專(zhuān)利名稱(chēng)：電池預(yù)充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池保護(hù)電路，具體為電池預(yù)充電電路。
背景技術(shù)：
在一個(gè)典型的高功率(high power)電池保護(hù)電路中， 一個(gè)充電
開(kāi)關(guān)和一個(gè)放電開(kāi)關(guān)分別用于控制充電和放電回路。另外， 一個(gè)外部 電阻和一個(gè)預(yù)充電開(kāi)關(guān)用于預(yù)充電。
圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)顯示了能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)充電的一種典型的電池 保護(hù)電路100。放電開(kāi)關(guān)112控制放電回路，充電開(kāi)關(guān)110控制充電 回路。預(yù)充電開(kāi)關(guān)214控制預(yù)充電回路。
預(yù)充電時(shí)，控制器102通過(guò)PCHG管腳灌入電流用于接通開(kāi)關(guān) 116。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)的柵極(gate)連接至電池的正極端。因而(as such),預(yù)充電開(kāi)關(guān)214接通為所述電池預(yù)充電。
然而，當(dāng)電池電壓過(guò)低時(shí)，控制器不可操作(operable)并且不 能吸收到足夠的灌電流以接通開(kāi)關(guān)116。換言之，當(dāng)電池電壓過(guò)低或 為零時(shí)，預(yù)充電開(kāi)關(guān)不能接通為電池預(yù)充電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電池預(yù)充電電路。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，
這種預(yù)充電電路包括一個(gè)預(yù)充電路徑， 一個(gè)預(yù)充電開(kāi)關(guān)和一個(gè)低電壓 預(yù)充電電路。所述預(yù)充電路徑連接于一個(gè)充電器和一個(gè)電池之間，用 于從充電器至電池提供一預(yù)充電電流。所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)連接至預(yù)充電 路徑，用于導(dǎo)通該預(yù)充電路徑。所述低電壓預(yù)充電電路連接至預(yù)充電 開(kāi)關(guān)，用于控制該預(yù)充電開(kāi)關(guān)。所述低電壓預(yù)充電電路被設(shè)置成當(dāng)電 池電壓低于某個(gè)第一 電池電壓值時(shí)接通該預(yù)充電開(kāi)關(guān)。


以下附圖中類(lèi)似數(shù)字表示類(lèi)似組件，結(jié)合附圖，后續(xù)的具體實(shí)施 方式將使得本發(fā)明之實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)和特性顯而易見(jiàn)。
附圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中典型的能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)充電的電池保護(hù)電路。
附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池預(yù)充電電路的電路圖。 附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一種電池預(yù)充電電路的電 路圖。
附圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一種電池預(yù)充電電路的電 路圖。
附圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一種電池預(yù)充電電路的電 路圖。
附圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一種電池預(yù)充電電路的電 路圖。
附圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路裝置700的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下將詳細(xì)介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例。盡管將以具體實(shí)施例的方 式描述本發(fā)明，但并不意味著本發(fā)明局限于所述的實(shí)施例。相反，本 發(fā)明涵蓋由權(quán)利要求所定義的精神和范圍內(nèi)的所有替換物、變體和等 同物。
此外，為了對(duì)本發(fā)明有一個(gè)更詳盡的了解，在具體實(shí)施方式
中給 出了眾多細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該承認(rèn)，本發(fā)明不使用這些細(xì)節(jié)一 樣可以實(shí)現(xiàn)。另一些例子中，為了突顯本發(fā)明之主旨，對(duì)于熟知的方 案、步驟、元件和電路略去不表。
圖2示出了如本發(fā)明一實(shí)施例中的一種電池預(yù)充電電路200的電 路圖。該預(yù)充電電路200包括一電池101， 一個(gè)連接至電池IOI的充 電器104,連接于充電器104和電池101之間的、用于提供從充電器 104至電池101的預(yù)充電電流的一個(gè)預(yù)充電路徑，連接在預(yù)充電路徑 中、用于沿預(yù)充電路徑傳導(dǎo)電流的一個(gè)預(yù)充電開(kāi)關(guān)214，和一個(gè)低電 壓預(yù)充電電路202。
該低電壓預(yù)充電電路202連接至預(yù)充電開(kāi)關(guān)214，用于控制預(yù)充 電開(kāi)關(guān)214。具體來(lái)說(shuō)，該低電壓預(yù)充電電路202被設(shè)置成當(dāng)電池電 壓低于某個(gè)第一 電池電壓值時(shí)接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214 。
該預(yù)充電電路200還包括一個(gè)常規(guī)預(yù)充電電路201。該常規(guī)預(yù)充 電電路201同樣連接至預(yù)充電開(kāi)關(guān)214，用于控制預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。 具體來(lái)說(shuō)，常規(guī)預(yù)充電電路201被設(shè)置成當(dāng)電池電壓高于某個(gè)第二電 池電壓值時(shí)接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。
在一個(gè)實(shí)施例中，該預(yù)充電路徑包括放電開(kāi)關(guān)112的體二極管212 和預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。當(dāng)預(yù)充電開(kāi)關(guān)214接通時(shí)，預(yù)充電電流將流經(jīng)充 電器104、電池IOI、體二極管212和預(yù)充電開(kāi)關(guān)214為電池101預(yù) 充電。
預(yù)充電電路200還包括連接至常規(guī)預(yù)充電電路201的一個(gè)控制器 102，當(dāng)該控制器102為可操作時(shí),接通常規(guī)預(yù)充電電路201。需要指 出，該控制器102同樣用于控制充電開(kāi)關(guān)112和放電開(kāi)關(guān)110。為簡(jiǎn) 潔和清楚起見(jiàn)，此處省略了充、放電控制的詳細(xì)過(guò)程。
當(dāng)電池電壓高于第二電池電壓值時(shí)(例如，對(duì)于鋰離子電池包為 4.5伏)，控制器102為可操作。換言之，當(dāng)電池電壓高于第二電池電 壓水平時(shí)，常規(guī)預(yù)充電電路201傳導(dǎo)電流。
該控制器102包括一個(gè)由電池101提供供電電壓的供電端子 VD33。當(dāng)電池101為控制器201的供電端子VD33提供足夠電能時(shí)， 控制器為可操作。在一實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓高于第二電池電壓值時(shí)， 電池101能夠?yàn)榭刂破?02提供充足的電能。這樣，控制器102能夠 灌入足夠的電流接通開(kāi)關(guān)116并且常規(guī)預(yù)充電電路201傳導(dǎo)電流。當(dāng) 然，當(dāng)電池電壓低于第二電池電壓時(shí)，控制器102為不可操作。因而， 控制器102不能吸收足夠的電流以接通開(kāi)關(guān)116。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一在于，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓值時(shí)，低 電壓預(yù)充電電路202傳導(dǎo)電流。
低電壓預(yù)充電電路202包括接地的一第一控制開(kāi)關(guān)220，用于控 制低電壓預(yù)充電電路202的傳導(dǎo)性。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝豢刂崎_(kāi)
關(guān)220被接通，將有一個(gè)電流從地流經(jīng)開(kāi)關(guān)220、 二極管230、電阻 240至節(jié)點(diǎn)N2。因此，當(dāng)?shù)谝豢刂崎_(kāi)關(guān)220被接通時(shí)，低電壓預(yù)充 電電路202導(dǎo)通。從而，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214被接通。
低電壓預(yù)充電電路202還包括連接至第一控制開(kāi)關(guān)220的一第二 控制開(kāi)關(guān)222，用于控制該第一控制開(kāi)關(guān)220。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng) 第二控制開(kāi)關(guān)222被斷開(kāi)時(shí)，第一控制開(kāi)關(guān)220將被接通。
如上所述，控制器102包括一供電端子VD33。供電端子VD33 連接至低電壓預(yù)充電電路202，用于控制第二控制開(kāi)關(guān)222。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二控制開(kāi)關(guān)222為一 P溝道MOSFET。當(dāng) VD33端的供電電壓低于第二控制開(kāi)關(guān)222閾值電壓(例如，2.5V) 時(shí),第二控制開(kāi)關(guān)222保持?jǐn)嚅_(kāi)。如上所述，電池101提供VD33端 的供電電壓。同樣地，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓低于某個(gè)第一電 池電壓值(例如，對(duì)鋰離子電池包為3.5V)時(shí)，VD33端的供電電壓 低于第二控制開(kāi)關(guān)222的閾值電壓(例如，2.5V)。因此，在一個(gè)實(shí) 施例中，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓值時(shí)，第二控制開(kāi)關(guān)222被切 斷。
如上所述，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓(即，當(dāng)VD33端的供 電電壓低于第二控制開(kāi)關(guān)222的閾值電壓時(shí))，第二控制開(kāi)關(guān)222被 斷開(kāi)。因此，節(jié)點(diǎn)N1處的電壓相對(duì)于接地為負(fù)值。在一實(shí)施例中， 第一控制開(kāi)關(guān)220為一 P溝道MOSFET。從而，第一控制開(kāi)關(guān)220 將被接通。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓時(shí)， 第一控制開(kāi)關(guān)220被接通。
在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214為一N溝道MOSFET。當(dāng)?shù)谝?控制開(kāi)關(guān)220被接通，充電器104的負(fù)極端CHG-相對(duì)于節(jié)點(diǎn)N2處 的電壓為負(fù)。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214被接通用于導(dǎo)通預(yù)充電路徑。
實(shí)際工作中，當(dāng)電池電壓超過(guò)第二電池電壓值時(shí)，正常預(yù)充電電 路201傳導(dǎo)電流用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)。當(dāng)電池電壓低于第一電池 電壓值時(shí)，低電壓預(yù)充電電路202傳導(dǎo)電流用于控制一個(gè)預(yù)充電幵 關(guān)。
通常，當(dāng)VD33端的供電電壓超過(guò)供電電壓閾值時(shí)，例如3.3V， 控制器102為可操作。如果電池電壓超過(guò)第二電池電壓(例如，對(duì)于 鋰離子電池包為4.5V)，控制器102能夠?qū)D33端的供電電壓保持 在供電電壓閾值(例如3.3V)以上。因而，控制器102將在PCHG 端灌入足夠的電流用于接通位于常規(guī)預(yù)充電電路201內(nèi)的開(kāi)關(guān)116。 一旦開(kāi)關(guān)116被接通，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214將被接通。預(yù)充電路徑經(jīng)體二 極管212和預(yù)充電開(kāi)關(guān)被導(dǎo)通。因此，當(dāng)電池電壓高于第二電池電 壓時(shí)，電池101通過(guò)正常預(yù)充電電路201被預(yù)充電。
相反，當(dāng)電池電壓低于第二電池電壓(例如，對(duì)于鋰離子電池包 為4.5V)， VD33端的供電電壓低于供電電壓閾值(例如，3.3V)。當(dāng) VD33端的供電電壓低于供電電壓閾值(例如，3.3V)時(shí)，控制器102 為不可操作。因此，由于控制器102不可操作，電池101不能通過(guò)常 規(guī)預(yù)充電電路201預(yù)充電。
如上所述，當(dāng)電池電壓過(guò)低，控制器102為不可操作并且電池101 不能通過(guò)常規(guī)預(yù)充電電路201進(jìn)行預(yù)充電。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，
一旦電池電壓低于第一供電電壓，電池101能夠通過(guò)低電壓預(yù)充電電 路202進(jìn)行預(yù)充電。
具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓(例如，對(duì)于鋰離子電 池包為3.5V)， VD33端的供電電壓低于第二控制開(kāi)關(guān)222的電壓閾 值(例如，2.5V)。在一實(shí)施例中，第二控制開(kāi)關(guān)222為P溝道MOSFET。 這種情況下，由于柵源極(gate-source)電壓小于該閾值電壓，第二 控制開(kāi)關(guān)222斷開(kāi)。因此，Nl節(jié)點(diǎn)處的電壓相對(duì)于接地為負(fù)值，并 且第一控制開(kāi)關(guān)(P溝道MOSFET) 220將被接通。
此外，充電器104的負(fù)極端CHG-的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)N2處的電壓 為負(fù)值。同樣地，預(yù)充電開(kāi)關(guān)(N溝道MOSFET) 214被接通從而導(dǎo) 通預(yù)充電通路。預(yù)充電路徑經(jīng)體二極管212和預(yù)充電開(kāi)關(guān)214被導(dǎo) 通。因此，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓時(shí)，電池101通過(guò)低電壓預(yù) 充電電路202被預(yù)充電。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之一在于，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓降至零時(shí)，低 電壓預(yù)充電電路202依舊能夠接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214為電池101充電。
附圖2中，電池充電回路在任何時(shí)候都不能被關(guān)閉?？傆须娏鲝?充電器102流經(jīng)電池101、電阻250、電阻252、 二極管232回到充 電器的環(huán)路中。另外，當(dāng)存在充電器104時(shí)，從VD33端經(jīng)開(kāi)關(guān)222 和電阻252至地極存在一直流路徑。
附圖3示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池預(yù)充電電路300的電路 圖。電池預(yù)充電電路300去掉了附圖2中所示的電阻250。其它元件 和結(jié)構(gòu)與圖2所示相同。因此，與附圖2中具有相同附圖標(biāo)記的元件
具有相似的功能，為了簡(jiǎn)潔和清楚的目的，在此不再進(jìn)行重復(fù)描述。
另外，附圖3僅示出了常規(guī)預(yù)充電電路301和低電壓預(yù)充電電路302。 為簡(jiǎn)潔和清楚的目的，此處刪除了充電和放電回路。
參見(jiàn)附圖3，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水平，VD33端的供電 電壓低于第二控制開(kāi)關(guān)(P溝道MOSFET) 222的閾值電壓。因此， 在一實(shí)施例中，第二控制開(kāi)關(guān)222被切斷并且第一控制開(kāi)關(guān)(N溝道 MOSFET) 220被接通。預(yù)充電開(kāi)關(guān)214被接通使得允許為電池101 預(yù)充電。因此，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水平，低電壓預(yù)充電電 路302接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。常規(guī)預(yù)充電電路301與附圖2中的常規(guī) 預(yù)充電電路201的操作相似，因此，為簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，不再對(duì)其詳 述。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之一在于，通過(guò)移除附圖2中所示的電阻250，附圖 3中所示的電池預(yù)充電電路300取消了如附圖2中所示的不能被關(guān)閉 的充電回路。
然而，在附圖3中，當(dāng)?shù)诙刂崎_(kāi)關(guān)222被切斷，第一控制開(kāi)關(guān) 220的柵源極電壓可能會(huì)升高。另外，當(dāng)存在充電器104時(shí)，依舊存 在從VD33端通過(guò)開(kāi)關(guān)222和電阻252至接地的直流路徑。附圖4、 5示出了本發(fā)明其它典型的實(shí)施例。
附圖4示出了根據(jù)本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例的電池預(yù)充電電路400的電 路圖。與附圖2、 3中具有相同附圖標(biāo)記的元件具有相似的功能，為 了簡(jiǎn)潔和清楚的目的，在此不再進(jìn)行重復(fù)描述。
參照附圖4，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水平，VD33端的供電電壓低于第二控制開(kāi)關(guān)222的電壓閾值。因此，第二控制開(kāi)關(guān)222被 切斷。因此，第一控制器的柵極(gate)經(jīng)電阻252、 二極管232、 電阻240和電阻443連接至充電器的負(fù)極端CHG-。第一控制器220 被接通。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214被接通允許為電池101預(yù)充電。同樣 地，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水平時(shí)，低電壓預(yù)充電電路402接 通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。常規(guī)預(yù)充電電路401的操作與圖2中所示的常規(guī) 預(yù)充電電路201相似，因此，為簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，此處不再重復(fù)。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之一在于，在一個(gè)實(shí)施例中，附圖4所示的第一控制 開(kāi)關(guān)220的柵源極電壓小于附圖3所示的第一控制開(kāi)關(guān)220的柵源極 電壓，這是由于電阻240和443引起的壓降。因此，附圖4中的第一 控制開(kāi)關(guān)220能夠避免被擊穿。
另外，當(dāng)充電器104存在時(shí)，從VD33端經(jīng)開(kāi)關(guān)222、電阻252、 電阻240和電阻443至接地有一直流路徑?；乜锤綀D2和附圖3，當(dāng) 充電器存在時(shí)，從VD33端經(jīng)開(kāi)關(guān)222和電阻252至接地有一直流路 徑。有利的是，附圖4中從VD33端流經(jīng)開(kāi)關(guān)222、電阻252、電阻 240、和電阻443至接地的直流電流遠(yuǎn)小于附圖2、 3中從VD33端流 經(jīng)開(kāi)關(guān)222和電阻252至接地的直流電流。由此，附圖4中的電力消 耗有所減少。
附圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池預(yù)充電電路500的電 路圖。與附圖2、 3、 4中具有相同附圖標(biāo)記的元件具有相似的功能， 為了簡(jiǎn)潔和清楚的目的，在此不再進(jìn)行重復(fù)描述。
參見(jiàn)附圖5，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水平，VD33端的供電
電壓低于第二控制開(kāi)關(guān)(P溝道MOSFET) 222的電壓閾值。因此， 第二控制開(kāi)關(guān)222被關(guān)閉。因此，第一控制開(kāi)關(guān)的柵極經(jīng)電阻252、 二極管232、電阻240、和電阻443連接至充電器104的負(fù)極端CHG-。 第一控制開(kāi)關(guān)(N溝道MOSFET) 220被接通。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān) 214被接通以允許為電池101預(yù)充電。同樣地，當(dāng)電池電壓低于第一 電池電壓水平時(shí)，低電壓預(yù)充電電路502接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。常規(guī) 預(yù)充電電路501與附圖2中的常規(guī)預(yù)充電電路的操作相似，因此，為 了簡(jiǎn)潔和清楚的目的，在此不再進(jìn)行重復(fù)描述。
重新參見(jiàn)附圖5，附圖5中從VD33至充電器的負(fù)極端CHG-的直 流通路相比于附圖4所示的直流通路多了一個(gè)電阻542。有利的是， 附圖5所示實(shí)施例減少了能量損耗。
附圖6示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池預(yù)充電電路600的電路 圖。與附圖2、 3、 4、 5中具有相同附圖標(biāo)記的元件具有相似的功能， 為了簡(jiǎn)潔和清楚的目的，在此不再進(jìn)行重復(fù)描述。
參見(jiàn)附圖6，電池預(yù)充電電路600包括一個(gè)電池101， 一個(gè)連接 至電池IOI的充電器104，一個(gè)連接至充電器104和電池101之間，用 于提供從充電器104至電池101的預(yù)充電電流的預(yù)充電路徑， 一個(gè)連 接至預(yù)充電路徑，用于導(dǎo)通預(yù)充電路徑的預(yù)充電開(kāi)關(guān)214， 一個(gè)連接 至電池101的控制器102， 一個(gè)低電壓預(yù)充電電路602和一個(gè)常規(guī)預(yù) 充電電路601。
低電壓預(yù)充電電路602連接在電池101和預(yù)充電開(kāi)關(guān)214之間， 用于控制預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池電壓低于第一電壓水平時(shí)，低電壓預(yù)充電電路602被設(shè)置成接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。
常規(guī)預(yù)充電電路601連接在控制器102和預(yù)充電開(kāi)關(guān)214之間， 用于控制預(yù)充電開(kāi)關(guān)。具體來(lái)說(shuō)當(dāng)電池電壓高于第二電池電壓水平 時(shí)，常規(guī)預(yù)充電電路601被設(shè)置成接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214。
控制器102連接至所述常規(guī)預(yù)充電電路601，用于控制預(yù)充電電 路601的導(dǎo)通性。需要注意的是，控制器102同樣用于控制充電開(kāi)關(guān) 112和放電開(kāi)關(guān)110。為簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，此處不再詳述充放電過(guò)程。
如附圖2中所述，當(dāng)電池電壓高于第二電池電壓水平(例如，對(duì) 于鋰離子電池包為4.5V)時(shí)，控制器102是可操作的。換言之，當(dāng) 電池電壓高于第二電池電壓水平時(shí)，常規(guī)預(yù)充電電路601導(dǎo)通。
當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水平時(shí)，低電壓預(yù)充電電路602導(dǎo)通。
低電壓預(yù)充電電路602包括用于控制低電壓預(yù)充電電路601導(dǎo)通 性的控制開(kāi)關(guān)620。當(dāng)電池電壓低于第一電壓水平時(shí)，控制開(kāi)關(guān)620 接通。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214將被接通用于沿預(yù)充電路徑傳導(dǎo)電流并 對(duì)電池101預(yù)充電。
在一實(shí)施例中，控制開(kāi)關(guān)620為一N溝道MOSFET。 一旦充電器 104連接至電池101，控制開(kāi)關(guān)620的柵源極經(jīng)二極管230、電阻240、 電阻542和電阻443連接至充電器的負(fù)極端CHG-。只要充電器電壓 Vpack與電池電壓Vbatt間的電壓差大于電阻240、 542、 443、 二極 管230、控制開(kāi)關(guān)620的電壓閾值Vth的電壓之和，控制開(kāi)關(guān)620將 接通。換言之，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓Vbatt低于第一電壓水平(Vpack—V240—V542—V443—V230—Vth)，控制開(kāi)關(guān)620接通。
在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214為一N溝道MOSFET。當(dāng)控制 開(kāi)關(guān)620接通，充電器104的負(fù)極端CHG-的電壓相對(duì)于N溝道 MOSFET620的柵極電壓為負(fù)值。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214接通用于導(dǎo) 通預(yù)充電路徑。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之一在于，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)整電阻240、 542、 443的阻值和附圖6所示開(kāi)關(guān)116的內(nèi)部阻值，第一電池電壓水平有 可能大于第二電池電壓水平。因此，在某一段時(shí)間，低電壓預(yù)充電電 路602和常規(guī)預(yù)充電電路601同時(shí)導(dǎo)通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214，這將使得低 電壓預(yù)充電和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)充電操作平穩(wěn)過(guò)渡。
實(shí)際工作中，當(dāng)電池電壓高于第二電池電壓，常規(guī)預(yù)充電電路601 導(dǎo)通電流以控制所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)。當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓水 平，低電壓預(yù)充電電路602導(dǎo)通電流以控制所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)。
如上所述，當(dāng)VD33端的供電電壓高于供電電壓的閾值，例如 3.3V，控制器102是可操作的。只要電池電壓高于第二電池電壓(例 如，對(duì)于鋰離子電池包為4.5V),控制器102能夠維持VD33端的供 電電壓高于供電電壓的閾值(例如，3.3V)。這樣，控制器102將在 PCHG端灌入足夠的電流使得常規(guī)預(yù)充電電路601中的開(kāi)關(guān)116導(dǎo) 通。一但開(kāi)關(guān)116被接通，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214將被接通。經(jīng)體二極管212 和預(yù)充電開(kāi)關(guān)214，預(yù)充電路徑被接通。因此，當(dāng)電池電壓高于第二 電池電壓時(shí)，電池101通過(guò)常規(guī)預(yù)充電電路601被預(yù)充電。
相反，當(dāng)電池電壓低于第二電池電壓(例如，對(duì)于鋰離子電池包為4.5V)， VD33端的供電電壓低于供電電壓的閾值。當(dāng)VD33端的 供電電壓低于供電電壓閾值(例如，3.3V)，控制器102不可操作。 這樣，由于控制器102不可操作，電池101不能通過(guò)常規(guī)預(yù)充電電路 601被預(yù)充電。
如上所述，當(dāng)電池電壓過(guò)低時(shí)，控制器不可操作并且電池101不 能通過(guò)常規(guī)預(yù)充電電路601被預(yù)充電。當(dāng)然，只要電池電壓低于第一 供電電壓，電池IOI能夠通過(guò)低電壓預(yù)充電電路602被預(yù)充電。
具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓(例如，Vpack—V240 _V542—V443—V230—Vth),控制開(kāi)關(guān)620被接通。在一個(gè)實(shí)施例 中，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214為一N溝道MOSFET。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)620被接通， 充電器104的負(fù)極端CHG-的電壓相對(duì)于控制開(kāi)關(guān)620的柵極電壓為 負(fù)值。因此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)214被接通從而導(dǎo)通預(yù)充電路徑。因此，當(dāng) 電池電壓低于第一電池電壓時(shí)，電池101通過(guò)低電壓預(yù)充電電路601 被預(yù)充電。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之一在于，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓降至零時(shí)， 低電壓預(yù)充電電路602依然能夠接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)214為電池101預(yù)充電。
附圖7示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路裝置700的方框圖。電路 裝置700包括一個(gè)負(fù)載710，連接至負(fù)載710用于為負(fù)載710供電的 電池IOI，連接至電池IOI的充電器104，連接至電池101用于為電 池101提供充電電流的充電電路720，連接至電池101用于為電池101 提供放電電流的放電電路730，以及連接至電池101用于為電池101提供預(yù)充電電流的預(yù)充電電路740。
此外，預(yù)充電電路740為附圖l-6所示的本發(fā)明所示實(shí)施例的預(yù) 充電電路。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，附圖7中的預(yù)充電電路740可包 括用于從充電器104至電池101提供預(yù)充電電流、連接于充電器104 和電池101之間的預(yù)充電路徑，連接至預(yù)充電路徑、用于導(dǎo)通預(yù)充電 路徑的預(yù)充電開(kāi)關(guān)214，和如附圖2中所示的低電壓預(yù)充電電路202。 預(yù)充電電路740還包括如附圖2中所示的常規(guī)預(yù)充電電路201。附圖 2中已對(duì)預(yù)充電電路進(jìn)行了詳細(xì)的描述，因此為簡(jiǎn)潔及清楚之目的， 此處不再重復(fù)。
因此，本發(fā)明提供了一種電池預(yù)充電電路，該電池預(yù)充電電路能 夠在電池電壓過(guò)低甚至為零時(shí)進(jìn)行預(yù)充電。因此，本發(fā)明在電池低電 壓時(shí)提供低電壓預(yù)充電，在控制器可操作時(shí)提供常規(guī)預(yù)充電。
以上說(shuō)明和附圖僅代表本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，在權(quán)利要求 所界定的本發(fā)明范圍和發(fā)明精神的范圍內(nèi)可以有多種增補(bǔ)、修改和替 換。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明在具體應(yīng)用時(shí)，根據(jù)具體環(huán)境和 工作要求，在不背離本發(fā)明原則的前提下可以在形式、結(jié)構(gòu)、布局、 材料、元素和組件等方面有所修改。在此公開(kāi)之實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被看為是 對(duì)本發(fā)明的示例而非限制，本發(fā)明之保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求及其 合法等同物所界定，而非僅限定于前面的描述。
權(quán)利要求
1、一種預(yù)充電電路，其特征在于，包括一個(gè)連接于充電器和電池之間的預(yù)充電路徑，用于在所述充電器至所述電池之間提供一預(yù)充電電流；一個(gè)連接至所述的預(yù)充電路徑的預(yù)充電開(kāi)關(guān)，用于沿預(yù)充電路徑傳導(dǎo)電流；一個(gè)連接至所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)、用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)的低電壓預(yù)充電電路，所述低電壓預(yù)充電電路被設(shè)置成當(dāng)所述電池的電池電壓低于第一電池電壓水平時(shí)接通所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)。
2、 如權(quán)利要求l所述的預(yù)充電電路，其特征在于，還包括一個(gè)連 接至所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)、用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)的常規(guī)預(yù)充電電路， 所述常規(guī)預(yù)充電電路被設(shè)置成當(dāng)所述電池電壓高于第二電池電壓水 平時(shí)接通所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)。
3、 如權(quán)利要求2所述的預(yù)充電電路，其特征在于，進(jìn)一步包括一 個(gè)連接至所述常規(guī)預(yù)充電電路的控制器，該控制器用于在所述控制器 為可操作時(shí)使得所述常規(guī)預(yù)充電電路導(dǎo)通，當(dāng)所述電池電壓高于所述 第二電池電壓水平時(shí)，所述控制器是可操作的。
4、 如權(quán)利要求3所述的預(yù)充電電路，其特征在于，當(dāng)所述電池電 壓低于所述第一電池電壓水平時(shí)，所述低電壓預(yù)充電電路導(dǎo)通。
5、 如權(quán)利要求4所述的預(yù)充電電路，其特征在于，所述低電壓預(yù) 充電電路包括一用于控制所述低電壓預(yù)充電電路導(dǎo)通性能的第一控制開(kāi)關(guān)。
6、 如權(quán)利要求5所述的預(yù)充電電路，其特征在于，所述低電壓預(yù) 充電電路進(jìn)一步包括一個(gè)連接至所述第一控制開(kāi)關(guān)、用于控制所述第 一控制開(kāi)關(guān)的第二控制開(kāi)關(guān)。
7、 如權(quán)利要求6所述的預(yù)充電電路，其特征在于，所述控制器包括一個(gè)連接至所述第二控制開(kāi)關(guān)、用于控制所述第二控制開(kāi)關(guān)的供電 端，所述供電端的供電由所述電池提供。
8、 如權(quán)利要求5所述的預(yù)充電電路，其特征在于，當(dāng)所述電池電 壓低于所述第一電池電壓時(shí)，所述第一控制開(kāi)關(guān)被接通。
9、 如權(quán)利要求7所述的預(yù)充電電路，其特征在于，當(dāng)所述電池電 壓低于所述第一電池電壓時(shí)，所述第二控制開(kāi)關(guān)被切斷。
10、 一種預(yù)充電電路，其特征在于，包括一個(gè)連接于一充電器和一電池之間的預(yù)充電路徑，用于提供從所 述充電器至所述電池的預(yù)充電電流；一個(gè)連接至所述預(yù)充電路徑、用于沿所述預(yù)充電路徑傳導(dǎo)電流的 預(yù)充電開(kāi)關(guān)；一個(gè)連接于所述電池和所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)之間的低電壓預(yù)充電電 路，用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)，所述低電壓預(yù)充電電路被設(shè)置成當(dāng)所 述電池的電池電壓低于所述第一電池電壓水平時(shí)接通所述預(yù)充電開(kāi) 關(guān)；一個(gè)連接于所述控制器和所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)之間的常規(guī)預(yù)充電電 路，該常規(guī)預(yù)充電電路用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)，所述常規(guī)預(yù)充電電路被設(shè)置成在所述電池電壓高于所述第二電池電壓水平時(shí)接通所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)；和一個(gè)連接至所述常規(guī)預(yù)充電電路的控制器，當(dāng)所述控制器為可操 作時(shí)所述控制器使得所述常規(guī)預(yù)充電電路導(dǎo)通，當(dāng)所述電池電壓高于 所述第二電池電壓水平時(shí)所述控制器為可操作的。
11、 如權(quán)利要求10所述的預(yù)充電電路，其特征在于，所述第一電 池電壓水平高于所述第二電池電壓水平。
12、 如權(quán)利要求ll所述的預(yù)充電電路，其特征在于，當(dāng)所述電池 電壓小于所述第一電池電壓時(shí)，所述低電壓預(yù)充電電路導(dǎo)通。
13、 如權(quán)利要求12所述的預(yù)充電電路，其特征在于，所述低電壓 預(yù)充電電路包括一控制開(kāi)關(guān)，用于控制所述低電壓預(yù)充電電路的傳導(dǎo) 性。
14、 如權(quán)利要求13所述的預(yù)充電電路，其特征在于，當(dāng)所述電池 電壓小于所述第二電池電壓水平時(shí)，所述控制開(kāi)關(guān)被接通。
15、 一種用于預(yù)充電的方法，其特征在于，包括當(dāng)電池電壓低于一個(gè)第一 電池電壓水平時(shí)，從一個(gè)低電壓預(yù)充電 電路傳導(dǎo)電流用于控制一預(yù)充電開(kāi)關(guān)；當(dāng)所述電池電壓高于一個(gè)第二電池電壓時(shí)，從一個(gè)常規(guī)預(yù)充電電 路傳導(dǎo)電流用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)；接通位于一個(gè)預(yù)充電路徑中的所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)；和沿所述預(yù)充電路徑傳輸電流用于為 一 電池提供預(yù)充電電流。
16、 如權(quán)利要求15所述之預(yù)充電的方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述電池電壓低于所述第一 電池電壓水平時(shí)，接通位于所述低 電壓預(yù)充電電路中的一第一控制開(kāi)關(guān)使得所述低電壓預(yù)充電電路導(dǎo) 通。
17、 如權(quán)利要求16所述之預(yù)充電的方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述電池電壓低于所述第一 電池電壓水平時(shí)，切斷位于所述低電壓預(yù)充電電路中的一第二控制開(kāi)關(guān)使得所述第一控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。
18、 一種電子裝置，其特征在于，包括 一個(gè)負(fù)載；一個(gè)連接至所述負(fù)載、為所述負(fù)載提供電能的電池； 一個(gè)連接至所述電池的充電器；一個(gè)連接至所述電池、為所述電池提供一充電電流的充電電路； 一個(gè)連接至所述電池、為所述電池提供一放電電流的放電電路；和一個(gè)連接至所述電池、為所述電池提供一預(yù)充電電流的預(yù)充電電 路，所述預(yù)充電電路包括一個(gè)連接于所述充電器和所述電池之間、用于從所述充電器 至所述電池提供一個(gè)預(yù)充電電流的預(yù)充電路徑；一個(gè)連接至所述預(yù)充電路徑、用于導(dǎo)通所述預(yù)充電路徑的預(yù) 充電開(kāi)關(guān)；和一個(gè)連接至所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)、用于控制所述預(yù)充電幵關(guān)的低 電壓預(yù)充電電路，所述低電壓預(yù)充電電路被設(shè)置成當(dāng)所述電池電 壓低于一第一 電池電壓水平時(shí)接通所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)。
19、如權(quán)利要求18所述之電子裝置，其特征在于，所述預(yù)充電電 路還包括一個(gè)連接至所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)、用于控制所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)的一 個(gè)常規(guī)預(yù)充電電路，所述標(biāo)準(zhǔn)預(yù)充電開(kāi)關(guān)被設(shè)置成當(dāng)所述電池電壓高 于一個(gè)第二電池電壓水平時(shí)接通所述預(yù)充電幵關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池預(yù)充電電路。該預(yù)充電電路包括一個(gè)預(yù)充電路徑，一個(gè)預(yù)充電開(kāi)關(guān)和一個(gè)低電壓預(yù)充電電路。所述預(yù)充電路徑連接于一個(gè)充電器和一個(gè)電池之間，用于從充電器至電池提供一個(gè)預(yù)充電電流。所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)連接至預(yù)充電路徑用于導(dǎo)通預(yù)充電路徑。所述低電壓預(yù)充電電路連接至預(yù)充電開(kāi)關(guān)用于控制預(yù)充電開(kāi)關(guān)。所述低電壓預(yù)充電電路被設(shè)置成當(dāng)電池電壓低于第一電池電壓值時(shí)接通預(yù)充電開(kāi)關(guān)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101207294SQ20071016029
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者劉仕強(qiáng), 劉柳勝, 栗國(guó)星, 肖安全 申請(qǐng)人:美國(guó)凹凸微系有限公司