專利名稱：：充電控制裝置及充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種充電控制裝置以及控制方法，特別是針對(duì)應(yīng)用于電子裝置(例如筆記型計(jì)算機(jī)等等)中的充電電池，能夠根據(jù)充電電池的工作溫度，機(jī)動(dòng)性地調(diào)整實(shí)際充電電流的大小，藉以防止充電時(shí)溫度過熱所導(dǎo)致的不良結(jié)果以及防止過熱而不得不停止充電的情況。一般筆記型(notebook)計(jì)算機(jī)以及各式的手提式電子計(jì)算機(jī)設(shè)備，大都是采用電池作為供電的主要來源，以符合便攜式(protable)特性的要求。電池由于體積的限制，大都有一定的有效供電時(shí)間，但是對(duì)于長期操作這類設(shè)備的使用者而言，有限供電時(shí)間便限制了使用者操作上的自由度。因此，對(duì)于便攜式產(chǎn)品而言，延長供電時(shí)間是非常重要的課題。目前延長供電時(shí)間的方法主要是利用可充電電池來實(shí)現(xiàn)。舉例來說，一般筆記型計(jì)算機(jī)中較常使用的電池類型大都是所謂的二次電池，也就是具有可充電特性的電池，像鎳氫電池等等。所以當(dāng)這些充電電池電力消耗掉後，必須利用直流電源(一般通過市電經(jīng)轉(zhuǎn)換後獲得)進(jìn)行充電，才能夠再次使用。在一般充電過程中，溫度是相當(dāng)重要的環(huán)境參數(shù)。當(dāng)充電過程的溫度過高，不僅僅會(huì)影響到充電的品質(zhì)，也很容易縮短電池的壽命。一般進(jìn)行充電時(shí)，充電電池本身即會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)程度的熱量，而導(dǎo)致其周圍環(huán)境溫度的上升。如果將充電電池置于便攜式電子裝置(如筆記型計(jì)算機(jī))中進(jìn)行充電的話，溫度效應(yīng)會(huì)變得更為明顯，因?yàn)闄C(jī)器本身所產(chǎn)生的熱量會(huì)進(jìn)一步助長溫度的上升。現(xiàn)有充電電路的處理方式，是根據(jù)充電電池的工作溫度，來決定是否繼續(xù)充電。也就是說，當(dāng)充電電池的工作溫度超過一既定溫度時(shí)，充電電路便切斷供電，停止對(duì)充電電池的充電，藉以防止過熱所造成的負(fù)面影響。然而，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)就在于此斷電處理上。當(dāng)充電電池是在一開機(jī)狀態(tài)下的電子裝置(如筆記型計(jì)算機(jī))中進(jìn)行充電時(shí)，工作溫度會(huì)經(jīng)常處于高溫的狀態(tài)。所以，充電過程顯得斷斷續(xù)續(xù)，延長了實(shí)際對(duì)充電電池的充電時(shí)間。有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種充電控制裝置和控制方法，可以隨時(shí)檢測充電電池的溫度變化，而對(duì)應(yīng)地調(diào)整所供應(yīng)的充電電流，不需要停止充電，所以不僅可以防止充電過程中高溫所造成的負(fù)面影響，同時(shí)也會(huì)加快實(shí)際進(jìn)行充電的速度。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提出一種充電控制裝置，用以控制一電源對(duì)一充電電池進(jìn)行充電的動(dòng)作，也即隨充電電池的溫度而調(diào)整其充電電流。此充電控制裝置包括一溫度感應(yīng)元件，置于充電電池的附近，用來感測工作溫度，此溫度感應(yīng)元件之某一特徵值會(huì)對(duì)應(yīng)于充電電池之溫度而變化，例如熱敏電阻的電阻值；一電壓轉(zhuǎn)換電路，耦接于溫度感應(yīng)元件，其根據(jù)溫度感應(yīng)元件的特徵值變化，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于充電電池溫度的控制信號(hào)；以及一充電電流調(diào)整電路，置于電源對(duì)于充電電池之充電路徑中并且耦接電壓轉(zhuǎn)換電路，其根據(jù)控制信號(hào)，調(diào)整電源對(duì)充電電池所輸出之充電電流。換言之，當(dāng)電池溫度上升時(shí)，此充電控制裝置可以降低充電電流，使溫度下降，藉此防止溫度過高所產(chǎn)生的負(fù)面影響，同時(shí)也不需要完全停止充電的動(dòng)作。在上述之充電控制裝置的充電電流調(diào)整電路中，包括了一脈寬調(diào)制電路，其可以根據(jù)控制信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)之一脈寬調(diào)制信號(hào)，此脈寬調(diào)制信號(hào)之脈寬對(duì)應(yīng)于充電電池的溫度；以及一開關(guān)元件，耦接于脈寬調(diào)制電路并且置于電源對(duì)于充電電池之充電路徑內(nèi)，其根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬，調(diào)整充電路徑之開關(guān)狀態(tài)，藉以調(diào)整充電電流。另外，本發(fā)明之充電控制方法，包括下列的步驟。首先，利用溫度感應(yīng)元件(如熱敏電阻)感測充電電池在充電過程中的溫度，其特徵值(如電阻值)會(huì)隨溫度而變化。接著轉(zhuǎn)換此溫度感測元件的特徵值為一控制信號(hào)。轉(zhuǎn)換的方式可以采用將溫度感應(yīng)元件的特徵值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一電壓值後，與一既定的第二電壓值進(jìn)行比較并且放大，產(chǎn)生此控制信號(hào)。最後再利用此控制信號(hào)，控制電源對(duì)于充電電池之充電路徑的導(dǎo)通狀態(tài)，藉此，即可以根據(jù)充電電池的溫度機(jī)動(dòng)地調(diào)整電源輸出的充電電流大小，而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。導(dǎo)通狀態(tài)的控制則可以采用下列方式進(jìn)行。先利用控制信號(hào)，產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)之脈寬的脈寬調(diào)制信號(hào)，再利用此脈寬調(diào)制信號(hào)，切換置于充電路徑上的開關(guān)元件，藉以控制該充電路徑之導(dǎo)通狀態(tài)。本發(fā)明所揭示的充電控制裝置和方法，主要是在進(jìn)行充電動(dòng)作時(shí)，能夠根據(jù)充電電池的溫度來決定實(shí)際輸出的充電電流大小，藉此調(diào)節(jié)充電電池的溫度。所以，能夠在不停止充電過程的情況下，以較快的速度進(jìn)行充電，同時(shí)也避免因?yàn)楦邷囟a(chǎn)生的負(fù)面影響。為使本發(fā)明的上述和其它的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)能更明白易懂，特舉一較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖作詳細(xì)說明如下圖1表示本發(fā)明用以隨充電電池溫度調(diào)整充電電流的充電控制裝置的詳細(xì)電路圖。圖2表示本發(fā)明的充電控制方法的流程圖。圖中元件標(biāo)號(hào)說明1～充電電池模塊；1a～充電電池；2～PWM產(chǎn)生電路；3～5V電壓調(diào)整器；R1～熱敏電阻；R2-R9～電阻；D1、D2～二極管；OP1～運(yùn)算放大器；C1～電容器；V1～第一分壓；V2～第二分壓；V3～控制電壓。圖1表示本發(fā)明用以隨充電電池溫度調(diào)整充電電流的充電控制裝置的詳細(xì)電路圖。圖中，VIN表示外部直流電源，例如交流市電經(jīng)過AC-DC轉(zhuǎn)換器(ACadapter)的處理送到電子裝置的直流電源。標(biāo)號(hào)1表示充電電池模塊，其內(nèi)具有實(shí)際儲(chǔ)存及供應(yīng)電力的充電電池1a。外部直流電源VIN通過一充電(供電)電路，對(duì)充電電池模塊1進(jìn)行充電的動(dòng)作。如圖所示，電容器C1、電感器L1和二極管D1、D2等元件置于充電路徑上，提供去除電源的高頻成分以及防止EMI干擾等功能。另外，5V電壓調(diào)節(jié)器3則將外部直流電源VIN(一般為12V)轉(zhuǎn)換成5V的電壓，用來提供運(yùn)算放大器OP1(後述)的電力以及作為產(chǎn)生第一分壓V1和第二分壓V2(後述)的分壓電源。另外，電阻網(wǎng)絡(luò)(包括電阻R8、R9、R10、R11、R12)則是用來產(chǎn)生一參考電壓，并送到PWM產(chǎn)生電路2(后述)，藉此提供充電電池模塊1的定電流回授，也就是在條件不變的情況下，維持固定的充電電流。本實(shí)施例的充電控制裝置，主要由下列各元件所構(gòu)成熱敏電阻R1，電壓調(diào)整電路(包括電阻R2、R3、R4、R5、R6以及運(yùn)算放大器OP1)，PWM(脈寬調(diào)制)產(chǎn)生電路2，以及開關(guān)元件(包括電阻R7和晶體管Q1)。熱敏電阻R1是作為一溫度感測元件，其一端連接外部直流電源VIN或充電電池1a的負(fù)端(即接地端)，并且置于充電電池模塊1的內(nèi)部，緊鄰充電電池1a，負(fù)責(zé)感測充電電池1a的溫度變化。在本實(shí)施例中，熱敏電阻1a的電阻值會(huì)隨著充電電池1a的溫度變化而改變，藉此感測出其溫度的變化。另外，本發(fā)明除了采用熱敏電阻之外，也可以采用其他的溫度感測元件來監(jiān)測充電電池1a的溫度變化，而其某一特徵值則會(huì)隨著溫度而改變，藉由此特徵值變化來推知此時(shí)充電電池1a的溫度。熱敏電阻R1的電阻變化則是利用電壓轉(zhuǎn)換電路(包括電阻R2～R6以及運(yùn)算放大器OP1)加以處理，而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)(控制電壓V3包括電阻網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的參考電壓以及由電壓轉(zhuǎn)換電路所產(chǎn)生的控制信號(hào))。如圖所示，電阻R2的一端接到5V電壓調(diào)整器，另一端則耦接于熱敏電阻R1，因此串聯(lián)的電阻R2、熱敏電阻R1以及5V電壓源即構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)，而依據(jù)兩電阻間的電阻值比例，在兩者的接點(diǎn)上產(chǎn)生第一分壓V1。由于熱敏電阻R1的電阻值會(huì)受到溫度的影響而變動(dòng)，所以第一分壓V1也會(huì)反映出此變動(dòng)值。另一方面，電阻R4和R3同樣也構(gòu)成另一分壓網(wǎng)絡(luò)，而依據(jù)兩電阻間的電阻值比例，在兩者的接點(diǎn)上產(chǎn)生第二分壓V2。不過，由于電阻R3和R4的電阻值固定，因此第二分壓V2也視為一固定參考值。接著，利用電阻R5、R6以及運(yùn)算放大器OP1所構(gòu)成的比較電路，比較出第一分壓V1和第二分壓V2的電壓差并且加以放大，產(chǎn)生所需的控制信號(hào)。此控制信號(hào)同樣會(huì)反映出充電電池1a的溫度變動(dòng)。接著，此控制信號(hào)疊加到電阻網(wǎng)絡(luò)(R8～R12)所產(chǎn)生的參考電壓上，以控制電壓V3的形式送到PWM產(chǎn)生電路2。而根據(jù)控制信號(hào)(或控制電壓V3)所對(duì)應(yīng)于溫度變化的變動(dòng)值，PWM產(chǎn)生電路2所產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)，會(huì)具有對(duì)應(yīng)于此溫度變動(dòng)的脈寬。因此，當(dāng)此脈寬調(diào)制信號(hào)送到晶體管Q1的基極時(shí)，便會(huì)改變晶體管Q1的導(dǎo)通(turn-on)時(shí)間，藉此便可以改變充電電流的大小。換言之，當(dāng)充電電池1a的環(huán)境溫度上升時(shí)，熱敏電阻R的電阻值下降，導(dǎo)致外部直流電源VIN所輸出的充電電流減小，藉此抵消溫度上升的變化。在本實(shí)施例中，熱敏電阻R1和電壓轉(zhuǎn)換電路(包括運(yùn)算放大器OP1、電阻R2～R6)也可以由其他的電池溫度監(jiān)測電路來實(shí)施，另外，PWM產(chǎn)生電路2以及開關(guān)元件(包括晶體管Q1和電阻R7)也可以由其他的充電電流調(diào)整電路來加以實(shí)施，因此圖1所示的電路結(jié)構(gòu)并非用以限定本發(fā)明。圖2即表示本發(fā)明實(shí)施例對(duì)應(yīng)的充電控制方法的流程圖。如圖所示，首先，利用熱敏電阻或其他的溫度感測元件，檢測出充電電池在充電過程中的溫度(S1)。此時(shí)，其電阻值或其他對(duì)應(yīng)的特徵值會(huì)隨溫度改變而變動(dòng)。接著，根據(jù)熱敏電阻的阻值變化，調(diào)整控制電壓V3的大小(S2)，也就是轉(zhuǎn)換此熱敏電阻的電阻值變動(dòng)為控制信號(hào)，疊加到參考電壓上產(chǎn)生控制電壓V3。實(shí)際轉(zhuǎn)換的方式可以采用將熱敏電阻的電阻值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一分壓后，與一固定的第二分壓進(jìn)行比較并且放大，藉以產(chǎn)生此控制信號(hào)。最後再利用此控制信號(hào)，控制電源對(duì)于充電電池之充電路徑的導(dǎo)通狀態(tài)。也就是根據(jù)控制電壓V3的大小，PWM產(chǎn)生電路2產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)脈寬的PWM信號(hào)(S4)，再利用此PWM信號(hào)，控制充電路徑的導(dǎo)通狀態(tài)，藉此調(diào)整充電電流。因此，可以根據(jù)充電電池的溫度機(jī)動(dòng)地調(diào)整電源輸出的充電電流大小，而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。由于不會(huì)以停止充電的方式處理高溫的情況，所以可以加快充電電池在機(jī)器開機(jī)狀態(tài)下的充電速度。本發(fā)明雖以一較佳實(shí)施例揭示如上，但其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的熟練人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可作出許多變換和改進(jìn)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書所限定。權(quán)利要求1．一種充電控制裝置，用以控制一電源對(duì)一充電電池進(jìn)行充電，其特征在于包括一溫度感應(yīng)元件，置于該充電電池附近，該溫度感應(yīng)元件之一特徵值對(duì)應(yīng)于該充電電池的溫度而變化；一電壓轉(zhuǎn)換電路，耦接于該溫度感應(yīng)元件，其根據(jù)該溫度感應(yīng)元件的特徵值變化，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該充電電池溫度的控制信號(hào)；以及一充電電流調(diào)整電路，置于該電源對(duì)于該充電電池的充電路徑中并且耦接該電壓轉(zhuǎn)換電路，其根據(jù)該控制信號(hào)，調(diào)整該電源對(duì)該充電電池所輸出的充電電流。2．如權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于，該充電電流調(diào)整電路包括一脈寬調(diào)制電路，其根據(jù)該控制信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，該脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬對(duì)應(yīng)于該充電電池的溫度；以及一開關(guān)元件，耦接于該脈寬調(diào)制電路并且置于該電源對(duì)于該充電電池的充電路徑，其根據(jù)該脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬，調(diào)整該充電路徑的開關(guān)狀態(tài)，藉以調(diào)整充電電流。3．如權(quán)利要求2所述的充電控制裝置，其特征在于，該開關(guān)元件為一晶體管，其基極接收該脈寬調(diào)制信號(hào)，其集電極和發(fā)射極分別耦接至該充電電池和該電源。4．如權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于，該溫度感應(yīng)元件為一熱敏電阻。5．如權(quán)利要求4所述的充電控制裝置，其特征在于，該電壓轉(zhuǎn)換電路包括與該熱敏電阻串聯(lián)連接的電阻(R2)；串聯(lián)連接的電阻(R3)和電阻(R4)；一分壓源，分別耦接于串聯(lián)連接的電阻(R2)和熱敏電阻，以及串聯(lián)連接的電阻(R3)和電阻(R4)，并在電阻(R2)和熱敏電阻的接點(diǎn)上產(chǎn)生第一分壓，以及在電阻(R3)和電阻(R4)的接點(diǎn)上產(chǎn)生第二分壓；以及一比較電路，分別接收該第一分壓和第二分壓，用以比較兩者之差并按一既定增益放大，產(chǎn)生該控制信號(hào)。6．一種充電控制裝置，用以控制一電源對(duì)一充電電池進(jìn)行充電，其特征在于包括一電池溫度監(jiān)測電路，用以監(jiān)測該充電電池在充電過程中的溫度，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)；以及一充電電流調(diào)整電路，置于該電源對(duì)該充電電池的充電路徑中并且耦接該電池溫度監(jiān)測電路，其根據(jù)該控制信號(hào)，調(diào)整該電源對(duì)該充電電池所輸出的充電電流。7．如權(quán)利要求6所述的充電控制裝置，其特征在于，該充電電流調(diào)整電路包括一脈寬調(diào)制電路，其根據(jù)該控制信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，該脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬對(duì)應(yīng)于該充電電池的溫度；以及一開關(guān)元件，耦接于該脈寬調(diào)制電路并且置于該電源對(duì)該充電電池的充電路徑，其根據(jù)該脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬，調(diào)整該充電路徑的開關(guān)狀態(tài)，藉以調(diào)整充電電流。8．如權(quán)利要求7所述的充電控制裝置，其特征在于，該開關(guān)元件為一晶體管，其基極接收該脈寬調(diào)制信號(hào)，其集電極和發(fā)射極分別耦接至該充電電池和該電源。9．一種充電控制方法，用以控制一電源對(duì)一充電電池進(jìn)行充電，其特征在于包括下列步驟利用一溫度感應(yīng)元件，感測該充電電池在充電過程中的溫度，該溫度感應(yīng)元件之一特徵值對(duì)應(yīng)于該充電電池的溫度；轉(zhuǎn)換該溫度感應(yīng)元件的所述特征值為一控制信號(hào)；利用該控制信號(hào)，控制該電源對(duì)該充電電池的充電路徑的導(dǎo)通狀態(tài)，藉以根據(jù)該充電電池的溫度調(diào)整該電源輸出的充電電流大小。10．如權(quán)利要求9所述的充電控制方法，其特征在于，該溫度感測元件為一熱敏電阻。11．如權(quán)利要求9所述的充電控制方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)換該控制信號(hào)的步驟中包括將該溫度感應(yīng)元件的特徵值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一電壓值；以及比較該第一電壓值與既定的第二電壓值并放大，產(chǎn)生該控制信號(hào)。12．如權(quán)利要求9所述的充電控制方法，其特征在于，在控制該充電路徑的導(dǎo)通狀態(tài)的步驟中包括根據(jù)該控制信號(hào)，產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于該控制信號(hào)的脈寬的脈寬調(diào)制信號(hào)；以及利用該脈寬調(diào)制信號(hào)，切換置于該充電路徑之一開關(guān)元件，藉以控制該充電路徑的導(dǎo)通狀態(tài)。全文摘要一種充電控制裝置及充電控制方法,用以隨充電電池的溫度而調(diào)整其充電電流。此充電控制裝置包括一溫度感應(yīng)元件例如熱敏電阻,置于充電電池的周圍,用來感測其工作溫度。利用一電壓轉(zhuǎn)換電路將熱敏電阻的電阻值變化轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)后,再利用一充電電流調(diào)整電路,根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整電源對(duì)充電電池所輸出的充電電流。也即,當(dāng)電池溫度上升時(shí),此充電控制裝置可以降低充電電流,使溫度下降,藉此防止溫度過高所產(chǎn)生的負(fù)面影響,同時(shí)也無需完全停止充電動(dòng)作。文檔編號(hào)H01M10/44GK1293479SQ99121599公開日2001年5月2日申請日期1999年10月18日優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日發(fā)明者李英維申請人:神基科技股份有限公司