电池充电控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池充电控制装置。本发明专利技术利用电流镜像电路将参考电流沉产生电路产生的参考电流镜像至电池正极、并利用充电间歇采集的电池实际电压与充满电压之差自适应调节参考电流，以实现脉冲充电的电流值自适应调整、防止电池过充。如此一来，通过自适应调整电流值来实现脉冲充电，无需缩短脉冲有效充电周期即可防止过充，因而能够在不降低充电速度的情况下保证了电池充电的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池充电技术，特别涉及可自适应调整脉冲充电电流的电池充电控制装置。
技术介绍
锂电池的充电通常包括预充电、恒流充电、以及恒压充电三个过程。其中，恒流充 电通常都是以较大电流对锂电池进行充电，但较大电流会在锂电池的内阻产生很大的电压 降，由此就易导致在恒流充电过程中测得锂电池的电压已达到充满电压，然而锂电池的实 际电压却远未达到充满电压。针对这种情况，通过恒流充电使锂电池实际电压达到一定高 度之后，再采用恒压充电就显得十分重要。 在恒压充电过程中，可以随着锂电池实际电压的逐渐升高而随之减小充电电流、 直至锂电池的实际电压达到充满电压为止。然而，传统恒压充电都采用持续充电的方式，因 而无法在恒压充电过程中测得锂电池的实际电压、即锂电池内阻不存在电压降时的电压， 从而为了避免锂电池过充，就需要恒压充电所采用的充电电流平均值非常小，进而也就会 导致恒压充电的过程极其漫长。 为了縮短恒压充电所需的时间，现有技术中提出了一种脉冲充电的方式用来替代 恒压充电，即周期性地实现对锂电池的充电，并在充电间歇检测锂电池的实际电压，由于锂 电池内阻在充电间歇不存在电压降，因而能够准确的测得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池充电控制装置，其特征在于，包括：电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、以及产生参考充满电压的电压输出；参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第二开关闭合时使镜像输入产生参考电流的电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；第二和第三开关为常开开关，第二开关周期性闭合、第三开关周期性地在第二开关断开时闭合。

【技术特征摘要】
一种电池充电控制装置，其特征在于，包括电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、以及产生参考充满电压的电压输出；参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第二开关闭合时使镜像输入产生参考电流的电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；第二和第三开关为常开开关，第二开关周期性闭合、第三开关周期性地在第二开关断开时闭合。2. 如权利要求1所述的电池充电控制装置，其特征在于，进一步包括振荡器，其脉冲信 号输出与第二开关控制端和第三开关控制端之间的任一路，相比于另一路多串接有奇数个 可使电平反向的逻辑器件。3. 如权利要求2所述的电池充电控制装置，其特征在于，振荡器的脉冲信号输出进一 步通过第二与门的一路输入和输出连接至第二开关的控制端；进一步包括对脉冲信号计数的计数器，其在计数满时产生一低电平信号输出至第二与 门的另一路输入。4. 如权利要求2或3所述的电池充电控制装置，其特征在于，参考电流沉产生电路的第 二电压输入进一步通过一 电容接地。5. 如权利要求1至3中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于， 电流镜像电路包括第一 PM0S管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入、栅极连接漏极；第二 PM0S管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一 PM0S管栅极；或者，电流镜像电路包括第三PM0S管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入和第一运算放大器正端输入、栅 极连接第一运算放大器输出；第四PMOS管，源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一运算放大器负端输入。6. 如权利要求1至3中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于， 参考电流沉产生电路包括第七PMOS管，其栅极和漏极连接第五PMOS管漏极、源极连接电源端； 第八PMOS管，其栅极连接第七PMOS管栅极、源极连接电源端；第一NMOS管，其漏极连接第七PMOS管漏极、栅极连接第一电压输入、源极通过第一电 阻接地；第二 NMOS管，其漏极连接第八PMOS管漏极、栅极连接第二电压输入、源极通过第二电 阻接地；第四NMOS管，其漏极和栅极连接第二 NMOS管漏极、源极接地； 第五NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第四NMOS管栅极、源极接地；其中，第七PM0S管和第八PMOS管的沟道宽长比相同，第一 NMOS和第二 NMOS的沟道 宽长比相同，第四NMOS管和第五NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相 同。或者，参考电流沉产生电路包括 第十PMOS管，其栅极与漏极相连、源极连接电源端； 第十一 PMOS管，其栅极连接第十PMOS管栅极、源极连接电源端； 第八NMOS管，其漏极连接第十PMOS管漏极、栅极连接第二运算放大器的输出、源极通 过第一电阻接地；第二运算放大器，其负端输入连接第八NMOS管的源极、正端输入连接第一电压输入； 第十NMOS管，其漏极连接第十一 PMOS管漏极、栅极连接第三运算放大器的输出、源极 通过第二电阻接地；第三运算放大器，其负端输入连接第十NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；第十二 NMOS管，其漏极和栅极连接第十NMOS管漏极、源极接地；第十三NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十二 NMOS管栅极、源极接地；其中，第十PMOS管和第i^一 PMOS管的沟道宽长比相同，第十二 NMOS管和第十三NMOS 管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同； 再或者，参考电流沉产生电路包括第十三PMOS管，其栅极连接第四运算放大器的输出、漏极通过第一电阻接地、源极连 接电源端；第十四PMOS管，其栅极连接第十三PMOS管栅极、源极连接电源端；第四运算放大器，其正端输入连接第十三PMOS管漏极、负端输入连接第一电压输入、 输出连接至第十三PMOS管栅极；第十六NMOS管，其漏极连接第十四PMOS管漏极、栅极连接第五运算放大器的输出、源 极通过第二电阻接地；第五运算放大器，其负端输入连接第十六NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；第十八NMOS管，其漏极和栅极连接第十六NMOS管漏极、源极接地；第十九NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十八NMOS管栅极、源极接地；其中，第十三PMOS管和第十四PMOS管的沟道宽长比相同，第十八NMOS管和第十九 NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同。7. 如权利要求6所述的电池充电控制装置，其特征在于， T1XN/(R1XCB)小于1 ;其中，Tl为第二开关周期性闭合的单位时间，N为镜像输出与镜像输入之间的镜像比 例系数，Rl为第一电阻的阻值，&为电池等效电容值。8. —种电池充电保护控制装置，其特征在于，包括电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像 输出、以及连接充电器正极的电源端；第一恒流源，具有接地的负极、可在第一开关和第二开关均闭合时使前述镜像输入产 生恒流参考电流的正极；参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、产生参考充满电压的第 一电压输出、以及产生充电阈值电压的第二电压输出；参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第 一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第四开关和第 二开关均闭合时使镜像输入产生参考电流的电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压 输入之间的电压差；第一比较器，在充电阈值电压大于等于其实时采集的电池正极电压时产生第一电平信 号、在充电阈值电压小于其实时采集的电池正极电压时产生第二电平信号，且产生的第二 电平信号可被一锁存器锁存；第一至四开关为常开开关，第一开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭；第二开 关在第一比较器产生第一电平信号时常闭、在锁存器锁存有第二电平信号时周期性闭合； 第三开关周期性地在第二开关断开时闭合；第四开关在锁存器存有第二电平信号时常闭。9. 如权利要求8所述的电池充电控制装置，其特征在于，第一比较器的正输入端实时采集的电池正极电压、负输入端获取参考电压源产生电路 第二电压输出的前述充电阈值电压，且，第一比较器的输出产生低电平信号作为第一电平 信号、产生高电平信号作为第二电平信号；锁存器输出通过奇数个非门连接至第一开关控制端、并通过偶数个非门连接至第三开 关的控制端；锁存器输出还连接至与非门的一路输入、振荡器的输出连接与非门的另一路输入，与 非门的输出连接至第二开关的控制端；振荡器的输出还连接至第三开关的控制端；且，参考电流沉产生电路和振荡器进一步具有可被高电平使能的使能端；锁存器输出 连接至参考电流沉产生电路和振荡器的使能端。10. 如权利要求9所述的电池充电控制装置，其特征在于，与非门的输出进一步通过与门的一路输入和输出连接至第二开关的控制端；且，进一步包括对脉冲信号计数的计数器，其在计数满时产生一低电平信号输出至第 一与门的另一路输入。11. 如权利要求9或IO所述的电池充电控制装置，其特征在于，锁存器为双或非门RS 触发器，其R端连接进一步包括的第二比较器输出端、S端连接第一比较器输出、Q端作为锁 存器输出；其中，第二比较器的正端输入连接电池正极、负端输入连接充电器正极。12. 如权利要求9或IO所述的电池充电控制装置，其特征在于，振荡器输出与第三开关之间、以及振荡器输出与第二与非门的另一路输入之间，进一 步串联有相同数量的非门。13. 如权利要求9或10所述的电池充电控制装置，其特征在于，参考电流沉产生电路的 第二电压输入进一步通过一 电容接地。14. 如权利要求8至10中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，电流镜像电路包括第一 PM0S管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入、栅极连接漏极；第二 PM0S管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一 PM0S管栅极；或者，电流镜像电路包括第三PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入和第一运算放大器正端输入、栅 极连接第一运算放大器输出；第四PMOS管，源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一运算放大器负端输入。15.如权利要求8至10中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于， 参考电流沉产生电路包括第五PM0S管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端；第六PM0S管，其栅极与使能端之间串接有非门、源极连接第五PM0S管漏极； 第七PM0S管，其栅极和漏极连接第五PM0S管漏极、源极连接电源端； 第八PM0S管，其栅极连接第七PM0S管栅极、源极连接电源端；第一NMOS管，其漏极连接第六PMOS管漏极、栅极连接第一电压输入、源极通过第一电 阻接地；第二 NM0S管，其漏极连接第八PM0S管漏极、栅极连接第二电压输入、源极通过第二电 阻接地；第三NMOS管，其栅极与使能端之间串接有非门、漏极连接第二NMOS管漏极、源极接地；第四NM0S管，其漏极和栅极连接第二 NM0S管漏极、源极接地；第五NM0S管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第四NM0S管栅极、源极接地；其中，第七PM0S管和第八PM0S管的沟道宽长比相同，第一 NM0S和第二 NM0S的沟道宽长比相同，第四NMOS管和第五NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；或者，参考电流沉产生电路包括 第九PM0S管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端； 第十PM0S管，其栅极和漏极连接第九PM0S管漏极、源极连接电源端； 第十一 PM0S管，其栅极连接第十PM0S管栅极、源极连接电源端； 第七NMOS管，其漏极连接第二运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源 极接地；第八NMOS管，其漏极连接第十PMOS管漏极、栅极连接第二运算放大器的输出、源极通 过第一电阻接地；第二运算放大器，其负端输入连接第八NMOS管的源极、正端输入连接第一电压输入； 第九NMOS管，其漏极连接第三运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源 极接地；第十NM0S管，其漏极连接第i^一 PM0S管漏极、栅极连接第三运算放大器的输出、源极 通过第二电阻接地；第三运算放大器，其负端输入连接第十NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；第十一 NM0S管，其漏极连接第十NMOS管漏极、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；第十二 NMOS管，其漏极和栅极连接第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]