專利名稱：一種帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法及其充電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法及其充電器。
背景技術：
鋰電池因具有電壓高、循環(huán)性能好和無記憶效應等特點正作為移動便攜式儀器的核心儲能裝置被人們所關注，而與之相匹配的鋰電池充電器也越來越被人們所重視，因為充電器的好壞會影響儀器設備的性能，電池的使用壽命以及設備的工作效率。目前，市面上的充電器較為典型的一種類型是用一個專用集成IC來控制充電電流、電壓的變化，這種充電方式的充電器雖然芯片體積較小，但是也有一些不足之處，如充電效率低、易發(fā)熱降低電池壽命、控制精度低等。學術論文提出加入溫度保護模塊，但都是針對IC芯片的發(fā)熱問 題，這也是使用集成IC帶來的一個弊端。中國專利申請?zhí)?00610159900. 6，專利名稱為“鋰電池充電控制方法”，
公開日為2008. 5. 14的發(fā)明專利公開了一種鋰電池充電控制方法，該控制方法如下在鋰電池充電過程中，利用電壓檢測電路不斷的檢測鋰電池的電量，來選擇鋰電池所需要的充電方式，再通過微處理器內的PWM調制功能，將電力信號調節(jié)成合適的恒流或恒壓值進行充電。但該技術并未提出將鋰電池溫度及充電電流檢測放入系統(tǒng)中，使得對于鋰電池的保護做得不夠完善。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，充電更加安全又保證充電最佳化的目的帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法及其充電器。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是該帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法，其特在于
預設多個階段的參數(shù)，其中包括恒流充電預設電壓、恒壓充電預設電壓、結束充電預設電流、預充電保護時間、恒流充電保護時間、恒壓充電保護時間、安全預設溫度；
檢測鋰電池的端電壓、流過的電流以及溫度，
充電開始時判斷鋰電池端電壓
1)若檢測到的鋰電池電壓值大于恒壓充電預設電壓則停止充電；
2)若檢測到的鋰電池電壓值小于等于恒流充電預設電壓，則進入預充電階段。3)若檢測到的鋰電池電壓值小于恒壓充電預設電壓并大于恒流充電預設電壓，則直接進入恒流充電階段；
4)若檢測到的鋰電池電壓值等于恒壓充電預設電壓，則直接進入恒壓充電階段，
各個充電階段的控制過程
a)在預充電階段，在預充電保護時間內，對鋰電池進行涓流充電，每過一個預充電保護時間再檢測一次電壓值，若檢測到的鋰電池電壓大于恒流充電預設電壓，則預充電階段完成，進入恒流充電階段；b)在恒流充電階段，在恒流充電保護時間內，對鋰電池進行涓流充電，每過一個恒流充電保護時間再檢測一次電壓值，檢測到的鋰電池的溫度小于安全預設溫度，則持續(xù)恒流充電，若檢測到的鋰電池溫度值大于安全預設溫度，則暫時停止充電直到溫度恢復到小于安全預設溫度，若檢測到的鋰電池電壓小于恒壓充電預設電壓，則持續(xù)恒流充電，若檢測到的鋰電池電壓等于恒壓充電預設電壓，則進入恒壓充電階段；
c)在恒壓充電階段，在恒壓充電保護時間內，對鋰電池進行恒壓充電，每過一個恒壓充電保護時間再檢測一次電壓值，若檢測到的鋰電池的溫度小于安全預設溫度，則持續(xù)恒壓充電，若檢測到的鋰電池的溫度大于安全預設溫度，則暫時停止充電直到溫度恢復到小于預設值，若檢測到的鋰電池電流大于結束充電預設電流，則持續(xù)恒壓充電，若檢測到的鋰電池電流小于結束充電預設電流，則充電完成。本發(fā)明所述鋰電池充電控制方法，利用脈沖寬度調制信號將充電輸入信號調節(jié)為恒定電流值和恒定電壓值對鋰電池進行充電；
本發(fā)明所述鋰電池充電控制方法中，恒流充電預設電壓值設為2. 9V、恒壓充電預設電 壓值設為4. 2V、結束充電預設電流值為200mA，安全預設溫度為50°C。本發(fā)明所述鋰電池充電控制方法中，所述預充電保護時間、恒流充電保護時間、恒壓充電保護時間均為5秒。本發(fā)明所述充電器，其特在于包括PFC電路模塊、DC/DC變換器、處理器和電參數(shù)檢測單元，所述電參數(shù)檢測單元包括充電器輸出端設有電壓檢測單元、電流檢測單元、溫度檢測單元，電壓檢測單元、電流檢測單元、溫度檢測單元設置在充電器輸出端，所述處理器和DC/DC變換器均與電壓檢測單元、電流檢測單元、溫度檢測單元連接，處理器和DC/DC變換器均連接PFC電路模塊。本發(fā)明所述PFC電路模塊采用BUCK型。本發(fā)明所述處理器采用LM3S9B96處理器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果由于在鋰電池充電過程中，進行智能控制，嚴格控制充電電流、電壓、溫度等參數(shù)，從而提高了充電效率，并實現(xiàn)數(shù)字化、智能化等特點。雖然鋰電池的使用溫度范圍比較寬，但環(huán)境溫度對電池的放電容量有很大影響，經(jīng)過實踐證明，充電的引起的高溫會降低電池的容量，通過溫度的監(jiān)控，將溫度對電池容量的影響控制在一定范圍內，利用新型的嵌入式處理器LM3S9B96為主控制器，克服了通常采用集成IC所帶來易發(fā)熱的問題。


圖I是本發(fā)明帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法的控制過程示意圖。圖2是本發(fā)明充電器的電路結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。本實施例帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法根據(jù)鋰電池的端電壓、流過的電流以及電池溫度來選擇不同的充電模式對鋰電池進行充電，以達到既安全充電又保證充電最佳化的目的，具體采用如下原理預設多個階段的參數(shù)，其中包括恒流充電預設電壓、恒壓充電預設電壓、結束充電預設電流、預充電保護時間、恒流充電保護時間、恒壓充電保護時間、安全預設溫度；利用脈沖寬度調制信號將充電輸入信號調節(jié)為恒定電流值和恒定電壓值對鋰電池進行充電；檢測鋰電池的端電壓、流過的電流以及溫度；本實施例中恒流充電預設電壓值設為2. 9V、恒壓充電預設電壓值設為4. 2V、結束充電預設電流值為200mA，安全預設溫度為50°C、涓流充電電流值為500mA、恒流充電電流值的500mA。預充電保護時間、恒流充電保護時間、恒壓充電保護時間均為5秒。參見圖1，本實施例的充電過程，充電開始時判斷鋰電池端電壓
1)若檢測到的鋰電池電壓值大于恒壓充電預設電壓則停止充電；
2)若檢測到的鋰電池電壓值小于等于恒流充電預設電壓，則進入預充電階段。3)若檢測到的鋰電池電壓值小于恒壓充電預設電壓并大于恒流充電預設電壓， 則直接進入恒流充電階段；
4)若檢測到的鋰電池電壓值等于恒壓充電預設電壓，則直接進入恒壓充電階段，
各個充電階段的控制過程
a)在預充電階段，在預充電保護時間內，對鋰電池進行涓流充電，保護時間5秒，每過5秒再檢測一次電壓值，若檢測到的鋰電池電壓大于恒流充電預設電壓，則預充電階段完成，進入恒流充電階段；
a)在恒流充電階段，在恒流充電保護時間內，對鋰電池進行涓流充電，保護時間5秒，每過5秒再檢測一次電壓值，檢測到的鋰電池的溫度小于安全預設溫度，則持續(xù)恒流充電，若檢測到的鋰電池溫度值大于安全預設溫度，則暫時停止充電直到溫度恢復到小于安全預設溫度，若檢測到的鋰電池電壓小于恒壓充電預設電壓，則持續(xù)恒流充電，若檢測到的鋰電池電壓等于恒壓充電預設電壓，則進入恒壓充電階段；
b)在恒壓充電階段，在恒壓充電保護時間內，對鋰電池進行恒壓充電，保護時間5秒，每過5秒再檢測一次電壓值，若檢測到的鋰電池的溫度小于安全預設溫度，則持續(xù)恒壓充電，若檢測到的鋰電池的溫度大于安全預設溫度，則暫時停止充電直到溫度恢復到小于預設值，若檢測到的鋰電池電流大于結束充電預設電流，則持續(xù)恒壓充電，若檢測到的鋰電池電流小于結束充電預設電流，則充電完成。經(jīng)過實踐證明，采用O. 2C放電速率，當環(huán)境溫度為25°C時，可以放出額定容量；當環(huán)境溫度為-10°C時，電池容量下降約5%，當環(huán)境溫度為-20°c時，電池容量下降約10% ;溫度高了亦是如此，本實施例由于在鋰電池充電過程中，進行智能控制，嚴格控制充電電流、電壓、溫度等參數(shù)，從而提高了充電效率，并實現(xiàn)數(shù)字化、智能化等特點。雖然鋰電池的使用溫度范圍比較寬，但環(huán)境溫度對電池的放電容量有很大影響，經(jīng)過實踐證明，充電的引起的高溫會降低電池的容量，通過溫度的監(jiān)控，將溫度對電池容量的影響控制在一定范圍內。參見圖2，本實施例鋰電池充電器，包括PFC電路模塊I、DC/DC變換器2、處理器3和電參數(shù)檢測單元，電參數(shù)檢測單元包括電壓檢測單元41、電流檢測單元42、溫度檢測單元43，電壓檢測單元41、電流檢測單元42、溫度檢測單元43設置在充電器輸出端，處理器3和DC/DC變換器2均與電壓檢測單元41、電流檢測單元42、溫度檢測單元43連接，處理器3和DC/DC變換器2均連接PFC電路模塊I。本實施例中PFC電路模塊I采用BUCK型，處理器3采用LM3S9B96處理器3。利用新型的嵌入式處理器3LM3S9B96為主控制器，克服了通常采用集成IC所帶來易發(fā)熱的問題。本實施例利用LM3S9B96處理器3的脈沖寬度調制功能，可依據(jù)采集的不同階段信號參數(shù)彈性地調變充電電流、電壓，使之變成鋰電池充電所希望的恒定電流值或恒定電壓值。本實施例針對鋰電池的充放電特性及實際使用中的需求，利用嵌入式處理器3LM3S9B96為主控制器，克服了通常采用集成IC所帶來易發(fā)熱的問題，同時由于在鋰電池充電過程中，進行智能控制，嚴格控制充電電流、電壓、溫度等參數(shù)，從而提高了充電效率，并實現(xiàn)數(shù)字化、智能化等特點。
本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法，其特在于預設多個階段的參數(shù)，其中包括恒流充電預設電壓、恒壓充電預設電壓、結束充電預設電流、預充電保護時間、恒流充電保護時間、恒壓充電保護時間、安全預設溫度；檢測鋰電池的端電壓、流過的電流以及溫度，充電開始時判斷鋰電池端電壓 若檢測到的鋰電池電壓值大于恒壓充電預設電壓則停止充電； 若檢測到的鋰電池電壓值小于等于恒流充電預設電壓，則進入預充電階段，若檢測到的鋰電池電壓值小于恒壓充電預設電壓并大于恒流充電預設電壓，則直接進入恒流充電階段； 若檢測到的鋰電池電壓值等于恒壓充電預設電壓，則直接進入恒壓充電階段， 各個充電階段的控制過程 在預充電階段，在預充電保護時間內，對鋰電池進行涓流充電，每過一個預充電保護時間再檢測一次電壓值，若檢測到的鋰電池電壓大于恒流充電預設電壓，則預充電階段完成，進入恒流充電階段； 在恒流充電階段，在恒流充電保護時間內，對鋰電池進行涓流充電，每過一個恒流充電保護時間再檢測一次電壓值，檢測到的鋰電池的溫度小于安全預設溫度，則持續(xù)恒流充電，若檢測到的鋰電池溫度值大于安全預設溫度，則暫時停止充電直到溫度恢復到小于安全預設溫度，若檢測到的鋰電池電壓小于恒壓充電預設電壓，則持續(xù)恒流充電，若檢測到的鋰電池電壓等于恒壓充電預設電壓，則進入恒壓充電階段； 在恒壓充電階段，在恒壓充電保護時間內，對鋰電池進行恒壓充電，每過一個恒壓充電保護時間再檢測一次電壓值，若檢測到的鋰電池的溫度小于安全預設溫度，則持續(xù)恒壓充電，若檢測到的鋰電池的溫度大于安全預設溫度，則暫時停止充電直到溫度恢復到小于預設值，若檢測到的鋰電池電流大于結束充電預設電流，則持續(xù)恒壓充電，若檢測到的鋰電池電流小于結束充電預設電流，則充電完成。
2.根據(jù)權利要求I所述的帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法，其特征在于利用脈沖寬度調制信號將充電輸入信號調節(jié)為恒定電流值和恒定電壓值對鋰電池進行充電。
3.根據(jù)權利要求I所述的帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法，其特征在于恒流充電預設電壓值設為2. 9V、恒壓充電預設電壓值設為4. 2V、結束充電預設電流值為200mA，安全預設溫度為50°C。
4.根據(jù)權利要求I所述的帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法，其特征在于所述預充電保護時間、恒流充電保護時間、恒壓充電保護時間均為5秒。
5.一種實現(xiàn)權力要求I所述的帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法的充電器，其特征在于包括PFC電路模塊、DC/DC變換器、處理器和電參數(shù)檢測單元，所述電參數(shù)檢測單元包括電壓檢測單元、電流檢測單元和溫度檢測單元，電壓檢測單元、電流檢測單元、溫度檢測單元設置在充電器輸出端，所述處理器和DC/DC變換器均與電壓檢測單元、電流檢測單元、溫度檢測單元連接，處理器和DC/DC變換器均連接PFC電路模塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的充電器，其特征在于所述PFC電路模塊采用BUCK型。
7.根據(jù)權利要求5所述的充電器，其特征在于所述處理器采用LM3S9B96處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶溫度檢測的鋰電池充電控制方法及其充電器，所述鋰電池充電控制方法，其步驟包括檢測鋰電池的電壓、電流、溫度值；設定多階段預設電壓，設定多個保護時間，利用PWM調變信號將一電力調變?yōu)楹懔餍盘柤昂銐盒盘?；若檢測值大于該恒流階段預設電壓值，則在該恒電流充電保護時間內，利用該恒定電流值對鋰電池進行充電，直至該偵測之大于恒壓階段的預設電壓；在該恒壓充電保護時間內，利用該恒壓對該鋰電池進行充電，直至該檢測值大于該充電完成電壓。本發(fā)明由于在鋰電池充電過程中，進行智能控制，嚴格控制充電電流、電壓、溫度等參數(shù)，從而提高了充電效率，并實現(xiàn)數(shù)字化、智能化等特點。
文檔編號G01R19/00GK102882260SQ20121041646
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月27日 優(yōu)先權日2012年10月27日
發(fā)明者徐穎晟, 王志新, 鄒建龍 申請人:嘉興清源電氣科技有限公司