充电结束点的判断方法技术

技术编号:10670944 阅读:230 留言:0更新日期:2014-11-20 15:37
本发明专利技术为一种充电结束点的判断方法,包括:藉电源输入单元将输入电源转换成分压及输出电源;利用脉冲宽度调制(PWM)驱动控制器接收分压电源并产生PWM驱动信号,控制切换晶体管产生充电电流;藉充电电感传导充电电流对充电电池单元进行充电操作;利用感测电阻连接充电电池单元而接地;利用PWM驱动控制器依据感测电阻的感测电压以调节PWM驱动信号的工作宽度;以及藉PWM驱动控制器比较工作宽度及预设宽度,判断目前的工作宽度是否低于预设宽度而结束充电操作。因此,本发明专利技术不需高灵敏度、高增益的复杂放大器,便能精确判断充电是否完成。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为一种,包括:藉电源输入单元将输入电源转换成分压及输出电源;利用脉冲宽度调制(PWM)驱动控制器接收分压电源并产生PWM驱动信号,控制切换晶体管产生充电电流;藉充电电感传导充电电流对充电电池单元进行充电操作;利用感测电阻连接充电电池单元而接地;利用PWM驱动控制器依据感测电阻的感测电压以调节PWM驱动信号的工作宽度;以及藉PWM驱动控制器比较工作宽度及预设宽度,判断目前的工作宽度是否低于预设宽度而结束充电操作。因此,本专利技术不需高灵敏度、高增益的复杂放大器,便能精确判断充电是否完成。【专利说明】
本专利技术有关于一种,尤其是在定电压小电流充电时利用脉 冲宽度调制驱动控制器判断脉冲宽度调制信号的工作宽度是否低于预设宽度以决定充电 结束点。
技术介绍
许多手持式或可携式的电子装置,比如手表、手机、笔电(笔记型计算机)、平板计 算机、遥控器、收录音机、随身听、录音笔、相机,无法使用价格低的市电当作电源而运作,而 是需要体积小、重量轻、具有相当电量及相当便性的电池以提供所需的电力,比如一次性电 池的碳锌电池、碱性电池、水银电池,或充电电池的镍镉电池、镍氢电池、锂电池、锂铁电池, 其中充电电池具有可多次充电、放电的重复循环使用特性,不仅可减少废弃物,同时也具有 相当的节能减碳功效,因此,已成为上述电子装置的主要电源,尤其是手机、笔电、平板计算 机。 依据充电电池的电化学特性,一般的充电程序可包括定电流充电、定电压充电、小 电流充电等等步骤,藉以缩短充电时间,同时尽量提高可充电量。然而,充电电池在充电时, 尤其是锂系电池,须避免过度充电,否则可能会发生过热、产生高活性物质(比如氢气)而 造成毁损或甚至爆炸起火。因此,负责充电的充电器通常需要侦测电池是否达到充饱程度, 并在充饱时,停止充电,以防止过度充电的危险。 在现有技术中,侦测电池是否充饱的最简单且常使用的手段是电流感测方式。具 体而言,使用感测电阻串接在切换晶体管,让切换晶体管的导通电流流过感测电阻,并藉控 制电路侦测在感测电阻上的感测电压而决定电池的充饱程度。不过,在实际电路上一般是 尽可能使用很小电阻,以避免功耗的浪费,因此感测电流及感测电压很低。尤其是在电池接 近充饱时,感测电流会更低,使得感测电压过低而不容易精确侦测,可能造成充电结束点的 误判,比如太早结束而充电量不足,或太晚结束而过度充电,甚至影响安全性。 上述问题的现有技术解决方法是使用高灵敏度及高增益的模拟放大器,可配置在 控制电路中,用以精确放大微小的感测电压,这不仅会导致成本增加,且还因这类放大器容 易受到周围电气环境的干扰而影响电气特性,大大增加实体电路布局上的困难程度,甚至 无法具体实现。 因此,需要一种,可在充电电池单元接近充饱时,精确判断 充电的结束点而停止进一步充电,避免充电电池单元充电量不足或被过度充电而损坏,提 高可利用电量并改善安全性,藉以解决上述现有技术的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种,是在定电流充电后的定 电压充电中进行,其中在定电压充电时,充电电流会随充电电池逐渐充饱而降低,因此本发 明的判断方法包括:利用电源输入单元接收输入电源,并经分压及滤波处理而产生分压电 源及输出电源,分别供应脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)驱动控制器及切 换晶体管;利用PWM驱动控制器产生PWM驱动信号,用以控制切换晶体管的切换动作,使得 切换晶体管导通及关闭而利用输出电源以产生充电电流,且经由充电电感对充电电池单元 进行充电操作,而充电电池单元是经感测电阻而接地,且感测电阻的跨压为感测电压;利用 PWM驱动控制器接收感测电压,并依据感测电压而调节PWM驱动信号的工作宽度(duty); 利用PWM驱动控制器比较工作宽度以及预设宽度,并判断目前的工作宽度是否低于预设宽 度;以及如果工作宽度大于预设宽度,则持续产生PWM驱动信号以供应充电电流给充电电 感,而如果工作宽度等于或低于预设宽度,则停止产生PWM驱动信号,藉以关闭切换晶体管 而停止提供充电电流给充电电感,进而结束对充电电池单元的充电操作。 因此,本专利技术的方法可在不需使用高灵敏度放大器下,便能利用PWM驱动控制器 决定所产生的PWM信号的工作宽度是否低于预设宽度而精确判断充电结束点的结束点,进 而停止进一步充电,防止过度充电,不仅可大幅降低成本,还能提高抗噪声能力,尤其是可 大幅改善温度的影响,增进整体充电操作的稳定性及可靠度。 【专利附图】【附图说明】 图1显示依据本专利技术第一实施例的操作流程图。 图2显示依据本专利技术第一实施例的系统示意图。 图3显示依据本专利技术第二实施例的操作流程图。 图4显示依据本专利技术第二实施例的系统示意图。 其中,附图标记说明如下: 10 电源输入单元 20 脉冲宽度调制(PWM)驱动控制器 30 切换晶体管 BT 充电电池单元 C 滤波电容 I 充电电流 IS 感测电流 L 充电电感 RS 感测电阻 S10 至 S60 步骤 Vin 输入电源 VS 感测电压 S10 利用电源输入单元产生分压电源及输出电源 S20 利用脉冲宽度调制(PWM)驱动控制器产生PWM驱动信号 S30 利用PWM驱动信号控制切换晶体管以产生充电电流 S40 利用充电电感传输充电电流给充电电池 S41 利用充电电感及感测电阻传输充电电流给充电电池 S50 利用PWM驱动控制器依据感测电压以调节工作宽度 S60 利用PWM驱动控制器判断该充电操作是否完成而结束充电操作 【具体实施方式】 以下配合附图及附图标记对本专利技术的实施方式做更详细的说明,使熟习本领域的 技术人员在研读本说明书后能据以实施。 请同时参考图1及图2,依据本专利技术第一实施例的操作流 程图及系统示意图。本专利技术的判断方法主要是在定电流充电后的定电压充电中判断充电电 池的充电结束点,藉以结束充电操作。充电电池整个充电操作包括依序进行的定电流充电 及定电压充电,其中在定电压充电时,充电电流会随充电电池逐渐充饱而降低,而本专利技术的 判断方法用以判断充电电池在定电压充电时的充电结束点。 具体而言,本专利技术的判断方法是利用充电装置对充电电池单元BT进行充电,而充 电装置可包括电源输入单元10、切换晶体管30、脉冲宽度调制(PWM)驱动控制器20、充电电 感L及感测电阻RS。 上述的充电电池单元BT本质上并不是限于一单元充电电池单元,而是可包括由 至少一单元充电电池单元经并联及/或串联连接组合而成一体的充电电池组。 本专利技术第一实施例判断充电结束点的充电方法是从步骤S10开始,主要是利用电 源输入单元10接收输入电源Vin,比如市电、其它交流或直流电源,并经适当处理而产生分 压电源及输出电源,比如分压、滤波及/或整流处理。 接着,进入步骤S20,利用脉冲宽度调制(PWM)驱动控制器20接收来自电源输入单 元10的分压电源,以当作供应电源,并产生PWM驱动信号。 在步骤S30中,利用切换晶体管30接收来自电源输入单元10的输出电源,并由 PWM本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种充电结束点的判断方法,用以藉一充电装置对一充电电池单元进行一充电操作,该充电装置包括一电源输入单元、一切换晶体管、一脉冲宽度调制驱动控制器、一充电电感及一感测电阻,其特征在于,该方法是包括以下步骤:利用该电源输入单元接收来自外部的一输入电源,并经分压、滤波及/或整流处理而产生一分压电源及一输出电源;利用该脉冲宽度调制驱动控制器接收该分压电源以当作供应电源,并产生一脉冲宽度调制驱动信号;利用该切换晶体管接收该输出电源,并由该脉冲宽度调制驱动信号控制该切换晶体管的切换动作而产生一充电电流;利用该充电电感电气连接至该切换晶体管,用以接收该充电电流,并利用该充电电流而对电气连接至该充电电感的该充电电池单元进行该充电操作,该充电电池单元是经该感测电阻而接地,且一感测电流流过该感测电阻,而该感测电阻的跨压为一感测电压;利用该脉冲宽度调制驱动控制器接收该感测电压,并依据该感测电压以调节该脉冲宽度调制驱动信号的一工作宽度;该脉冲宽度调制驱动控制器比较该脉冲宽度调制驱动信号的工作宽度以及一预设宽度,以判断该充电操作是否达到一充电结束点而完成;以及如果该工作宽度大于该预设宽度,则该充电结束点还未达到且该脉冲宽度调制驱动控制器持续产生该脉冲宽度调制驱动信号,而如果该工作宽度等于或小于该预设宽度,则该充电结束点已达到且该脉冲宽度调制驱动控制器设定该脉冲宽度调制驱动信号的工作宽度为零,藉以关闭该切换晶体管而停止提供该充电电流给该充电电感,因而结束对该充电电池单元的充电操作。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:林敬渊陈顺科
申请(专利权)人:产晶积体电路股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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