專利名稱：充電控制電路、充電裝置、以及連接檢查方法
技術領域：
本發(fā)明的示例實施例一般涉及用于對向蓄電池提供充電電流的晶體管的操作進行控制的充電控制電路、結合了該充電控制電路的充電裝置、以及檢查充電裝置與蓄電池之間的電連接的方法。
背景技術：
為了使用充電裝置對蓄電池進行充電，在充電操作期間或在開始充電操作之前可能需要周期性地檢查蓄電池與充電裝置之間的電連接。
在一個示例中，可以通過使用開關或熱敏元件來確定是否安裝了蓄電池，從而檢查蓄電池與充電裝置之間的電連接，例如，如在日本專利申請公開No.10-258512中或在日本專利No.2927354中所描述的那樣。然而，這種方法不能直接檢測電連接。此外，提供開關或熱敏元件可能增加充電裝置的總尺寸或成本。
在另一示例中，可以通過確定向蓄電池提供的充電電流是否落入下述范圍之內來檢查電連接，該范圍是基于用于檢測蓄電池是否被充滿電的閾值而限定的，例如，如在日本專利No.3203538中所描述的那樣。因為限定該范圍需要除了用于檢測充滿電的閾值之外的至少兩個閾值，則充電裝置的總尺寸或成本可能增加。此外，日本專利No.3203538不能處理蓄電池處于過放電狀態(tài)的示例情況。
在另一示例中，可以通過檢測蓄電池的電壓來檢查電連接，當通過間歇充電方法對蓄電池進行充電時，在非充電狀態(tài)期間獲得蓄電池的電壓，例如，如在日本專利申請公開No.10-225001中所描述的那樣。為了在恒定電流電壓充電之外執(zhí)行間歇充電，則需要用于間歇充電的附加電路，從而可能增加充電裝置的總尺寸或成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的示例實施例提供一種充電控制電路、充電裝置、和/或能夠檢查充電裝置與蓄電池之間的電連接的連接檢查方法，而基本上不增加充電裝置的總尺寸或成本。
在一個示例中，充電控制電路對向蓄電池提供充電電流的晶體管的充電操作進行控制。充電控制電路可以包括電池連接器端子、充電電流檢測器、電壓比較器、以及控制器。電池連接器端子電連接充電控制電路與蓄電池。充電電流檢測器檢測從晶體管向蓄電池提供的充電電流的值。電壓比較器檢測電池連接器端子處的電池電壓值，并將該電池電壓值與參考電壓值進行比較，以產(chǎn)生比較結果。參考電壓值可以包括第一參考電壓值、第二參考電壓值、和/或第三參考電壓值?？梢员获罱拥诫姵剡B接器端子、充電電流檢測器、以及電壓比較器的控制器，在開始充電操作之前截止晶體管，在晶體管截止之后開始充電開始等待時間并且同時保持晶體管的截止狀態(tài)，基于比較結果，確定充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第一參考電壓值以產(chǎn)生第一確定結果，并依據(jù)該第一確定結果、在充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)。
另外，控制器可以基于比較結果確定充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第二參考電壓值以產(chǎn)生第二確定結果，并依據(jù)該第二確定結果、在充電開始等待時間之后執(zhí)行的充電操作期間控制充電電流值。
另外，當?shù)诙_定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第二參考電壓值時，控制器可以進一步確定在充電操作期間電池電壓值是否達到第二參考電壓值，在控制器確定電池電壓值達到第二參考電壓值之后開始快速充電開始等待時間，基于比較結果，確定快速充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第三參考電壓值以產(chǎn)生第三確定結果，并依據(jù)該第三確定結果在快速充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)。
另外，在充電操作期間，在電池電壓值達到第三參考電壓之后，控制器可以進一步減少充電電流值，在充電電流值達到低于參考電流值之后開始充電結束等待時間，基于比較結果，確定充電結束等待時間期間的充電電流值是否等于或大于第一電流值以產(chǎn)生第四確定結果，并依據(jù)該第四確定結果在充電結束等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)。
另外，當電池電壓值達到低于第三參考電壓值時，控制器可以進一步在再充電操作之前開始再充電開始等待時間并且同時保持晶體管的截止狀態(tài)，基于比較結果，確定再充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第一參考電壓值和第二參考電壓值中的至少一個以產(chǎn)生第五確定結果，并依據(jù)該第五確定結果在再充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)。
本發(fā)明的其他示例實施例提供一種充電控制電路、充電裝置、檢查充電裝置與蓄電池之間的電連接的連接檢查方法，而基本上不增加用于制造或改進充電裝置所需的工作或時間。
在一個示例中，可以在改變充電裝置的充電模式的等待時間期間檢測充電裝置與蓄電池之間的電連接。在充電控制電路的制造過程期間或依據(jù)輸入到充電控制電路的外部信號，可以從包括充電開始等待時間、快速充電開始等待時間、充電結束等待時間、以及再充電開始等待時間的多個等待時間中選擇任意個等待時間。此外，可以在制造過程期間或依據(jù)輸入到充電裝置的外部信號，確定充電開始等待時間、快速充電開始等待時間、充電結束等待時間、以及再充電開始等待時間中任一個的值。


當結合附圖一起考慮時，通過參考下面的詳細描述，將容易地獲得對本公開的更完整的評價及其多個伴隨的優(yōu)點，并且所述評價和優(yōu)點變得更好理解，附圖中圖1是圖示了依據(jù)本發(fā)明示例實施例的充電裝置的結構的示意性電路圖；圖2A和2B是圖示了依據(jù)本發(fā)明示例實施例的、由圖1中示出的充電裝置所執(zhí)行的、檢查圖1中示出的充電裝置與蓄電池之間的電連接的操作的流程圖；圖3是闡明了依據(jù)本發(fā)明示例實施例的、由圖1中示出的充電裝置檢測到的充電電流值與電池電壓值的時序圖；
圖4是圖示了依據(jù)本發(fā)明示例實施例的充電裝置的結構的示意性電路圖；圖5A和5B是圖示了依據(jù)本發(fā)明示例實施例的、由圖4中示出的充電裝置所執(zhí)行的、檢查圖4中示出的充電裝置與蓄電池之間的電連接的操作的流程圖。
具體實施例方式
在對圖中圖示的示例實施例的描述中，為了清楚起見，使用特定的術語。然而，本專利說明書的公開并非想要被限制到所選擇的特定術語，并且應該理解，每一特定元件包括以類似方式操作的所有技術等價物。例如，單數(shù)形式“一”、“一個”以及“那個”也想要包括復數(shù)形式，除非上下文中另外清楚地指示。
現(xiàn)在參考附圖，其中貫穿這幾幅圖，相似的附圖標記指示相同或相應的部件，圖1圖示了依據(jù)本發(fā)明示例實施例的充電裝置1。參考圖1，充電裝置1耦接到交流電源(“AC電源”)5，其向諸如AC適配器之類的充電裝置1供給電功率。充電裝置1進一步耦接到諸如鋰離子電池之類的蓄電池6，并進一步經(jīng)由蓄電池6耦接到負載7。當可移動的蓄電池6連接到充電裝置1時，充電裝置1使用恒定電流電壓充電方法對蓄電池6進行充電。
仍參考圖1，充電裝置1包括功率晶體管Q1、電阻器R1、二極管D1、以及充電控制電路2?？梢杂蒔MOS晶體管來實現(xiàn)的功率晶體管Q1，該功率晶體管Q1依據(jù)充電控制電路2通過功率晶體管Q1的基極輸入的電流控制信號，來向蓄電池6供給電充電電流ich。電阻器R1檢測從功率晶體管Q1提供到蓄電池6的充電電流ich的值。二極管D1防止充電電流ich流回AC電源5。充電控制電路2輸出電流控制信號，該電流控制信號依據(jù)充電裝置1的充電模式來控制功率晶體管Q1的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)或者要通過功率晶體管Q1供給的充電電流ich的值?？梢曰谛铍姵?的電池電壓Vb的值和/或可以從電阻器R1上的電壓檢測到的充電電流ich的值來產(chǎn)生電流控制信號。
充電控制電路2可以用集成電路來實現(xiàn)，其包括AC電源連接器端子P1、控制信號輸出端子P2、第一電流檢測器端子P3、第二電流檢測器端子P4、電池連接器端子P5、以及接地端子P6。AC電源連接器端子P1連接到AC電源5?？刂菩盘栞敵龆俗覲2連接到功率晶體管Q1的基極。第一電流檢測器端子P3連接到電阻器R1一端。第二電流檢測器端于P4連接到電阻器R1另一端。電池連接器端子P5連接到蓄電池6的正極端子Bp。接地端子P6一端連接到地并且另一端連接到蓄電池6的負極端子Bn。
充電控制電路2進一步包括電源電壓檢測器11、充電電流控制器12、充電電流檢測器13、參考電壓發(fā)生器14、第一比較器15、第二比較器16、和第三比較器17、多個電阻器R1到R14、以及操作控制器18。
電源電壓檢測器11通過檢測從AC電源5供給的電源電壓Vdd的值，來檢測是否從AC電源5輸入了電源電壓。充電電流檢測器13基于電阻器R1上的電壓值來檢測充電電流ich的值。
充電電流控制器12通過基于由操作控制器18輸入的操作控制信號Sc來產(chǎn)生電流控制信號，從而控制功率晶體管Q1的操作。操作控制器18通過輸出操作控制信號Sc來控制充電電流控制器12的操作。在這個示例中，可以將充電電流控制器12和操作控制器18統(tǒng)稱為控制器。
參考電壓發(fā)生器14輸出具有參考值的參考電壓Vr。基于參考電壓Vr產(chǎn)生第一電壓V1、第二電壓V2以及第三電壓V3，并把它們分別輸出到第一比較器15、第二比較器16以及第三比較器17。在這個示例中，可以將參考電壓發(fā)生器14、第一比較器到第三比較器15-17、以及電阻器R11到R14統(tǒng)稱為電壓比較器。
在操作中，AC電源5通過AC電源連接器端子P1把電源電壓Vdd輸入到電源電壓檢測器11，并且AC電源5也把電源電壓Vdd輸入到功率晶體管Q1的源極。功率晶體管Q1的柵極通過控制信號輸出端子P2耦接到充電電流控制器12。當在AC連接器端子P1處檢測到的電源電壓Vdd達到參考電壓值時，電源電壓檢測器11向操作控制器18輸出電源電壓信號Sv。剛一接收到電源電壓信號Sv，操作控制器18就確定從AC電源5輸入了電源。充電電流控制器12依據(jù)由操作控制器18輸入的操作控制信號Sc，來通過控制信號輸出端子P2向功率晶體管Q1的柵極輸出電流控制信號。
功率晶體管Q1的漏極經(jīng)由電阻器R1連接到二極管D1的陽極。二極管D1的陰極分別連接到正極端子Bp和電池連接器端子P5。功率晶體管Q1的漏極進一步連接到第一電流檢測器端子P3。電阻器R1被提供在第一電流檢測器端子P3與第二電流檢測器端子P4之間。充電電流檢測器13檢測充電電流ich的值，該值可以從在第一電流檢測器端子P3與第二電流檢測器端子P4處檢測到的電阻R1上的電壓獲得。然后，充電電流檢測器13向操作控制器18輸出具有關于檢測到的充電電流ich的電流值的信息的電流值信號Si。
電阻器R11到R14串聯(lián)在參考電壓發(fā)生器14和地之間。向第一比較器15的反相輸入端子輸入在連接電阻器R11與電阻器R12的連接點處檢測到的第一電壓V1。向第二比較器16的反相輸入端子輸入在連接電阻器R12與電阻器R13的連接點處檢測到的第二電壓V2。向第三比較器17的反相輸入端子輸入在連接電阻器R13與電阻器R14的連接點處檢測到的第三電壓V3。向第一比較器15、第二比較器16以及第三比較器17的每一個的輸入端子輸入在電池連接器端子P5處檢測到的電池電壓Vb。第一比較器15將電池電壓Vb與第一電壓V1進行比較，以通過輸出端子向操作控制器18輸出第一電壓信號S1。第二比較器16將電池電壓Vb與第二電壓V2進行比較，以通過輸出端子向操作控制器18輸出第二電壓信號S2。第三比較器17將電池電壓Vb與第三電壓V3進行比較，以通過輸出端子向操作控制器18輸出第三電壓信號S3。
在這個示例中，第一電壓V1、第二電壓V2以及第三電壓V3分別對應于第一參考電壓值、第二參考電壓值以及第三參考電壓值。此外，把第一參考電壓值設置為小于第二參考電壓值與第三參考電壓值中的任一個。把第三參考電壓值設置為大于第一參考電壓值與第二參考電壓值中的任一個。如下面參考圖2和圖3所述的，可以將第一電壓V1設置為在預充電模式下對蓄電池6進行充電的最小電壓值?？梢詫⒌诙妷篤2設置為在快速充電模式下對蓄電池6進行充電的最小電壓值。可以將第三電壓V3設置為蓄電池6被充滿電時的電壓值。
第一比較器15在電池電壓Vb與第一電壓V1之間進行比較，以輸出第一比較結果。當?shù)谝槐容^結果指示電池電壓Vb等于或大于第一電壓V1時，第一比較器15輸出具有高電平的第一電壓信號S1。當?shù)谝槐容^結果指示電池電壓Vb小于第一電壓V1時，第一比較器15輸出具有低電平的第一電壓信號S1。
第二比較器16在電池電壓Vb與第二電壓V2之間進行比較，以輸出第二比較結果。當?shù)诙容^結果指示電池電壓Vb等于或大于第二電壓V2時，第二比較器16輸出具有高電平的第二電壓信號S2。當?shù)诙容^結果指示電池電壓Vb小于第二電壓V2時，第二比較器16輸出具有低電平的第二電壓信號S2。
第三比較器17在電池電壓Vb與第三電壓V3之間進行比較，以輸出第三比較結果。當?shù)谌容^結果指示電池電壓Vb等于或大于第三電壓V3時，第三比較器17輸出具有高電平的第三電壓信號S3。當?shù)谌容^結果指示電池電壓Vb小于第三電壓V3時，第三比較器17輸出具有低電平的第三電壓信號S3。
可以用邏輯電路實現(xiàn)的操作控制器18，基于從以下信號的至少一個中獲得的信息來選擇充電模式，這些信號包括從電源電壓檢測器11輸出的電源電壓信號Sv、從充電電流檢測器13輸出的電流值信號Si、從第一比較器15輸出的第一電壓信號S1、從第二比較器16輸出的第二電壓信號S2以及從第三比較器17輸出的第三電壓信號S3?；谒x擇的充電模式，操作控制器18輸出操作控制信號Sc，以通過充電電流控制器12控制充電操作，該充電操作包括晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)或者充電電流ich的值。
現(xiàn)在參考圖2A、圖2B以及圖3，依據(jù)本發(fā)明示例實施例來對由充電裝置1執(zhí)行的檢查充電裝置1與蓄電池6之間的電連接的操作進行解釋。當充電裝置1通過電池連接器端子P5連接到蓄電池6時，可以由操作控制器18執(zhí)行圖2A與圖2B的操作。
參考圖2A，在S2，操作控制器18使充電電流控制器12截止功率晶體管Q1，以復位充電操作。
S3基于從電源電壓檢測器11輸出的電源電壓信號Sv，確定由電源電壓檢測器11檢測到的電源電壓Vdd是否等于或大于參考電壓值。當電源電壓信號Sv指示電源電壓Vdd小于參考電壓值(S3的“否”)時，操作返回S2，以保持功率晶體管Q1的截止狀態(tài)，從而不執(zhí)行充電。當電源電壓信號Sv指示電源電壓Vdd等于或大于參考電壓值(S3的“是”)時，操作前進到S4。
在開始充電操作之前，S4等待預定的時間段，該時間段可以被稱為充電開始等待時間T1(圖3)。在充電開始等待時間T1期間，功率晶體管Q1保持截止，使得不向蓄電池6供給充電電流ich。在這個示例中，可以把充電開始等待時間T1設置為幾秒。
在充電開始等待時間T1期間，操作控制器18基于第二電壓信號S2確定是操作預充電模式還是操作快速充電模式。此外，在充電開始等待時間T1期間，操作控制器18基于第一電壓信號S1檢查充電裝置1與蓄電池6之間的電連接。
具體地，在S5，操作控制器18確定第一電壓信號S1與第二電壓信號S2是否指示電池電壓Vb等于或大于第一電壓V1以及/或者等于或大于第二電壓V2。當?shù)谝浑妷盒盘朣1具有低電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb小于第一電壓V1(S5的“Vb＜V1”)，操作前進到S18。當?shù)谝浑妷盒盘朣1具有高電平并且第二電壓信號S2具有低電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第一電壓V1但小于第二電壓V2(“V1≤Vb＜V2”)，操作前進到S6。當?shù)诙妷盒盘朣2具有高電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第二電壓V2(“Vb≥V2”)，操作前進到S10。
在S18，操作控制器18確定蓄電池6未連接或蓄電池6非正常操作。當經(jīng)過充電開始等待時間T1時，操作返回步驟S5。這樣，即使在經(jīng)過充電開始等待時間T1之后也保持功率晶體管Q1的截止狀態(tài)。
在S6，操作控制器18輸出操作控制信號Sc，該信號Sc使得充電電流控制器12把充電電流ich的值設置為與預充電模式相對應的第一電流值i1(圖3)。在這個示例中，第一電流值可以被設置為大約10mA或更大。這樣，可以保護可能處于過放電狀態(tài)的蓄電池6免于過熱或失火。
在S5，當?shù)诙妷盒盘朣2具有高電平時，操作控制器18執(zhí)行S10，以輸出電流控制信號Sc，該信號Sc使得充電電流控制器12把充電電流ich的值設置為與快速充電模式相對應的第三電流值i3(圖3)。在這個示例中，令第三電流值i3大于第一電流值i1。
在用第一電流i1對蓄電池6進行充電的預充電模式中，操作控制器18執(zhí)行S7，以基于第二電壓信號S2確定電池電壓Vb是否等于或大于第二電壓V2。當?shù)诙妷盒盘朣2從低電平變到高電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第二電壓V2(S7的“Vb≥V2”)，操作前進到S8。當?shù)诙妷盒盘朣2具有低電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb小于第二電壓V2(S7的“Vb＜V2”)，操作返回S6，以繼續(xù)在預充電模式下充電。
例如，參考圖3，當蓄電池6未被電連接或者諸如由于短路之類的蓄電池6未正常操作時，當晶體管Q1在開始時間T0復位時，即使電池電壓Vb具有大于第一電壓V1的值，電池電壓Vb也可以如由虛線A所示地快速降低。因此，電池電壓Vb可以在充電開始等待時間T1期間達到幾乎0V?；谶@種觀察，在S5，當?shù)谝浑妷盒盘朣1在充電開始等待時間T1期間具有低電平時，操作控制器18確定蓄電池6未被電連接或者未正常操作，并執(zhí)行不充電。
在另一示例中，參考圖3，當電連接蓄電池6或者蓄電池6正常操作時，如由圖3中實線所示的，電池電壓Vb具有等于或大于第一電壓V1的值。操作控制器18可以進一步確定是在預充電模式還是在快速充電模式下對蓄電池6進行充電。因為在充電開始等待時間T1期間檢測到的電池電壓Vb，由圖3中實線所指示的，介于第一電壓V1與第二電壓V2之間，所以操作控制器18前進到S6以在預充電模式下對蓄電池6進行充電。當電池電壓Vb達到第二電壓V2時，在從預充電模式變到快速充電模式之前開始如下所述的快速充電開始等待時間T2。
返回參考到圖2A，在S8，在從預充電模式切換到快速充電模式之前，操作控制器18等待一預定時間段，該預定時間段可以被稱為快速充電開始等待時間T2(圖3)。在快速充電開始等待時間T2期間，使功率晶體管Q1繼續(xù)輸出第一電流i1(圖3)。在這個示例中，可以將快速充電開始等待時間T2設置為幾秒。
此外，在快速充電開始等待時間T2期間，操作控制器18基于第三電壓信號S3檢查充電裝置1與蓄電池6之間的電連接。
具體地，在S9，操作控制器18確定第三電壓信號S3是否指示電池電壓Vb等于或大于第三電壓V3。當?shù)谌妷盒盘朣3具有低電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第二電壓V2但小于第三電壓V3(S9中的“V2≤Vb＜V3”)，操作前進到S10。當?shù)谌妷盒盘朣3具有高電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第三電壓V3，操作前進到圖2B的S19。
在S10，操作控制器18輸出操作控制信號Sc，該控制信號Sc使充電電流控制器12把充電電流ich的值設置為與快速充電模式相對應的第三電流值i3。參考圖3，在快速充電模式下，用第三電流值i3對蓄電池6進行充電。一旦電池電壓Vb達到第三電壓V3，充電電流ich的值逐漸減小，使得電池電壓Vb保持在第三電壓值V3。
為了確定充電是否完成，操作控制器18可以執(zhí)行S11，以確定充電電流ich是否等于或大于第二電流i2。當充電電流ich等于或大于第二電流i2(ich≥i2)時，操作返回S10以繼續(xù)充電。當充電電流ich小于第二電流i2(ich＜i2)時，操作前進到S12，以在把充電模式從快速充電模式改變到充滿電模式之前開始充電結束等待時間。在這個示例中，第二電流i2與對應于蓄電池6的充滿電狀態(tài)的充電電流的值相對應。
在S19，操作控制器18確定未連接蓄電池6，并使充電電流控制器12截止功率晶體管Q1以停止充電。
例如，參考圖3，當未連接蓄電池6時，在快速充電開始等待時間T2期間，電池電壓Vb可能如由虛線B所指示的那樣迅速增加，使得電池電壓Vb超出第三電壓V3，并進一步達到第四電壓V4。在這個示例中，第四電壓V4對應于當在預充電模式下對蓄電池6進行充電時的最大電壓值?；谶@種觀察，在S9，當在快速充電開始等待時間T2期間第三電壓信號S3具有高電平時，操作控制器18確定未連接蓄電池6，并且執(zhí)行不充電。
在另一示例中，參考圖3，當電連接蓄電池6時，在快速充電開始等待時間T2期間電池電壓Vb如由實線所指示的那樣逐漸增加?；谶@種觀察，在S9，當在快速充電開始等待時間T2期間第三電壓信號S3具有低電平時，操作控制器18確定連接了蓄電池6，并繼續(xù)進行充電，直到充電電流ich達到低于第二電流i2為止，使得開始如下所述的充電結束等待時間T3。
參考圖2B，在S12，在結束充電操作之前，操作控制器18等待一預定時間段，該預定時間段可以被稱為充電結束等待時間T3(圖3)。在充電結束等待時間T3期間，使功率晶體管Q1繼續(xù)輸出具有第二電流i2附近的值的充電電流ich。在這個示例中，可以將充電結束等待時間T3設置為幾秒。
此外，在充電結束等待時間T3期間，操作控制器18基于電流值信號Si來檢查充電裝置1與蓄電池6之間的電連接。
具體地，在S13，操作控制器18確定電流值信號Si是否指示充電電流ich等于或大于第一電流i1以及/或者等于或大于第二電流i2。當充電電流ich小于第一電流i1(S13的“ich＜i1”)時，操作控制器18確定未連接蓄電池6，并且操作前進到S19以使充電電流控制器12截止功率晶體管Q1，從而停止充電。當充電電流ich等于或大于第一電流i1但卻小于第二電流i2(S13的“i1≤ich＜i2”)時，操作控制器18確定蓄電池6被充滿電，并且操作前進到S14以結束充電操作。當充電電流ich等于或大于第二電流(S13的“ich≥i2”)時，操作控制器18確定蓄電池6未被充滿電，并且操作返回S10以繼續(xù)在快速充電模式下充電。
例如，參考圖3，當未連接蓄電池6時，在充電結束等待時間T3期間充電電流ich可以如由虛線C所指示的那樣快速減小，使得充電電流ich達到低于第一電流i1。基于這種觀察，在S13，當電流值信號Si指示充電電流ich小于第一電流i1時，操作控制器18確定未連接蓄電池6，并且執(zhí)行不充電。
在另一示例中，參考圖3，當連接了蓄電池6時，在充電結束等待時間T3期間充電電流ich如由實線所示的那樣逐漸減小，直到充電電流ich變得小于第二電流i2?；谶@種觀察，在S13，當電流值信號Si指示充電電流ich小于第二電流i2但卻大于第一電流i1時，操作控制器18確定蓄電池6被充滿電，并結束充電操作。
此外，在圖2B的S14處結束了充電操作之后，在S15，操作控制器18例如通過檢查第三電壓信號S3來檢查電池電壓Vb是否等于或大于第三電壓V3。當?shù)谌妷盒盘朣3具有高電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第三電壓V3(S15的“Vb≥V3”)，操作返回S14以保持晶體管Q1的截止狀態(tài)。當?shù)谌妷盒盘朣3具有低電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb小于第三電壓V3(S15的“Vb＜V3”)時，操作前進到S16，以開始如下所述的再充電開始等待時間T4，并且進一步前進到S17開始再充電操作，或者將充電模式從充滿電模式改變到再充電模式，以將電池電壓Vb保持在恒定電壓電平上。
在S16，在開始再充電操作之前，操作控制器18等待一預定時間段，該預定時間段可以被稱為再充電開始等待時間T4。在再充電開始等待時間T4期間，截止功率晶體管Q1，使得不向蓄電池6供給充電電流ich。在這個示例中，可以將再充電開始等待時間T4設置為幾秒。優(yōu)選地，可以將再充電開始等待時間T4設置為等于充電開始等待時間T1。
此外，在再充電開始等待時間T4期間，操作控制器18基于第一電壓信號S1、第二電壓信號S2以及第三電壓信號S3中的任一個來檢查充電裝置1與蓄電池6之間的電連接。
具體地，在S17，操作控制器18確定第一電壓信號S1、第二電壓信號S2以及第三電壓信號S3中的任一個是否指示電池電壓Vb等于或大于第一電壓或第二電壓、和/或等于或大于第三電壓。當?shù)谌妷盒盘朣3具有高電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb等于或大于第三電壓V3(S17的“Vb≥V3”)，操作返回S14以保持晶體管Q1的截止狀態(tài)。當?shù)谌妷盒盘朣3具有低電平并且第一電壓信號S1與第二電壓信號S2中選定的一個具有高電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb小于第三電壓V3但卻等于或大于第一電壓V1與第二電壓V2中選定的一個(S17的“V1，V2≤Vb＜V3”)，操作返回S10以在快速充電模式下開始充電。當?shù)谌妷盒盘朣3具有低電平并且第一電壓信號S1與第二電壓信號S2中選定的一個具有低電平時，操作控制器18確定電池電壓Vb小于第一電壓V1與第二電壓V2中對應的那個，操作前進到S20以使充電電流控制器12截止功率晶體管Q1，使得不向蓄電池6供給充電電流ich。
例如，參考圖3，當未連接蓄電池6時，在再充電開始等待時間T4期間電池電壓Vb可以如由虛線D所示的那樣快速減小，使得電池電壓Vb達到低于第二電壓V2、并且進一步低于第一電壓V1?；谶@種觀察，在S17，當?shù)谝浑妷盒盘朣1與第二電壓信號S2中選定的一個指示電池電壓Vb小于第一電壓V1與第二電壓V2中對應的那個時，操作控制器18確定未連接蓄電池6，并且執(zhí)行不充電。
在這個示例中，基于當未連接蓄電池6時電池電壓Vb的變化率和/或再充電開始等待時間T4的時間段，可以確定要選擇第一電壓信號S1與第二電壓信號S2中的哪一個，或者要選擇第一電壓V1與第二電壓V2中的哪一個。例如，當電池電壓Vb的變化率相對較小或者當再充電開始等待時間T4相對較短時，在再充電開始等待時間T4期間電池電壓Vb不太可能達到低于第二電壓V2。在這種情況下，可以使用第二電壓信號S2來確定是開始再充電操作還是保持非充電狀態(tài)。在另一示例中，當電池電壓Vb的變化率相對較大或者當再充電開始等待時間T4相對較長時，在再充電開始等待時間T4期間電池電壓Vb很可能到達低于第二電壓V2。在這種情況下，可以使用第一電壓信號S1來確定是開始再充電操作還是保持非充電狀態(tài)。
在另一示例中，參考圖3，當連接了蓄電池6時，在再充電開始等待時間T4期間電池電壓Vb如由實線所示的那樣逐漸減小。基于這種觀察，在S17，當?shù)谌妷盒盘朣3指示電池電壓Vb小于第三電壓V3時，操作控制器18確定執(zhí)行再充電操作。
可以以各種其他方式執(zhí)行圖2A與圖2B的操作。例如，當電池電壓Vb小于第一電壓V1與第二電壓V2中選定的一個時，替換從S17前進到S20，操作可以返回S18。在這種情況下，可以不提供S20。
在另一示例中，可以在充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2、充電結束等待時間T3、以及再充電開始等待時間T4中的至少一個的期間檢查充電裝置1的電連接。在這種情況下，充電控制電路2可以用多個定時引信(timing fuse)電路來實現(xiàn)，所述多個定時引信電路包括用于在充電開始等待時間T1期間檢查電連接的定時引信電路、用于在快速充電開始等待時間T2期間檢查電連接的定時引信電路、用于在充電結束等待時間T3期間檢查電連接的定時引信電路、以及用于在再充電開始等待時間T4期間檢查電連接的定時引信電路。通過在制造過程中調整定時引信電路的任何組合，可以使用各種檢查方法來檢查電連接。類似地，可以通過在制造過程中調整對應的定時引信電路來選擇由充電控制電路2所使用的任一參考值，包括第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3、第一電流i1、第二電流i2、第三電流i3、充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2、充電結束等待時間T3、以及再充電開始等待時間T4。這樣，可以依據(jù)想要的檢查電連接的方法或者想要的充電方法來容易地對充電控制電路2進行修改。
如上所述，參考圖1到圖3中的任意一個，在充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2、充電結束等待時間T3、以及再充電開始等待時間T4中任一個期間，可以通過使用可以在充電控制電路2選擇充電模式時獲得的信息來容易地對充電裝置1與蓄電池6之間的電連接進行檢查。因此，不需要額外的電路來檢查電連接，因而總的空間或總成本可以較小。
現(xiàn)在參考圖4，對依據(jù)本發(fā)明的示例實施例的充電裝置1a的電路結構進行解釋。充電裝置1a包括充電控制電路2a，其在結構和功能上基本類似于圖1示出的充電裝置1的充電控制電路2。差別包括增加了電流負載20與外部信號輸入端子P7。
外部信號輸入端子P7向操作控制器18輸入從充電控制電路2a外部接收的外部信號Se。在這個示例中，當輸出外部信號Se時，將負載7切換到睡眠模式，以便減少負載7的耗電。
可以用電流源來實現(xiàn)的電流負載20被提供在電池連接器端子P5與地之間。電流負載20具有向其輸入從操作控制器18輸出的控制信號的控制端子。
在操作中，一接收到外部信號Se，操作控制器18就輸出控制信號，該控制信號使得在充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2、以及再充電開始等待時間T4期間接通電流負載20。在除了上述等待時間T1、T2以及T4的任何時間期間斷開電流負載20。
如圖4所圖示的，相互鄰近地提供電池連接器端子P5與接地端子P6，從而在端子P5與端子P6之間的線路上存在寄生電容。結果，由于該寄生電容可以累積電荷，所以在端子P5與P6之間產(chǎn)生電壓。為此，充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2以及再充電開始等待時間T4中的任一個也可以被用作對在端子P5與端子P6之間累積的電荷或電壓進行放電的時間段。然而，當在電池連接器端子P5與接地端子P6之間產(chǎn)生的阻抗相對較大時，對在端子P5與端子P6之間累積的電荷或電壓進行放電可能需要較長的時間。為了便于放電，在充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2以及再充電開始等電時間T4中任一個的期間接通電流負載20。這樣，可以以改進的精度對電連接進行檢查。
例如，基于阻抗、寄生電容、以及/或者充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2和再充電開始等待時間T4中任一個的時間段，在制造充電控制電路2a時，可以對接通電流負載20時由電流負載20所提供的電流值進行設置。替換地，可以依據(jù)通過外部信號輸入端子P7輸入的外部信號Se，從介于0A到幾mA的范圍內選擇由電流負載20提供的電流值。
此外，外部信號Se可以設置充電開始等待時間T1、快速充電開始等待時間T2、充電結束等待時間T3、以及再充電開始等待時間T4、第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3、第一電流i1、第二電流i2和/或第三電流i3中任一個的參考值。此外，可以使用外部信號Se選擇檢查電連接的方法。這樣，充電控制電路2可以用于多種充電方法或多種檢查電連接的方法。
現(xiàn)在參考圖5，對依據(jù)本發(fā)明示例實施例的檢查充電裝置1a與蓄電池6之間的電連接的操作進行解釋。圖5的操作基本上類似于圖2的操作。差別包括用S4a代替S4、用S8a代替S8以及用S16a代替S16。
在S4a、S8a以及S16a的任一處，操作控制器18通過外部信號輸入端子P7接收外部信號Se，并接通電流負載20。
根據(jù)上述教導，有可能進行許多另外的修改和變化。因此，應當理解，在所附權利要求書的范圍內，可以以不同于在此具體描述的那些方式的方式來實現(xiàn)本專利說明書的公開內容。
例如，在本公開和所附權利要求書的范圍內，不同示意性實施例的元件和/或特征可以相互結合和/或相互替換。
權利要求
1.一種充電控制電路，用于對被配置為向蓄電池供給充電電流的晶體管的充電操作進行控制，該電路包括電池連接器端子，被配置為電連接充電控制電路與蓄電池；充電電流檢測器，被提供在晶體管的漏極與蓄電池之間，并被配置為檢測從晶體管向蓄電池供給的充電電流值；電壓比較器，耦接到電池連接器端子，并被配置為檢測電池連接器端子上的電池電壓值，并將該電池電壓值與參考電壓值進行比較，以產(chǎn)生比較結果，參考電壓值包括第一參考電壓值；以及控制器，耦接到電池連接器端子、充電電流檢測器以及電壓比較器，并被配置為在開始充電操作之前截止晶體管，在晶體管被截止之后開始充電開始等待時間并且同時保持晶體管的截止狀態(tài)，基于比較結果，確定充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第一參考電壓值以產(chǎn)生第一確定結果，并依據(jù)該第一確定結果在充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)，其中，當該第一確定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第一參考電壓值時，該控制器在充電開始等待時間之后保持晶體管的截止狀態(tài)，并且當該第一確定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值等于或大于第一參考電壓值時，該控制器在充電開始等待時間之后導通晶體管以開始充電操作。
2.如權利要求1所述的電路，進一步包括電流負載，被提供在電池連接器端子與地之間，并被配置為當被接通時供給電流，其中，控制器被進一步配置為控制電流負載的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)，以便在充電開始等待時間期間接通電流負載。
3.如權利要求1所述的電路，其中，參考電壓值進一步包括大于第一參考電壓值的第二參考電壓值，并且其中，控制器被進一步配置為基于比較結果，確定充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第二參考電壓值以產(chǎn)生第二確定結果，并依據(jù)該第二確定結果、在充電開始等待時間之后執(zhí)行的充電操作期間控制充電電流值。
4.如權利要求3所述的電路，其中，當?shù)诙_定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第二參考電壓值時，將充電操作期間的充電電流值設置為第一電流值，并且其中，當?shù)诙_定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值等于或大于第二參考電壓值時，將充電操作期間的充電電流值設置為大于第一電流值的第二電流值。
5.如權利要求4所述的電路，其中，參考電壓值進一步包括大于第二參考電壓值的第三參考電壓值，并且其中，控制器被進一步配置為當?shù)诙_定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第二參考電壓值時，確定在充電操作期間電池電壓值是否達到了第二參考電壓值，在控制器確定電池電壓值達到了第二參考電壓值之后開始快速充電開始等待時間，基于比較結果，確定快速充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第三參考電壓值以產(chǎn)生第三確定結果，并依據(jù)該第三確定結果、在快速充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)，其中，當?shù)谌_定結果指示快速充電開始等待時間期間的電池電壓值等于或大于第三參考電壓值時，控制器在快速充電開始等待時間之后截止晶體管；并且當?shù)谌_定結果指示快速充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第三參考電壓值時，控制器在快速充電開始等待時間之后把充電電流值從第一電流值改變到第二電流值。
6.如權利要求5所述的電路，其中，控制器被進一步配置為在充電操作期間，在電池電壓值達到第三參考電壓值之后減小充電電流值，在充電電流值達到低于大于第一電流值且小于第二電流值的參考電流值之后開始充電結束等待時間，基于比較結果，確定充電結束等待時間期間的充電電流值是否等于或大于第一電流值以產(chǎn)生第四確定結果，并依據(jù)該第四確定結果、在充電結束等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)，其中，當?shù)谒拇_定結果指示充電結束等待時間期間的充電電流值小于第一電流值時，控制器在充電結束等待時間之后截止晶體管以停止充電操作；并且當?shù)谒拇_定結果指示充電結束等待時間期間的充電電流值等于或大于第一電流值時，控制器在充電結束等待時間之后截止晶體管以結束充電操作。
7.如權利要求6所述的電路，其中，控制器被進一步配置為當電池電壓值達到低于第三參考電壓值時，在再充電操作之前開始再充電開始等待時間并且同時保持晶體管的截止狀態(tài)，基于比較結果，確定再充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第一參考電壓值與第二參考電壓值中的至少一個以產(chǎn)生第五確定結果，并依據(jù)該第五確定結果、在再充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)，其中，當?shù)谖宕_定結果指示再充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第一參考電壓值與第二參考電壓值中的至少一個時，控制器在再充電開始等待時間之后保持晶體管的截止狀態(tài)；并且當?shù)谖宕_定結果指示再充電開始等待時間期間的電池電壓值等于或大于第一參考電壓值與第二參考電壓值中的至少一個時，控制器在再充電開始等待時間之后接通晶體管以開始再充電操作。
8.如權利要求7所述的電路，其中，基于在再充電開始等待時間期間獲得的電池電壓速率來確定第一參考電壓值與第二參考電壓值中的至少一個。
9.如權利要求7或8所述的電路，進一步包括外部信號輸入端子，被配置為向控制器輸入外部信號，其中，控制器被進一步配置為依據(jù)該外部信號，確定充電開始等待時間、快速充電開始等待時間、充電結束等待時間以及再充電開始等待時間中至少一個的值。
10.如權利要求7或8所述的電路，進一步包括電流負載，被提供在電池連接器端子與地之間，并被配置為當被接通時供給電流，其中，控制器被進一步配置為控制電流負載的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)，以便在充電開始等待時間、快速充電開始等待時間、充電結束等待時間以及再充電開始等待時間中的至少一個期間內接通電流負載。
11.如權利要求10所述的電路，進一步包括外部信號輸入端子，被配置為向控制器輸入外部信號，其中，控制器依據(jù)該外部信號來控制電流負載的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)。
12.如權利要求11所述的電路，其中，控制器被進一步配置為依據(jù)由外部信號輸入輸入的外部信號來控制由電流負載供給的電流的值。
13.一種充電裝置，用于對被配置為與該充電裝置連接的蓄電池進行充電，該充電裝置包括晶體管，被配置為向蓄電池供給充電電流；充電控制電路，被配置為控制晶體管的充電操作，同時保持充電電流與電池電壓中的至少一個的值恒定，充電控制電路包括電池連接器端子，被配置為電連接充電控制電路與蓄電池；充電電流檢測器，被提供在晶體管的漏極與蓄電池之間，并被配置為檢測從晶體管向蓄電池供給的充電電流值；電壓比較器，耦接到電池連接器端子，并被配置為通過檢測電池連接器端子上的電壓來檢測電池電壓值，并將該電池電壓值與參考電壓值進行比較，以產(chǎn)生比較結果，該參考電壓值包括第一參考電壓值；以及控制器，耦接到電池連接器端子、充電電流檢測器以及電壓比較器，并被配置為在開始充電操作之前截止晶體管，在晶體管被截止之后開始充電開始等待時間并且同時保持晶體管的截止狀態(tài)，基于比較結果，確定充電開始等待時間期間的電池電壓值是否等于或大于第一參考電壓值以產(chǎn)生第一確定結果，并依據(jù)該第一確定結果、在充電開始等待時間之后控制晶體管的導通狀態(tài)或截止狀態(tài)，其中，當?shù)谝淮_定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值小于第一參考電壓值時，控制器在充電開始等待時間之后保持晶體管的截止狀態(tài)；并且當?shù)谝淮_定結果指示充電開始等待時間期間的電池電壓值等于或大于第一參考電壓值時，控制器在充電開始等待時間之后導通晶體管以開始充電操作。
14.如權利要求13所述的電路，其中，充電控制電路進一步包括電流負載，被提供在電池連接器端子與地之間，并被配置為當被接通時供給電流，其中，控制器被進一步配置為控制電流負載的接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)，以便在充電開始等待時間期間接通電流負載。
15.一種檢查充電裝置與蓄電池之間的電連接的方法，該方法包括檢測從充電裝置向蓄電池供給的充電電流值；在充電裝置中提供的電池連接器端子處檢測蓄電池的電池電壓值；獲得指示電池電壓值是否等于或大于第一參考電壓值的第一比較結果；獲得指示電池電壓值是否等于或大于比第一參考電壓值大的第二參考電壓值的第二比較結果；獲得指示電池電壓值是否等于或大于比第二參考電壓值大的第三參考電壓值的第三比較結果；獲得指示充電電流值是否等于或大于參考電流值的第四比較結果；使用第一比較結果、第二比較結果、第三比較結果以及第四比較結果中的至少一個，在充電裝置的充電模式發(fā)生改變的等待時間期間檢查充電裝置與蓄電池之間的電連接，以產(chǎn)生檢查結果，該等待時間是包括下述等待時間的多個等待時間中的至少一個充電開始等待時間，出現(xiàn)在對充電裝置進行復位之后，以確定是否把充電模式從非充電模式改變到預充電模式與快速充電模式中的至少一個模式；快速充電開始等待時間，出現(xiàn)在電池電壓值達到了第二參考電壓值之后，以確定是否把充電模式從預充電模式改變到快速充電模式；充電結束等待時間，出現(xiàn)在充電電流值達到低于參考電流值之后，以確定是否把充電模式從快速充電模式改變到充滿電模式；以及再充電開始等待時間，出現(xiàn)在電池電壓值達到低于第三參考電壓值之后，以確定是否把充電模式從充滿電模式改變到再充電模式。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括使充電裝置在如下的充電模式下操作，依據(jù)第一比較結果、第二比較結果、第三比較結果和第四比較結果中的至少一個，在等待時間期間從多個充電模式中選擇一充電模式，所述多個充電模式包括預充電模式，在該模式中充電裝置通過供給具有小于參考電流值的第一電流值的充電電流來對蓄電池進行充電，當?shù)谝槐容^結果與第二比較結果指示電池電壓值等于或大于第一參考電壓值但卻小于第二參考電壓值時，選擇預充電模式；快速充電模式，在該模式中充電裝置通過供給具有大于參考電流值的第二電流值的充電電流來對蓄電池進行充電，當?shù)诙容^結果與第三比較結果指示電池電壓值等于或大于第二參考電壓值但卻小于第三參考電壓值時，選擇快速充電模式；充滿電模式，在該模式中充電裝置保持蓄電池的充滿電狀態(tài)而不供給充電電流，當?shù)谒谋容^結果指示充電電流值低于參考電流值時，選擇充滿電狀態(tài)；以及再充電模式，在該模式中充電裝置通過供給具有第二電流值的充電電流來對蓄電池進行充電，當?shù)谌容^結果指示電池電壓值低于第三參考電壓值時，選擇再充電模式。
17.如權利要求15或16所述的方法，進一步包括當檢查結果指示充電裝置與蓄電池未電連接或蓄電池未正常操作時，把充電裝置的充電模式改變到非充電模式。
18.如權利要求15、16和17中任一個所述的方法，其中，檢查包括依據(jù)輸入到充電裝置的外部信號，選擇多個等待時間中的至少一個。
19.如權利要求15-18中任一個所述的方法，其中，等待時間具有由輸入到充電裝置的外部信號所確定的值。
20.如權利要求15-19中任一個所述的方法，進一步包括在充電開始等待時間、快速充電開始等待時間以及再充電開始等待時間中的至少一個期間連接電池連接器端子與電流負載。
全文摘要
在選擇充電裝置的充電模式的等待時間期間，檢查充電裝置與蓄電池之間的電連接。當沒有成功建立電連接時，不從充電裝置向蓄電池供給充電電流。
文檔編號H02J7/10GK101043149SQ20071010168
公開日2007年9月26日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權日2006年2月28日
發(fā)明者釜谷智彥 申請人:株式會社理光