專利名稱：充電電流控制方法及充電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種充電方法及系統(tǒng)，更特別的是關于一種以脈寬調(diào)制方式控制充電電流的充電方法及充電系統(tǒng)。
背景技術：
對于電池的充電來說是通過充電集成電路(充電IC)來供應充電電流予待充電的電池，且一般是使用電阻來提供一設定電壓值以對充電集成電路設定所需的充電電流，因此，當有不同需求的充電電流下就必須使用多個的電阻來提供不同的設定電壓值。請參閱圖1，是現(xiàn)有充電裝置與電池間的電路方塊圖?，F(xiàn)有充電裝置包含控制單元
10、設定電壓值提供電路20、及充電集成電路30。控制單元10與充電集成電路30間連接有設定電壓值提供電路20。該設定電壓值提供電路20受控于控制單元10，并根據(jù)所接收的控制訊號個別控制開關晶體管T1、T2的開啟與關閉，以提供電阻RfR3間的不同組合，進而提供不同的設定電壓值至充電集成電路30的電流設定端Iset，以使充電集成電路30根據(jù)電流設定端Iset的設定電壓值自電流輸出端Out輸出充電電流10予電池40。由圖1可知，一般的充電系統(tǒng)會隨著不同大小的充電電流的需求越多，而增加連接至集成電路的電阻與開關晶體管的數(shù)量，進而增加了成本也加大了設定電壓值提供電路20的電路面積?，F(xiàn)有另有一種可程序化的特定充電集成電路來根據(jù)控制單元10的控制訊號直接提供各種的充電電流，例如=I2C高效能充電裝置，然而此種充電裝置的成本則更是
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于使充電電流的調(diào)整更具彈性且占用電路面積小。為達上述目的及其他目的，本發(fā)明提出一種充電電流的控制方法，其用于控制充電集成電路以供應對應的充電電流至電池，包含以下步驟:(A)提供具有一工作周期的脈寬調(diào)制訊號；(B)將具有該工作周期的脈寬調(diào)制訊號轉(zhuǎn)換為對應的一電壓值并提供予該充電集成電路，使該充電集成電路根據(jù)該電壓值提供對應的充電電流予該電池；(C)取得該電池的電流偵測值及電流量規(guī)格值；(D)判斷該電池的電流偵測值是否達到該電流量規(guī)格值，若是，結束充電電流的調(diào)整；若否，則進入步驟(E);及(E)回到步驟(A)，且于步驟(A)中提供比該工作周期高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號。于一實施例中，為了對電池進行充電保護更可包含以下步驟:(a)取得該電池的溫度偵測值；(b)判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值，若否，則回到步驟(a);若是，則進入步驟(c); (C)將該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降低一默認調(diào)降周期值；(d)取得該電池目前的溫度偵測值，并判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值且大于該第一門坎值的一默認溫度值，若否，則回到步驟(a);若是，則進入步驟(e);以及(e)相較于該第一門坎值，每上升該默認溫度值就將該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降低該默認調(diào)降周期值，直至該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降至0%。
于一實施例中，于步驟(B)中，其使用一 RC濾波電路將具有該工作周期的脈寬調(diào)制訊號積分為對應的該電壓值。于一實施例中，于步驟(A)中其提供具有10%工作周期的脈寬調(diào)制訊號；該默認調(diào)降周期值設定為目前工作周期的20%，該默認溫度值系設定為1(° C);該第一門坎值設定為40(° C)，該第二門坎值系設定為45 (° C)。于一實施例中，于步驟(e)中，于該溫度偵測值上升至第二門坎值時使該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降為0%。本發(fā)明還提出一種充電系統(tǒng)，用以使一充電集成電路供應對應的充電電流至一電池，包含:一電池狀態(tài)偵測單元，其連接該電池，用以產(chǎn)生該電池的一電流偵測值及一電流量規(guī)格值；一控制單元，其連接該電池狀態(tài)偵測單元，用以接收該電流偵測值及該電流量規(guī)格值，且該控制單元用以產(chǎn)生具有一工作周期的脈寬調(diào)制訊號，以供該控制單元判斷該電池的電流偵測值未達到該電流量規(guī)格值時，提供比前一工作周期還高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號；以及一濾波單元，其與該充電集成電路及該控制單元連接，用以接收該控制單元產(chǎn)生的脈寬調(diào)制訊號，并將該脈寬調(diào)制訊號轉(zhuǎn)換為對應的一電壓值并提供至該充電集成電路。于一實施例中，該濾波單元包含:一電阻，其第一端連接該控制單元，第二端連接該充電集成電路；及一電容，其連接于該第二端與接地間。由此，本發(fā)明僅利用一 RC濾波電路及脈寬調(diào)制訊號的產(chǎn)生，即可針對不同電池的容量輕易地自動設定出充電電流的大小，進一步的更可對電池的充電溫度進行監(jiān)控與保護。


圖1為現(xiàn)有充電系統(tǒng)與電池的電路方塊圖。圖2為本發(fā)明于一實施例中充電系統(tǒng)、充電集成電路與電池間的電路方塊圖。圖3為本發(fā)明實施例中具工作周期的脈寬調(diào)制訊號PWM轉(zhuǎn)換成電壓值的示意圖。圖4為本發(fā)明于一實施例中充電電流的控制方法的流程圖。圖5為本發(fā)明于另一實施例中充電電流的控制方法的流程圖。圖中:
10，控制單兀；
20，設定電壓值提供電路；
30，充電集成電路；
40，電池；
100，控制單元； 200，濾波單元；
300，充電集成電路；
400，電池；
500，電池狀態(tài)偵測單元；
600，充電系統(tǒng)；
Tl，開關晶體管；
T2，開關晶體管； Rl,電阻；
R2，電阻；
R3，電阻；
1，充電電流；
Ise5t,電流設定端；
Out,電流輸出端；
PWM，脈寬調(diào)制訊號；
V,電壓值訊號；
SlOl S109，步驟；
S201 S213，步驟。
具體實施例方式為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，由下述具體的實施例，并配合所附的圖式，對本發(fā)明做一詳細說明，說明如后:
本發(fā)明實施例由對充電系統(tǒng)的調(diào)控，使連接至充電系統(tǒng)的充電集成電路可依據(jù)調(diào)控動作進行對應的充電電流的供應，并供應至待充電的電池。首先請參閱圖2，為本發(fā)明于一實施例中充電系統(tǒng)、充電集成電路與電池間的電路方塊圖。充電系統(tǒng)600包含:控制單元100、濾波單元200、電池狀態(tài)偵測單元500。該濾波單元200連接該充電集成電路300及該控制單元100，用以將該控制單元100所產(chǎn)生的一脈寬調(diào)制訊號PWM (Pulse Width Modulation, PWM)轉(zhuǎn)換為對應的一電壓值訊號V，并將該電壓值訊號V提供至該充電集成電路300的電流設定端Isrt,使該充電集成電路300可根據(jù)所接收的電壓值訊號V對應地輸出特定的充電電流I。予電池400。其中，該充電集成電路300可根據(jù)該電壓值訊號V進行不同充電電流的輸出系為現(xiàn)有技術手段，于此不在贅述。于一實施例中，該濾波單元200包含:電阻r及電容C。該電阻r的第一端連接該控制單元100，以接收該脈寬調(diào)制訊號PWM，該電阻r的第二端則連接該充電集成電路300的電流設定端Isrt,以將所轉(zhuǎn)換的電壓值訊號V傳送至該充電集成電路300。該電容c則連接于該電阻r的第二端與接地之間。由該電阻r及該電容c的配置可將脈寬調(diào)制訊號PWM積分為電壓值訊號V。該電池狀態(tài)偵測單元500連接該電池400及該控制單元100，用以產(chǎn)生該電池400的電流偵測值及電流量規(guī)格值。該電池狀態(tài)偵測單元500為一種電池計量偵測器(gasgauge)，其普遍地與電池搭配在一起以提供電池狀態(tài)的各項訊息，本發(fā)明的實施例中即利用此等電池訊息來進行充電電流的調(diào)控。該控制單元100連接該濾波單元200及該電池狀態(tài)偵測單元500，以接收該電流偵測值及該電流量規(guī)格值。于充電開始時，該控制單元100產(chǎn)生具有一工作周期(Dutycycle)的脈寬調(diào)制訊號PWM，且該脈寬調(diào)制訊號PWM提供予該濾波單元200，該控制單元100并由該電池狀態(tài)偵測單元500提供的信息判斷該電池400的電流偵測值是否達到該電池400的電流量規(guī)格值，例如:4000mA的電池，當該電池400的電流偵測值未達到該電流量規(guī)格值時，該控制單元100提供比前一工作周期還高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號PWM。據(jù)此，本發(fā)明的實施例中，于初始時其提供較低脈寬調(diào)制訊號PWM以利用較低的充電電流對該電池400充電，再利用脈寬調(diào)制訊號PWM的特性逐漸調(diào)高工作周期(Duty cycle)的比率，使得轉(zhuǎn)換后的電壓值訊號V逐漸升高，進而逐漸提高充電電流，并于最后達到適當?shù)某潆婋娏?即待充電電池的電流偵測值達到電流量規(guī)格值)。進一步地，該控制單元100更用于從該電池狀態(tài)偵測單元500取得該電池400的溫度偵測值，并判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值，以于該溫度偵測值達到該第一門坎值時降低該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期一默認調(diào)降周期值。此外，該控制單元100更用以于當該溫度偵測值大于該第一門坎值時，相較于該第一門坎值，每上升一默認溫度值就將該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降低該默認調(diào)降周期值，其中，當該溫度偵測值上升至第二門坎值時使該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降為0%。舉例來說，一開始其提供10%工作周期的脈寬調(diào)制訊號PWM。于充電電流達到該待充電池400的電流量規(guī)格值前通常電池溫度不會異常，因此當該溫度偵測值達到第一門坎值(例如:40(° C))時，充電電流通常已達到電流量規(guī)格值。此時，因該溫度偵測值已達到40(° C)，該脈寬調(diào)制訊號PWM會被調(diào)降目前工作周期的20%。若該溫度偵測值仍持續(xù)上升，則該脈寬調(diào)制訊號PWM會被持續(xù)調(diào)降。相較于該第一門坎值(40(° C))，溫度每上升1(° C)，該脈寬調(diào)制訊號PWM就會被調(diào)降20%，并于溫度到達45 (° C)時，該脈寬調(diào)制訊號PWM會被調(diào)降至0%。接著請參閱圖3，為本發(fā)明實施例中具工作周期的脈寬調(diào)制訊號PWM轉(zhuǎn)換成電壓值的示意圖。tw表示一個完整的脈波周期，tm表示高邏輯(Hi)的時間，Iff表示低邏輯(low)的時間，VhiS高邏輯(Hi)的電位。因此，將一固定周期比例的方波經(jīng)由濾波單元200的轉(zhuǎn)換后即可獲得為常數(shù)值的一輸出電壓V。。若要改變輸出電壓V。，只要改變InZXff的比率即可。圖3所示的工作周期系以80%作為示例。接著請參閱圖4，為本發(fā)明于一實施例中充電電流的控制方法的流程圖。首先，步驟(SlOl):提供具有一工作周期(Duty cycle)的脈寬調(diào)制訊號PWM。步驟(S103):將具有該工作周期的脈寬調(diào)制訊號PWM轉(zhuǎn)換為對應的一電壓值并提供予充電集成電路。步驟(S105):取得電池的電流偵測值Id6t及電流量規(guī)格值IMg。步驟(S107):判斷該電池的電流偵測值Idet是否達到該電流量規(guī)格值I,eg，若是，則結束充電電流的調(diào)整；若否，則進入步驟(S109)。步驟(S109):提供比前一工作周期還高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號PWM，接著回到步驟(S103)。接著請參閱圖5，為本發(fā)明于另一實施例中充電電流的控制方法的流程圖。此方法加入對電池溫度的監(jiān)控，其可適用于圖4所述的方法中的任何階段。首先，步驟(S201):取得該電池目前的溫度偵測值。步驟(S203):判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值，若否，則回到步驟(S201)；若是，則進入步驟(S205)。步驟(S205):將脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降低一默認調(diào)降周期值。步驟(S207):取得該電池目前的溫度偵測值。步驟(S209):判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值且大于該第一門坎值一默認溫度值，若否，則回到步驟(S201);若是，則進入步驟(S211)。步驟(S211):相較于該第一門坎值，每上升該默認溫度值就將該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降低該默認調(diào)降周期值，直至該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降至0%。其中，于步驟(e)中，于該溫度偵測值上升至第二門坎值時系使該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降為0%。綜上所述，利用脈寬調(diào)制訊號可調(diào)變的特性，再搭配RC濾波電路，即可產(chǎn)生所需的各種電壓位準，進而可控制充電集成電路，并針對不同電池的容量輕易地自動設定出充電電流的大小，而不若現(xiàn)有技術般需要較大的電路占用面積或使用成本高昂的可程序化的特定充電集成電路。進一步地，本發(fā)明更可對電池的充電溫度進行監(jiān)控與保護。本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施
例僅用于描繪本發(fā)明，而不應解讀為限制本發(fā)明的范圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效的變化與置換，均應設為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍當以申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種充電 電流的控制方法，其用于控制充電集成電路以供應對應的充電電流至電池，其特征在于:其包含以下步驟: 提供具有一工作周期的脈寬調(diào)制訊號； 將具有該工作周期的脈寬調(diào)制訊號轉(zhuǎn)換為對應的一電壓值并提供予該充電集成電路，使該充電集成電路根據(jù)該電壓值提供對應的充電電流予該電池； 取得該電池的電流偵測值及電流量規(guī)格值； 判斷該電池的電流偵測值是否達到該電流量規(guī)格值，若是，結束充電電流的調(diào)整；若否，則進入步驟(E);以及 回到步驟(A)，且于步驟(A)中提供比該工作周期高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號。
2.根據(jù)權利要求1所述的充電電流的控制方法，其特征在于:其中還包含以下步驟: 取得該電池的溫度偵測值； 判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值，若否，則回到步驟(a);若是，則進入步驟(C)； 將該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降低一默認調(diào)降周期值； 取得該電池目前的溫度偵測值，并判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值且大于該第一門坎值一默認溫度值，若否，則回到步驟(a);若是，則進入步驟(e);以及 相較于該第一門坎值，每上升該默認溫度值就將該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降低該默認調(diào)降周期值，直至該脈寬調(diào)制訊號PWM目前的工作周期降至0%。
3.根據(jù)權利要求1所述的充電電流的控制方法，其特征在于:其中于步驟(B)中，其使用一 RC濾波電路將具有該工作周期的脈寬調(diào)制訊號積分為對應的該電壓值。
4.根據(jù)權利要求1所述的充電電流的控制方法，其特征在于:其中于步驟(A)中提供具有10%工作周期的脈寬調(diào)制訊號。
5.根據(jù)權利要求2所述的充電電流的控制方法，其特征在于:其中該默認調(diào)降周期值設定為目前工作周期的20%，該默認溫度值設定為1° C。
6.根據(jù)權利要求2所述的充電電流的控制方法，其特征在于:其中于步驟(e)中，于該溫度偵測值上升至第二門坎值時使該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降為0%。
7.根據(jù)權利要求6所述的充電電流的控制方法，其特征在于:其中該第一門坎值系設定為40° C，該第二門坎值系設定為45° C。
8.一種充電系統(tǒng)，用以使一充電集成電路供應對應的充電電流至一電池，其特征在于:包含: 一電池狀態(tài)偵測單元，其連接該電池，用以產(chǎn)生該電池的一電流偵測值及一電流量規(guī)格值； 一控制單元，其連接該電池狀態(tài)偵測單元，用以接收該電流偵測值及該電流量規(guī)格值，且該控制單元用以產(chǎn)生具有一工作周期的脈寬調(diào)制訊號，以供該控制單元判斷該電池的電流偵測值未達到該電流量規(guī)格值時，提供比前一工作周期還高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號；以及 一濾波單元，其與該充電集成電路及該控制單元連接，用以接收該控制單元產(chǎn)生的脈寬調(diào)制訊號，并將該脈寬調(diào)制訊號轉(zhuǎn)換為對應的一電壓值并提供至該充電集成電路。
9.根據(jù)權利要求8所述的充電系統(tǒng)，其特征在于:其中該濾波單元包含: 一電阻，其第一端連接該控制單元，第二端連接該充電集成電路；及 一電容，其連接于該第二端與接地間。
10.根據(jù)權利要求8所述的充電系統(tǒng)，其特征在于:其中該電池狀態(tài)偵測單元用以取得該電池的溫度偵測值；該控制單元判斷該溫度偵測值是否達到第一門坎值，以于該溫度偵測值達到該第一門坎值時降低該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期一默認調(diào)降周期值。
11.根據(jù)權利要求10所述的充電系統(tǒng)，其特征在于:其中該控制單元用以判斷該溫度偵測值大于該第一門坎值時，每上升一默認溫度值就將該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降低該默認調(diào)降周期值。
12..根據(jù)權利要求11所述的充電系統(tǒng)，其特征在于:其中，該控制單元用以判斷該溫度偵測值上升至第二門坎值時，`使該脈寬調(diào)制訊號目前的工作周期降為0%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種以脈寬調(diào)制方式控制充電電流的充電方法及充電系統(tǒng)，以控制充電集成電路供應充電電流至一電池，利用控制單元產(chǎn)生具有一工作周期的脈寬調(diào)制訊號，并利用濾波單元轉(zhuǎn)換成提供至充電集成電路的電壓訊號，該控制單元并用以判斷電池狀態(tài)偵測單元取得的電池的電流偵測值是否達到電流量規(guī)格值，以于該電池的電流偵測值未達到該電流量規(guī)格值時提供比前一工作周期還高一默認調(diào)升周期值的脈寬調(diào)制訊號，進而利用脈寬調(diào)制訊號的特性而可針對不同電池的容量輕易地自動設定出充電電流的大小。
文檔編號H02J7/00GK103107564SQ20111035485
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者黃瑞銓, 謝青峰 申請人:亞旭電子科技(江蘇)有限公司, 亞旭電腦股份有限公司