裝置，包括充電電路及監(jiān)控電路。充電電路包括限流元件、整流元件、及直流電壓供應(yīng)單元。整流元件與限流元件串聯(lián)。直流電壓供應(yīng)單元用以通過串聯(lián)的限流元件及整流元件提供直流電壓至電池，以對電池進(jìn)行充電。監(jiān)控電路包括溫度感測單元及第一控制單元。溫度感測單元用以感測電池的表面溫度。第一控制單元用以當(dāng)表面溫度大于預(yù)定溫度時，控制直流電壓供應(yīng)單元停止對電池進(jìn)行充電。
文檔編號H02J7/10GK101789621SQ20091000987
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者蘇圣杰, 陳榮泰 申請人:華碩電腦股份有限公司