一种充电电池的充电方法及充电电路技术

本发明专利技术涉及充电电池的充电方法及充电电路，该方法包括：通过调节ＰＷＭ控制信号的占空比，控制输出的充电电流在特定时间段ｔ１至ｔ２内，由零值上升到充电电流峰值Ｉｍ，ｔ１、ｔ２分别为电流上升阶段的开始、结束时刻，设ｔ为时间，作为Ｘ轴，ｉ为充电电流，作为Ｙ轴；在ｔ２至ｔ３时段保持峰值Ｉｍ的大小持续输出充电电流，ｔ３为电流稳定阶段的结束时刻。该电路包括ＭＣＵ处理电路和电流控制转换电路，ＭＣＵ处理电路在特定时间段ｔ１至ｔ２内向电流控制转换电路中的开关管输出占空比单调变化的ＰＷＭ控制信号，电流控制转换电路的输出电流相应由零值上升到充电电流峰值Ｉｍ。本发明专利技术能够防止冲击损坏充电器，延长充电电池使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够延长充电电池使用寿命的充电方法及充电电路。由于充电电池具有能够多次循环使用的特点，已经被广泛应用于便携式电子产品中，在手机上的应用尤为突出。现有的充电机、充电器等对充电电池进行充电的产品，不管采用什么充电的方式，如恒流、恒压、PWM多节均恒充方式，都会对充电电池的寿命有很大影响，以恒流、恒压为例，当充电电池过度放电后，充电电池电压很低，若直接用恒流或恒压的方式对该充电电池进行充电，会严重影响充电电池各方面的性能，进而影响到充电电池的使用寿命。在快充电技术中，带放电的(脉冲)PWM对电池的充电效果比较理想，每个PWM波形都由许多冲击电流组成。众所周知，若充电方式适当，可以有效延长充电电池的使用寿命，还能提高充电电池放电的稳定性，若充电方式不当，则可能会极大地减少充电电池的使用寿命。现有技术中这些充电方式的缺点在于1、在开始对充电电池充电的瞬间，充电器输出都为冲击电流或脉冲电流，由于冲击电流在瞬间突然加到充电电池上，容易造成充电电池内部在一定程度上的损坏，从而缩短了充电电池的使用寿命。2、在充电瞬间所产生的冲击电流还会对开关元件、充电器与充电电池的接触点形成慢性损坏，也会造成不必要的麻烦。3、锯齿波充电虽然可以对冲击电流有所缓冲，但会使充电电能得不到有效利用，造成电能的浪费，同时也会影响充电的效果。本专利技术要解决的技术问题是提供一种充电电池的充电方法及充电电路，能够缓冲开始充电瞬间的冲击电流，提高充电电能的利用率，延长充电电池的使用寿命。本专利技术的技术方案是一种充电电池的充电方法，至少包括以下步骤101、电流上升阶段通过调节PWM控制信号的占空比，控制输出的充电电流在t1至t2时间段内，由零值上升到充电电流峰值Im，其中，t1、t2分别为电流上升阶段的开始、结束时刻，t为时间，作为X轴，i为充电电流，作为Y轴；102、电流稳定阶段在t2至t3时段保持峰值Im的大小持续输出充电电流，其中，t3为电流稳定阶段的结束时刻。步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值Im的波形为一斜线段，所述斜线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t2，Im)。步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值的波形分为两段，一段为斜线段，另一段为垂线段；所述斜线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t2，I1)，所述垂线段的一端坐标为(t2，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；或所述垂线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t1，I1)，所述斜线段的一端坐标为(t1，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；其中I1大于0，小于Im。步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值的波形分为两段，一段为垂线段，一段为单调递增曲线段，所述垂线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t1，I1)，所述单调递增曲线段的一端坐标为(t1，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；或所述单调递增曲线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t1，I1)，所述垂线段的一端坐标为(t1，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；其中I1大于0，小于Im。步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值的波形为一充电电流值随时间单调递增的曲线段。所述步骤101和步骤102以周期T循环反复执行，其中T大于等于t3减去t1的差值。一种充电电池的充电电路，包括原边电路、PWM控制电路、变压器和副边电路，所述PWM控制电路向所述变压器原边电路中的主开关管输出控制主开关管导通/关断的PWM控制信号，所述变压器的原边绕组根据主开关管的导通/关断，将原边电路的电能耦合在副边绕组上，通过副边电路输出；还包括MCU处理电路和反馈电路，所述MCU处理电路检测所述副边电路的输出，并通过反馈电路控制所述PWM控制电路在特定时间段t1至t2内输出占空比单调变化的PWM控制信号，所述副边电路的输出电流相应由零值上升到充电电流峰值Im。所述占空比单调变化为占空比由0％上升变到100％或者由100％下降变到0％。一种充电电池的充电电路，包括原边电路、PWM控制驱动电路、反馈电路、变压器和副边电路，所述反馈电路向PWM控制驱动电路反馈副边电路的输出，使PWM控制驱动电路关闭，给出固定的PWM控制信号驱动所述原边电路，所述变压器的原边绕组将原边电路的电能耦合在副边绕组上；还包括MCU处理电路和电流控制转换电路，所述电流控制转换电路与所述副边电路电连接，所述MCU处理电路检测所述电流控制转换电路的输出，并在特定时间段t1至t2内向所述电流控制转换电路中的开关管输出占空比单调变化的PWM控制信号，所述电流控制转换电路的输出电流相应由零值上升到充电电流峰值Im。所述电流控制转换电路为升压电路或降压电路。本专利技术的有益效果是在开始或中间对充电电池进行充电时，把充电电流波形的上升沿变成缓慢上升的方式，电流值由小到大分阶段上升，一直到达稳定峰值，起到缓冲的作用，避免出现冲击电流直接加在充电电池上，减小了充电时对充电电池的损坏，可以增加对充电电池的充电次数，有效延长了充电电池的使用寿命，也能够防止冲击损坏充电器；采用本专利技术方法得到的充电波形中有电流稳定阶段，这就保证了相对于锯齿波形的充电方式提高了电能的利用率。附图说明图1是本专利技术充电电流的波形示意图(一)。图2是本专利技术充电电流的波形示意图(二)。图3是本专利技术充电电流的波形示意图(三)。图4是本专利技术充电电流的波形示意图(四)。图5是本专利技术充电电流的波形示意图(五)。图6是本专利技术充电电流的波形示意图(六)。图7是本专利技术充电电流的波形示意图(七)。图8是本专利技术充电电流的波形示意图(八)。图9是应用本专利技术充电方法的充电电路原理图(一)。图10是应用本专利技术充电方法的充电电路原理图(二)。图11是应用本专利技术充电方法的充电电路原理图(三)。下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步阐述为了克服现有技术中在对充电电池开始充电瞬间存在冲击电流的问题，本专利技术采用的充电电流波形主要是用电流上升阶段代替波形的上升沿，起到缓冲充电电流的作用，减小充电瞬间的冲击给充电电池带来的损坏，同时，为了提高充电电能的利用率，本专利技术的充电电流波形中还设置有电流稳定阶段，以保证有足够大的积分面积电能得到有效利用。本专利技术的充电方法，至少包括以下两个步骤1、电流上升阶段通过调节PWM控制信号的占空比，控制输出的充电电流在特定时间段t1至t2内，由零值上升到充电电流峰值Im，其中，t1、t2分别为电流上升阶段的开始、结束时刻，t1大于等于0，t2大于t1，设t为时间，作为X轴，i为充电电流，作为Y轴；在该步骤中，充电电流峰值是经过了t1至t2时间段才达到的，即充电电流波形的上升沿不是在瞬间就上升到电流峰值，而是延迟了一段时间，所以对于充电电池来说，起到了缓冲保护的作用，不易使充电电池内容造成损坏。2、电流稳定阶段在t2至t3时段保持峰值Im的大小持续输出充电电流，其中，t3为电流稳定阶段的结束时刻；该步骤有利于保证电能合理利用。图1是本专利技术充电电流的波形示意图(一)，该波形的电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值Im的波形为一斜线段，该斜线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t2，Im)。在刚开始充电t1时刻，充电电流为0，在经过一段时间后，在t2时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电池的充电方法，其特征在于，至少包括以下步骤：１０１、电流上升阶段：通过调节ＰＷＭ控制信号的占空比，控制输出的充电电流在ｔ１至ｔ２时间段内，由零值上升到充电电流峰值Ｉｍ，其中，ｔ１、ｔ２分别为电流上升阶段的开始、结束时刻，ｔ为时间，作为Ｘ轴，ｉ为充电电流，作为Ｙ轴；１０２、电流稳定阶段：在ｔ２至ｔ３时段保持峰值Ｉｍ的大小持续输出充电电流，其中，ｔ３为电流稳定阶段的结束时刻。

【技术特征摘要】
1.一种充电电池的充电方法，其特征在于，至少包括以下步骤101、电流上升阶段通过调节PWM控制信号的占空比，控制输出的充电电流在t1至t2时间段内，由零值上升到充电电流峰值Im，其中，t1、t2分别为电流上升阶段的开始、结束时刻，t为时间，作为X轴，i为充电电流，作为Y轴；102、电流稳定阶段在t2至t3时段保持峰值Im的大小持续输出充电电流，其中，t3为电流稳定阶段的结束时刻。2.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电方法，其特征在于，步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值Im的波形为一斜线段，所述斜线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t2，Im)。3.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电方法，其特征在于，步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值的波形分为两段，一段为斜线段，另一段为垂线段；所述斜线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t2，I1)，所述垂线段的一端坐标为(t2，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；或所述垂线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t1，I1)，所述斜线段的一端坐标为(t1，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；其中I1大于0，小于Im。4.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电方法，其特征在于，步骤101电流上升阶段中充电电流由零值上升到峰值的波形分为两段，一段为垂线段，一段为单调递增曲线段，所述垂线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t1，I1)，所述单调递增曲线段的一端坐标为(t1，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；或所述单调递增曲线段的一端坐标为(t1，0)，另一端坐标为(t1，I1)，所述垂线段的一端坐标为(t1，I1)，另一端坐标为(t2，Im)；其中I1大于0，小于Im。5.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹红钢，
申请(专利权)人：邹红钢，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]