用于给二次电池充电的系统、方法和半导体设备技术方案

一种半导体设备包括连接到外部电池的可调电流源。该半导体设备包括反馈控制模块，其响应于外部电池的电压电平。该反馈控制模块还具有输出端，所述输出端被指示控制由可调电流源提供的电流。同样，该反馈控制模块能够有选择地提供信号，以周期性地和暂时地关断由可调电流源提供的电流。在电流被接通的时间段和电流被关断的时间段期间，测量外部电池处的电压。当电流被关断时，该反馈控制模块能够测量外部电池电压，使得能够将其和在该可调电流源被接通时的电池电压相比较。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于给二次电池充电的系统、方法和半导体设备
本公开通常涉及用于给二次电池充电的系统和方法。技术背景消费者市场日益需求便携式电子设备，例如个人数字助理(PDA)、 MP3 播放器、便携式存储系统、高级无线电话、照相机、和其它手持设备。许多这 些设备可能包括一个或多个二次电池，所述二次电池在设备寿命期间可以被充 电和再充电。此外，许多这些电子设备可能包括电连接到二次电池的充电电路， 以允许再充电。传统的充电电路可能需要附加的电路，例如一个或多个附加电阻、 一个或 多个场效应晶体管等，这可能增加便携式电子设备的成本。而且，该附加电路 能够降低给二次电池充电的效率。这种电路在充电期间可能消耗多于可以忽略 的电功率，并因此增加给二次电池再次充电所需的时间和功率。因此，期望一种用于给二次电池充电的改进的系统和方法。附图说明图1是包括二次电池充电系统的便携式电子设备的方框图； 图2是包括充电电路的半导体设备的方框图；图3是说明在图示的充电周期期间由充电电路施加给二次电池的电压和电 流相对于时间的曲线图；图4是说明给二次电池充电的方法的流程图；以及 图5是说明在二次电池接受充电的方法的流程图。具体实施方式一种半导体设备包括可调电流源，其连接到外部电池。该外部电池响应于 由该可调电流源提供的电流。此外，该半导体设备包括反馈控制模块，其响应 于该外部电池的电压电平。该反馈控制模块还具有输出端，所述输出端被指示 控制由该可调电流源提供的电流。同样，该反馈控制模块能够有选择地提供信 号，以周期性地和暂时地关断由该可调电流源提供的电流。在电流接通的时间 段和电流关断的时间段期间，测量外部电池的电压。在特定实施例中，该半导体设备进一步包括模数转换器，其响应于在外部 电池处所测得的电压。此外，该半导体设备包括处理器，其响应于该模数变换器。该反馈控制模±央还能够响应于该处理器，并且该反馈控制模i央能够基于在该电池处所测得的电压，给该可调电流源发送停止充电信号。在Ht定的实施 例中，该反馈控制模块周期性地和暂时地关断由该可调电流源提供的电流。当 该电流被关断时，该反馈控制模块會,测量外部电池电压，使得能够将其和该可调电流源接通时的电池电压相比较。在另一1it定的实施例中，该外部电池是非水(non-aqueous)电池，如锂离子型电池。该外部电池通常被充电到4.0 伏和4.3伏之间的特定电压。在另一个实施例中， 一个系统包括外壳，该外壳包含可再充电电池和半导 体设备。该半导体设备包括处理器和充电电路。在说明性的实施例中，该电池 充电电路包括给可再充电电池提供充电的可调电流源、和反馈控制模块，所述 反馈控制模块具有响应于可再充电电池的电压电平的第一输入端、和响应于极 限电压的第二输入端。该反馈控制模块还具有输出端，该输出端被指示控制由 可调电流源提供的电流。此外，该反馈控制模块周期性地和暂时地提供信号， 以关断由可调电流源提供的电流。在电流接通的时间段和电流关断的时间段期 间，测量可再充电电池的电压。在另一个实施例中，提供了一种给电池充电的方法，包括在第一电池充电 时间段期间，给电池施加来自半导体设备的充电电流。在该第一电池充电时间 段期间在电池处测量充电电压电平。在非充电电压测量时间间隔期间，暂时停 止给电池施加来自半导体设备的充电电流。同时，在充电电流不再被施加给电 池时，在电池处测量非充电电压电平。在另一个实施例中，提供了一种系统，包括被连接到半导体设备的可再充 电电池。具体地，该可再充电电池在充电周期接收充电电流。同样，该充电周 期包括多个间歇的无充电时间间隔，其中电池从半导体设备接收显著减小的充 电电流。在另一个实施例中，提供了一种给电池充电的方法，包括在电池终端处接 收具有基本恒定的值的充电电流，直到电池处的电压达到预定的电平为止。其 后，在电池处接收在该终端处成指数递减的值的充电电流，使得电池电压不超过预定电压极限。当充电电t臓常地斷氐时，充电电流周斯性地和暂时地停止， 以便测量电池的非充电电压。图1示出被表示为100的二次电池充电系统的示例性、非限制性实施例。如图1所示，系统100包括外壳102，其中布置有半导体设备104。在说明性 的实施例中，半导体设备104是集成电路。充电电路106可以被包括在半导体 设备104上。此外，在说明性的实施例中，二次电池108 (如非水电池)被电 连接到充电电路106。在特定的实施例中，该非水电池是锂离子电池。图1还表明系统100可以包括响应于半导体设备104的显示器110。在特 定的实施例中，显示器110可以给用户提供电池108的充电状态的视觉指示。 例如，显示器110會,以百分比指示充电状态，如，已充电的百分比或仍需要 充电的百分比。在一可替代方案中，显示器110能够指示完成全部充电还需要 的时间。在一特定的实施例中，显示器110可以是发光二极管(LED)、液晶 显示器(LCD)、或任何类似设备。现在参考图2，示出了包括充电电路的半导体设备的示例性非限制性实施 例，并通常被表示为200。如图2所示，半导体设备200包括充电电路202。 充电电路202包括可调电流源204，其可操作地连接到电池206。模数转换器 (ADC) 208也可操作地连接到电池206。此外，处理器210连接到ADC208。 图2还表明反馈控制模土央212能够被连接到处理器210和电池206。反馈控制 模±央212皿接到可调电流源204。在说明性实施例中，可调电流源204给二次电池提喉充电。同样，反馈控 制模块212接收指示电池214的电压电平的信号。在--4寺定的实施例中，反馈 控制模块212控制可调电流源。例如，当二次电池214的电压电平降低到下限 以下时，反馈控制模i央212可以使可调电流源在充电周期的第一阶段提供基本 恒定的电流给二次电池214。此外，当二次电池214的电压电平达到上限时， 反馈控制模i央212可以使可调电流源减小充电电流，以使得不超ith限极限电 压。在充电周期的第二阶段，可调电流源周期性地以脉动方式开和关，即在给 二次电池214提供电流的通电状态和不给二次电池214提供电流的断电状态之 间。当给二次电池214掛共电流时，可以观糧二次电池214的充电电压。同样， 当不给二次电池214提供电流时，可以测量非充电电池电压。此外，当充电电 压和非充电电压之间的电压差斷氏到门限以下时，反馈控审帳块可以给可调电流源204錢停止充电信号。在说明性实施例中，在充电周期的第二阶段期间，处理器210 M ADC 208 周期性地接收在通电状态来自二次电池214的充电电压值，和M: ADC 208 接 自二次电池214的非充电电压值。在特定的实施例中，在来自可调电流 源204的充电电流暂时被关断时，测量非充电电压值。处理器210可以用该非 充电电压值和该充电电压值来确定这些电压值之间的电压差。此外，通过监控 该电压差，处理器210可以指示反馈控制模块212何时结束充电周期。图3描述了所绘出的电池电压和充电电流相对于时间的曲线图。特别地， 该曲线图包括电池电压数据线300和充电电流数据线302。在特定的实施例中， 电池电压数据线300包括具有通常增加的斜度的第一部分304，其指示电池电 压增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体设备，包括：　　　　可调电流源；　　　　连接到所述可调电流源的外部电池，所述外部电池响应于由所述可调电流源提供的电流；　　　　反馈控制模块，其具有响应于所述外部电池的电压的第一输入端、和响应于极限电压的第二输入端，并具有被指示来控制由所述可调电流源提供的电流的输出端；以及　　　　其中，所述反馈控制模块有选择地提供信号，以关断由所述可调电流源提供的电流，并且其中，在所述电流被接通的时间段和所述电流被关断的时间段期间，测量所述外部电池的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-17 11/015,5381. 一种半导体设备，包括 可调电流源；连接到所述可调电流源的外部电池，所述外部电池响应于由戶員可调电流 源提供的电流；反馈控制模块，其具有响应于所述外部电池的电压的第一输入端、和响应 于极限电压的第二输入端，并具有被指示来控制由所述可调电流源提供的电流 的输出端；以及其中，所述反馈控制模块有选择地提供信号，以关断由所述可调电流源提 供的电流，并且其中，在所述电流被接通的时间段和戶，电流被关断的时间段 期间，测量戶，外部电池的电压。2. 如权利要求1所述的半导体设备，进一步包括模数转换器，其响应 于在戶脱外部电池处所测得的电压。3. 如权禾腰求2所述的半导体设备，进一步包括处理器，其响应于所 述模数转换器。4. 如权利要求3戶舰的半导体设备，其中所述反馈控制模块响应于所 述处理器，并且其中，当至少部分基于在所述外部电池处所测得的电压时，所 述反馈控制模块发送停止充电信号到所述可调电流源。5. 如权利要求1所述的半导体设备，其中所述反馈控制模块关断由所 述可调电流源^f共的电流。6. 如权利要求1所述的半导体设备，其中所述反馈控制模块关断由所 述可调电流源提供的电流，并周期性地测量所述外部电池处的电压。7. 如权利要求i所述的半导体设备，其中戶;M外部电池是非水电池。 s8. 如权利要求7所述的半导体设备，其中戶;M外部电池是锂离子型电池。9. 如权利要求1所述的半导体设备，其中所述外部电池被充电到4.0 伏和43伏之间的电压。10. 如权利要求9戶舰的半导体设备，其中戶脱电池被充电到约4.2伏。11. 如权利要求9戶腿的半导体设备，其中戶腿电池被充电到约4.1伏。12. —种系统，包括 夕卜壳；位于戶;M外壳内的可再充电电池；位于所述外壳内的半导体设备，所述半导体设备包括处理器和充电电路， 其中电池充电电路包括给戶;M可再充电电池提供充电的可调电流源；以及反馈控制模块，其具有响应于所述可再充电电池的电压的第一输入端、 和响应于极限电压的第二输入端，并具有被指示来控制由所述可调电流源提 供的电流的输出端；以及其中，所述反馈控制模块有选择地提供信号以关断由所述可调电流源提 供的电流，并且其中，在所述电流被接通的时间段和所述电流被关断的时间段期间，测量戶;M可再充电电池的电压。13. 如权禾腰求12所述的系统，其中所述充电电路进一步包括模数转 换器。14. 如权利要求13所述的系统，其中所述充电电路进一步包括处理器，其响应于卩;M模数转换器。15. 如权利要求14所述的系统，其中所述反馈控制模块响应于所述处 理器，并且其中，当在所述可再充电电池处观时导的电压低于预定的门限值时， 所述反馈控制模块发送停止充电信号到所述可调电流源。16. 如权利要求12所述的系统，其中所述反馈控制模块关断由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M费尔德，RA舒尔茨，
申请(专利权)人：西格马特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]