專利名稱：充電控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電控制電路，通過外部電源向便攜式裝置內(nèi)多種電池中的一種電池充電。
通過外部電源向便攜式裝置內(nèi)的或第一種或第二種電池充電的充電控制電路已為眾所周知。
圖5是一種現(xiàn)有技術(shù)的充電控制電路的方框圖。當電池20采用鎳鎘電池時，開關(guān)29切換到觸點C1，如果電池20采用鋰離子電池，開關(guān)29則在該鋰離子電池的電動勢達到4.1伏后，根據(jù)微處理器25的控制而切換到觸點C2，該微處理器25可測定電池20的種類。然后，鎳鎘電池由恒流充電，而鋰離子電池則在其電動勢達到4.1伏后由恒流和恒壓充電。微處理器25根據(jù)來自端點23的信號檢測所配電池的種類。FET(場效應(yīng)晶體管)驅(qū)動器24根據(jù)所測電池的種類，在控制電路26的控制下利用來自觸點C1或穩(wěn)壓器210的電源產(chǎn)生充電電源。
但現(xiàn)有技術(shù)的充電控制電路需要開關(guān)29、具有四個端口的連接器211和27以及穩(wěn)壓器210。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的充電控制電路。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種充電控制電路，它包括接收輸入電源的第一連接器；向被充電的或第一種或第二種電池提供充電電源，并接收來自或第一種或第二種電池的放電電源的第二連接器；檢測第一種和第二種電池的那一種電池為被充電的電池種類檢測部件；檢測第一種或第二種被充電電池電動勢的電壓檢測部件；檢測至第一種或第二種被充電電池的充電電流的電流檢測部件；根據(jù)電池種類檢測部件、電流檢測部件和電壓檢測部件的輸出，產(chǎn)生基準信號的基準信號發(fā)生部件；提供基準信號與所測電動勢之間之差值的差值提供部件；以及根據(jù)差值提供部件的輸出產(chǎn)生由輸入電源提供的充電電源的充電電源發(fā)生部件。
該充電控制電路中，基準信號發(fā)生部件產(chǎn)生基準信號，使得，如果第一種電池被充電，則充電電源發(fā)生部件產(chǎn)生由輸入電源提供的實際上無電壓降的充電電源。
該充電控制電路中，基準信號發(fā)生部件產(chǎn)生基準信號，使得，如果第二種電池被充電，則充電電源發(fā)生部件在電動勢檢測部件檢測到一個預(yù)定電壓之前，產(chǎn)生恒流的充電電源；在電動勢檢測部件檢測到這個預(yù)定電壓之后，產(chǎn)生保持該預(yù)定電壓的充電電源。
本充電控制電路可以進一步包括充電完成檢測部件，它具有一個存儲器存儲電動勢數(shù)據(jù)，當所測電動勢與存儲器中的電動勢數(shù)據(jù)相比減少一個預(yù)定的差值時，檢測已完成對第一種電池的充電。一旦完成充電，基準信號發(fā)生部件即產(chǎn)生基準信號，于是，充電電源發(fā)生部件實際上不再產(chǎn)生充電電流。
本充電控制電路可以進一步包括一個充電完成檢測部件，當所測放電電流小于一個預(yù)定值時，檢測已完成對第二種被充電電池的充電。一旦完成充電，基準信號發(fā)生部件即產(chǎn)生基準信號，于是，充電電源實際上不再產(chǎn)生充電電流。
該充電控制電路中，第一種電池可以是鎳鎘電池。
該充電控制電路中，第一種電池可以是鎳氫電池。
該充電控制電路中，第二種電池為鋰離子電池。
該充電控制電路中，充電電源發(fā)生部件包括一個FET及根據(jù)差值部件的輸出控制該FET偏置的偏置控制電路。
根據(jù)以下結(jié)合附圖所作的詳細描述，本發(fā)明的目的和特點將變得更加清楚。


圖1是本發(fā)明一個實施例的充電控制電路的方框圖；圖2A和2B是該實施例的特性曲線圖；圖3是一個電池組的電路圖，它包括本實施例的鎳鎘電池；圖4是本實施例的流程圖；以及圖5是現(xiàn)有技術(shù)的充電控制電路的方框圖。
所有附圖中，相同或相應(yīng)的元件部件用相同的標號表示。
以下將描述本發(fā)明的一個實施例。
圖1是本發(fā)明的一個實施例充電控制電路的方框圖。
一個便攜式電話機11作為便攜式裝置，包括充電控制電路10和用于通信的其它電路32。其中，充電控制電路包括接收電源裝置18所供電源的連接器17，以及將電池組12(12a或12b)耦合到該充電控制電路10的連接器30。
電源裝置18包括大體上提供恒流的恒流源18a以及擁有觸點19a和19b的連接器19。電纜110將連接器19耦合到連接器17，后者提供由電源裝置18供應(yīng)的電源。
電池組12包括將充電控制電路10耦合到電池組12的連接器31，電池33a或33b，以及電池種類信號發(fā)生器37，后者提供電池種類信號表示至連接器30c的電池33a和33b的種類。圖3是一個電路圖，它表示包括鎳鎘電池33a的電池組12a。在本實施例中，無論屬鎳鎘電池的電池33a和屬鋰離子電池的電池33b都能使用。即，用戶可以將或者含有鎳鎘電池33a的電池組12a，或者含有鋰離子電池33b的電池組12b連接到便攜式電話機11。當然，鎳氫電池也可以用來替代鎳鎘電池33a。圖1表示電池組12b包含鋰離子電池33b的情況。電池種類信號發(fā)生器37包括一電阻器，并根據(jù)鋰離子電池33b的電動勢產(chǎn)生電池種類信號37a。
圖3中，電池組12a的電池種類信號發(fā)生器37’將連接器31的觸點30c接地，向充電控制電路中的微處理器15提供L(低)電平，表示被充電(被連接)的電池種類為鎳鎘電池33a。反之，如圖1所示，由電池種類信號發(fā)生器37向微處理器15提供H(高)電平，表示被充電(被連接)的電池種類為鋰離子電池33b。
充電控制電路10包括連接器17，它經(jīng)由觸點17a接收輸入電源34；連接器30，它輸出充電電源35，對第一或第二種電池，即鎳鎘電池33a或鋰離子電池33b充電，并在便攜式電話機工作時接收來自電池盒中電池的放電電源；微處理器(mpu)15，它經(jīng)輸入端口15，通過檢驗表示電池33a或33b種類的電池種類信號，檢測所述第一種和第二種電池的那一種電池被充電或安置到便攜式電話機11，并根據(jù)所測電池33的種類、被充電池的電動勢以及充電電流35產(chǎn)生一基準信號38；差值提供電路111，它提供該電動勢與來自微處理器15之基準信號之間的差值；偏置控制電路16，它根據(jù)來自差值提供電路111的差值產(chǎn)生一偏置信號；以及FET驅(qū)動器14，它根據(jù)偏置控制電路16的偏置信號，產(chǎn)生由輸入電源提供的充電電源35。充電電流35由電阻器R檢測，后者串聯(lián)連接到FET驅(qū)動器14和連接器30的觸點30b。電阻器R的一端連接到微處理器15的A/D轉(zhuǎn)換輸入端15b，后者作為電池電動勢的輸入端，另一端連接到微處理器15的A/D轉(zhuǎn)換輸入端15c。
微處理器15通過經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸入端15b和15c檢測電阻器R兩端的電壓差Vr測定充電電流的強度，并通過當電池為鎳鎘電池33a時測得電動勢飽和后(峰值電壓)電壓的降低，以及當電池為鋰離子電池時測得充電電源35的充電電流下降到一個預(yù)定值V1時，測定充電結(jié)束。
圖2A和2B是該實施例的特性曲線圖。圖2A表示鎳鎘電池33a或鎳氫電池的充電電壓(電動勢)特性和充電電流特性。圖2B表示鋰離子電池33b的充電電壓(電動勢)特性和充電電流特性。
鎳鎘電池33a由恒流充電。鎳鎘電池的電壓(電動勢)在充電飽和后有稍微的下降。因此，當微處理器15測得電動勢35下降，即-ΔV時，微處理器15即關(guān)斷FET驅(qū)動器14。
另一方面，鋰離子電池33b在其電動勢35達到4.1伏前由恒流充電。當其電動勢35達到4.1伏時，該鋰離子電池33b即由4.1伏的恒壓充電。于是，微處理器監(jiān)視由電阻器R兩端的電壓差所表示的充電電流，當充電電流降低到一預(yù)定值V1時，微處理器15判斷充電結(jié)束。然后，微處理器15產(chǎn)生基準信號，表示充電結(jié)束。據(jù)此，差值提供電路111產(chǎn)生偏置控制信號，表示充電結(jié)束。據(jù)此，偏置控制電路16產(chǎn)生偏置信號表示充電結(jié)束。據(jù)此，F(xiàn)ET驅(qū)動器14停止充電，即FET驅(qū)動器14產(chǎn)生的充電電源實際上無充電電流。
差值提供電路111通常包括差分放大器，提供基準信號38與電池33之電動勢之間的差值。
圖4是本實施例中微處理器15的操作流程圖。
步驟S1，微處理器15檢測電池種類信號，并判斷被充電的電池是鎳鎘電池33a(L電平)還是鋰離子電池33b(H電平)。
如果被充電電池為鎳鎘電池33a，程序進入步驟S2。步驟S2，微處理器15產(chǎn)生基準信號38，表示完全接通FET驅(qū)動器14。尤其是，微處理器15包括了一個只讀存儲器(ROM)，用以存儲程序和產(chǎn)生該基準信號38的一張表。因此，微處理器15參照該表產(chǎn)生表示完全導(dǎo)通FET驅(qū)動器14的基準信號，并讀取與鎳鎘電池33a充電情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。即，F(xiàn)ET驅(qū)動器14產(chǎn)生由輸入電源提供的、實際上無壓降的充電電源。
接下來的步驟S3，微處理器15每隔預(yù)定的時間間隔檢測并在其隨機存取存儲器(RAM)內(nèi)存儲被充電電池的電動勢Ve，并測定該電動勢Ve的峰值。接下來的步驟S4，微處理器15再次檢測電動勢Ve，并計算其峰值與當前值之間的差值ΔVe。如果該ΔVe未大于預(yù)定值V2，程序返回步驟S4并重復(fù)上述程序，直至該ΔVe大于預(yù)定值V2。
如果步驟S5中該ΔVe大于預(yù)定值V2，微處理器15判斷完成對該鎳鎘電池33a的充電，并在步驟S15中由微處理器15產(chǎn)生基準信號，表示充電結(jié)束。
步驟S1，如果被充電電池為鋰離子電池33b，程序進入步驟S6。步驟S6，微處理器15產(chǎn)生基準信號38，表示適當導(dǎo)通FET驅(qū)動器14。
下一步驟S7，微處理器15檢測壓差Vr并確定基準信號，以獲得恒定的充電電流。
下一步驟S9，微處理器15檢測電動勢Ve，并判斷電動勢Ve是否達到4.1伏。如果電動勢未達到4.1伏，程序返回步驟S7并重復(fù)上述程序，直至電動勢Ve達到4.1伏。
如果步驟S10判斷電動勢Ve達到4.1伏，步驟S11，微處理器15根據(jù)所測電動勢產(chǎn)生表示4.1伏恒壓的基準信號。下一步驟S12，微處理器15檢測壓差Vr和電動勢Ve。于是，步驟S13，微處理器15判斷是否完成對鋰離子電池33b的充電，即壓差Vr是否小于預(yù)定值V1。如果充電未完成，程序返回步驟S11。如果充電完成，即充電電流降低到一預(yù)定值，微處理器15在步驟S14產(chǎn)生表示停止充電的基準信號，并結(jié)束該程序。
如上所述，微處理器15根據(jù)所測電動勢Ve和所測壓差Vr即充電電流產(chǎn)生基準信號，用該基準信號與電動勢之間的差值信號控制FET驅(qū)動器14，這樣，充電電流恒定，充電期間其電動勢恒定，充電停止。
電源裝置18產(chǎn)生電壓為5至7伏之間的電源，因為電源裝置18的電源電壓應(yīng)當比三節(jié)串聯(lián)連接的鎳鎘電池的電動勢的3倍還要大。即其電壓應(yīng)當大于4.68伏(1.2V×3×1.3)。然后考慮FET驅(qū)動器14或類似元件的壓降。故電源裝置18的電源電壓應(yīng)大于5V。而如果對鋰電池33b充電，則充電電源的電壓應(yīng)當保持等于或小于4.1伏，這樣，F(xiàn)ET驅(qū)動器14就形成一個轉(zhuǎn)換為熱的壓降，提供該4.1伏。因此，電源裝置的電源電壓應(yīng)當小于7伏。
如上所述，差值提供電路111根據(jù)被充電電池的電動勢、充電電流和電池種類，提供由微處理器15所產(chǎn)生的基準信號與該電動勢之間的差值。此種結(jié)構(gòu)僅僅通過電纜110所包含的兩根線，利用由電源裝置18所提供的簡單電源，即可控制充電電壓或充電電流。
權(quán)利要求
1.一種充電控制電路，其特征在于包括接收輸入電源(34)的第一連接器(17)；向被充電的或第一種或第二種電池(33a或33b)提供充電電源(35)，并接收來自或第一種或第二種電池的放電電源(36)的第二連接器(30)；檢測所述第一種和第二種電池的那一種電池為被充電電池的電池種類檢測裝置(15)；檢測所述第一種或第二種被充電電池電動勢的電壓檢測裝置；檢測至所述第一種或第二種被充電電池的充電電流的電流檢測裝置(R)；根據(jù)所述電池種類檢測裝置、電流檢測裝置和電壓檢測裝置的輸出，產(chǎn)生基準信號(38)的基準信號發(fā)生裝置(15)；提供所述基準信號與所測電動勢之間之差值的差值提供裝置(111)；以及根據(jù)所述差值提供裝置(111)的輸出產(chǎn)生所述由輸入電源提供的充電電源的充電電源發(fā)生裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于，所述基準信號發(fā)生裝置產(chǎn)生所述基準信號，使得，如果所述第一種電池(33a)被充電，則所述充電電源發(fā)生裝置產(chǎn)生由所述輸入電源提供的實際上無壓降的充電電源。
3.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于，所述基準信號發(fā)生裝置產(chǎn)生所述基準信號，使得，如果所述第二種電池(33b)被充電，則所述充電電源發(fā)生裝置在所述電動勢檢測裝置檢測到一個預(yù)定電壓之前，產(chǎn)生恒流的所述充電電源；在所述電動勢檢測裝置檢測到所述預(yù)定電壓之后，產(chǎn)生保持所述預(yù)定電壓的所述充電電源。
4.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于進一步包括充電完成檢測裝置，它具有一個存儲器存儲所述電動勢數(shù)據(jù)，當所測電動勢與存儲器中的所述電動勢數(shù)據(jù)相比減少一個預(yù)定的差值時，測定已完成對第一種電池的充電，一旦完成充電，所述基準信號發(fā)生裝置即產(chǎn)生所述基準信號，于是，所述充電電源發(fā)生裝置實際上不再產(chǎn)生充電電流。
5.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于進一步包括充電完成檢測裝置，當所測充電電流小于一個預(yù)定值時，測定已完成對第二種被充電電池的充電。一旦完成充電，所述基準信號發(fā)生裝置即產(chǎn)生所述基準信號，于是，所述充電電源實際上不再產(chǎn)生充電電流。
6.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于，所述第一種電池是鎳鎘電池。
7.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于，所述第一種電池是鎳氫電池。
8.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，其特征在于，所述第二種電池為鋰離子電池。
9.如權(quán)利要求1所述的充電控制電路，所述充電電源發(fā)生裝置包括場效應(yīng)晶體管及根據(jù)所述差值裝置的輸出控制該場效應(yīng)晶體管偏置的偏置控制電路。
全文摘要
一種充電控制電路,包括:接收輸入電源(34)的第一連接器(17);向被充電的或第一種或第二種電池(33a或33b)提供充電電源(35),并接收來自或第一種或第二種電池的放電電源(36)的第二連接器(30);電池種類檢測裝置(15);電壓檢測裝置;電流檢測裝置;產(chǎn)生基準信號(38)的基準信號發(fā)生裝置(15);差值提供裝置(111);以及產(chǎn)生所述由輸入電源提供的充電電源的充電電源發(fā)生裝置。
文檔編號H02J7/00GK1175107SQ9612179
公開日1998年3月4日 申請日期1996年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月30日
發(fā)明者林貴廣, 國友浩一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社