为可充电电池充电的电路装置制造方法及图纸

一种为可充电电池充电的电路装置具有第一端和第二端，在其上可以连接至少一个需要充电的电池，还包括一个连接到上述两端并适合提供充电电流脉冲串的充电电流源，该电流源具有一个可以施加脉冲整形控制信号的控制输入，用于启动和禁止其所提供的充电电流脉冲串，上述电流源按照加到其控制输入上的脉冲整形控制信号向至少一个电池提供充电电流脉冲的充电电流脉冲串，充电电流脉冲是在由充电间歇彼此隔开的顺序充电周期中出现的，其特征是： 该电路装置的第一端连接到第一检测装置的输入，由第一检测装置接收与第一端上的和电压成正比的一个电压，上述和电压由电池空载电压和脉冲整形充电电压构成，该脉冲整形充电电压被叠加在上述电池空载电压之上并且与流经电池内电阻的充电电流脉冲成正比，第一检测装置还形成一个正比于平均和电压的实际电压，上述平均和电压是由电池空载电压和叠加在上述电池空载电压之上并由脉冲整形充电电压产生的平均值电压构成的，并且根据用在第一检测装置中的一个可变参考电压检测实际电压，以及产生一个检测信号，该检测信号与检测结果相对应并且取决于上述实际电压和参考电压，并且具有一个用于提供该检测信号的输出，上述第一检测装置的输出被连接到用于产生脉冲整形控制信号的控制脉冲发生器的输入，加到上述控制脉冲发生器输入端的检测信号使上述发生器所产生的脉冲整形控制信号的占空比受到控制，上述控制脉冲发生器具有用于提供脉冲整形控制信号的输出，该输出连接到充电电流源的控制输入，用于启动或禁止其提供充电电流脉冲串，以及 当第一检测装置中的实际电压增加或参考电压减少时，控制脉冲发生器就根据加到其输入端的检测信号按以下方式改变其所产生的脉冲整形控制信号的占空比，使充电电流源在充电脉冲串中缩小充电周期和充电间歇之间的比例，并且还设有这样的装置，利用该装置可以使用在第一检测装置中的参考电压按照上述占空比和控制脉冲发生器输出的脉冲整形控制信号的占空比在同样的意义上改变。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及为可充电电池充电的电路装置，它具有第一端和第二端，在其上可以连接至少一个要被充电的电池，该装置包括连接到上述两端的充电电流源，用于提供充电电流脉冲串，电流源有一个可以施加脉冲整形控制信号的控制输入，用于启动和阻止充电电流脉冲串的输出，该装置根据加到控制输入上的脉冲整形控制信号向至少一个电池提供充电电流脉冲串，充电电流脉冲发生在顺序的充电周期期间，这些充电周期被一系列充电间歇彼此分开。在公开的文献中记载过这种电路装置，例如公开号为WO92/22120的国际专利申请。这种电路装置的作用是能尽可能快地为电池充电，以便在电池充电期间使电池的温升和气压的增加减至最小，因为过度的温升和气压增加会对电池的寿命和充电性能有害，并且严重时可导致电池的损伤或破坏。在电池充电期间，供给电池的电能引起电池内部化学状态的变化，以此来存储能量。从电能到不同的化学状态的转换是一个连续的过程，如果以尽可能连续的方式向电池提供电能，就会取得最佳的效果。按照WO92/22120中公开的电路装置，充电电流是以恒定宽度恒定幅值的一串充电电流脉冲的形式提供给电池的，充电电流脉冲彼此被可逐步改变的间隔时间分开。加到电池上的充电脉冲的脉冲幅值在各步中可以不同，但在每一步中为恒定值，在一步中的瞬时脉冲幅值取决于电池的瞬时充电状态。电池的充电状态是按照脉冲间隔被确定的，电池在各个脉冲间隔中的充电状态是通过测量电池的空载电压来确定的，该空载电压随着充电的进程增加到最大值，并在达到最大值后随着充电的进程而逐渐减小，存储有关的测量值，按照存储的测量值为充电电流脉冲给定一个脉冲幅值，该脉冲幅值已被分配给被测的充电状态并从存储器中被读出。在选择充电电流脉冲的脉冲幅值时不考虑电池的内电阻，内电阻取决于电池的寿命、状态、结构及存储容量，如果为充电电流脉冲选择的电流幅值过高，内电阻就会导致电池的电流负载增大。由脉冲间隔把充电电流脉冲彼此隔开，如上所述，这些间隔时间只能逐步改变，这就意味着充电电流脉冲串的占空比只能逐步改变。这样，现有电路装置中的充电电流脉冲的脉冲幅值和充电电流脉冲串的占空比就只能逐步改变，因而提供给被充电电池的电能也就只能逐步改变，其结果是，把电能转换成电池中不同化学状态的这种基本上连续的过程只能被近似地实现，并且不能以最佳方式为电池提供电能。另外，由于电池的电能供应只能逐步改变，充电过程也只能逐步地适应电池的瞬时充电状态，因而不可能获得最佳充电过程，这种最佳充电过程应是适应瞬时充电状态而连续进行的。此外，现有的电路装置需要能在充电间歇期间确定电池充电状态的测量装置，该装置通常由一个昂贵并且复杂的时钟测量放大器构成。还需要附加的存储装置来存储在有关的脉冲间隔中确定的电池空载电压测量值以及对应的充电电流脉冲幅值。上述测量装置和存储装置很昂贵，并且会增加这种电路装置的成本。本专利技术的目的是对公开文献中所述类型的电路装置进行改进，并且用简单的装置构成这种电路，用一种方式使被充电电池获得可连接改变的电能供应，并且无需在充电脉冲间隔中进行测量就能确定电池的瞬时充电状态，从而能省去这种测量所需的昂贵的测量装置以及为存储测量结果所需的存储装置。为此目的本专利技术电路装置的特征是，电路装置的第一端被连接到第一检测装置的一个输入，用于接收一个正比于和电压的电压，和电压出现在第一端上，并且由电池空载电压和脉冲整形充电电压构成，脉冲整形充电电压叠加在上述电池空载电压之上，并且与通过电池内电阻的充电电流成正比，并且形成一个正比于平均和电压的实际电压，平均和电压由电池空载电压和叠加在上述电池空载电压之上并由脉冲整形充电电压产生的平均值电压构成，并且根据一个用在第一检测装置中的可变参考电压来检测实际电压，并产生一个对应检测结果并取决于实际电压和参考电压和参考电压的检测信号，而且具有一个提供该检测信号的输出，第一检测装置的输出被连接到用于产生脉冲整形控制信号的控制脉冲发生器的一个输入端，加到上述控制脉冲发生器输入端的检测信号使上述发生器在可由该发生器产生的脉冲整形控制信号的占空比方面受到控制，该控制脉冲发生器有一个用于提供脉冲整形控制信号的输出，该输出被连接到充电电流源的控制输入，用于启动或禁止充电电流脉冲串的供应，其中，当第一检测装置中的实际电压增大或参考电压减小时，控制脉冲发生器按照加到其输入端的检测信号改变其所产生的脉冲整形控制信号的占空比，采用这种方式使充电电流源缩小充电脉冲串中在充电周期和充电间歇之间的比例，并且还提供了这样的装置，即利用它可使用在第一检测装置中的参考电压按照上述占空比被改变，这种改变的意义与控制脉冲发生器输出端上的脉冲整形控制信号的占空比的改变相同。按照这种方式，充电电流脉冲串的占空比可以按照被充电电池的空载电压受到基本上连续的控制，从而使供给被充电电池的电能可以连续改变，如此推断，可以把电池的电能供应改造成最佳方式，以连续的过程把电能转换成不同的化学状态。此外，这样做还有一个优点，即不必在充电电流脉冲间隔中通过单独执行测量来确定电池的空载电压，而是由第一检测装置以特殊的简单方式来确定在充电过程中可得到的平均和电压，该电压可以由电池空载电压和叠加在电池空载电压之上并且由脉冲整形充电电压产生的平均电压二者获得，平均电压是由脉冲整形充电电压产生的，叠加在电池空载电压上的这种平均电压的不良影响实际上是电池空载电压的一种错误表现，可以通过适当地影响第一检测装置中的参考电压来消除这种错误。另外，这一结果是在没有昂贵的测量装置的条件下获得的，该测量装置适合在充电电流脉冲间隔中测量电池空载电压，并且不存在用于存储测量结果和充电电流脉冲幅值的存储装置，这样就能有益地把电池充电电路装置的成本减至最小。本专利技术电路装置有一种特别有益的变形，其特征是由充电电流源提供的充电电流脉冲幅值可以被另一个控制信号控制，该信号可加到充电电流源的控制输入，并且电路装置的第一端被连接到另一个检测装置的输入，另一检测装置对超出平均值电压的脉冲整形充电电压成分的脉冲幅值进行检测，而平均值电压是根据脉冲整形充电电压得出的，上述脉冲整形充电电压与流过电池内电阻的充电电流脉冲成正比，另一检测装置还产生对应瞬时检测到的脉冲幅值的另一控制信号，另一检测装置具有用于提供另一控制信号的输出，并把另一检测装置的输出连接到充电电流源的控制输入，以便控制充电电流源，从而提供具有这样的脉冲幅值的充电电流脉冲，也就是说，超出平均值电压的脉冲整形充电电压成分的脉冲幅值基本上是恒定的，而平均值电压是从脉冲整形充电电压得出的。这样做还可以控制充电电流脉冲的幅值，使处于由充电电流脉冲串形成的平均值之上的充电电流脉冲成分被控制在恒定值，从而通过降低充电电流脉冲串的占空比来减少充电电流脉冲串的平均值，并同时降低充电电流脉冲的总的幅值。利用本专利技术电路装置的这种有益的变形，不仅可以缩小充电电流脉冲串的占空比，而且随着充电时间的增加还可以降低充电电流脉冲的幅值，从而到充电过程结束时可以明显地减少供给被充电电池的电能。利用本专利技术电路装置的这一有益变形，还可以获得电池瞬时内电阻的限额，以便确定充电电流脉冲的最大容许幅值，从而使这些最大容许幅值适应内电阻的瞬时值，而且在测量充电电流脉冲的最大容许幅值时考虑到了电池寿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种为可充电电池充电的电路装置具有第一端和第二端，在其上可以连接至少一个需要充电的电池，还包括一个连接到上述两端并适合提供充电电流脉冲串的充电电流源，该电流源具有一个可以施加脉冲整形控制信号的控制输入，用于启动和禁止其所提供的充电电流脉冲串，上述电流源按照加到其控制输入上的脉冲整形控制信号向至少一个电池提供充电电流脉冲的充电电流脉冲串，充电电流脉冲是在由充电间歇彼此隔开的顺序充电周期中出现的，其特征是该电路装置的第一端连接到第一检测装置的输入，由第一检测装置接收与第一端上的和电压成正比的一个电压，上述和电压由电池空载电压和脉冲整形充电电压构成，该脉冲整形充电电压被叠加在上述电池空载电压之上并且与流经电池内电阻的充电电流脉冲成正比，第一检测装置还形成一个正比于平均和电压的实际电压，上述平均和电压是由电池空载电压和叠加在上述电池空载电压之上并由脉冲整形充电电压产生的平均值电压构成的，并且根据用在第一检测装置中的一个可变参考电压检测实际电压，以及产生一个检测信号，该检测信号与检测结果相对应并且取决于上述实际电压和参考电压，并且具有一个用于提供该检测信号的输出，上述第一检测装置的输出被连接到用于产生脉冲整形控制信号的控制脉冲发生器的输入，加到上述控制脉冲发生器输入端的检测信号使上述发生器所产生的脉冲整形控制信号的占空比受到控制，上述控制脉冲发生器具有用于提供脉冲整形控制信号的输出，该输出连接到充电电流源的控制输入，用于启动或禁止其提供充电电流脉冲串，以及当第一检测装置中的实际电压增加或参考电压减少时，控制脉冲发生器就根据加到其输入端的检测信号按以下方式改变其所产生的脉冲整形控制信号的占空比，使充电电流源在充电脉冲串中缩小充电周期和充电间歇之间的比例，并且还设有这样的装置，利用该装置可以使用在第一检测装置中的参考电压按照上...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·哈斯勒，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：