專利名稱：可再充電電池之充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種用于充電一可再充電電池單元之充電電路，其中該可再充電電池單元系供應(yīng)一電設(shè)備電壓，以及有關(guān)于一種藉由一外部充電電壓來充電一可再充電電池單元的方法。
目前之商業(yè)需求已造成電與電子設(shè)備制造業(yè)者必須生產(chǎn)愈來愈小的設(shè)備。因此，在電子總成微型化方面之進(jìn)展，將允許生產(chǎn)呈一可移動式之便利設(shè)備。尤其在電話通信之范疇中，更可觀察到在此領(lǐng)域上的顯著趨勢。這主要系關(guān)于譬如行動電話、無線電話、呼叫器、掌上型計(jì)算機(jī)等設(shè)備。由于這些設(shè)備并未連接到任何主電源，因此必須以可再充電電池來作動。在這種情況下，必須可在該設(shè)備本身內(nèi)充電該可再充電電池。譬如，設(shè)于一無線電話可攜帶式手機(jī)中之可再充電電池，必須由相關(guān)之基座來再充電。一般無法接受在充電時必須事先將可再充電電池移除設(shè)備的設(shè)計(jì)。
這種需求意味著，不僅可再充電電池、且由該可再充電電池作動之設(shè)備亦必須在整個充電程序中，經(jīng)由充電電路而與一充電電壓保持接觸，且其中該充電電壓通常系取自主電壓。存在有以不正確(過高)充電電壓施加至該設(shè)備之風(fēng)險(xiǎn)。在某些環(huán)境下，主電壓亦可能承受相當(dāng)大的短暫波動。因此，必須藉過電壓保護(hù)電路來保護(hù)電設(shè)備免于因過高電壓而受損。
通?？墒褂秒x散組件來達(dá)成該目的。在這種情況下，經(jīng)常使用齊納(zener)二極管。這種二極管之特征在于精準(zhǔn)定義之崩潰電壓，而反相電流將在該電壓處陡直地增加。倘若施加之電壓超過該崩潰電壓，則齊納二極管之阻抗將因此而變低。是以，施加至齊納二極管之電壓將永遠(yuǎn)限制在該崩潰電壓。
本發(fā)明之目的系提供一種可再充電電池之充電電路，及一種用于充電一可再充電電池單元之方法，其可降低因離散組件造成之復(fù)雜性。
可由申請專利范圍第1項(xiàng)、第20項(xiàng)、及第26項(xiàng)之特征來達(dá)成本發(fā)明基本精神所在之發(fā)明目的。
本發(fā)明系有關(guān)于一種藉由一外部充電電壓來充電一可再充電電池單元的充電電路，其中該可再充電電池單元系供應(yīng)一電設(shè)備電壓。該充電電路具有一充電調(diào)整器，其可控制充電程序之電流及/或電壓曲線。更，該充電電路具有一監(jiān)視單元，其可將代表施加至該可再充電電池單元之電壓的一信號、與一既定之最大數(shù)值作比較，且倘若該信號已超過該最大數(shù)值，則關(guān)閉該充電調(diào)整器、或降低施加至該可再充電電池單元之電壓。
迄今，由一可再充電電池單元提供其電力之電設(shè)備業(yè)已裝設(shè)用于控制充電程序之一充電調(diào)整器、及用于保護(hù)該可再充電電池單元及該電設(shè)備免于過電壓的附加組件。在本發(fā)明中，該充電調(diào)整器系執(zhí)行該兩功能，亦即其可控制該可再充電電池單元之充電程序，且當(dāng)該監(jiān)視單元指示其已發(fā)生一過電壓時，可提供用于免除過電壓之保護(hù)。如此將可能省去譬如用于過電壓保護(hù)之齊納二極管等附加、離散之組件。結(jié)果，由于省去了離散組件，因此依據(jù)本發(fā)明之充電電路將允許以較低成本、且更緊密地來制作該電設(shè)備。該可再充電電池單元可在充電程序期間仍保持在該電設(shè)備中。
倘若已超過該既定之最大電壓，則切斷或減低施加至該可再充電電池單元之電壓。當(dāng)超過一既定之最大數(shù)值時，最簡單之解決方案系將施加至該可再充電電池單元之電壓完全切斷?？山逵梢缓唵蔚谋容^電路來實(shí)施本具體實(shí)施例。
僅對其作限制、而并非完全切斷電壓之一解決方案具有優(yōu)點(diǎn)，即不顧過電壓、而仍持續(xù)供應(yīng)該電設(shè)備電壓。這對于譬如在具有揮發(fā)性電子內(nèi)存之設(shè)備的情況下等許多應(yīng)用中，系一關(guān)鍵因素。倘若完全切斷供應(yīng)電壓，則儲存于該內(nèi)存中之資料將散失。
依據(jù)本發(fā)明之充電電路的一較佳具體實(shí)施例系提供該充電調(diào)整器，其具有可供充電電流流通過之一控制晶體管。在本具體實(shí)施例中，該控制晶體管系用于控制該可再充電電池單元充電之核心組件?？山逵稍摽刂凭w管來設(shè)定所需求之充電電流。
依據(jù)本發(fā)明之又一較佳具體實(shí)施例，該監(jiān)視單元以及一部份該充電調(diào)整器系在一共同硅基板上實(shí)施，且該控制晶體管系呈一離散組件之型式。用于控制充電序列、及偵測過電壓用之電壓監(jiān)視所需的全部控制電子組件皆收容于一集成電路中。該控制晶體管系呈單一功率組件之一離散組件。將代表施加至該可再充電電池單元之電壓的一信號供應(yīng)至該等控制電子組件。該控制晶體管之控制連接點(diǎn)(當(dāng)使用一場效晶體管(FET)時系閘極連接點(diǎn)，且當(dāng)使用一雙極性晶體管時系基極連接點(diǎn))系連接至該集成電路中，以使得可能藉由該等積體控制電子組件、利用該控制晶體管來檢查充電電流。是以，經(jīng)由兩信號線連接至該等積體控制組件之一控制晶體管，將足以結(jié)合充電調(diào)整與過電壓保護(hù)兩者。
最好以一場效晶體管作為該控制晶體管，其中充電電流將可流動通過其源極-汲極路徑。在這種情況下，可經(jīng)由該控制晶體管之閘極電位來調(diào)節(jié)充電電流及/或施加至該可再充電電池單元之電壓。是以，僅需改變FET閘極電極上之充電，即可使充電電流變化。由于并無恒定的控制電流流動，因此以一FET作為一功率晶體管將允許無損失且快速地控制充電電流。
其一變型為，該控制晶體管可為一雙極性晶體管，其中充電電流則系流動通過該晶體管之集極-射極路徑。在這種情況下，可經(jīng)由該控制晶體管之基極電流來調(diào)節(jié)施加至該可再充電電池單元之電壓。倘若具有一高基極電流，則該控制晶體管集極與射極之間的電阻將較小，且因此可流通一高充電電流。對比地，倘若基極電流較小，則亦僅流通一小充電電流。不僅可激活與切斷充電程序，且亦可藉由改變基極電流來控制該充電程序。如此將具有優(yōu)點(diǎn)，即譬如可使充電電流之量值及其時間曲線與充電狀態(tài)、容量、及該可再充電電池單元之型式互相匹配。
在代表施加至該可再充電電池單元之電壓的信號超過該既定最大數(shù)值時，該控制晶體管之基極電流較優(yōu)地將降低。降低基極電流不僅可減低充電電流，且亦在該控制晶體管之集極與射極之間造成一較高之電壓降。這種方式將有效地保護(hù)該可再充電電池單元及配置于下游處之總成免于過高之電壓值。減低基極電流將使得施加至該可再充電電池單元之電壓可降低到，使配置于下游處之總成仍可忍受的一位準(zhǔn)，且供應(yīng)該等總成之電壓仍得以維持。
然而，另一選擇為，當(dāng)發(fā)生一過電壓時，亦可能將該控制晶體管之基極電流完全切斷，以使外部施加之充電電壓與該可再充電電池單元、及配置于下游處之總成完全去耦合。在這種情況下，該晶體管系僅作為一開關(guān)用，其可當(dāng)超過一最大電壓時，使初始施加之充電電壓與該設(shè)備隔離。
到目前為止已描述的所有本發(fā)明較佳具體實(shí)施例中，該控制晶體管一直為主要裝置。其可將寄托于該充電調(diào)整器上之兩種需求結(jié)合于單一組件中。首先，可藉由該控制晶體管來控制充電程序，其次，可藉由該控制晶體管來有效地保護(hù)該可再充電電池單元及配置于下游處之總成免于過電壓。因此，不再需要譬如齊納二極管等其它額外組件來達(dá)成過電壓保護(hù)。晶體管系一相當(dāng)小且低成本之電子組件，且可設(shè)計(jì)成符合任何功率需求以及具有一強(qiáng)健的控制反應(yīng)。是以，可使依據(jù)本發(fā)明之充電電路制成緊密且具有一低成本者。
依據(jù)本發(fā)明之又一較佳具體實(shí)施例，該充電調(diào)整器具有一串聯(lián)晶體管，且該控制晶體管之基極電流將流通過該串聯(lián)晶體管之集極-射極路徑。這將允許控制該控制晶體管之基極電極，且因此可經(jīng)由該串聯(lián)晶體管之基極電流來控制該可再充電電池單元之充電電流。施加于VCHARGE+與VCHARGE-之間的充電電壓大體上不同于該充電調(diào)整器所在之集成電路的供應(yīng)電壓。串聯(lián)晶體管T2可能確?？刂凭w管T1之基極電流在不同的電壓位準(zhǔn)下，皆降低至零。在這種程度下，串聯(lián)晶體管T2將與兩電壓位準(zhǔn)去耦合。
本發(fā)明之一較佳具體實(shí)施例系提供該充電電路，其具有可控制充電程序之起始與結(jié)束的一定時器。這種方式系代表一種用于限制充電時間及保護(hù)該可再充電電池免于過電壓的簡單選擇。如此將可延長可再充電電池之使用壽命。在這種情況下，充電時間系與其所使用之可再充電電池型式相匹配。
亦可將該定時器設(shè)計(jì)成，使其允許在固定的時間間隔時，充電可再充電電池單元。如此將可能確保電設(shè)備隨時皆處于可用狀態(tài)。倘若電設(shè)備具有重負(fù)載，則當(dāng)必要時，必須縮短兩連續(xù)充電程序之間的時間間隔。
依據(jù)本發(fā)明之又一較佳具體實(shí)施例，該充電電路將以可再充電電池單元之充電狀態(tài)及/或充電容量為函數(shù)，來控制充電程序。為了盡可能地使依據(jù)本發(fā)明之充電電路的使用一般化，首先需記錄所使用之可再充電電池的充電狀態(tài)及充電容量，以在后續(xù)中藉一適當(dāng)方式來充電該可再充電電池。記錄充電狀態(tài)及充電容量，一方面將可能防止可再充電電池過充。更，充電過程之曲線將能夠與可再充電電池之型式相匹配?？捎申P(guān)于品質(zhì)、容量、電化學(xué)組成成份、使用壽命、及價格方面互不相同之不同的可再充電電池單元，來提供特別為膝上型計(jì)算機(jī)及行動電話等某些電子設(shè)備電源。記錄可再充電電池之型式將可能使充電電流、充電時間、充電電流及充電電壓之曲線等、與其所使用之該型式相匹配。
為了在充電程序前，將其所使用之可再充電電池盡可能完整地放電，因此可執(zhí)行一序列的充電與放電程序。如此將可延長該可再充電電池之使用壽命。
在快速充電程序之情況下，由于將在一短時間內(nèi)轉(zhuǎn)移相對較大量之電荷，因此將產(chǎn)生一相當(dāng)大量之熱。為了避免產(chǎn)生該熱，較優(yōu)地系藉脈沖模式將外部充電電壓連接至蓄能器單元。
為了達(dá)到冷卻目的，將在充電程序起始時流通一高充電電流，且因此充電電流導(dǎo)通期間之相位周期遠(yuǎn)短于該充電電流切斷期間、及可再充電電池與外部充電電壓去耦合期間之相位周期。當(dāng)繼續(xù)該充電程序時，充電電流將減小，且該充電電流導(dǎo)通與切斷時之相位周期將愈來愈近似。
為了避免可再充電電池單元及設(shè)備過熱，亦可能記錄該可再充電電池單元在充電程序期間之溫度。當(dāng)發(fā)生過熱時，將減低充電電流或中斷充電程序。
該監(jiān)視單元最好具有一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其可將信號數(shù)字化且使該信號代表施加至可再充電電池單元之電壓。數(shù)字化后之信號接著可與該既定最大數(shù)值比較，以識別出過電壓。
依據(jù)本發(fā)明之又一較佳具體實(shí)施例，該充電電路具有用于識別充電電壓的一信號線，可藉此來供應(yīng)電設(shè)備電壓。如此將具有優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)可再充電電池單元已移除或放電時，仍可使該充電調(diào)整器及該電設(shè)備保持供應(yīng)電壓。
在本發(fā)明之又一較佳具體實(shí)施例中，該充電電壓識別用信號系連接至該串聯(lián)晶體管之基極連接點(diǎn)。除非該串聯(lián)晶體管之基極-射極電壓大于一特定數(shù)值，且一基極電流流通過該串聯(lián)晶體管，否則將無任何充電電流可流通過該控制晶體管。該充電電壓識別用信號線與該串聯(lián)晶體管基極之間的連接，將可因此而確保充電電流僅在施加一足夠高的外部充電電壓時方得流動。當(dāng)未施加任何外部充電電壓時，該串聯(lián)晶體管將斷開。如此將可防止可再充電電池經(jīng)由外部可觸及之充電接觸子放電(譬如因?yàn)槎搪坊蚺离婋娏?。
最好使發(fā)生在該充電電壓識別用信號線上之任何過電壓，皆可藉由一分流調(diào)整器而消散。該分流調(diào)整器系保護(hù)該充電電壓識別用信號線免于過電壓，即當(dāng)高于一既定電壓位準(zhǔn)時，將一足夠量之電流消散至譬如大地，使得該充電電壓識別用信號線上之電壓不再升高。
依據(jù)本發(fā)明之又一較佳具體實(shí)施例，可能使用該充電電壓識別用信號線來測量出是否有施加一外部充電電壓。用于充電電流之該控制晶體管僅在施加有一足夠高的外部充電電壓時才導(dǎo)通。
該充電電壓識別用信號線較優(yōu)地在方才所述之測量程序期間，系與可再充電電池單元去耦合。這系因?yàn)榭稍俪潆婋姵貑卧獙?shí)際上可能在該充電電壓識別用信號線上，產(chǎn)生橫跨該控制晶體管射極-集極路徑之一電壓，而可將該電壓不正確地識別為一外部充電電壓。結(jié)果，該去耦合可確保，當(dāng)測量該充電電壓識別用信號線上之電壓時，實(shí)際上僅可測量到外部充電電壓。
依據(jù)本發(fā)明之藉由一外部充電電壓來充電一可再充電電池單元的方法，其中該可再充電電池單元系供應(yīng)一電設(shè)備電壓，該方法之步驟包括a)藉由一充電調(diào)整器來控制充電程序之電流及/或電壓曲線；b)將代表施加至該可再充電電池單元之電壓的一信號、與一既定之最大數(shù)值作比較；及c)倘若超過該最大數(shù)值，則關(guān)閉該充電調(diào)整器、或減低施加至該可再充電電池單元之電壓。
在本方法中，該充電調(diào)整器一方面系執(zhí)行控制該可再充電電池單元充電程序之功能，而另一方面則系藉該充電調(diào)整器來保護(hù)該可再充電電池單元及配置于下游處之總成免于過電壓。迄今，已使用分離之組件來實(shí)施過電壓保護(hù)?，F(xiàn)在則可省去這種組件。
由以下參考了顯示于圖式中之兩說明用具體實(shí)施例所作的文字解說，將可更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中第一圖系顯示該充電電路之第一說明用具體實(shí)施例的概要電路圖；及第二圖系顯示該充電電路之第二說明用具體實(shí)施例的概要電路圖。
第一圖系顯示一可再充電電池單元BAT，其可經(jīng)由連接至充電接觸子VCHARGE+與VCHARGE-的一外部充電電壓來充電。該可再充電電池單元BAT系供應(yīng)電壓至一電設(shè)備。為此，該可再充電電池單元BAT之正極系連接至一信號線VDDBAT；其負(fù)極則連接至可特別地為大地VSS的一共同固定電位。該電設(shè)備系相同地連接至信號線VDDBAT及大地VSS。結(jié)果，信號線VDDBAT將分接可再充電電池單元BAT所產(chǎn)生之電壓及/或施加至可再充電電池單元BAT之電壓。在本說明用具體實(shí)施例中，可再充電電池單元BAT包括互相串聯(lián)的兩可再充電電池。
更，充電接觸子VCHARG+與VCHARGE-系經(jīng)由一電容器C1而互相連接?？稍俪潆婋姵貑卧狟AT之兩極系相同地經(jīng)由一電容器C2而連接。電容器C1與C2皆用于將施加電壓濾波而使其平滑。
一控制晶體管T1系連接于充電接觸子VCHARGE+與可再充電電池單元BAT正極之間。該控制晶體管T1系一pnp晶體管，其射極連接點(diǎn)系連接至充電接觸子VCHARGE+，且其集極連接點(diǎn)系連接至信號線VDDBAT。倘若充電接觸子VCHARGE+與VCHARGE-系連接至一足夠高的外部充電電壓，且倘若一足夠大的基極電流IB正流經(jīng)控制晶體管T1之基極，則可再充電電池單元BAT之充電電流將流經(jīng)控制晶體管T1之射極-集極路徑而通過該控制晶體管。
可經(jīng)由T1之基極電流IB來激活或切斷、以及控制該充電電流。為此，必須能夠自控制晶體管T1之基極發(fā)出一電流。這可由一串聯(lián)晶體管T2達(dá)成。本說明用具體實(shí)施例中之串聯(lián)晶體管T2系由一npn晶體管形成。串聯(lián)晶體管T2之集極連接點(diǎn)系連接至控制晶體管T1之基極連接點(diǎn)，且其射極連接點(diǎn)系連接至一信號線CHARGE_CNTR?？刂凭w管T1之基極電流將流經(jīng)串聯(lián)晶體管T2之集極-射極路徑。
信號線VDDBAT、CHARGE_CNTR、及大地VSS皆連接至一充電控制單元PMU。充電控制單元PMU系當(dāng)控制晶體管斷開時，經(jīng)由信號線VDDBAT來測量可再充電電池單元BAT所產(chǎn)生之電壓。當(dāng)意欲充電可再充電電池單元BAT時，信號線CHARGE_CNTR系藉由充電控制單元PMU而連接至一電流吸收裝置。接著，控制晶體管T1之基極電流IB將可流失至大地VSS。事實(shí)上，這僅在串聯(lián)T2之基極-射極電壓足夠大時才可達(dá)成。串聯(lián)晶體管T2之基極系經(jīng)由一電阻器R1而連接至充電接觸子VCHARGE+。倘若一外部電壓系施加至充電接觸子VCHARGE+與VCHARGE-兩者，則一基極電流將流通過T2，且基極電流IB將可流經(jīng)T2之射極-集極路徑而通過T2。對比地，倘若兩充電接觸子VCHARGE+與VCHARGE-并未連接至一外部充電電壓，則施加至串聯(lián)晶體管T2基極之電壓將不允許任何電流流通過控制晶體管T1之基極，且因此亦不允許任何充電電流流通過可再充電電池單元BAT。如此將可確?？稍俪潆婋姵貑卧狟AT不致非預(yù)期地放電。
充電控制單元PMU系經(jīng)由流通過T1之基極電流IB來控制流通過可再充電電池單元BAT之充電電流。同時，充電控制單元PMU系使用信號線VDDBAT來記錄施加至可再充電電池單元BAT之電壓。在這種情況下，亦可能使充電控制單元PMU先測量可再充電電池單元BAT之充電狀態(tài)及/或充電容量，且接著利用參數(shù)來使充電程序最佳化。更，亦可在充電程序期間對可再充電電池單元BAT執(zhí)行不同的充電及放電循環(huán)，而該等循環(huán)將由充電控制單元PMU定義。由于這種步驟能夠延長可再充電電池單元BAT之使用壽命，因此頗為值得。
充電控制單元PMU可藉由充電電壓識別用信號線CHARGE_DT來判定是否有任何外部充電電壓施加至充電接觸子VCHARGE+及VCHARGE-，且其中該充電電壓識別用信號線系經(jīng)由電阻器R1而連接至充電接觸子VCHARGE+。為了允許測量外部充電電壓，由于即使無任何外部充電電壓，只要反向電流通過控制晶體管T1，即可在充電接觸子VCHARGE+與VCHARGE-處建立起一電壓，因此需以一脈沖方式來驅(qū)動控制晶體管T1。除非施加一外部充電電壓，否則充電控制單元PMU將不激活用于可再充電電池單元BAT之充電程序。
充電電壓識別用信號線CHARGE_DT亦具有一第二目的倘若該可再充電電池單元已放電或自該設(shè)備移除，則外部充電電壓可經(jīng)由信號線CHARGE_DT來供應(yīng)該電設(shè)備電壓。
目前為止，以上僅就其貢獻(xiàn)于充電可再充電電池單元BAT方面之功能來描述本發(fā)明之說明用具體實(shí)施例的組件。然而，某些該等組件亦可執(zhí)行如同過電壓保護(hù)組件的一第二功能。外部充電電壓可能造成過電壓，而危及可再充電電池單元BAT及該電設(shè)備總成兩者。
可經(jīng)由控制晶體管T1來保護(hù)可再充電電池單元BAT、及連接至信號線VDDBAT之其它總成免于過電壓。這可藉由充電控制單元PMU先偵測信號線VDDBAT上之過電壓、且接著將通過控制晶體管T1之基極電流IB最小化至一程度，以使橫跨控制晶體管T1射極-集極之電壓具有足夠壓降，而得達(dá)成。亦可能在發(fā)生一過電壓時，將控制晶體管T1之基極電流切斷，以使相關(guān)之總成與外部充電電壓去耦合。
連接至充電電壓識別用信號線CHARGE_DT之所有總成皆可由一主動分流調(diào)整器SHUNT保護(hù)、亦即只要電壓升高超過一最大容許值，分流調(diào)整器SHUNT之阻抗即變低，而因此使一足夠量之電流消散至大地VSS，造成信號線CHARGE_DT上之電壓不再上升。在這種情況下，電阻器R1系作為電流限制之用。
信號線CHARGE_CNTR上之電壓永遠(yuǎn)較信號線CHARGE_DT上之電壓低該串聯(lián)晶體管之基極-射極電壓，其中該串聯(lián)晶體管系連接于該兩信號線之間。因此，亦可保護(hù)連接至信號線CHARGE-CNTR之總成免于過電壓。
在該電設(shè)備動作期間，由可再充電電池單元BAT所供應(yīng)之電壓對某些積體次微米電路而言經(jīng)常過高。然而，由于譬如發(fā)光二極管(LED)、液晶顯示器(LCD)、無線電頻率(RF)組件、或音響組件等其它組件需要一相對較高的電壓，因此可再充電電池單元BAT之電壓在依據(jù)一普遍性準(zhǔn)則下，將無法降低。為此，必須具有信號線VDDBAT上之相對較高電壓，及較低電壓等兩者。該較低電壓系由一電壓調(diào)整單元VREG供應(yīng)。為了達(dá)成此目的，電壓調(diào)整單元之輸入端系連接至信號線VDDBAT。電壓調(diào)整單元VREG可與充電控制單元PMU一同設(shè)于集成電路(IC)上?？捎陔妷赫{(diào)整單元VREG之低電壓輸出端VDDLO處分接出一較低供應(yīng)電壓。低電壓輸出端VDDLO處之電壓將由連接至大地VSS之電容器C3濾波而得平滑。
第二圖中系顯示出依據(jù)本發(fā)明一第二說明用具體實(shí)施例的概要電路圖。本說明用具體實(shí)施例與依據(jù)本發(fā)明之第一說明用具體實(shí)施例不同之處僅在于，串聯(lián)晶體管T2之電路系統(tǒng)。第二說明用具體實(shí)施例中之串聯(lián)晶體管T2b的集極系連接至控制晶體管T1之基極，且其射極系連接至大地VSS。串聯(lián)晶體管T2b之基極連接點(diǎn)系經(jīng)由信號線CHARGE_CNTR而連接至充電控制單元PMU。在本說明用具體實(shí)施例中，串聯(lián)晶體管T2b系由其基極控制。當(dāng)由充電控制單元PMU施加一正電位至T2b之基極時，一基極電流將開始流通過T2b。結(jié)果，控制晶體管T1之基極電流可經(jīng)由集極-射極路徑而通過T2b再流失至VSS，且如此產(chǎn)生之充電電流將經(jīng)由T1來充電可再充電電池單元BAT。
權(quán)利要求
1.一種藉由一外部充電電壓來充電一可再充電電池單元(BAT)的充電電路，其中該可再充電電池單元(BAT)系供應(yīng)一電設(shè)備電壓，其具有-一充電調(diào)整器，可控制充電程序之電流及/或電壓曲線；及-一監(jiān)視單元，可將代表施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓的一信號、與一既定之最大數(shù)值作比較，且倘若該信號已超過該最大數(shù)值，則關(guān)閉該充電調(diào)整器、或降低施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓。
2.如申請專利范圍第1項(xiàng)之充電電路，其特征為該充電調(diào)整器具有可供充電電流流通過之一控制晶體管(T1)。
3.如申請專利范圍第2項(xiàng)之充電電路，其特征為該監(jiān)視單元以及一部份該充電調(diào)整器系在一共同硅基板(IC)上實(shí)施，及該控制晶體管(T1)系呈一離散組件之型式。
4.如申請專利范圍第2項(xiàng)或第3項(xiàng)之充電電路，其特征為該控制晶體管(T1)系一場效晶體管，其中充電電流將可流動通過其源極-汲極路徑。
5.如申請專利范圍第4項(xiàng)之充電電路，其特征為施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓系經(jīng)由該控制晶體管(T1)之閘極電位來調(diào)節(jié)。
6.如申請專利范圍第2項(xiàng)或第3項(xiàng)之充電電路，其特征為該控制晶體管(T1)系一雙極性晶體管，其中充電電流則系流動通過該晶體管之集極-射極路徑。
7.如申請專利范圍第6項(xiàng)之充電電路，其特征為施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓系經(jīng)由該控制晶體管(T1)之基極電流(IB)來調(diào)節(jié)。
8.如申請專利范圍第7項(xiàng)之充電電路，其特征為當(dāng)該代表施加至可再充電電池單元(BAT)之電壓的信號超過該既定最大數(shù)值時，將切斷或減低該控制晶體管(T1)之基極電流(IB)。
9.如申請專利范圍第7項(xiàng)或第8項(xiàng)之充電電路，其特征為該充電調(diào)整器具有一串聯(lián)晶體管(T2、T2b)，且該控制晶體管(T1)之基極電流(IB)將流通過該串聯(lián)晶體管之集極-射極路徑。
10.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該充電電路具有一定時器，用于控制充電程序之起始與結(jié)束。
11.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該充電電路系以該可再充電電池單元(BAT)之充電狀態(tài)及/或充電容量為函數(shù)，來控制充電程序。
12.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該外部充電電壓系藉脈沖模式連接至該可再充電電池單元(BAT)。
13.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該監(jiān)視單元具有一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其可將該信號數(shù)字化且使該信號代表施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓。
14.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該充電電路具有用于識別充電電壓的一信號線(CHARGE_DT)，可藉此來供應(yīng)該電設(shè)備電壓。
15.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該充電電路具有用于識別充電電壓的一信號線(CHARGE_DT)，其系連接至該串聯(lián)晶體管(T2)之基極連接點(diǎn)。
16.如申請專利范圍第14項(xiàng)或第15項(xiàng)之充電電路，其特征為發(fā)生在該充電電壓識別用信號線(CHARGE_DT)上之任何過電壓，皆得藉由一分流調(diào)整器(SHUNT)消散。
17.如前述任一項(xiàng)申請專利范圍之充電電路，其特征為該充電電路具有用于識別充電電壓的一信號線(CHARGE_DT)，由該信號線可測量出是否有一外部充電電壓出現(xiàn)。
18.如申請專利范圍第14之充電電路，其特征為該充電電壓識別用信號線(CHARGE_DT)在測量是否有一外部充電電壓出現(xiàn)時，系與該可再充電電池單元(BAT)去耦合。
19.一種具有如申請專利范圍第1項(xiàng)至第18項(xiàng)中任一項(xiàng)之充電電路的電設(shè)備。
20.一種藉由一外部充電電壓來充電一可再充電電池單元(BAT)的方法，其中該可再充電電池單元(BAT)系供應(yīng)一電設(shè)備電壓，其特征為該方法之步驟包括a)藉由一充電調(diào)整器來控制充電程序之電流及/或電壓曲線；b)將代表施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓的一信號、與一既定之最大數(shù)值作比較；及c)倘若超過該最大數(shù)值，則關(guān)閉該充電調(diào)整器、或減低施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓。
21.如申請專利范圍第20之方法，其特征為該充電程序之電流及/或電壓曲線系由可供充電電流流通過之一控制晶體管(T1)所控制。
22.如申請專利范圍第21之方法，其特征為該控制晶體管(T1)系一雙極性晶體管，及施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓系藉由改變該控制晶體管(T1)之基極電流(IB)來調(diào)節(jié)與限制。
23.如申請專利范圍第22之方法，其特征為當(dāng)施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓超過該既定最大電壓時，將減低或切斷該控制晶體管(T1)之基極電流(IB)。
24.如申請專利范圍第20項(xiàng)至第23項(xiàng)中任一項(xiàng)之方法，其特征為可經(jīng)由一充電電壓識別用信號線(CHARGE_DT)來供應(yīng)該電設(shè)備電壓。
25.如申請專利范圍第20項(xiàng)至第24項(xiàng)中任一項(xiàng)之方法，其特征為該外部充電電壓在充電程序期間，系藉脈沖模式連接至該可再充電電池單元(BAT)。
26.使用一種充電開關(guān)，其用于控制設(shè)于一電設(shè)備中之一可再充電電池單元(BAT)的充電，且作為一過電壓電路斷路器，以當(dāng)超過一既定最大電壓時切斷充電電壓、或?qū)⒃摮潆婋妷合拗圃诘陀谠摷榷ㄗ畲箅妷褐粩?shù)值。
全文摘要
一種意欲供應(yīng)一電器設(shè)備電壓的可再充電電池單元(BAT)，系藉由依據(jù)本發(fā)明之充電電路而以一外部充電電壓來充電。該充電電路系設(shè)計(jì)成，可使一充電調(diào)整器控制充電程序；以及使一監(jiān)視單元監(jiān)視施加至該可再充電電池單元(BAT)之電壓，且當(dāng)發(fā)生任何過電壓時，使該充電調(diào)整器限制該施加至可再充電電池單元(BAT)之電壓。
文檔編號H02J7/00GK1478316SQ01819847
公開日2004年2月25日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月30日
發(fā)明者R·比爾沃思, C·克蘭滋, H·-G·柯克霍夫, R 比爾沃思, た驢嘶舴, 甲 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司