锂电池充电控制系统技术方案

一种用于手持式装置的锂电池充电控制系统，其利用一电压侦测电路侦测锂电池目前的电量，并将此电量传送至手持式装置既有的微处理器做判断，即时地判断此锂电池所需使用的充电方式及充电过程当中电池的状态，再通过一脉波宽度调变讯号控制一控制单元周期性的作动；藉由调变控制单元的作动周期，将充电单元所提供的电源调变成锂电池充电所需的电流或电压。通过不间断地重复侦测锂电池的电量及调变控制单元的作动周期，完成电池充电。本发明专利技术将充电线路的控制程序整合在手持式装置原本既有的微处理器中，可省略外接充电芯片的费用、达到降低零件成本的功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂电池充电系统，特别是一种利用微控制器控制 充电的锂电池充电系统。
技术介绍
随着目前无线通讯的盛行及科技的趋势，手持式装置轻巧、便利 及高机动性的特色，带动了手持式装置的普及与流行，因此，为了因 应手持式装置实用便利性的需求，越来越多有关手持装置充电电池的 商机日益崛起。为了满足手持式装置待机时间长的使用者需求，大容 量的充电电池为一十分重要的必备配件；又，为了能充分使用充电电 池的使用效率，使用一完全充饱的充电电池相对的较符合经济效益。 然而，如果无法得知电池是否已经充电完成，且无法自动停止充电， 很容易就会降低电池寿命、损坏电池、或发生危险。因此，如何自动 检测获知电池充电状态以及电池目前电量为一迫切解决的课题。已知的手持式装置的充电方式是在手持式装置内另增加一充电芯 片，用以控制并处理充电电池的充电状态及需求，然而，随着手持式 装置小型化的需求，且因电路板上所固设的电子元件数量会因手持式 设备的高机能而增加，所以对于手持式装置的应用电路的布局及尺寸 亦日渐被要求，因此，如何在自动检测获知电池充电状态以及电池目 前电量且不影响充电效能的前提下，縮小充电系统的尺寸为一当前的 要务。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术目的之一在于提供一种锂电池充电控 制系统，将充电线路的控制程序整合在手持式装置原本既有的微处理器中，可省略外接充电芯片的费用、达到降低零件成本的功效。本专利技术的又一目的在于提供一种锂电池充电控制系统，具有縮短 手持式产品开发的时间及大幅降低设计成本的优点。本专利技术的又一目的在于提供一种锂电池充电控制系统，微处理器 利用一脉波宽度调变的控制方式调变控制单元的作动周期，可依据不 同电池容量的锂电池弹性调变充电单元所提供的电力，使之调变成锂 电池充电所需的定电流或定电压。为了达到上述目的，本专利技术的一实施例提供一种锂电池充电控制 系统，其包含一微处理器； 一控制单元，其与微处理器电性连接，并 接收来自微处理器的一控制信号，控制此控制单元作动，其中，此控 制信号为一脉波宽度调变讯号，用以控制控制单元周期性的作动；一 充电单元，其与控制单元电性连接，藉由调变控制单元的作动周期， 将充电单元所提供的电源调变成锂电池充电所需的电流或电压；及一电压侦测电路，包含一输入端用以接收一模拟电压值，及一输出端与 微处理器电性连接，用以侦测锂电池目前的电量，并将此电量传送至 微处理器做判断，即时地判断此锂电池所需使用的充电方式及充电过 程当中电池的状态。以下藉由具体实施例配合所示的附图详加说明，当更容易了解本 创作的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1为根据本专利技术实施的锂电池充电控制系统方块示意图。图2为根据本专利技术实施的一实施例的锂电池充电流程图。图3为根据本专利技术实施的一实施例的手持式装置架构的方块示意图。图中符号说明1手持式装置2充电器10锂电池充电控制系统20锂电池100微处理器102计时电路200控制单元300充电单元400电压侦测电路30电力模块40中央控制模块50显示模块60充电控制模块70应用模块500步骤502步骤504步骤506步骤508步骤具体实施方式以下以一较佳实施例来说明本专利技术的锂电池充电控制系统。 请参阅图1，为根据本专利技术实施的锂电池充电控制系统方块示意图。如图中所示，锂电池充电控制系统10包含一微处理器 (microprocessor) 100，用以处理并控制手持式装置的作动； 一电压侦 测电路400，其一端与一锂电池20电性连接，另一端与微处理器100 电性连接，用以侦测锂电池20目前的充电状态及锂电池20内的电压； 一控制单元200，其电性连接微处理器100; —充电单元300，其一端电性连接控制单元200，另一端与锂电池20电性连接。于此实施例中，电压侦测电路400在锂电池20欲充电前，会先侦 测锂电池20内部目前的电量r^，通过电压侦测电路400内部的一模 拟数字转换电路(Analog-to-Digital Converter, ADC)将锂电池20内部 的J^^由一模拟(analog)电压值转换成一数字(digital)电压值，并 通过电性连接将此数字电压值传送至微处理器100进行讯号的判断及 处理。若微处理器100判断锂电池20此时的电量需进行充电的动作， 则微处理器100送出一作动控制讯号至控制单元200，其中，控制单元 200为一开关控制线路(如至少一晶体管)或一开关，用以控制充电单 元300作动；当控制单元200接收到微处理器100的作动控制讯号， 要求致能(enable)充电单元300对锂电池20充电时，控制单元200 导通以形成一通路并驱动充电单元300动作，其中，来自微处理器100 的一作动控制讯号利用微处理器100内部的一程序(firmware)(图中 未示)的一脉波宽度调变(Pulse Width Modulation, PWM)功能以调变 控制单元200作动的周期(duty cycle);藉由调变控制单元200的作 动周期，将充电单元300所提供的电源调变成锂电池20充电所需的电 流或电压；另外，充电单元300包含一电力输入端口 (如插头或计算 机的通用串行端口 (Universal Serial Bus, USB))以取得电力对锂电池 20充电。在充电过程中，电压侦测电路400同步地侦测锂电池20的状 态及&^的大小，且不间断地将巳^的值传送至微处理器100以判断充 电是否完毕；当电压侦测电路400侦测到)^,等于或大于4.2伏特的同 时，微处理器100送出一作动控制讯号要求控制单元200控制充电单 元3O0使的不继续对锂电池20进行充电的动作。可以理解的，锂电池 充电控制系统10通过不断地侦测^^及致能充电单元300而完成锂电 池20充电的过程。又，微处理器100更包含一计时电路(timer) 102， 用以保护电力模块30若在预定时间内仍无法达到欲充电的电量时，则 表示充电过程有错误发生导致充电失败，则中断充电的动作。请参阅图2，为根据本专利技术一实施的锂电池充电流程图。于此实施例中，当欲对一锂电池进行充电时，电压侦测电路会侦测此锂电池目前的电量F^ (步骤500),用以判断应对的充电方式(步骤502)，其充电阶段有三预先充电阶段、定电流充电阶段、以及定电压充电 阶段。若侦测到r釘小于3.0伏特，则进入预先充电(Pre-charge)阶段(步骤504)，利用IO毫安(mA)的电流量对此锂电池进行预先充电 的动作，若在预先设定的预先充电保护时间(15分钟)内将此锂电池 充电至^^大于3.0伏特，则预先充电阶段完成；若预先充电过程超过 15分钟且/^,仍未大于3.0伏特，则表示此次充电过程发生错误导致充 电失败。若侦测到^^介于3.0伏特至4.1伏特之间，则进入定电流充 电(Constant Current Charging)阶段(步骤504)，利用0.5C的定电 流(1C-欲充电的锂电池容量/—小时，假设欲充电的锂电池容量为 500mAh，贝lj 1C的充电电流相当于500mA)对此锂电池进行定电流充 电，其中，此定电流利用微处理器的程序内一脉波宽度调变(Pulse Width Modulation, PWM)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池充电控制系统，应用于一手持式装置，包含：　　　　一微处理器，用以处理并控制该手持式装置的作动；　　　　一控制单元，其与该微处理器电性连接，并接收来自该微处理器的一作动控制讯号；　　　　一充电单元，其与该控制单元电性连接；及　　　　一电压侦测电路，包含一输入端用以接收一模拟电压值，及一输出端与该微处理器电性连接。

【技术特征摘要】
1. 一种锂电池充电控制系统，应用于一手持式装置，包含 一微处理器，用以处理并控制该手持式装置的作动；一控制单元，其与该微处理器电性连接，并接收来自该微处理器的一作动控制讯号；一充电单元，其与该控制单元电性连接；及一电压侦测电路，包含一输入端用以接收一模拟电压值，及一输 出端与该微处理器电性连接。2. 如权利要求l所述的锂电池充电控制系统，其中该电压侦测电 路更包含一模拟数字转换电路，其用以将该模拟电压值转换成一数字 电压值，且该电压侦测电路将该数字电压值传送至该微处理器。3. 如权利要求l所述的锂电池充电控制系统，其中，该作动控制 讯号为一脉波宽度调变讯号，用以控制该控制单元的一作动周期。4. 如权利要求3所述的锂电池充电控制系统，其中，该脉波宽度 调变讯号通过该微处理器内部的一程序所产生。5. 如权利要求l所述的锂电池充电控制系统，其中，该微处理器 更包含一计时电路。6. 如权利要求l所述的锂电池充电控制系统，其中，该控制单元 为一开关控制线路或一开关。7. 如权利要求6所述的锂电池充电控制系统，其中，该开关控制 线路为至少一晶体管。8. 如权利要求l所述的锂电池充电控制系统，其中，该充电单元包含一电力输入端口，且该电力输入端口为一插头或一通用串行端口 之任一。9. 如权利要求l所述的锂电池充电控制系统，其中，该充电单元 与一锂电池电性连接，用以对该锂电池充电。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：苏达成，许智闵，陈逸萍，古政杰，王瑞良，黄远昱，
申请(专利权)人：创杰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]