專利名稱：?jiǎn)位芈烦潆娧b置以及單回路充電方法
單回路充電裝置以及單回路充電方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是關(guān)于一種充電裝置，特別是關(guān)于一種單回路充電裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著可攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用的大量成長(zhǎng)，如手機(jī)、PDA、音樂(lè)隨身聽(tīng)等應(yīng)用，因此也使得可充式電池的使用愈來(lái)愈普遍?？沙涫诫姵乜梢蕴峁┓€(wěn)定的電壓電流，使得可攜式電子產(chǎn)品或電路正常的工作。當(dāng)電池的能量逐漸減少，電池電壓也會(huì)隨之開(kāi)始逐漸下降。當(dāng)電池電壓下降至某一電壓以下時(shí)，便會(huì)造成可攜式電子產(chǎn)品或電路無(wú)法正常工作。因此，可充式電池提供了可重復(fù)進(jìn)行充電的功能，使得可充式電池可以反復(fù)的被使用。目前市面上的可充式電池種類繁多，如何針對(duì)各類電池可重復(fù)進(jìn)行充電的功能提供一個(gè)快速且安全的充電方式便成了一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。
另外，使用不正確的充電方式對(duì)可充式或者不可充式電池進(jìn)行充電充電，可能會(huì)造成危險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)使電池的性能降低并縮短電池的使用壽命。有鑒于此，本發(fā)明欲提供一充電裝置與充電方法。本發(fā)明的充電裝置與充電方法是通過(guò)一個(gè)新的單回路充電系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行充電，除了可改善傳統(tǒng)定電壓定電流充電方式所產(chǎn)生的電路復(fù)雜度之外，并提供一個(gè)穩(wěn)定安全的充電裝置與方法，增加電池性能并延長(zhǎng)電池使用壽命。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單回路充電裝置以及單回路充電方法。
本發(fā)明提供一種單回路充電裝置，用以對(duì)一電池進(jìn)行充電，包括一電流偵測(cè)電路、一第一比較器、一參考電壓產(chǎn)生器、一第二比較器、一控制邏輯電路以及一功率級(jí)電路。電流偵測(cè)電路用以偵測(cè)一充電電流，并根據(jù)充電電流產(chǎn)生一電流偵測(cè)信號(hào)。第一比較器用以將電流偵測(cè)信號(hào)與一第一參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電流比較信號(hào)。參考電壓產(chǎn)生器用以根據(jù)電流比較信號(hào)，產(chǎn)生一第二參考電壓。第二比較器用以將電池的一電池電壓與第二參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電壓比較信號(hào)?？刂七壿嬰娐酚靡愿鶕?jù)電壓比較信號(hào)，產(chǎn)生一組控制信號(hào)。功率級(jí)電路，用以接收一充電電壓，并根據(jù)控制信號(hào)控制充電電壓，以產(chǎn)生一已校正充電電壓，其中充電電流是由已校正充電電壓所產(chǎn)生且用以對(duì)電池進(jìn)行充電。
本發(fā)明另提供一種單回路充電方法，其方法包括:偵測(cè)一充電電流，并根據(jù)充電電流產(chǎn)生一電流偵測(cè)信號(hào)；將電流偵測(cè)信號(hào)以及一第一參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電流比較信號(hào)；根據(jù)電流比較信號(hào)，產(chǎn)生一第二參考電壓；將一電池的一電池電壓與第二參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電壓比較信號(hào)；根據(jù)電壓比較信號(hào)，產(chǎn)生一組控制信號(hào)；以及根據(jù)控制信號(hào)以及一充電電壓產(chǎn)生一已校正充電電壓，其中充電電流是由已校正充電電壓所產(chǎn)生并用以對(duì)電池進(jìn)行充電。
本發(fā)明的充電裝置與充電方法是通過(guò)一個(gè)新的單回路充電系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行充電，除了可改善傳統(tǒng)定電壓定電流充電方式所產(chǎn)生的電路復(fù)雜度之外，并提供一個(gè)穩(wěn)定安全的充電裝置與方法，增加電池性能并延長(zhǎng)電池使用壽命。


圖1為本發(fā)明所提供的一種單回路充電裝置的方塊圖2為本發(fā)明所提供的一種單回路充電方法的流程圖3為本發(fā)明所提供的單回路充電裝置的信號(hào)模擬圖4為本發(fā)明所提供的單回路充電裝置的信號(hào)模擬圖5為本發(fā)明所提供的單回路充電裝置的信號(hào)模擬圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
1000 充電系統(tǒng)；
100 單回路充電裝置；
110 電流偵測(cè)電路；
112 信號(hào)產(chǎn)生器；
120 參考電流產(chǎn)生器；
130、170 比較器；
140 參考電壓產(chǎn)生器；
142 動(dòng)態(tài)電壓產(chǎn)生器；
144 定電壓產(chǎn) 生器；
145 判斷裝置；
146、Sffl-SffN 開(kāi)關(guān)；
150 濾波電路；
160 分壓電路；
180 控制邏輯電路；
190 功率級(jí)電路；
192、194 晶體管；
200 電池；
VCV 充電電壓；
VCV’ 已校正充電電壓；
GND 接地；
ICC 充電電流；
R1-R5 電阻；
LI 電感；
Cl 電容；
NI 節(jié)點(diǎn)；
VBAT 電池電壓；
VBAT ’ 分壓；
VCS 電壓比較信號(hào)；
ICS 電流比較信號(hào)；
Vxref、Vyref 參考電壓；
Vyrefl 動(dòng)態(tài)電壓；
Vyref2 定電壓；
I1-1N 定電流源；
IDS 電流偵測(cè)信號(hào)；
S1-S2 控制信號(hào)；
S3 判斷信號(hào)；
Pre_C 預(yù)充模式；
CC 恒流模式；
CV 恒壓模式。
具體實(shí)施方式
以下將詳細(xì)討論本發(fā)明各種實(shí)施例的裝置及使用方法。然而值得注意的是，本發(fā)明所提供的許多可行的發(fā)明概念可實(shí)施在各種特定范圍中。這些特定實(shí)施例僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明的裝置及使用方法，但非用于限定本發(fā)明的范圍。
圖1為本發(fā)明所提供的充電系統(tǒng)的方塊圖。充電系統(tǒng)1000包括一單回路充電裝置100以及一電池200。單回路充電裝置100用以耦接至一充電電壓VCV，并根據(jù)充電電壓VCV對(duì)電池200進(jìn)行充電，其中單回路充電裝置100包括一節(jié)點(diǎn)NI用以連接電池200，并透過(guò)節(jié)點(diǎn)NI對(duì)電池200進(jìn)行充電。值得注意的是，單回路充電裝置100具有一預(yù)充模式Pre_C、一恒壓模式CV以及一恒流模式CC。在預(yù)充模式Pre_CT，單回路充電裝置100提供一較小的電流(例如0.2A)至電池200，以準(zhǔn)備對(duì)電池200進(jìn)行充電。在恒流模式CC下，單回路充電裝置100提供一充電電流ICC (例如2A)至電池200，以對(duì)電池200進(jìn)行充電，其中充電電流ICC為一直流電流。在恒壓模式CV下，單回路充電裝置100提供一固定電壓(例如12V)至電池200，使得電池200上升至該固定電壓(例如12V)。如圖1所示，電池200的電壓為電池電壓VBAT，并且電池200可為任何種類的電池，例如太陽(yáng)能電池、堿性電池或者鋰電池等等。
單回路充電裝置100包括一電流偵測(cè)電路110、一參考電流產(chǎn)生器120、一比較器130、一參考電壓產(chǎn)生器140、一濾波電路150、一分壓電路160、一比較器170、一控制邏輯電路180以及一功率級(jí)電路190。電流偵測(cè)電路110用以偵測(cè)一充電電流ICC，并根據(jù)充電電流ICC產(chǎn)生一電流偵測(cè)信號(hào)IDS。電流偵測(cè)電路110包括一電阻Rl以及一信號(hào)產(chǎn)生器112。電阻Rl具有一第一端耦接至功率級(jí)電路190，以及一第二端透過(guò)濾波電路150耦接至節(jié)點(diǎn)NI。信號(hào)產(chǎn)生器112用以根據(jù)電阻Rl以及充電電流ICC所產(chǎn)生的一電壓降，產(chǎn)生相應(yīng)于充電電流ICC的電流偵測(cè)信號(hào)IDS。
參考電流產(chǎn)生器120用以根據(jù)一既定設(shè)定值，產(chǎn)生相應(yīng)于一預(yù)定充電電流大小的一第一參考電壓Vxref，其中該既定設(shè)定值代表恒流模式CC中根據(jù)不同的充電環(huán)境所預(yù)定的充電電流ICC。參考電流產(chǎn)生器120包括多個(gè)定電流源I1-1N、多個(gè)開(kāi)關(guān)SWl-SWN以及一電阻R2。每一開(kāi)關(guān)SWl-SWN具有一第一端耦接于定電流源I1-1N，以及一第二端耦接至電阻R2。電阻R2具有一第一端耦接至每一開(kāi)關(guān)SWl-SWN的第二端，以及一第二端耦接至一接地GND。開(kāi)關(guān)SWl-SWN用以根據(jù)該既定設(shè)定值，將定電流源I1-1N中的一者(或多者)與電阻R2進(jìn)行連接，電阻R2根據(jù)所連接的定電流源輸出的電流產(chǎn)生第一參考電壓Vxref。
比較器130用以將電流偵測(cè)信號(hào)IDS與第一參考電壓Vxref進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電流比較信號(hào)ICS。參考電壓產(chǎn)生器140用以根據(jù)電流比較信號(hào)ICS,產(chǎn)生一第二參考電壓Vyref參考電壓產(chǎn)生器140包括一動(dòng)態(tài)電壓產(chǎn)生器142、一定電壓產(chǎn)生器144、一判斷裝置145以及一開(kāi)關(guān)146。動(dòng)態(tài)電壓產(chǎn)生器142用以根據(jù)電流比較信號(hào)ICS產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl。舉例而言，動(dòng)態(tài)電壓產(chǎn)生器142具有一初始電壓、一降壓器(St印-downtransformer)以及一升壓器(Step-up transformer)。初始電壓用以提供一預(yù)設(shè)的動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl。降壓器以及升壓器用以動(dòng)態(tài)地根據(jù)電流比較信號(hào)ICS調(diào)整動(dòng)態(tài)電壓VyrefI。舉例而言，當(dāng)比較器130輸出代表電流偵測(cè)信號(hào)IDS大于第一參考電壓Vxref時(shí)(即充電電流ICC大于恒流模式CC中所預(yù)定的電流),降壓器(Step-down transformer)則降低目前的動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl。當(dāng)比較器130輸出代表電流偵測(cè)信號(hào)IDS小于第一參考電壓Vxref時(shí)(即充電電流ICC小于恒流模式CC中所預(yù)定的電流)，升壓器則提高目前的動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl。定電壓產(chǎn)生器144，用以產(chǎn)生一定電壓Vyref2。
判斷裝置145耦接至電阻R5以及電阻R4之間，用以根據(jù)電池電壓VBAT的一分壓VBAT’判斷電池電壓VBAT是否達(dá)到一既定電壓，并傳送一判斷信號(hào)S3至開(kāi)關(guān)146。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，判斷裝置145耦接至節(jié)點(diǎn)NI，用以判斷電池電壓VBAT是否達(dá)到一既定電壓，并傳送判斷信號(hào)S3至開(kāi)關(guān)146。當(dāng)電池電壓VBAT未達(dá)到相應(yīng)于恒壓模式CV的一既定電壓(例如，10V)時(shí)，開(kāi)關(guān)146根據(jù)判斷信號(hào)S3，將動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl作為第二參考電壓Vyref并提供至比較器170。當(dāng)電池電壓VBAT達(dá)到相應(yīng)于恒壓模式CV的既定電壓(例如，10V)時(shí)，開(kāi)關(guān)146根據(jù)判斷信號(hào)S3，將定電壓Vyref2作為第二參考電壓Vyref并提供至比較器170。舉例而言，定電壓Vyref2是相應(yīng)于電池200充飽電時(shí)的電壓(例如12V)。值得注意的是，該既定電壓小于電池200充飽電時(shí)的電壓。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓VBAT未達(dá)到相應(yīng)于電池完成充電的一既定電壓(例如，12V)時(shí)，開(kāi)關(guān)146將動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl作為第二參考電壓Vyref并提供至比較器170。當(dāng)電池電壓VBAT達(dá)到相應(yīng)于電池完成充電的一既定電壓(例如，12V)時(shí)，將定電壓Vyref2作為第二參考電壓Vyref并提供至比較器170。舉例而言，定電壓Vyref2是相應(yīng)于電池200充飽電時(shí)的電壓(例如12V)。值得注意的是，該既定電壓等于電池200充飽電時(shí)的電壓。
濾波電路150用以對(duì)一已校正充電電壓VCV’以及充電電流ICC進(jìn)行濾波，并將已濾波的已校正充電電壓VCV’以及充電電流ICC傳送至分壓電路160。濾波電路150還包括一電感L1、一電容Cl以及一電阻R3。電感LI具有一第一端耦接至電流偵測(cè)電路110，以及一第二端耦接至節(jié)點(diǎn)NI。電容Cl具有一第一端耦接至節(jié)點(diǎn)NI，以及一第二端耦接至電阻R3。電阻R3具有一第一端耦接至電容Cl的第二端，以及一第二端耦接至接地GND。分壓電路160用以對(duì)電池電壓VBAT進(jìn)行分壓，并產(chǎn)生一分壓VBAT’提供至比較器170。分壓電路160包括電阻R4以及電阻R5。電阻R4具有一第一端耦接至一節(jié)點(diǎn)NI，以及一第二端耦接至電阻R5。電阻R5具有一第一端耦接于電阻R4的第二端，以及一第二端耦接至接地GND。值得注意的是，濾波電路150中的電感L1、電容Cl以及電阻R3可針對(duì)不同的電路設(shè)計(jì)，本發(fā)明不限于此。
比較器170用以將一電池電壓VBAT與第二參考電壓Vyref進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電壓比較信號(hào)VCS。控制邏輯電路180用以根據(jù)電壓比較信號(hào)VCS，產(chǎn)生一組控制信號(hào)SI以及S2。一功率級(jí)電路190接收充電電壓VCV，并根據(jù)控制信號(hào)SI以及S2控制充電電壓VCV以產(chǎn)生已校正充電電壓VCV’，以提供電池200進(jìn)行充電。功率級(jí)電路190包括晶體管192以及194。晶體管192具有一第一端耦接至充電電壓VCV，一第二端耦接至電流偵測(cè)電路110，以及一控制端耦接至控制邏輯電路180所輸出的控制信號(hào)SI。晶體管194具有一第一端耦接至電流偵測(cè)電路110，一第二端耦接至接地GND，以及一控制端耦接至控制邏輯電路180所輸出的控制信號(hào)S2。晶體管192以及194用以分別根據(jù)控制信號(hào)S I以及S2進(jìn)行切換，以產(chǎn)生已校正充電電壓VCV’。值得注意的是，本實(shí)施例的功率級(jí)電路190是通過(guò)切換晶體管192以及194產(chǎn)生一脈沖寬度變調(diào)信號(hào)(Pulse Width Modulation，PWM)。換言之，已校正充電電壓VCV’為一脈沖寬度變調(diào)信號(hào)。值得注意的是，充電電流ICC是由已校正充電電壓VCV’所產(chǎn)生的，用以對(duì)電池200進(jìn)行充電。
圖2為本發(fā)明所提供的一單回路充電方法的流程圖。流程開(kāi)始于步驟S200。
在步驟S200中，電流偵測(cè)電路110偵測(cè)一充電電流ICC，并根據(jù)所偵測(cè)到的充電電流ICC產(chǎn)生一電流偵測(cè)信號(hào)IDS。電流偵測(cè)電路110是根據(jù)充電電流ICC流經(jīng)電阻Rl所產(chǎn)生的一電壓降，產(chǎn)生相應(yīng)于充電電流ICC的電流偵測(cè)信號(hào)IDS。值得注意的是，充電電流ICC是單回路充電裝置100在恒流模式CC下，由充電電壓VCV提供，用以對(duì)電池200進(jìn)行充電的電流(例如2A)，其中充電電流ICC為一直流電流。
接著，在步驟S202中，比較器130將電流偵測(cè)信號(hào)IDS以及一第一參考電壓Vxref進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電流比較信號(hào)ICS。舉例而言，參考電流產(chǎn)生器120的開(kāi)關(guān)SW1-SW2是根據(jù)一既定設(shè)定值，將多個(gè)定電流源Il-1N中的一者(或多者)與電阻R2進(jìn)行導(dǎo)通，并且通過(guò)電阻R2根據(jù)已導(dǎo)通的定電流源Il-1N產(chǎn)生第一參考電壓Vxref。既定設(shè)定值代表在恒流模式CC中，根據(jù)不同的充電環(huán)境的所預(yù)定的充電電流ICC。
接著，在步驟S204中，參考電壓產(chǎn)生器140根據(jù)電流比較信號(hào)ICS，產(chǎn)生一第二參考電壓Vyref。在某些實(shí)施例中，步驟S204還包括當(dāng)電池電壓VBAT未達(dá)到一既定電壓時(shí)，參考電壓產(chǎn)生器140根據(jù)電流比較信號(hào)ICS產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)電壓Vyrefl作為第二參考電壓Vyref0當(dāng)電池電壓VBAT達(dá)到既定電壓時(shí)，參考電壓產(chǎn)生器140將一定電壓Vyref2作為第二參考電壓Vyref。
接著，在步驟S206中，比較器170將一電池電壓VBAT與第二參考電壓Vyref進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電壓比較信號(hào)VCS。
接著，在步驟S208中，控制邏輯電路180根據(jù)電壓比較信號(hào)VCS，產(chǎn)生一組控制信號(hào)SI以及S2。
接著，在步驟S210中，功率級(jí)190根據(jù)控制信號(hào)S1-S2以及一充電電壓VCV產(chǎn)生一已校正充電電壓VCV’。在此實(shí)施例中，充電電流ICC是由已校正充電電壓VCV’所產(chǎn)生并用以對(duì)電池200進(jìn)行充電，并且電池電壓VBAT為電池200的電壓。舉例而言，功率級(jí)190是根據(jù)控制信號(hào)SI以及S2對(duì)充電電壓VCV以及一接地GND進(jìn)行切換，以產(chǎn)生已校正充電電壓VCV’。值得注意的是，本實(shí)施例的功率級(jí)電路190是通過(guò)切換晶體管192以及194產(chǎn)生一脈沖寬度變調(diào)信號(hào)(Pulse Width Modulation，PWM)。換言之，已校正充電電壓VCV’為一脈沖寬度變調(diào)信號(hào)。另外，充電電流ICC是由已校正充電電壓VCV’所產(chǎn)生的，用以對(duì)電池200進(jìn)行充電。流程結(jié)束于步驟S210。
圖3為本發(fā)明所提供的單回路充電裝置100的信號(hào)模擬圖。圖3包括電池電壓VBAT、充電電流ICC以及第二參考電壓Vyref分別在預(yù)充模式Pre C、恒壓模式CV以及恒流模式CC下的模擬圖。由圖3可知，在預(yù)充模式Pre C下，單回路充電裝置100提供一較小的充電電流ICC(例如0.2A)至電池200，以準(zhǔn)備對(duì)電池200進(jìn)行充電。在預(yù)充模式Pre C下，由于單回路充電裝置100所提供的較小的電流，電池200的電池電壓VBAT以及第二參考電壓Vyref緩慢的上升。在恒流模式CC下，單回路充電裝置100提供一較大的充電電流ICC(例如2A)至電池200，以對(duì)電池200進(jìn)行充電，其中充電電流ICC為一直流電流。在恒流模式CC下，單回路充電裝置100所提供的較大的充電電流ICC，電池電壓VBAT以及第二參考電壓Vyref進(jìn)行上升。在恒壓模式CV下，單回路充電裝置100，提供一固定并相應(yīng)于12V的第二參考電壓Vyref至比較器170，使得電池200上升至該固定的電壓(例如12V)。
圖4以及圖5為本發(fā)明所提供的單回路充電裝置100的信號(hào)模擬圖。圖4包括電池電壓VBAT、充電電流ICC以及第二參考電壓Vyref分別在預(yù)充模式Pre C下的模擬圖。圖5包括電池電壓VBAT、充電電流ICC以及第二參考電壓Vyref分別在恒流模式CC的模擬圖。由圖4以及圖5可知，在預(yù)充模式Pre C以及恒流模式CC下，電池電壓VBAT會(huì)隨著充電電流ICC上升，并且有細(xì)部的調(diào)動(dòng)。充電電流ICC則分別在預(yù)充模式Pre C以及恒流模式CC下，固定在0.2A以及2A。值得注意的是，充電電流ICC是由三角波組成的直流電流。第二參考電壓Vyref則根據(jù)充電電流ICC階梯式的調(diào)動(dòng)。
本發(fā)明提供一電池充電裝置與方法，通過(guò)以單回路方式對(duì)電池充電，除了擁有傳統(tǒng)定電流充電和定電壓充電的功能外，又可減少額外提供的定電流充電方式所產(chǎn)生的電路復(fù)雜度、提供一個(gè)穩(wěn)定安全的充電裝置與方法以及增加電池性能并延長(zhǎng)電池使用壽命。值得注意的是，本發(fā)明的單回路充電裝置100具有可改變定電流源Il-1N的參考值的參考電流產(chǎn)生器120，可在不同的預(yù)設(shè)情況下改變用以對(duì)電池200充電的充電電流ICC。因此，本發(fā)明的單回路充電裝置100特別適用于充電電壓源VCV不穩(wěn)的太陽(yáng)能電池。
本發(fā)明的方法，或特定型態(tài)或其部分，可以以程序代碼的型態(tài)存在。程序代碼可儲(chǔ)存于實(shí)體媒體，如軟盤(pán)、光盤(pán)片、硬盤(pán)、或是任何其它機(jī)器可讀取(如計(jì)算機(jī)可讀取)儲(chǔ)存媒體，亦或不限于外在形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，當(dāng)程序代碼被機(jī)器，如計(jì)算機(jī)加載且執(zhí)行時(shí)，此機(jī)器變成用以參與本發(fā)明的裝置。程序代碼也可透過(guò)一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態(tài)進(jìn)行傳送，其中，當(dāng)程序代碼被機(jī)器，如計(jì)算機(jī)接收、加載且執(zhí)行時(shí)，此機(jī)器變成用以參與本發(fā)明的裝置。當(dāng)在一般用途處理單元實(shí)作時(shí)，程序代碼結(jié)合處理單元提供一操作類似于應(yīng)用特定邏輯電路的獨(dú)特裝置。
但以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或申請(qǐng)專利范圍不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來(lái)輔助專利文件搜尋之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1.一種單回路充電裝置，其特征在于，用以對(duì)一電池進(jìn)行充電，包括: 一電流偵測(cè)電路，用以偵測(cè)一充電電流，并根據(jù)所述充電電流產(chǎn)生一電流偵測(cè)信號(hào)； 一第一比較器，用以將所述電流偵測(cè)信號(hào)與一第一參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電流比較信號(hào)； 一參考電壓產(chǎn)生器，用以根據(jù)所述電流比較信號(hào)，產(chǎn)生一第二參考電壓； 一第二比較器，用以將所述電池的一電池電壓與所述第二參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電壓比較信號(hào)； 一控制邏輯電路，用以根據(jù)所述電壓比較信號(hào)，產(chǎn)生一組控制信號(hào)；以及一功率級(jí)電路，用以接收一充電電壓，并根據(jù)所述控制信號(hào)控制所述充電電壓，以產(chǎn)生一已校正充電電壓，其中所述充電電流是由所述已校正充電電壓所產(chǎn)生且用以對(duì)所述電池進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單回路充電裝置，其特征在于，所述功率級(jí)電路還包括: 一第一晶體管，具有一第一端耦接至所述充電電壓，一第二端耦接至所述電流偵測(cè)電路，以及一控制端耦接至所述控制邏輯電路；以及 一第二晶體管，具有一第一端耦接至所述電流偵測(cè)電路，一第二端耦接至一接地，以及一控制端耦接至所述控制邏輯電路，其中所述第一以及第二晶體管用以根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行切換，以產(chǎn)生所述已校正充電電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單回路充電裝置，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生器還包括: 一動(dòng)態(tài)電壓產(chǎn)生器，用以根據(jù)所述電流比較信號(hào)產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)電壓； 一定電壓產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生一定電壓；以及 一開(kāi)關(guān)，用以當(dāng)所述電池電壓未達(dá)到一既定電壓時(shí)，將所述動(dòng)態(tài)電壓作為所述第二參考電壓并提供至所述第二比較器，以及當(dāng)所述電池電壓達(dá)到所述既定電壓時(shí)，將所述定電壓作為所述第二參考電壓并提 供至所述第二比較器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單回路充電裝置，其特征在于，所述電流偵測(cè)電路還包括: 一電阻，具有一第一端耦接至所述功率級(jí)電路以及一第二端耦接至一節(jié)點(diǎn)；以及 一信號(hào)產(chǎn)生器，用以根據(jù)所述電阻以及所述充電電流所產(chǎn)生的一電壓降，產(chǎn)生相應(yīng)于所述充電電流的所述電流偵測(cè)信號(hào)，其中所述節(jié)點(diǎn)是用以連接所述電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單回路充電裝置，其特征在于，還包括一參考電流產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于一預(yù)定充電電流的所述第一參考電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單回路充電裝置，其特征在于，所述參考電流產(chǎn)生器還包括: 多個(gè)定電流源； 多個(gè)開(kāi)關(guān)，其中每一開(kāi)關(guān)具有一第一端耦接于所述定電流源，以及一第二端；以及一電阻，具有一第一端耦接于每一所述開(kāi)關(guān)的第二端，以及一第二端耦接至一接地，其中所述開(kāi)關(guān)用以根據(jù)一既定設(shè)定值，將所述定電流源中的一者或多者與所述電阻進(jìn)行連接，并且所述電阻用以根據(jù)已連接的所述定電流源所輸出的電流產(chǎn)生所述第一參考電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單回路充電裝置，其特征在于，還包括一濾波電路，用以對(duì)所述已校正充電電壓以及充電電流進(jìn)行濾波。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單回路充電裝置，其特征在于，所述濾波電路還包括: 一電感，具有一第一端耦接至所述電流偵測(cè)電路，以及一第二端耦接至一節(jié)點(diǎn)；一電容，具有一第一端耦接至所述節(jié)點(diǎn)，以及一第二端；以及 一電阻，具有一第一端耦接至所述電容的第二端，以及一第二端耦接至一接地，其中所述節(jié)點(diǎn)是用以連接所述電池。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單回路充電裝置，其特征在于，還包括一分壓電路，用以對(duì)所述電池電壓進(jìn)行分壓，并產(chǎn)生一分壓提供至所述第二比較器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單回路充電裝置，其特征在于，所述分壓電路還包括: 一第一電阻，具有一第一端耦接至一節(jié)點(diǎn)，以及一第二端；以及 一第二電阻，具有一第一端耦接至所述第一電阻的第二端，以及一第二端耦接至一接地，其中所述節(jié)點(diǎn)是用以連接所述電池。
11.一種單回路充電方法，其特征在于，其方法包括: 偵測(cè)一充電電流，并根據(jù)所述充電電流產(chǎn)生一電流偵測(cè)信號(hào)； 將所述電流偵測(cè)信號(hào)以及一第一參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電流比較信號(hào)； 根據(jù)所述電流比較信號(hào)，產(chǎn)生一第二參考電壓； 將一電池的一電池電壓與所述第二參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一電壓比較信號(hào)； 根據(jù)所述電壓比較信號(hào)，產(chǎn)生一組控制信號(hào)；以及 根據(jù)所述控制信號(hào)以及一充電電壓產(chǎn)生一已校正充電電壓，其中所述充電電流是由所述已校正充電電壓所產(chǎn)生并用以對(duì)所述電池進(jìn)行充電。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的單回路充電方法，其特征在于，產(chǎn)生所述已校正充電電壓的步驟，還包括根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行切換，以產(chǎn)生所述已校正充電電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的單回路充電方法，其特征在于，產(chǎn)生所述第二參考電壓的步驟還包括: 當(dāng)所述電池電壓未達(dá)到一既定電壓時(shí)，根據(jù)所述電流比較信號(hào)產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)電壓作為所述第二參考電壓；以及 當(dāng)所述電池電壓達(dá)到所述既定電壓時(shí)，將一定電壓作為所述第二參考電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的單回路充電方法，其特征在于，產(chǎn)生所述電流偵測(cè)信號(hào)的步驟，還包括通過(guò)所述充電電流流經(jīng)一電阻所產(chǎn)生的一電壓降，產(chǎn)生相應(yīng)于所述充電電流的所述電流偵測(cè)信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的單回路充電方法，其特征在于，產(chǎn)生所述第一參考電壓的步驟還包括: 根據(jù)一既定設(shè)定值，將多個(gè)定電流源中的一者與一電阻進(jìn)行導(dǎo)通；以及 根據(jù)已導(dǎo)通的所述定電流源產(chǎn)生所述第一參考電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單回路充電裝置以及單回路充電方法。單回路充電方法包括首先偵測(cè)電池充電電流，并根據(jù)偵測(cè)充電電流的結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)電流偵測(cè)信號(hào)；將電流偵測(cè)信號(hào)以及第一參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一個(gè)電流比較信號(hào)；根據(jù)電流比較信號(hào)，產(chǎn)生第二參考電壓；將電池的電池電壓與第二參考電壓進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一個(gè)電壓比較信號(hào)；根據(jù)電壓比較信號(hào)，產(chǎn)生一組控制信號(hào)；根據(jù)控制信號(hào)以及充電電壓產(chǎn)生已校正充電電壓，其中充電電流是由已校正充電電壓所產(chǎn)生并用以對(duì)電池進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103219754SQ20121005550
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者張用璽, 羅一峰, 游爵豪, 莊凱翔 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院