專利名稱：充電控制裝置及充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池智能化充電管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種充電控制裝置及充電器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的充電適配器，由其對于掌上電腦PAD而言，一般僅提供供電電壓，充電方式為恒壓式，即充電電壓不變，在這種充電方式下，充電電流隨著充電時間在不斷變化減小， 當(dāng)電流減小到一定值時，電池充電基本停止，但是，此時的充電率通常只能達(dá)到85%左右。 此外，這樣的充電方式缺乏精密控制的充電過程，充電過程還可能出現(xiàn)以下兩種情況1、電流不穩(wěn)定，充電時電池中的化學(xué)物質(zhì)不穩(wěn)定將降低電池的可靠性；2、激活電流過大，電池中的化學(xué)物質(zhì)需要一個大電流激活的過程，若此電流過大， 會導(dǎo)致電池?fù)p壞。以上問題都會導(dǎo)致電池的可靠性以及使用壽命降低。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型的實用新型目的是提供一種充電控制裝置以及充電器，以解決充電致使電池的可靠性以及使用壽命降低的問題。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供了控制器以及檢測電路，控制器，與所述檢測電路相連，根據(jù)檢測電路發(fā)送的信號，實時調(diào)整充電電流和充電電壓；檢測電路， 與所述控制器相連，實時檢測充電電池或電池組的電壓及電流，并將檢測到的電壓及電流信號發(fā)送至所述控制器。優(yōu)選地，所述檢測電路包括比較器以及五個電阻第一電阻、第二電阻、以及第三電阻依次串聯(lián)于充電電池或電池組的正負(fù)端之間；第四電阻連接于充電電池或電池組的負(fù)端與放大器的第一輸入端之間；第五電阻連接于所述第一電阻與第二電阻的連接點與所述比較器的第二輸入端之間；所述比較器的第二輸入端與第一輸出端之間連接有反饋回路， 所述第一輸出端與所述控制器相連。優(yōu)選地，所述反饋回路包括第六電阻以及電容所述第六電阻與所述電容并聯(lián)于所述第二輸入端與所述第一輸出端之間。優(yōu)選地，所述比較器與所述控制器之間連接有光電耦合器。優(yōu)選地，所述比較器為雙運放集成電路。優(yōu)選地，該裝置還包括溫度檢測電路，與所述檢測電路相連，實時檢測充電電池或電池組的環(huán)境溫度，并將檢測到的溫度信號發(fā)送至所述檢測電路；所述控制器根據(jù)檢測電路發(fā)送的所述溫度信號控制維持或切斷對所述充電電池或電池組的充電。優(yōu)選地，所述溫度監(jiān)測電路包括第七電阻以及第八電阻，所述第七電阻與所述第八電阻串聯(lián)于供電電壓與地之間，且所述第七電阻與第八電阻的連接點連接至所述比較器的第三輸入端，所述比較器的第四輸入端接參考電壓，所述比較器的第二輸出端與所述控制器相連。[0016]優(yōu)選地，所述充電電池或電池組為掌上電腦PAD的電池。[0017]本實用新型還提供了一種充電器，該充電器包括充電電路，該充電器還包括權(quán)利要求1-8任一項所述的充電控制裝置。[0018]優(yōu)選地，所述充電電路包括變壓器，所述變壓器的初級線圈與所述控制器相連。[0019]有益效果[0020]上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點或有益效果本實用新型通過對充電電流和電壓的實時監(jiān)控和調(diào)整，將充電過程分為四個階段，實現(xiàn)了對充電的智能化管理和精密控制，在提高電池的可靠性并延長電池的使用壽命的同時，提高了電池的帶載能力。


[0021]圖1為本實用新型實施例的充電控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2本實用新型實施例的充電控制裝置中檢測電路的電路示意圖；；[0023]圖如圖3(a)_3(b)所示，分別為實施例中充電電流和充電電壓在充電過程中的變化曲線圖。
具體實施方式
[0024]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0025]實施例1[0026]如圖1所示，依照本實用新型一種實施方式的充電控制裝置包括控制器1以及檢測電路2。其中[0027]控制器1與檢測電路2相連，根據(jù)檢測電路2發(fā)送的信號，實時調(diào)整充電電流和充電電壓；檢測電路2，與控制器1相連，實時檢測充電電池或電池組3的電壓及電流，并將檢測到的電壓及電流信號發(fā)送至控制器1。如圖1中所示，控制器1與充電電路相連，充電電路部分包括交流市電輸入、整流橋以及變壓器等，控制器1與變壓器的初級線圈相連。充電電路部分為較成熟的現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。[0028]如圖2所示，檢測電路2包括比較器Al以及五個電阻第一電阻R1、第二電阻R2、 以及第三電阻R3依次串聯(lián)于充電電池或電池組3的正負(fù)端之間；第四電阻R4連接于充電電池或電池組3的負(fù)端與比較器Al的第一輸入端INNBl之間；第五電阻R5連接于第一電阻Rl與第二電阻R2的連接點A與比較器Al的第二輸入端INNB2之間；比較器Al的第二輸入端INNB2與第一輸出端OUTB之間連接有反饋回路，第一輸出端OUTB與控制器1相連。 檢測電路2實時通過第四電阻R4檢測充電電流，通過檢測第一電阻Rl與第二電阻R 3的分壓值，并計算充電電壓，將兩輸入作比較，優(yōu)選選擇較大的值，與反饋回路的反饋值進行比較，將比較結(jié)果輸出至控制器1，由控制器1根據(jù)比較結(jié)果實時動態(tài)調(diào)整充電電路的輸出。4[0029]在本實施方式中，反饋回路包括第六電阻R6以及電容Cl 第六電阻R6與電容Cl 并聯(lián)于運算放大器Al的第二輸入端INNB2與第一輸出端OUTB之間。在本實施方式的充電控制裝置中，比較器Al為雙運放集成電路，其具有兩組運放，即包括兩套運算放大器，共四輸入、兩輸出。本實施方式的裝置還包括溫度檢測電路4，與檢測電路2相連，實時檢測充電電池或電池組3的溫度，并將檢測到的溫度信號發(fā)送至檢測電路2，由檢測電路2將該溫度信號發(fā)送至控制器1，再由控制器1根據(jù)該溫度信號控制維持或切斷對充電電池或電池組3的充電。如圖2所示，該溫度監(jiān)測電路4進一步包括第七電阻R7以及第八電阻R8，R7、R8 串聯(lián)在供電電壓VCC與地之間，且連接點連接至比較器Al的第三輸入端INNAl，比較器A2 的第四輸入端INNA2連接溫度參考電壓V參考，第二輸出端OUTA連接控制器1。R7為溫度敏感電阻，置于充電電池或電池組3的附近，隨時感測充電電池或電池組3的環(huán)境溫度，通常，當(dāng)溫度超過50°C時，比較器Al的第二輸出端OUTA輸出高電壓，控制器1停止充電過程。此外，比較器Al的輸出信號不能直接輸出至控制器1，因此，比較器Al與控制器1 之間設(shè)置光電耦合器P1。本實施方式的充電控制裝置根據(jù)實時檢測充電電池或電池組的電池電流和電壓， 將對充電電池或電池組的充電過程分為四個階段，以實現(xiàn)對充電的精密控制第一階段大電流充電階段在本階段中，對充電電池或電池組進行大電流激活，由控制器預(yù)先設(shè)定該階段允許的充電電流的最大值，以保證充電電池或電池組不會因為電流過大而在激活過程中損壞，該最大值的大小與充電電池或電池組本身的容量相關(guān)，可事先通過多次實驗測定。在本階段的充電過程中，充電電流逐漸減小，電池電壓逐漸升高，當(dāng)檢測到充電電流達(dá)到第一設(shè)定值時，控制器控制使充電過程進入第二階段。此時，電池充電率能達(dá)到40% 左右ο第二階段恒流充電階段在本階段中，以恒流的方式充電。通過檢測電路將檢測到的電流輸入到運算放大器，再與反饋回路反饋的電流值作比較，由控制器通過調(diào)整輸出PWM占空比來實現(xiàn)恒流實時調(diào)整，以保證充電電流穩(wěn)定在恒定值(第一階段的第一設(shè)定值)，當(dāng)檢測電路檢測到充電電壓(略大于電池電壓，以電池電壓為檢測對象)達(dá)到預(yù)設(shè)的恒定值V(該恒定值的大小也與充電電池或電池組本身的容量相關(guān)，可事先通過多次實驗測定)時，由控制器控制充電過程進入第三階段。此時，電池充電率能達(dá)到60%左右。在本階段中，假如恒流時，控制器的占空比是50%，突然R3上檢測的電流減小， 此時因為是閉環(huán)反饋，比較器輸出的信號也相應(yīng)減小，反饋到控制器端，控制器就會增大占空比(超過50%)，以保持電流的恒定。電流增大的情況下，控制器會減小占空比(低于 50% )。第三階段恒壓充電階段在本階段中，控制器采用與恒流充電階段同樣的調(diào)整方式，將充電電壓穩(wěn)定在V， 以保證充電電池或電池組具有較高的充電效率。在此過程中，充電電流繼續(xù)減小，當(dāng)檢測到充電電流達(dá)到第二設(shè)定值時，由控制器控制充電過程進入第四階段。此時，電池充電率能達(dá)到85 %左右，與傳統(tǒng)適配器的充電效率相當(dāng)。[0044]第四階段涓流充電階段[0045]在本階段中，由于充電電池或電池組已經(jīng)基本達(dá)到飽和狀態(tài)，檢測電路檢測到的充電電流已經(jīng)很小，傳統(tǒng)的適配器此時已經(jīng)停止充電。本實用新型的充電控制裝置為了保證繼續(xù)有涓流對充電電池或電池組充電，需要將充電電壓做進一步的提升，一般在V的基礎(chǔ)上再提升0. 7V，以保證充電繼續(xù)進行，使得充電電池能能夠充分充電至99 %，提高充電效率，從而有效利用電池資源。[0046]在以上整個充電過程中，溫度檢測器始終檢測充電電池或電池組的溫度，當(dāng)該溫度超過一定上限時，由控制器控制切斷充電過程。[0047]此外，本實用新型的充電控制裝置實時監(jiān)控充電電壓和電流的大小，當(dāng)電壓和電流短時內(nèi)達(dá)到一定的上限時，切斷充電過程。[0048]本實用新型還提供了一種包括上述充電控制裝置的充電器，如圖2所示，該充電器還包括充電電路以及變壓器，變壓器的初級線圈與控制器相連。[0049]實施例2[0050]本實施例以PAD充電器為例，本實施例的充電器通過充電控制裝置對充電電池或電池組的充電過程的控制如下[0051]第一階段大電流充電階段[0052]設(shè)定充電電流的最大值，且當(dāng)檢測到充電電流達(dá)到0. 5A時，控制器控制使充電過程進入第二階段。此時，電池充電率能達(dá)到40%左右。[0053]第二階段恒流充電階段[0054]在本階段中，以恒流0. 5A充電，當(dāng)檢測電路檢測到充電電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的恒定值V 時，由控制器控制充電過程進入第三階段。此時，電池充電率能達(dá)到60%左右。[0055]第三階段恒壓充電階段[0056]在本階段中，將充電電壓穩(wěn)定在V，當(dāng)檢測到充電電流達(dá)到0. 2A時，由控制器控制充電過程進入第四階段。此時，電池充電率能達(dá)到85%左右。[0057]第四階段涓流充電階段[0058]在本階段中，要將充電電壓提升到V+0. 7V，繼續(xù)充電，該階段電池充電率能夠達(dá)到 99%。[0059]如圖3(a)_3(b)所示，分別為充電電流和充電電壓在充電過程中的變化曲線圖。[0060]本實用新型實施例所述的充電器還可應(yīng)用于其他便攜式終端電子產(chǎn)品充電，比如移動電視，個人智能電視等等。[0061]以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的實際保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種充電控制裝置，其特征在于，該裝置包括控制器以及檢測電路，控制器，與所述檢測電路相連，根據(jù)檢測電路發(fā)送的信號，實時調(diào)整充電電流和充電電壓；檢測電路，與所述控制器相連，實時檢測充電電池或電池組的電壓及電流，并將檢測到的電壓及電流信號發(fā)送至所述控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置組，其特征在于，所述檢測電路包括比較器以及五個電阻第一電阻、第二電阻、以及第三電阻依次串聯(lián)于充電電池或電池組的正負(fù)端之間；第四電阻連接于充電電池或電池組的負(fù)端與放大器的第一輸入端之間；第五電阻連接于所述第一電阻與第二電阻的連接點與所述比較器的第二輸入端之間；所述比較器的第二輸入端與第一輸出端之間連接有反饋回路，所述第一輸出端與所述控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電控制裝置，其特征在于，所述反饋回路包括第六電阻以及電容所述第六電阻與所述電容并聯(lián)于所述第二輸入端與所述第一輸出端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電控制裝置，其特征在于，所述比較器與所述控制器之間連接有光電耦合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電控制裝置，其特征在于，所述比較器為雙運放集成電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電控制裝置，其特征在于，該裝置還包括溫度檢測電路，與所述檢測電路相連，實時檢測充電電池或電池組的環(huán)境溫度，并將檢測到的溫度信號發(fā)送至所述檢測電路；所述控制器根據(jù)檢測電路發(fā)送的所述溫度信號控制維持或切斷對所述充電電池或電池組的充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電控制裝置，其特征在于，所述溫度監(jiān)測電路包括第七電阻以及第八電阻，所述第七電阻與所述第八電阻串聯(lián)于供電電壓與地之間，且所述第七電阻與第八電阻的連接點連接至所述比較器的第三輸入端，所述比較器的第四輸入端接參考電壓，所述比較器的第二輸出端與所述控制器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的充電控制裝置，其特征在于，所述充電電池或電池組為掌上電腦PAD的電池。
9.一種充電器，該充電器包括充電電路，其特征在于，該充電器還包括權(quán)利要求1-8任一項所述的充電控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的充電器，其特征在于，所述充電電路包括變壓器，所述變壓器的初級線圈與所述控制器相連。
專利摘要本實用新型提供了一種充電控制裝置及充電器，涉及電池智能化充電管理技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括控制器以及檢測電路，控制器，與所述檢測電路相連，根據(jù)檢測電路發(fā)送的信號，實時調(diào)整充電電流和充電電壓；檢測電路，與所述控制器相連，實時檢測充電電池或電池組的電壓及電流，并將檢測到的電壓及電流信號發(fā)送至所述控制器。本實用新型通過對充電電流和電壓的實時監(jiān)控和調(diào)整，將充電過程分為四個階段，實現(xiàn)了對充電的智能化管理和精密控制，在提高電池的可靠性并延長電池的使用壽命的同時，提高了電池的帶載能力。
文檔編號H02J7/10GK202260589SQ201120332850
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者楊丹丹, 王清金, 王笑, 陶淦 申請人:青島海信電器股份有限公司