專(zhuān)利名稱(chēng)：電池充電電路以及對(duì)電池充電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池充電器，具體而言，涉及一種能夠在電池充電過(guò)程中監(jiān)視和調(diào)節(jié)充電晶片溫度從而防止集成電路(IC)過(guò)熱的電池充電器電路以及對(duì)電池充電的方法。
背景技術(shù)：
通常，在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)IC的溫度會(huì)升高。這種充電過(guò)程中的熱量是 由IC功率消耗引起的，主要是由充電電流引起的。當(dāng)充電電流減少時(shí)，熱量通常也會(huì)減少。這些年來(lái)業(yè)界有種種嘗試，試圖通過(guò)控制充電電流使其達(dá)到 最優(yōu)值，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的充電且防止過(guò)熱。但其中某些方法被證明或是 太復(fù)雜或是成本太高。因?yàn)榇蟛糠殖潆婋姵赜糜谙M(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品，對(duì)于電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，充電ic的成本是主要考慮的因素。本發(fā)明提出了一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效充電和過(guò)熱保護(hù)目的的高效且低廉的電路及其方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明揭示一種電池充電器，該電池充電器采用具有預(yù)定的最大溫度值的溫度傳感器，通過(guò)來(lái)監(jiān)視充電晶片溫度來(lái)監(jiān)視IC溫度，或者直接監(jiān)視IC 溫度；并且還揭示一種電路，該電路可以在預(yù)定的最大溫度值時(shí)減少充電電 流，從而實(shí)現(xiàn)防止IC溫度超過(guò)最大允許溫度值的目的。盡管本發(fā)明的主要應(yīng)用場(chǎng)合是控制充電晶片溫度和將充電IC溫度保持 在預(yù)定的最大溫度值以下，但是本發(fā)明也可以用于其他類(lèi)型的IC以控制其溫 度。本發(fā)明提供一種電池充電電路，包括充電電流環(huán)路，用于對(duì)電池提供 充電電流，其中所述充電電流隨調(diào)整電壓變化；控制環(huán)路，可根據(jù)充電晶片 的溫度調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓;且其中當(dāng)所述充電晶片溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)， 所述控制環(huán)路即通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流。本發(fā)明還提供一種對(duì)電池充電的方法，包括以下步驟通過(guò)充電電路對(duì) 所述電池提供充電電流，其中該充電電流隨調(diào)整電壓而變化；根據(jù)充電晶片 溫度，通過(guò)控制環(huán)路來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；以及其中當(dāng)所述充電晶片溫度超 過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，由所述控制環(huán)路通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電 電流。本發(fā)明還提供一種電池充電電路，包括充電電流環(huán)路，通過(guò)集成電路 對(duì)電池提供充電電流，其中所述充電電流隨調(diào)整電壓而變化；控制環(huán)路，用 于根據(jù)集成電路溫度來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；且其中當(dāng)所述集成電路溫度超過(guò) 預(yù)定溫度閾值時(shí)，由所述控制環(huán)路通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電 流。本發(fā)明還提供一種對(duì)電池充電的方法，包括以下步驟通過(guò)充電電路對(duì) 所述電池提供充電電流，其中該充電電流隨調(diào)整電壓而變化；根據(jù)具有所述 充電電路和控制環(huán)路的集成電路的溫度，通過(guò)所述控制環(huán)路來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整 電壓；以及其中當(dāng)所述集成電路的溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，由所述控制環(huán) 路通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流。


參考說(shuō)明書(shū)、附圖及權(quán)利要求書(shū)可更好地理解本發(fā)明的其它特征、方案 和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池充電電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的目的在于監(jiān)視充電IC的溫度。當(dāng)充電IC的溫度超過(guò)某個(gè)預(yù)定 溫度值時(shí)，本發(fā)明所述的電路將降低該IC的溫度。下面將具體描述實(shí)施方式。如圖l所示，溫度傳感器(未示出)檢測(cè)充電晶片的溫度，并提供電壓信號(hào)Vdt至比較器Ul的反相輸入端。電壓信號(hào)Vdt也可以通過(guò)直接監(jiān)視IC 溫度的溫度傳感器(未示出)獲得。比較器U1的正相輸入端連接至參考電 壓Vref和電阻Rl的一端，電阻R1的另一端連接至電阻R2、金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET) Ml的漏極以及放大器U2的正相輸入端。Vref是一個(gè)具有預(yù)定值的恒壓源所提供的參考電壓，Vdt是晶片溫度的一個(gè)函數(shù)，Vreg為放大器U2 的正相輸入端電壓。比較器Ul的輸出端連接至MOSFET Ml的柵極， M0SFETM1的源極接地，并連接至電阻R2的另一端。放大器U2的反相輸 入端連接至MOSFET M2的源極以及電阻Rc的一端，放大器U2的輸出端連 接至MOSFET M2的柵極。電阻Rc的另一端接地。放大器U2和MOSFET M2 一起組成一個(gè)電壓跟隨器，使得電阻Rc上的電壓Vx總是等于Vreg。 MOSFET M2的漏極連接至晶體管Ql的集電極、基極以及晶體管Q2的基極。晶體管 Ql和Q2的發(fā)射極均連接至Vsupply， Vsupply是由AC適配器提供的充電器 電源。晶體管Q2的集電極連接至充電電池。II為流過(guò)電阻Rc的電流，lout 為提供給充電電池的充電電流。晶體管Q1和Q2—起組成電流鏡，使得Iout 與I1成比例關(guān)系。當(dāng)溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度上升時(shí)，其輸出的電壓信號(hào)Vdt的電平下 降。當(dāng)晶片溫度升高到一預(yù)定溫度，Vdt達(dá)到一預(yù)定值時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的電 路，晶片溫度將開(kāi)始降低。其具體工作過(guò)程如下當(dāng)晶片溫度低于預(yù)定值時(shí)，Vdt高于Vref， MOSFET Ml斷開(kāi)，放大器 U2的正相輸入端電壓Vreg由Vref經(jīng)電阻Rl、 R2分壓獲得。當(dāng)晶片溫度高 于預(yù)定值時(shí)，Vdt低于Vref， MOSFET Ml閉合，電阻R2被短路，Vreg降 低。由于<formula>formula see original document page 7</formula>，其中K為電流鏡設(shè)計(jì)常數(shù)。故此時(shí)充電電流lout也將減小。上述的MOSFET也可以是連續(xù)可調(diào)電阻。充電電流lout對(duì)晶片溫度或IC溫度具有直接的影響，因?yàn)榫瑴囟鹊?熱量來(lái)源就是充電電流。在電池充電過(guò)程中，晶片溫度的熱源由充電電流Iout 和Q2處的電壓降A(chǔ)V產(chǎn)生。例如，熱源-IoutxAV。因此當(dāng)充電電流Iout減 少時(shí)，產(chǎn)生的熱量值也減少，從而充電晶片的溫度也降低。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)溫度傳感器的選擇不是一個(gè)關(guān)鍵的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，盡管不同 的溫度傳感器可能會(huì)產(chǎn)生不同電壓值。實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可以調(diào)節(jié)電壓Vreg 來(lái)獲得適合所選溫度傳感器的最優(yōu)值。例如最大晶片溫度設(shè)為120°C。選擇符合條件的溫度傳感器，當(dāng)晶片溫度達(dá)到120。C時(shí)，Vdt為l.OV; 當(dāng)晶片溫度為0°C時(shí)，Vdt為L(zhǎng)35V。 Vref設(shè)為常量l.OV。在給電池充電過(guò)程中，當(dāng)晶片溫度達(dá)到121°C時(shí)，Vdt為0.95V，MOSFET Ml閉合，Vreg降低，Vx降低，II減少(Il=Vx/Rc)，最終Iout減少。因 為充電電流減少，晶片溫度也會(huì)降低。盡管本發(fā)明僅對(duì)幾種優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行討論，但是其他實(shí)施方式也是可能 的。因此本發(fā)明權(quán)利要求所要保護(hù)的范圍不僅僅限于所揭示的幾種優(yōu)選實(shí)施 例。
權(quán)利要求
1、一種電池充電電路，包括充電電流環(huán)路，用于對(duì)電池提供充電電流，其中所述充電電流隨調(diào)整電壓變化；控制環(huán)路，能夠根據(jù)充電晶片溫度調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；以及其中當(dāng)所述充電晶片溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，所述控制環(huán)路通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充電電路，其特征在于，其中所述電池充 電電路是由輸入電壓供電的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池充電電路，其特征在于，其中所述充電電 流設(shè)為一個(gè)與調(diào)整電壓成比例的常量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池充電電路，其特征在于，檢測(cè)所述充電晶 片溫度，并將其作為晶片溫度指示電壓傳送給所述控制環(huán)路用于調(diào)節(jié)所述調(diào) 整電壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充電電路，其特征在于，其中所述控制環(huán) 路通過(guò)所述調(diào)整電壓來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)制所述充電電流，以保持所述充電晶片溫度不 超過(guò)所述預(yù)定溫度閾值。
6、 一種對(duì)電池充電的方法，包括以下步驟通過(guò)充電電路對(duì)所述電池提供充電電流，其中該充電電流隨調(diào)整電壓而 變化；根據(jù)充電晶片溫度，通過(guò)控制環(huán)路來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；以及 其中當(dāng)所述充電晶片溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，由所述控制環(huán)路通過(guò)降 低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟以輸入 電壓對(duì)所述充電電路供電。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，其中所述充電電流設(shè)為一 個(gè)與所述調(diào)整電壓成比例的常量。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟 檢測(cè)所述充電晶片溫度；將所述充電晶片溫度轉(zhuǎn)化為晶片溫度指示電壓； 將所述晶片溫度指示電壓傳送至所述控制環(huán)路；以及 根據(jù)所述晶片溫度指示電壓來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟由所 述控制環(huán)路通過(guò)所述調(diào)整電壓來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)制所述充電電流，以保持所述充電晶 片溫度不超過(guò)所述預(yù)定溫度閾值。
11、 一種電池充電電路，包括充電電流環(huán)路，通過(guò)集成電路對(duì)電池提供充電電流，其中所述充電電流隨調(diào)整電壓而變化；控制環(huán)路，用于根據(jù)集成電路溫度來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；以及其中當(dāng)所述集成電路溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，由所述控制環(huán)路通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電池充電電路，其特征在于，其中所述電路 是由輸入電壓供電的。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電池充電電路，其特征在于，其中所述充電 電流設(shè)為 一個(gè)與所述調(diào)整電壓成比例的常量。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電池充電電路，其特征在于，檢測(cè)所述集成 電路溫度，并將其作為集成電路溫度指示電壓傳送給所述控制環(huán)路用于調(diào)節(jié) 所述調(diào)整電壓。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電池充電電路，其特征在于，其中所述控制 環(huán)路通過(guò)所述調(diào)整電壓來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)制所述充電電流，以保持所述集成電路溫度 不超過(guò)所述預(yù)定溫度閾值。
16、 一種對(duì)電池充電的方法，包括以下步驟通過(guò)充電電路對(duì)所述電池提供充電電流，其中該充電電流隨調(diào)整電壓而 變化；根據(jù)具有所述充電電路和控制環(huán)路的集成電路的溫度，通過(guò)所述控制環(huán) 路來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；以及其中當(dāng)所述集成電路的溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，由所述控制環(huán)路通過(guò) 降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟以輸入電壓對(duì)所述充電電路供電。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，其中所述充電電流設(shè)為 一個(gè)與調(diào)整電壓成比例的常量。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟 檢測(cè)所述集成電路的溫度；將所述集成電路的溫度轉(zhuǎn)化為集成電路溫度指示電壓； 將所述集成電路溫度指示電壓傳送至所述控制環(huán)路；以及 根據(jù)所述集成電路溫度指示電壓來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟由所 述控制環(huán)路通過(guò)所述調(diào)整電壓來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)制所述充電電流，以保持所述集成電 路的溫度不超過(guò)所述預(yù)定溫度閾值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池充電電路以及對(duì)電池充電的方法，通過(guò)溫度傳感器監(jiān)視充電晶片溫度，或者直接監(jiān)視IC溫度。充電晶片允許的最高溫度值是預(yù)先設(shè)定的。該充電電路能夠在預(yù)定最高溫度值時(shí)減少充電電流。將充電晶片信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)將充電電流減少為可允許的最高溫度值。本發(fā)明的電池充電電路包括充電電流環(huán)路，用于對(duì)電池提供充電電流，其中所述充電電流隨調(diào)整電壓變化；控制環(huán)路，可根據(jù)充電晶片的溫度調(diào)節(jié)所述調(diào)整電壓；且其中當(dāng)所述充電晶片溫度超過(guò)預(yù)定溫度閾值時(shí)，所述控制環(huán)路即通過(guò)降低所述調(diào)整電壓來(lái)減少所述充電電流，本發(fā)明能夠高效且低廉地同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效充電和過(guò)熱保護(hù)。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101237153SQ20071019883
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者張正偉 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司