無浪涌電流的電池充電裝置和方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了無浪涌電流的電池充電裝置和方法。所述裝置的一【具體實(shí)施方式】包括：變壓電路，將輸入的交流或直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓，調(diào)節(jié)輸出的直流電壓；開關(guān)單元，連接所述變壓電路與所述電池；以及控制單元，判斷所述電池是否以非滿電狀態(tài)接入，在確定所述電池以非滿電狀態(tài)接入時(shí)檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值，根據(jù)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值的大小關(guān)系控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通或斷開。該實(shí)施方式在電池充電時(shí)可以防止浪涌電流的產(chǎn)生，避免了影響充電裝置的壽命，保證充電的安全性。
【專利說明】
無浪涌電流的電池充電裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及供電或配電的電路裝置領(lǐng)域，尤其涉及電池充電裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，廣泛采用的充電器特別是高壓、較大容量的電池充電器在電池接入瞬間會(huì)有很嚴(yán)重的電池端子打火現(xiàn)象，其原因?yàn)殡姵仉妷号c充電器輸出端子電壓有較大壓差，而電池與充電器輸出端子之間的接觸電阻非常小(一般小于10毫歐)，假設(shè)接觸電阻為10毫歐，壓差為10伏，電池接入瞬間，電池電壓與充電器輸出端子電壓的壓差加在接觸電阻上，會(huì)在充電端子之間產(chǎn)生1000安培的浪涌電流。這么大的電流可以瞬間產(chǎn)生大量的熱量，熔掉電池與充電端子接觸的金屬部分，從而產(chǎn)生“打火”現(xiàn)象，并會(huì)伴有非常驚人的響聲。這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響操作者的安全?，F(xiàn)有的改進(jìn)型充電器在充電電源和電池之間接入一個(gè)開關(guān)，雖然可以消除電池接入瞬間的打火現(xiàn)象，但是在開關(guān)閉合瞬間依然存在浪涌電流，浪涌電流依然會(huì)損壞開關(guān)的金屬觸點(diǎn)，影響開關(guān)的壽命，從而影響了這一類型充電器的壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本申請(qǐng)?zhí)峁┝藷o浪涌電流的電池充電裝置和方法。
[0004]—方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N無浪涌電流的電池充電裝置，所述裝置包括:變壓電路，將輸入的交流或直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓，調(diào)節(jié)輸出的直流電壓；開關(guān)單元，連接所述變壓電路與所述電池；以及控制單元，判斷所述電池是否以非滿電狀態(tài)接入，在確定所述電池以非滿電狀態(tài)接入時(shí)檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值，根據(jù)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值的大小關(guān)系控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通或斷開，如果所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值的大小相等，則控制所述開關(guān)單元導(dǎo)通，否則控制所述開關(guān)單元斷開。
[0005]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述變壓電路包括:主電路，用于將輸入的交流或直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓；調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)所述變壓電路輸出的電壓值。
[0006]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制單元包括:檢測(cè)單元，檢測(cè)電池接入信號(hào)、所述變壓電路的輸出電壓值以及所述電池的電壓值；處理單元，根據(jù)所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入，如果確定電池以非滿電狀態(tài)接入，則判斷所述電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值是否相等，如果相等，則向所述開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，如果不相等，則將所述變壓電路輸出的電壓值調(diào)節(jié)至與所述電池的電壓值相等。
[0007]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在所述檢測(cè)單元檢測(cè)所述變壓電路的輸出電壓值以及所述電池的電壓值之前，所述處理單元向所述電池發(fā)出電壓控制信號(hào)，以控制所述電池的電壓值。
[0008]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述處理單元包括控制電路和晶體三極管，所述控制電路的輸出端口與所述晶體三極管連接。
[0009]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述導(dǎo)通的控制信號(hào)包括由所述控制電路輸出的、使所述晶體三級(jí)管導(dǎo)通的電壓信號(hào)。
[0010]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述開關(guān)單元包括繼電器或晶體管。
[0011]另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N無浪涌電流的電池充電方法。電源通過充電裝置向所述電池充電，所述充電裝置包括變壓電路、開關(guān)單元以及控制單元，其中所述開關(guān)單元用于連接所述變壓電路與所述電池，所述控制單元用于對(duì)所述變壓電路和所述開關(guān)單元進(jìn)行控制；所述方法包括:所述控制單元檢測(cè)電池接入信號(hào)，根據(jù)所述電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入；如果確定電池以非滿電狀態(tài)接入，則檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值；如果檢測(cè)到電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值相等，則向所述開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，以向所述電池充電。
[0012]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括:如果檢測(cè)到電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值不相等，則將所述變壓電路輸出的電壓值調(diào)節(jié)至與所述電池的電壓值相等，之后向所述開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)。
[0013]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述變壓電路包括主電路和調(diào)節(jié)電路；其中，主電路用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓；調(diào)節(jié)電路用于調(diào)節(jié)所述變壓電路輸出的電壓值。
[0014]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值之前，所述控制單元向所述電池發(fā)出電壓控制信號(hào)，以控制所述電池的電壓值。
[0015]本申請(qǐng)?zhí)峁┑臒o浪涌電流的電池充電裝置和方法，在電池充電時(shí)可以防止浪涌電流的產(chǎn)生，避免了影響充電裝置的壽命，保證充電的安全性。
【附圖說明】
[0016]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0017]圖1示出了本申請(qǐng)無浪涌電流的電池充電裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出了本申請(qǐng)無浪涌電流的電池充電裝置的一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3示出了本申請(qǐng)無浪涌電流的電池充電方法和一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與有關(guān)發(fā)明相關(guān)的部分。
[0021 ] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0022]請(qǐng)參考圖1，其示出了本申請(qǐng)無浪涌電流的電池充電裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(參見圖中的標(biāo)記100)。如圖1所示，電池充電裝置可以包括變壓電路110、開關(guān)單元120以及控制單元130。其中，變壓電路110可以將來自交流電源的交流電壓或來自直流電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓，并調(diào)節(jié)輸出的直流電壓的大小。開關(guān)單元可以120用于連接變壓電路110與電池，包括導(dǎo)通和斷開兩種狀態(tài)。控制單元130可以判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入，在確定電池以非滿電狀態(tài)接入時(shí)檢測(cè)電池的電壓值和變壓電路110的輸出電壓值，根據(jù)電池的電壓值和變壓電路110的輸出電壓值的大小關(guān)系控制所述開關(guān)單元120的導(dǎo)通或斷開。如果二者大小相等，則控制單元130可以控制開關(guān)單元120導(dǎo)通，變壓電路110在控制單元130的控制下，對(duì)電池進(jìn)行充電；否則，控制單元130可以控制開關(guān)單元120斷開。
[0023]控制單元130可以通過變壓電路110輸出的直流電壓上電工作，并根據(jù)電池的狀態(tài)控制開關(guān)單元120的導(dǎo)通或斷開。例如，當(dāng)電池為非滿電接入狀態(tài)，控制單元130可以控制開關(guān)單元120導(dǎo)通，從而將充電裝置100與電池連接，在控制單元130的控制下，對(duì)電池進(jìn)行充電；當(dāng)電池為未接入或滿電接入狀態(tài)，控制單元130可以控制開關(guān)單元斷開，從而將充電裝置100與電池?cái)嚅_。
[0024]進(jìn)一步參考圖2，其示出了本申請(qǐng)無浪涌電流的電池充電裝置的一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，變壓電路110可以包括主電路111和調(diào)節(jié)電路112。主電路111可以用于將輸入的交流或直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需要的直流電壓，調(diào)節(jié)電路112可以在控制單元的控制下調(diào)節(jié)變壓電路輸出的電壓值?？刂茊卧?30可以包括檢測(cè)單元131和處理單元132。檢測(cè)單元131可以檢測(cè)電池接入信號(hào)、變壓電路的輸出電壓值以及電池的電壓值；處理單元可以根據(jù)檢測(cè)單元131檢測(cè)到的電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入，如果確定電池以非滿電狀態(tài)接入，處理單元132可以向電池發(fā)出電壓控制信號(hào)(例如與電池的額定電壓相等的電平信號(hào))，控制電池電壓。之后處理單元132可以判斷電池的電壓值和變壓電路110的輸出電壓值是否相等，如果相等，則向開關(guān)單元120發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，如果不相等，則控制調(diào)節(jié)電路112對(duì)變壓電路110輸出的電壓值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至變壓電路輸出的電壓值與所述電池的電壓值相等。具體地，如果變壓電路輸出的電壓值大于處理單元向電池發(fā)出的電壓控制信號(hào)(即電池電壓值)，則調(diào)節(jié)電路將變壓電路輸出的電壓向小的方向調(diào)節(jié)；如果變壓電路輸出的電壓值小于處理單元向電池發(fā)出的電壓控制信號(hào)，則調(diào)節(jié)電路將變壓電路輸出的電壓向大的方向調(diào)節(jié)，直至變壓電路輸出的電壓值與電池電壓值相等。此時(shí)，處理單元可以向開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，以向電池充電。
[0025]在本實(shí)施例中，由于開關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)變壓電路輸出的電壓值與電池電壓相等，所以不會(huì)有電流流過，因而可以避免浪涌電流的產(chǎn)生，從而不會(huì)影響開關(guān)單元中電子元件的壽命，保證了電池充電的安全性。
[0026]在一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，開關(guān)單元可以為繼電器。處理單元中對(duì)開關(guān)單元的控制可以由控制電路和晶體三極管實(shí)現(xiàn)?？刂齐娐返妮敵龆丝谂c晶體三極管連接，控制電路控制晶體三極管導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)單元導(dǎo)通，控制電路控制晶體三極管斷開時(shí)，開關(guān)單元斷開。例如，如果控制電路的輸出端口連接NPN型晶體三極管的基極，繼電器線圈的一端連接NPN型晶體三極管的集電極，另一端連接供電電源，將NPN型晶體三極管的發(fā)射極接地。則當(dāng)控制電路輸出高電平的控制信號(hào)時(shí)，三極管導(dǎo)通，從而使得繼電器的線圈由勵(lì)磁電流流過，繼電器導(dǎo)通。
[0027]在另一些實(shí)現(xiàn)方式中，開關(guān)單元可以為晶體三極管?？刂齐娐房刂凭w三極管導(dǎo)通時(shí)，變壓電路向電池充電，控制電路控制晶體三極管截止時(shí)，變壓電路停止向電池充電。
[0028]進(jìn)一步參考圖3，其示出了本申請(qǐng)無浪涌電流的電池充電方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖(參見圖中的標(biāo)記300 )。在本實(shí)施例中，電源通過充電裝置向電池充電，充電裝置包括變壓電路、開關(guān)單元以及控制單元，其中開關(guān)單元用于連接變壓電路與電池，控制單元用于對(duì)變壓電路和開關(guān)單元進(jìn)行控制；該電池充電方法可以包括:
[0029]步驟301，控制單元檢測(cè)電池接入信號(hào)，根據(jù)電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入；
[0030]步驟302，如果確定電池以非滿電狀態(tài)接入，則檢測(cè)電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值；
[0031]步驟303，如果檢測(cè)到電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值相等，則向開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，以向電池充電。
[0032]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在步驟302之后，所述電池充電方法還可以包括:如果檢測(cè)到電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值不相等，則將變壓電路輸出的電壓值調(diào)節(jié)至與電池的電壓值相等，之后向開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)。
[0033]進(jìn)一步地，變壓電路可以包括主電路和調(diào)節(jié)電路；其中，主電路用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓；調(diào)節(jié)電路用于調(diào)節(jié)變壓電路輸出的電壓值。
[0034]進(jìn)一步地，在步驟302之前，控制單元可以向電池發(fā)出電壓控制信號(hào)，以控制電池的電壓值。
[0035]進(jìn)一步地，控制單元可以包括檢測(cè)單元和處理單元。處理單元可以根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)到的電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入，如果電池沒有接入，則檢測(cè)單元繼續(xù)檢測(cè)電池接入信號(hào)，如果電池以非滿電狀態(tài)接入，則處理單元可以檢測(cè)電池電壓Vb和變壓電路輸出的電壓Vc，并比較Vb和Vc是否相等，如果不相等，則處理單元向調(diào)節(jié)電路發(fā)出調(diào)節(jié)電壓信號(hào)，并在調(diào)節(jié)電路對(duì)變壓電路的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)之后再次判斷電池電壓Vb和變壓電路輸出的電壓Vc是否相等；如果Vb和Vc相等，則處理單元向開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)控制開關(guān)單元導(dǎo)通，此時(shí)開關(guān)單元兩端電壓相等，不會(huì)產(chǎn)生浪涌電流，因此，不會(huì)出現(xiàn)“打火”現(xiàn)象，從而避免了對(duì)充電裝置的壽命造成影響。
[0036]以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無浪涌電流的電池充電裝置，其特征在于，所述裝置包括: 變壓電路，將輸入的交流或直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓，調(diào)節(jié)輸出的直流電壓； 開關(guān)單元，連接所述變壓電路與所述電池； 控制單元，判斷所述電池是否以非滿電狀態(tài)接入，在確定所述電池以非滿電狀態(tài)接入時(shí)檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值，根據(jù)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值的大小關(guān)系控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通或斷開，如果所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值的大小相等，則控制所述開關(guān)單元導(dǎo)通，否則控制所述開關(guān)單元斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充電裝置，其特征在于，所述變壓電路包括: 主電路，用于將輸入的交流或直流電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓； 調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)所述變壓電路輸出的電壓值。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池充電裝置，其特征在于，所述控制單元包括: 檢測(cè)單元，檢測(cè)電池接入信號(hào)、所述變壓電路的輸出電壓值以及所述電池的電壓值； 處理單元，根據(jù)所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入，如果確定電池以非滿電狀態(tài)接入，則判斷所述電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值是否相等，如果相等，則向所述開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，如果不相等，則將所述變壓電路輸出的電壓值調(diào)節(jié)至與所述電池的電壓值相等。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池充電裝置，其特征在于，在所述檢測(cè)單元檢測(cè)所述變壓電路的輸出電壓值以及所述電池的電壓值之前，所述處理單元向所述電池發(fā)出電壓控制信號(hào)，以控制所述電池的電壓值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池充電裝置，其特征在于，所述處理單元包括控制電路和晶體三極管，所述控制電路的輸出端口與所述晶體三極管連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池充電裝置，其特征在于，所述導(dǎo)通的控制信號(hào)包括由所述控制電路輸出的、使所述晶體三級(jí)管導(dǎo)通的電壓信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的電池充電裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括繼電器或晶體管。8.一種無浪涌電流的電池充電方法，其特征在于，電源通過充電裝置向所述電池充電，所述充電裝置包括變壓電路、開關(guān)單元以及控制單元，其中所述開關(guān)單元用于連接所述變壓電路與所述電池，所述控制單元用于對(duì)所述變壓電路和所述開關(guān)單元進(jìn)行控制；所述方法包括: 所述控制單元檢測(cè)電池接入信號(hào)，根據(jù)所述電池接入信號(hào)判斷電池是否以非滿電狀態(tài)接入； 如果確定電池以非滿電狀態(tài)接入，則檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值； 如果檢測(cè)到電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值相等，則向所述開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)，以向所述電池充電。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池充電方法，其特征在于，所述方法還包括: 如果檢測(cè)到電池的電壓值和變壓電路的輸出電壓值不相等，則將所述變壓電路輸出的電壓值調(diào)節(jié)至與所述電池的電壓值相等，之后向所述開關(guān)單元發(fā)出導(dǎo)通的控制信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電池充電方法，其特征在于，所述變壓電路包括主電路和調(diào)節(jié)電路；其中，主電路用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電壓；調(diào)節(jié)電路用于調(diào)節(jié)所述變壓電路輸出的電壓值。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池充電方法，其特征在于，檢測(cè)所述電池的電壓值和所述變壓電路的輸出電壓值之前，所述控制單元向所述電池發(fā)出電壓控制信號(hào)，以控制所述電池的電壓值。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK105990858SQ201510046178
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日
【發(fā)明人】劉華, 郭良兵
【申請(qǐng)人】惠州志順電子實(shí)業(yè)有限公司