專利名稱：電池充電器、電池組件與二次電池的充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于給配有一個(gè)二次電池的電池組件充電的充電器，一種配有一個(gè)二次電池的電池組件與一種給每個(gè)配有一個(gè)二次電池的多個(gè)電池組件充電的二次電池充電方法。
各種便攜式電子裝置例如移動(dòng)電話與筆記本電腦能在同商業(yè)電力線斷開(kāi)的情況下長(zhǎng)期使用是人們的理想。為此目的，實(shí)施了例如增大用作驅(qū)動(dòng)電子裝置電源的可更換電池組件的功率貯存能力與減小電子裝置功率消耗的措施。
尤其是移動(dòng)電話，由于經(jīng)它提供的服務(wù)種類(lèi)日益增多，因此隨著它日益增多的各種功能與使用在日益增大的頻率下，趨向于有更大的功率損耗。然而，即使在這種情況下，仍然要求它們能長(zhǎng)期工作。
為此使用者攜帶替換的電池組件使能長(zhǎng)期工作。也可使用帶有多個(gè)充電槽的充電器給多個(gè)電池組件充電。
現(xiàn)有技術(shù)的電池組件通過(guò)例如聯(lián)合恒電流充電與恒電壓充電進(jìn)行充電，也就是說(shuō)，電池組件在恒電流下充電直至其電壓達(dá)到一個(gè)預(yù)定的電壓水平，繼之以一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期的恒電壓充電。在恒電流充電期間充電器中流過(guò)的電流由使用的交流適配器確定。
但是，即使當(dāng)充電器有兩個(gè)充電槽時(shí)，在只提供一條充電電路的情況下，充滿兩個(gè)電池組件所需要的時(shí)間為充滿一個(gè)電池組件所需要的時(shí)間的2倍。這個(gè)情況使得同使用只有單個(gè)充電槽的充電器逐個(gè)地按順序給兩個(gè)電池組件充電的情況沒(méi)有區(qū)別。
為了使它能同時(shí)給兩個(gè)電池組件充電同時(shí)縮短充電時(shí)間，可提供兩條充電電路，但這樣做將使充電器較昂貴并增大它的尺寸，因此在制造一個(gè)小型充電器的角度看來(lái)產(chǎn)生了問(wèn)題。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題提出了本發(fā)明，因而本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種當(dāng)給多個(gè)電池組件充電時(shí)能縮短充電時(shí)間并能制成尺寸較小的充電器，一種用于此充電器的電池組件與一種當(dāng)給多個(gè)電池組件充電時(shí)能縮短充電時(shí)間并縮小充電器尺寸的二次電池充電方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的充電器包括多個(gè)電池插入部分-其中插入多個(gè)具有控制二次電池充電的充電控制功能的電池組件與/或一個(gè)裝有電池組件的電子裝置，與一個(gè)供給充電電流的電源-其中來(lái)自電源的充電電流并聯(lián)供給插入電池插入部分的各電池組件與/或電子裝置。
充電控制功能指的是當(dāng)電源輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)開(kāi)始充電操作的功能。
上述充電器把電源輸出電壓并聯(lián)施加于各電池插入部分。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的電池組件包括一個(gè)其中發(fā)生充電與放電的二次電池與一個(gè)用于檢測(cè)充電電源輸出電壓以控制充電的開(kāi)始與停止的充電控制部分，其中該電池組件同其它電池組件并聯(lián)連接到充電電源，而充電控制部分檢測(cè)輸出電壓中由于其它電池組件的充電而引起的變化以控制充電操作的開(kāi)始與停止。
當(dāng)輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)，充電控制部分可開(kāi)始充電操作。
上述電池組件同其它電池組件并聯(lián)連接到充電電源，而充電控制部分檢測(cè)充電電源輸出電壓中由于其它電池組件充電引起的變化以控制充電操作的開(kāi)始與停止。
為達(dá)到上述目的，用于給每個(gè)配有一個(gè)二次電池的多個(gè)電池組件充電的本發(fā)明的二次電池充電方法，包括一個(gè)用于檢測(cè)來(lái)自充電電源并聯(lián)供給多個(gè)電池組件的電流供給步驟，與一個(gè)充電控制步驟-其中利用充電電源輸出電壓中由于多個(gè)電池組件之中的至少一個(gè)電池組件的充電而引起的變化以控制其它電池組件充電的開(kāi)始與停止。
在充電控制步驟中，當(dāng)輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)可開(kāi)始充電操作。
在充電控制步驟中，根據(jù)多個(gè)電池組件的電壓水平還可在恒電流充電與恒電壓充電之間切換充電操作方式。
此外，在恒電流充電操作中多個(gè)電池組件逐個(gè)充電，在恒電壓充電操作中多個(gè)電池組件同時(shí)充電，而當(dāng)所有多個(gè)電池組件的電壓水平達(dá)到某一預(yù)定的電壓水平時(shí)開(kāi)始所有電池組件的恒電壓充電操作。
根據(jù)上述二次電池充電方法，在充電控制步驟中，檢測(cè)充電電源輸出電壓中由于多個(gè)電池組件之中的至少一個(gè)電池組件的充電而引起的變化以控制其它電池組件充電的開(kāi)始與停止。
本發(fā)明的充電器包括多個(gè)電池插入部分-其中插入多個(gè)具有控制二次電池充電的充電控制功能的電池組件與/或裝有電池組件的電子裝置，與一個(gè)供給充電電流的電源-其中來(lái)自電源的充電電流并聯(lián)供給插入電池插入部分的各電池組件與/或電子裝置。
當(dāng)電源輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)充電控制功能能起作用以開(kāi)始充電操作。
結(jié)果，上述充電器由于有較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使不但能制造尺寸較小的充電器，而且還能降低制造成本。此充電器還能以一個(gè)恒定電壓同時(shí)給多個(gè)電池組件充電，因而當(dāng)未安裝附加充電電路而給多個(gè)電池組件充電時(shí)能縮短充電時(shí)間。
本發(fā)明的電池組件包括一個(gè)其中發(fā)生充電與放電的二次電池，與一個(gè)用于檢測(cè)充電電源輸出電壓以控制充電的開(kāi)始與停止的充電控制部分，其中電池組件同其它電池組件并聯(lián)連接到充電電源，而充電控制部分檢測(cè)輸出電壓中由于其它電池組件充電而引起的變化以控制充電操作的開(kāi)始與停止。
當(dāng)輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)，充電控制部分可開(kāi)始充電操作。
因此，上述電池組件使能縮短充電時(shí)間。
用于給每個(gè)配有一個(gè)二次電池的多個(gè)電池組件充電的本發(fā)明二次電池充電方法包括從充電電源向多個(gè)并聯(lián)的電池組件供給充電電流的電流供給步驟與檢測(cè)充電電源輸出電壓中由于多個(gè)電池組件之中的至少一個(gè)電池組件的充電而引起的變化以控制其它電池組件充電的開(kāi)始與停止的充電控制步驟。
在充電控制步驟中，當(dāng)輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)能開(kāi)始充電操作。
在充電控制步驟中，根據(jù)多個(gè)電池組件的電壓水平在恒電流充電與恒電壓充電之間切換充電操作方式。
此外，在恒電流充電操作時(shí)多個(gè)電池組件逐個(gè)充電，在恒電壓充電操作時(shí)多個(gè)電池組件同時(shí)充電，而當(dāng)所有多個(gè)電池組件的電壓水平達(dá)到某一預(yù)定的電壓水平時(shí)開(kāi)始所有電池組件的恒電壓充電操作。
因此上述二次電池充電方法由于有較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使不但能制造尺寸較小的充電器，而且還能降低制造成本。二次電池充電方法還能同時(shí)以恒定電壓給多個(gè)電池組件充電，因此當(dāng)充電器未安裝附加充電電路而給多個(gè)電池組件充電時(shí)能縮短充電時(shí)間。
下面簡(jiǎn)介本說(shuō)明書(shū)的幾個(gè)附圖。


圖1表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電池組件與用于給電池組件充電的充電器組成的例子；圖2是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的電池組件組成的一個(gè)例子的框圖；圖3是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的充電器組成的一個(gè)例子的框圖；圖4表示在使用本發(fā)明的充電器充電期間跨接電池組件兩端子的電壓與交流適配器的輸出電壓隨時(shí)間的變化；和圖5是一個(gè)當(dāng)使用本發(fā)明的充電器給一個(gè)電池組件充電時(shí)充電操作的框圖說(shuō)明。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的上述二次電池充電方法是一個(gè)通過(guò)使用一個(gè)包括其中插入多個(gè)電池組件與裝有電池組件的電子裝置的電池插入部分(槽)以執(zhí)行充電操作的充電器與一個(gè)提供充電電流的電源給一個(gè)包括一個(gè)二次電池與一個(gè)充電控制部分的電池組件充電的方法。
電源電壓由充電控制部分的一個(gè)電壓檢測(cè)電路檢測(cè)，當(dāng)電源電壓達(dá)到某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)，開(kāi)始充電從而控制電池組件的充電操作。這使能縮短在多個(gè)電池組件充電時(shí)花費(fèi)的時(shí)間。此外，通過(guò)使用上述二次電池充電方法，充電器可制成較小的尺寸。
圖1表示一個(gè)使用此充電器與電池組件進(jìn)行充電的例子，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在本發(fā)明的此實(shí)施例中，將描述這樣一種情況使用包括安裝在其上的二次電池的電池組件的電子裝置是一部移動(dòng)電話。
圖1表示給包括二次電池的電池組件1與帶有安裝在其上的電池組件的移動(dòng)電話10充電的情況，通過(guò)使用帶有一個(gè)將在后面描述的帶有用于插入待充電的電池組件的插入槽的充電適配器30的充電器20，與一個(gè)同交流100V電插座50連接從而把商用交流電轉(zhuǎn)換為直流電以提供充電電壓的交流適配器40。
電池組件1帶有一個(gè)向同它連接的電子裝置供給電流或由另一電源供給電流而被充電的可充電電池單元60，與一個(gè)控制電池單元60充電與放電的充/放電控制部分70。
充/放電控制部分70有一個(gè)用于檢測(cè)至少交流適配器40的輸出電壓的電壓檢測(cè)電路71，一個(gè)用于檢測(cè)跨接電池單元60兩端子間電壓的保護(hù)電路72，與一個(gè)用于控制充電操作的控制電路73。
電壓檢測(cè)電路71檢測(cè)交流適配器40的充電電壓以控制將在后面描述的晶體管TR78的導(dǎo)通/關(guān)斷操作．在如本發(fā)明的實(shí)施例所示的電池組件1的電壓檢測(cè)電路71中，開(kāi)始充電的門(mén)限設(shè)定至例如4.4V。當(dāng)交流適配器40的輸出電壓超過(guò)4.4V時(shí)電壓檢測(cè)電路71具有使充電操作開(kāi)始的檢測(cè)電壓。
保護(hù)電路72檢測(cè)電池單元60兩端子間電壓并向控制電路73發(fā)出一個(gè)指示檢測(cè)電壓的信號(hào)。當(dāng)電池單元60兩端子間電壓達(dá)到例如4.3V時(shí)，保護(hù)電路72即發(fā)出通知。
控制電路73執(zhí)行對(duì)電池單元60充電操作的控制。具體地，控制電路73執(zhí)行例如切換預(yù)充電、恒電流充電、恒電壓充電等之間的充電狀態(tài)，接通發(fā)光二極管(LED)80、81等等控制操作。
現(xiàn)在將在下面描述電池組件1的上述以外的組成。
電流檢測(cè)電阻器R74與R75是用于檢測(cè)與控制充電電流的電阻器。例如，電流檢測(cè)電阻器R74的阻值為0.47 ，而電流檢測(cè)電阻器R75的阻值為0.15 。電流檢測(cè)電阻器R74與R75由將在后面描述的受控制電路73控制的晶體管TR76與TR77的開(kāi)關(guān)操作束切換。由此控制充電電流的量。
晶體管TR76、TR77與TR78是開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體器件。通過(guò)控制電路73控制晶體管TR76與TR77導(dǎo)通或關(guān)斷，從而選擇檢測(cè)與控制充電電流的電流檢測(cè)電阻器R74、R75并切換電路。根據(jù)電壓檢測(cè)電路71檢測(cè)的交流適配器40的輸出電壓控制晶體管TR78導(dǎo)通或關(guān)斷。
通過(guò)晶體管TR78的開(kāi)關(guān)操作控制控制電路73的接通或關(guān)斷，而晶體管TR78由電壓檢測(cè)電路71控制。電容器79是振蕩電路的外部電容器件，此振蕩電路輸出預(yù)定頻率的脈沖從而設(shè)定開(kāi)始充電與充電準(zhǔn)備之間的定時(shí)。當(dāng)交流適配器40的輸出電壓超過(guò)電壓檢測(cè)電路71的檢測(cè)電壓4.4V時(shí)，上述振蕩電路開(kāi)始振蕩。電容器還起用于計(jì)數(shù)將在后面描述的預(yù)充電的時(shí)間與檢測(cè)到滿充電后繼續(xù)恒電壓充電的時(shí)間的充電定時(shí)器的作用。
LED80是一個(gè)發(fā)射綠光的發(fā)光二極管，而LED81是一個(gè)發(fā)射紅光的發(fā)光二極管。由控制電路73根據(jù)電池組件1的充電狀態(tài)控制使LED80與LED81發(fā)光或熄滅。
放電控制晶體管TR82是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，當(dāng)將在后面描述的放電端子92與GND(接地)端子91短路時(shí)，或電池單元60過(guò)度放電直到此兩個(gè)端子間電壓降到低于某一預(yù)定的電壓水平時(shí)，它使放電停止。該預(yù)定電壓水平例如為2.5V。
充電控制晶體管TR83也是一個(gè)FET，當(dāng)上述兩個(gè)端子間電壓超過(guò)了某一預(yù)定的電壓水平而電池單元60仍充電時(shí)，它使充電停止。此預(yù)定電壓水平為4.3V。
電池組件1除了上述部件之外，還配有一個(gè)用于充電的充電端子90、一個(gè)GND端子91與一個(gè)用于放電的放電端子92。GND91為充電與放電公用。
充電端子90與GND91連接到圖上未表示的連接端子，它們被提供在充電適配器30的裝置插入槽31內(nèi)與電池組件插入槽32內(nèi)的規(guī)定位置處，由此把由交流適配器40提供的二次電流引入電池組件1。放電端子92與GND91連接到未表示的連接端子，它們被提供在移動(dòng)電話10的規(guī)定位置處，由此向移動(dòng)電話10供給電源。
從另一方面來(lái)說(shuō)，充電器20由帶有用于其中插入電池組件1與移動(dòng)電話10的插入槽的充電適配器30，與連接到100V交流電插座50以產(chǎn)生充電電流的交流適配器40組成。
充電適配器30帶有使能給裝在移動(dòng)電話10上的電池組件1充電的裝置插入槽31，與能給從移動(dòng)電話10上取下的電池組件1單獨(dú)充電的電池組件插入槽32。充電適配器30與交流適配器40通過(guò)連接器41可分離地連接。
交流適配器40把100V交流商業(yè)電源轉(zhuǎn)換為直流電并產(chǎn)生充電電流以并聯(lián)供給裝置插入槽31與電池組件插入槽32。
雖然在圖中未表示，裝置插入槽31與電池組件插入槽32的電源端子提供在當(dāng)移動(dòng)電話10或電池組件1插入槽內(nèi)時(shí)將同充電端子90與GND91嚙合的這些位置處。
充電器20具有如此簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使來(lái)自交流適配器40的充電電流并聯(lián)接至各插入槽內(nèi)的充電端子。
下面將參考圖4說(shuō)明上面已詳述的通過(guò)充電器20給一個(gè)電池組件1充電的操作過(guò)程。作為本發(fā)明實(shí)施例的所述充電器20根據(jù)電池組件1兩端子間的電壓執(zhí)行預(yù)充電、恒電流充電與恒電壓充電操作。
首先，當(dāng)把未加載與未經(jīng)充電的電池組件1插入槽內(nèi)時(shí)，保護(hù)電路72檢測(cè)電池單元兩端子間的電壓。當(dāng)此電壓低于2.0V時(shí)，控制電路73開(kāi)始預(yù)充電并使指示電池正在充電的紅色LED81發(fā)光。
預(yù)充電繼續(xù)至電池組件1兩端子間電壓超過(guò)2.0V，或延續(xù)一定時(shí)間周期例如30分鐘。當(dāng)此電池組件1兩端子間電壓超過(guò)2.0V時(shí)，預(yù)充電完成，繼之以下一階段的恒電流充電。但是，在該電壓在30分鐘內(nèi)未超過(guò)2.0V的情況下，控制電路73停止充電，并例如引起紅色LED81閃爍以指示電池組件1有故障。在預(yù)充電時(shí)，只有晶體管TR76導(dǎo)通而限制電流使電流檢測(cè)電阻器R74兩端的電壓為23.5mV。
當(dāng)未加載與未經(jīng)充電的電池組件1兩端子間電壓為2.0V或更高但低于4.10V時(shí)，控制電路73開(kāi)始恒電流充電并使紅色LED81發(fā)光。
當(dāng)控制電路73開(kāi)始恒電流充電時(shí)并且在未加載與未經(jīng)充電的電池組件1兩端子間電壓為4.10V或更高的情況下，電池組件1已幾乎充滿電。這時(shí)控制電路73使指示充電準(zhǔn)備狀態(tài)的綠色LED80發(fā)光。
電池組件1兩端子間電壓隨著恒電流充電過(guò)程而升高。恒電流充電期間的電流由交流適配器40的容量確定。晶體管TR76側(cè)的低功率路徑能承載的電流最高達(dá)132mA，而晶體管TR77側(cè)的高功率路徑能承載的電流最高達(dá)650mA。因此，當(dāng)晶體管TR76側(cè)的低功率路徑與晶體管TR77側(cè)的高功率路徑聯(lián)合時(shí)能承載電流最高達(dá)781mA。
當(dāng)輸入電流超過(guò)781mA時(shí)，控制電路73檢測(cè)此過(guò)電流而停止充電。在恒電流充電時(shí)，當(dāng)?shù)凸β事窂街锌缃拥碾娏鳈z測(cè)電阻器R74的電壓達(dá)到62.0mV時(shí)，限制電流。當(dāng)高功率路徑中跨接的電流檢測(cè)電阻器R75的電壓達(dá)到97.5mV時(shí)，控制電路73同樣限制電流并停止充電。
恒電流充電繼續(xù)至電池組件1兩端子間電壓最高達(dá)到4.30V。當(dāng)保護(hù)電路72檢測(cè)到電池單元60兩端子間電壓超過(guò)4.30V時(shí)，控制電路73使從恒電流充電切換至恒電壓充電。此后執(zhí)行恒電壓充電同時(shí)使充電電壓降低0.1V而為4.20V。
圖4中的VTh表示電壓檢測(cè)電路71的阻滯電壓。在后面將描述的給多個(gè)電池組件充電期間，當(dāng)交流適配器40的輸出電壓達(dá)到此電壓水平時(shí)，電壓檢測(cè)電路71切換使開(kāi)始充電。
在恒電壓充電時(shí)，電池單元60兩端子間的電壓保持恒定在4.20V，而充電電流隨時(shí)間逐漸減小。在恒電壓充電時(shí)，高功率路徑中的晶體管TR77被控制在基本關(guān)斷狀態(tài)使電流幾乎不流過(guò)。結(jié)果，雖然低功率路徑中的晶體管TR76中流過(guò)恒定的132mA充電電流，但由于還向高功率路徑供給少量電流，因此電流逐漸減小。
當(dāng)充電電流逐漸減小至某一預(yù)定值時(shí)，控制電路73設(shè)定一個(gè)滿充電檢測(cè)定時(shí)器使開(kāi)始定時(shí)器的計(jì)時(shí)。當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間周期結(jié)束時(shí)，控制電路73使指示充電完成的綠色LED80發(fā)光。當(dāng)經(jīng)過(guò)另一個(gè)預(yù)定的時(shí)間周期時(shí)，充電操作結(jié)束。在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述預(yù)定電流為110mA。
在預(yù)充電與恒電壓充電階段中，也可執(zhí)行脈沖充電，以便當(dāng)控制電路73的VCC電壓為5.05V或更高時(shí)減少來(lái)自晶體管TR76與TR77的發(fā)熱。在充電完成后，在電池組件1兩端子間電壓降至低于4.20V時(shí)，也可重新開(kāi)始充電。
現(xiàn)在將在下面參考圖5描述使用上述的給電池組件1充電的充電器20給多個(gè)電池組件充電的操作過(guò)程。在圖5中，為便于敘述，將把裝在移動(dòng)電話10中充電的電池組件稱為電池組件1a，而把單獨(dú)充電的電池組件稱為電池組件1。盡管電池組件都有相同的組成，將用參考號(hào)后加字母“a”表示電池組件1a的各部件。
下面的敘述討論這樣一個(gè)操作過(guò)程先把裝在移動(dòng)電話10中的電池組件1a插入裝置插入槽31，然后把電池組件1插入電池組件插入槽32，并按此順序進(jìn)行充電。裝在移動(dòng)電話10中的電池組件1a與單獨(dú)的電池組件1是相同的，且在裝在移動(dòng)電話10中的電池組件的充電情況與單獨(dú)電池組件的充電情況之間，或由于槽的不同，在充電操作與充電性能方面二者沒(méi)有區(qū)別。因而，忽略在裝置插入槽31與電池組件插入槽32之間的差別與充電順序上的差別。
當(dāng)把裝在移動(dòng)電話10上的電池組件1a插入裝置插入槽31時(shí)，保護(hù)電路72a檢測(cè)電池單元60a兩端子間的電壓。在兩端子間電壓為2.0V或更高的情況下，開(kāi)始恒電流充電。當(dāng)此電壓低于2.0V時(shí)，控制電路73a執(zhí)行預(yù)充電直至兩端子間電壓變?yōu)?.0V或更高，然后開(kāi)始恒電流充電。當(dāng)開(kāi)始恒電流充電時(shí)，交流適配器40的電壓降低。
這時(shí)如果把電池組件1插入電池組件插入槽32，電池組件1的電壓檢測(cè)電路71檢測(cè)交流適配器40的輸出電壓。當(dāng)此輸出電壓低于能開(kāi)始充電操作的4.4V時(shí)，電壓檢測(cè)電路71導(dǎo)致充電準(zhǔn)備狀態(tài)。
在裝置插入槽31內(nèi)，電池組件1a仍以恒電流充電。隨著充電繼續(xù)，電池單元60a兩端子間的電壓恢復(fù)且交流適配器40的輸出電壓相應(yīng)地逐漸恢復(fù)。
當(dāng)交流適配器40的輸出電壓超過(guò)4.4V(此為能開(kāi)始充電操作的電壓)時(shí)，電池組件1的電壓檢測(cè)電路71消除對(duì)控制電路73中振蕩器振蕩的阻滯作用。這使電池組件1的恒電流充電開(kāi)始。隨著恒電流充電的開(kāi)始，交流適配器40的輸出電壓再次降低。
當(dāng)檢測(cè)到交流適配器40的輸出電壓已降至低于4.2V(此為導(dǎo)致充電準(zhǔn)備狀態(tài)的電壓)時(shí)，上述振蕩器的振蕩停止。在電池單元60a兩端子間電壓高于交流適配器40的電源電壓的情況下，以恒定的小電流連續(xù)給電池組件1a充電。
當(dāng)電池組件1已開(kāi)始恒電流充電且交流適配器40的電壓降至低于電池單元60a兩端子間電壓時(shí)，電池組件1a切換至充電準(zhǔn)備狀態(tài)使反向電流不從電池單元60a流入交流適配器40。
隨著電池組件1繼續(xù)充電，交流適配器40的輸出電壓恢復(fù)，且當(dāng)此輸出電壓變得高于電池單元60a兩端子間電壓時(shí)，電池組件1a的恒電流充電恢復(fù)。這時(shí)，因?yàn)殡姵亟M件1的恒電流充電仍在電池組件插入槽32內(nèi)進(jìn)行，所以來(lái)自交流適配器40的充電電流由于在兩個(gè)充電操作中的消耗而稍微減小。
當(dāng)兩個(gè)保護(hù)電路72檢測(cè)到各自的電池單元60兩端子間電壓已達(dá)到4.3V時(shí)，各自的控制電路73停止恒電流充電而開(kāi)始恒電壓充電。
當(dāng)充電電流逐漸減至110mA時(shí)，控制電路73設(shè)定滿充電檢測(cè)定時(shí)器?？刂齐娐?3設(shè)定定時(shí)器，且當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間周期時(shí)，使綠色LED發(fā)光。當(dāng)經(jīng)過(guò)另一個(gè)預(yù)定的時(shí)間周期時(shí)，充電操作結(jié)束。
如上所述，通過(guò)提供通電控制部分70，使電池組件1能根據(jù)由電壓檢測(cè)電路71檢測(cè)的交流適配器40的電壓控制充電操作的接通與關(guān)斷。
同時(shí)由于上述充電器20不需要有充電電路，因此可簡(jiǎn)化充電器20的結(jié)構(gòu)。由于電池組件1有充電控制部分70，因此只要求充電器20有多個(gè)槽使能給多個(gè)電池組件充電而不用修改充電器的結(jié)構(gòu)例如提供附加的充電電路。
通過(guò)使用電池組件1與充電器20，使同時(shí)給多個(gè)電池組件恒電壓充電所花費(fèi)的時(shí)間等于給一個(gè)電池組件恒電壓充電所要求的時(shí)間。因此，根據(jù)使用上述的電池組件1與充電器20的二次電池充電方法，與使用現(xiàn)有技術(shù)充電器的情況相比在此處理中需要的時(shí)間可縮短。
上面所述假定電池組件1是鋰離子二次電池，盡管對(duì)電池組件的類(lèi)型沒(méi)有限制只要是可再充電的二次電池即可。對(duì)構(gòu)成電池單元60的電極與電解質(zhì)的有效材料的類(lèi)型、電池單元60的結(jié)構(gòu)等等也沒(méi)有限制。
對(duì)供給充電電流的充電端子90與GND91和連接移動(dòng)電話10的充電端子92與GND91的形式與結(jié)構(gòu)也沒(méi)有限制。例如，無(wú)觸點(diǎn)功率傳輸裝置與類(lèi)似裝置可用于充電端子90與GND91。
當(dāng)電池組件1裝在移動(dòng)電話10上被充電時(shí)，在移動(dòng)電話10通電時(shí)充電器20也能充電。
把電池組件1裝在其內(nèi)并同它一起使用的電子裝置不限于移動(dòng)電話10而可以是其它電子裝置。
雖然充電器20通過(guò)使用交流適配器40接收來(lái)自商業(yè)電源交流電的充電電流，供給交流電流的電源也可以是另一電池或不同的電源裝置。例如，可使用汽車(chē)蓄電池作為充電電源。
權(quán)利要求
1．一種充電器包括多個(gè)可插入多個(gè)具有控制二次電池充電的充電控制功能的電池組件與/或一個(gè)裝有所述電池組件的電子裝置的電池插入部分；與一個(gè)供給充電電流的電源，其中來(lái)自所述電源的充電電流并聯(lián)供給插入所述電池插入部分的所述電池組件與/或所述電子裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的充電器，其中所述充電控制功能是當(dāng)所述電源的輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)開(kāi)始充電操作的功能。
3．一種電池組件包括一個(gè)內(nèi)部充電與放電的二次電池；與一個(gè)檢測(cè)充電電源輸出電壓以控制充電的開(kāi)始與停止的充電控制部分，其中所述電池組件與其它電池組件并聯(lián)連接到所述充電電源，所述充電控制部分檢測(cè)輸出電壓中由于給所述其它電池組件充電而引起的變化以控制充電的開(kāi)始與停止。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的電池組件，其中當(dāng)所述輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)所述充電控制部分開(kāi)始充電操作。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的電池組件，其中所述二次電池是鋰離子二次電池。
6．一種可給每個(gè)包含二次電池的多個(gè)電池組件充電的二次電池充電方法，包括一個(gè)從充電電源并聯(lián)供給充電電流至所述多個(gè)電池組件的電流供給步驟；與一個(gè)用于檢測(cè)所述充電電源的輸出電壓中由于給所述多個(gè)電池組件之中的至少一個(gè)電池組件充電而引起的變化以控制其它電池組件充電的開(kāi)始與停止的充電控制步驟。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的二次電池充電方法，其中在所述充電控制步驟中當(dāng)所述輸出電壓超過(guò)某一預(yù)定的門(mén)限時(shí)開(kāi)始充電操作。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的二次電池充電方法，其中在所述充電控制步驟中根據(jù)所述多個(gè)電池組件的電壓水平在恒電流充電與恒電壓充電之間切換充電操作方式。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的二次電池充電方法，其中所述多個(gè)電池組件在所述恒電流充電操作時(shí)逐個(gè)充電而所述多個(gè)電池組件在所述恒電壓充電操作時(shí)同時(shí)充電。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的二次電池充電方法，其中當(dāng)所有的所述多個(gè)電池組件的電壓水平達(dá)到某一預(yù)定的電壓水平時(shí)開(kāi)始所有電池組件的恒電壓充電操作。
11．根據(jù)權(quán)利要求6的二次電池充電方法，其中所述電池組件配有一個(gè)鋰離子二次電池。
全文摘要
為縮短充電需要的充電時(shí)間,提供一種包括給同它連接的電子裝置供電或被來(lái)自其它電源的電流充電的電池單元的電池組件,與控制電池單元的充電操作的充/放電控制部分。此充/放電控制部分還包括檢測(cè)交流適配器輸出電壓的電壓檢測(cè)電路,檢測(cè)電池單元兩端子間電壓的保護(hù)電路與控制充電操作的控制電路。電池組件通過(guò)使用一個(gè)充電器進(jìn)行充電,此充電器包括帶有用于插入電池組件的插入槽的充電適配器與產(chǎn)生充電電流的交流適配器。
文檔編號(hào)H02J7/10GK1308380SQ0110325
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2001年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者白川浩 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社