專利名稱：充放電控制電路以及可充電類型的電源設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能控制蓄電池充放電操作的充放電控制電路以及用于該蓄電池并包括該充放電控制電路的可充電類型電源設(shè)備。
作為一種通用的用于蓄電池充電類型的電源設(shè)備，在圖5的電路框圖中示出了一種公知的電源設(shè)備。例如，在日本專利申請公開號為No.平4-75430的“充電類型的電源設(shè)備”中公開了上述電源設(shè)備的結(jié)構(gòu)。即，一個外部端口-V0或+V0經(jīng)一個開關(guān)電路102與蓄電池101相連。同樣，充放電控制電路110與該蓄電池101并聯(lián)。該充放電控制電路110具有檢測該蓄電池101兩端電壓的功能。在其中該蓄電池處于過充電狀態(tài)(該狀態(tài)是指其中電池電壓高于一個給定電壓值，在下文中被稱為“過充電保護(hù)狀態(tài)”)或過放電狀態(tài)(該狀態(tài)是指其中電池電壓低于一個給定電壓值，在下文中被稱為“過放電保護(hù)狀態(tài)”)的情況中，從該充放電控制電路110中輸出一個信號以便于斷開開關(guān)電路102。同樣，當(dāng)外部端口+V0達(dá)到某個電壓時，該開關(guān)電路102斷開，并停止放電操作，并因而可以限制流入開關(guān)電路102中的電流。
換言之，當(dāng)過量電流流入開關(guān)電路102中時，可以停止放電操作(過電流控制)。在下文中，這種狀態(tài)被稱為“過電流保護(hù)狀態(tài)”。這種充放電控制電路用于保護(hù)電池避免這些狀態(tài)。
例如，一般采用下列結(jié)構(gòu)。即，在控制鋰電池的充放電操作的情況中，為了保護(hù)鋰電池使之免于過充電，當(dāng)檢測到端電壓等于或高于給定電平時，在由延遲電路所給出的一段給定時間之后斷開開關(guān)電路的開關(guān)元件從而禁止充電操作。
其結(jié)果，確實(shí)檢測到過充電狀態(tài)而沒有與電池電壓中的躍變相對應(yīng)，并且控制了蓄電池的充電操作從而沒有將該蓄電池帶入過充電狀態(tài)。此外，在該充放電控制電路中，同樣執(zhí)行這兩種控制在檢測到過放電時用于停止將來自蓄電池的電流提供給負(fù)載的控制以及在檢測到過電流從蓄電池流到負(fù)載中時用于停止將電流從蓄電池提供給負(fù)載的控制。在這些控制中，出于同樣的理由而在每個控制過程中使用延遲電路。例如，在控制鋰電池充放電操作的情況中，需要幾百mS到幾個S的延遲時間。
但是，在其中包括延遲電路的充放電控制電路情況中，存在這樣一種情況由于電路端口數(shù)的限制，因此不能準(zhǔn)備來自外部的使該延遲時間得以改變的端口。在這種情況中，當(dāng)檢測過充電檢測電壓和過放電檢測電壓時，直到在相應(yīng)檢測過程中流逝的時間等于或長于相應(yīng)的延遲時間時才輸出一個輸出信號。為了識別該輸出信號，需要經(jīng)過等于或長于相應(yīng)延遲時間的一段時間，其結(jié)果增加了充放電控制電路的檢測時間，并因此可能增加電路制造成本。
本發(fā)明可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，因此，本發(fā)明的一個目的是在將等于或高于一個規(guī)定值的電壓施加到充電類型電源的充電器連接端的情況中，通過輸入縮短內(nèi)部控制電路延遲時間的一個測試模式從而可以減少檢測時間并減少了制造成本。
為了獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種充放電控制電路，該電路包括用于蓄電池的過充電電壓檢測裝置、過放電電壓檢測裝置或過電流電壓檢測裝置；輸入并處理來自所述過充電電壓檢測裝置、過放電電壓檢測裝置或過電流電壓檢測裝置的信號并輸出用于控制充放電操作的信號的內(nèi)部控制電路；以及一個延遲電路，用于輸入所述輸出的控制信號并在一個恒定延遲時間之后輸出一個信號；其中，當(dāng)將等于或高于一個規(guī)定值的電壓施加到充電器連接端時，可以縮短所述延遲電路的延遲時間。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種充放電控制裝置，包括經(jīng)一個開關(guān)電路連接到一個外部電源端上的蓄電池；以及充放電控制電路，它包括過充電電壓檢測裝置、過放電電壓檢測裝置或過電流檢測電路、內(nèi)部控制電路、延遲電路以及用于控制所述開關(guān)電路的電流控制開關(guān)電路；其中，當(dāng)將等于或高于一個規(guī)定值的電壓施加到充電連接端時，可以縮短所述延遲電路的延遲時間。
從下面參考附圖的詳細(xì)描述中將使本發(fā)明的這些和其它目的、特征以及效果變得更顯著，其中

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的充電類型電源裝置的電路框圖的示意圖；圖2是顯示本發(fā)明中所使用的延遲電路一個例子的示意圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的充電類型電源裝置的另一個電路框圖的示意圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的充電類型電源裝置的另一個電路框圖的示意圖；圖5是顯示通用充電類型電源裝置的電路框圖的示意圖。
現(xiàn)在，將詳細(xì)給出參考附圖對本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例進(jìn)行的描述。
圖1是顯示包括根據(jù)本發(fā)明的充放電控制電路的充電類型電源裝置的框圖。在下文中，將參考圖1描述本發(fā)明的一個實(shí)施例。圖1的電路圖僅顯示了一個過充電檢測電路。一個外部電源端+V0經(jīng)一個開關(guān)電路102與蓄電池101的正極相連。通過充放電控制電路110來檢測蓄電池101兩端的電壓，并響應(yīng)該檢測結(jié)果來開/關(guān)控制這個開關(guān)電路102。
充放電控制電路110包括用于將一個給定參考電壓Vr提供給過充電檢測比較器113的一個輸入端的參考電壓電路116，由電阻R0和R1組成的用于將蓄電池101端電壓分壓的分壓電路111，由電阻R2、R3和R4組成的用于將過電流檢測端電壓分壓的分壓電路112，用于給出一個給定參考電壓Vr到電壓檢測比較器114和115的參考電壓電路117和118，以及內(nèi)部控制電路120以及一個內(nèi)部延遲電路121。在開關(guān)電路102和充電器連接端之間連接有過電流檢測端。
通過充放電控制電路110的輸出來控制開關(guān)電路102。在外部電源端+V0和-V0之間連接有用于給蓄電池101和負(fù)載103充電的充電器102，并且蓄電池101將電流提供到該充電器104上。
過充電檢測比較器113比較通過分壓電路111的電阻R0和R1來分壓蓄電池101端電壓所獲得的被分壓電壓輸出和參考電壓電路116的參考電壓Vr從而檢測過充電狀態(tài)。當(dāng)輸入到其正相輸入端的分壓輸出電壓電平大于參考電壓Vr時，過充電檢測比較器113輸出一個高電平。
電壓檢測比較器114和115比較通過分壓電路112的電阻R2、R3和R4來分壓過電流檢測端電壓所獲得的被分壓電壓輸出和參考電壓電路117和118的參考電壓Vr從而檢測該電壓。當(dāng)輸入到其正相輸入端的分壓輸出電壓電平大于參考電壓Vr時，電壓檢測比較器114輸出一個低電平。當(dāng)輸入到其正相輸入端的分壓輸出電壓電平大于參考電壓Vr時，電壓檢測比較器115輸出一個高電平。
內(nèi)部控制電路120將過充電檢測比較器113和電壓檢測比較器114以及115的輸出作為輸入信號輸入并輸出一個信號到內(nèi)部延遲電路121上。該內(nèi)部延遲電路121將內(nèi)部控制電路120的輸出作為輸入信號輸入并在一個規(guī)定延遲時間之后輸出控制開關(guān)電路102的一個信號。
在過充電狀態(tài)中，過充電檢測比較器113輸出一個高電平，而內(nèi)部控制電路120輸出一個控制信號到內(nèi)部延遲電路121。該內(nèi)部延遲電路121將該輸出電壓作為輸入信號輸入并在一段規(guī)定延遲時間t1之后輸出控制開關(guān)電路102的信號。
當(dāng)過電流檢測端的電壓變得等于或高于規(guī)定電壓V1時，電壓檢測比較器115的輸出就變成高電平。當(dāng)電壓檢測比較器115的輸出變成高電平時，內(nèi)部控制電路120變成能輸出用于縮短內(nèi)部延遲電路121延遲時間的控制信號的狀態(tài)，并保持該狀態(tài)。在過充電狀態(tài)中，過充電檢測比較器113輸出高電平，而內(nèi)部控制電路120將控制信號輸出到內(nèi)部延遲電路121中。內(nèi)部延遲電路121將該輸出電壓作為輸入信號輸入并且在一段規(guī)定延遲時間t2之后輸出控制開關(guān)電路102的信號。為了此目的，一旦過電流檢測端變成等于或高于規(guī)定電壓的電壓V1時，將該延遲時間保持得較短。此后，在過充電延遲時間較短的狀態(tài)中，可以檢測過充電檢測電壓。
當(dāng)過電流檢測端電壓變得等于或低于規(guī)定電壓V2時，電壓檢測比較器114的輸出變成高電平。當(dāng)電壓檢測比較器114的輸出變?yōu)楦唠娖綍r，內(nèi)部控制電路120消除輸出用于縮短內(nèi)部延遲電路121延遲時間的控制信號的狀態(tài)，并且設(shè)置一個常規(guī)延遲時間t1。因此，一旦過電流檢測端變成等于或低于規(guī)定電壓的電壓V2時，內(nèi)部控制電路120就消除測試模式并變成常規(guī)狀態(tài)。使用這種電路結(jié)構(gòu)，在連接具有不正常高電壓的充電器并且過電流檢測端的電壓變成等于或高于規(guī)定電壓V1的情況中，斷開假設(shè)與不正常充電器相連的開關(guān)電路102。在這種情況中，充放電控制電路110的延遲時間變得短了，并且可以縮短將高電壓施加到蓄電池101上的持續(xù)時間以便于保護(hù)蓄電池101。
將參考圖2描述該內(nèi)部延遲電路的一個例子。恒定電流源203和204分別提供電流i1和i2。i1和i2的電流值不同以便于使i2大于i1。Pch晶體管201和202分別通過輸入信號1和2在接通/斷開狀態(tài)之間改變。內(nèi)部延遲電路控制著Pch晶體管201和202中哪個應(yīng)該被接通/斷開。如果不需要延遲時間，則Nch晶體管就給電容205放電并且使電壓檢測比較器207的輸出變?yōu)榈碗娖健?br> 在正常狀態(tài)中，一旦檢測到過充電，該內(nèi)部控制電路就向內(nèi)部延遲電路輸出一個控制信號，該控制信號斷開Nch晶體管、接通Pch晶體管201并斷開Pch晶體管202。用時間恒定電流i1給電容205充電，并使電壓上升。當(dāng)電容205兩端電壓超過參考電壓源206的輸出電壓Vr時，電壓檢測比較器207的輸出就變成高電平。該信號控制開關(guān)電路。此時，延遲時間變成t1=CVr/i1當(dāng)過電流檢測端的電壓等于或高于規(guī)定電壓V1時，內(nèi)部控制電路120變成延遲時間變短的測試模式。在這種情況下，一旦檢測到過充電，該內(nèi)部控制電路就向內(nèi)部延遲電路輸出一個控制信號，該控制信號斷開Nch晶體管、接通Pch晶體管202并斷開Pch晶體管201。用時間恒定電流i2給電容205充電，并使電壓上升。當(dāng)電容205兩端電壓超過參考電壓源206的輸出電壓Vr時，電壓檢測比較器207的輸出就變成高電平。該信號使開關(guān)電路斷開。此時，延遲時間變成t2=CVr/i2在這種情況中，滿足t1＞t2，并且可以改變延遲時間。
上述說明是延遲電路的一個例子，而在由時鐘頻率發(fā)生電路和一個計數(shù)器所組成的延遲電路中，計數(shù)器中的計數(shù)量可以改變，因此可以改變延遲時間。
同樣，可以使用能夠通過另外裝置來改變延遲時間的延遲電路。另外，可以將一個開關(guān)設(shè)置在VSS一側(cè)從而可以構(gòu)造成如圖3所示的充電類型的電源裝置。
在這種情況中，當(dāng)過電流檢測端的電壓變得等于或低于規(guī)定電壓V1時，電壓檢測比較器115的輸出就變成高電平。當(dāng)電壓檢測比較器115的輸出變成高電平時，內(nèi)部控制電路120變成能輸出用于縮短內(nèi)部延遲電路121延遲時間的控制信號的狀態(tài)，并保持該狀態(tài)。為了此目的，一旦過電流檢測端變成等于或低于規(guī)定電壓的電壓V1時，將該延遲時間保持得較短。此后，在過充電延遲時間較短的狀態(tài)中，可以檢測過充電檢測電壓。
當(dāng)過電流檢測端電壓變得等于或高于規(guī)定電壓V2時，電壓檢測比較器114的輸出變成高電平。當(dāng)電壓檢測比較器114的輸出變?yōu)楦唠娖綍r，內(nèi)部控制電路120消除其中內(nèi)部延遲電路121延遲時間變短的控制狀態(tài)，并且設(shè)置一個常規(guī)延遲時間t1。出于此目的，一旦過電流檢測端變成等于或低于規(guī)定電壓的電壓V2時，內(nèi)部控制電路120就消除測試模式并變成常規(guī)狀態(tài)。
所給出的上述描述僅是過充電情況，但是可以將相同的電路用于過放電情況。同樣，可以將比較器用做電壓檢測裝置，甚至通過用于使用CMOS晶體管的門限電壓來檢測電壓的電壓檢測裝置來構(gòu)造相同的電路。同樣，即使在其中以如圖4所示那樣串聯(lián)一些蓄電池的情況中，也可以構(gòu)造相同的電路。
如上所述，在將等于或高于規(guī)定電壓的電壓施加到充電類型電源裝置的充電器連接端的情況中，可以引入用于縮短內(nèi)部控制電路延遲時間的測試模式，并因此能夠縮短檢測時間并減少制造成本。同樣，在其中連接帶有不正常電壓的充電器的情況中，可以縮短延遲時間從而保護(hù)蓄電池，并因此能夠防止長時間地將過量電壓施加到蓄電池上的情況發(fā)生。
上述對于本發(fā)明這些最佳實(shí)施例的說明體現(xiàn)出示意性和說明的目的。但是，這不傾向于窮盡或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開的準(zhǔn)確形式中，根據(jù)上述教導(dǎo)各種修改和變型都是可能的，或者說從本發(fā)明的實(shí)踐中可以獲得的。選擇并描述這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理和其實(shí)際應(yīng)用從而可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員將本發(fā)明用于各種實(shí)施例中并且可以具有適合于所希望特定應(yīng)用的各種變型。通過隨后的權(quán)利要求以及其等效替代可以確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種充放電控制電路，包括用于蓄電池的過充電電壓檢測裝置、過放電電壓檢測裝置或過電流電壓檢測裝置；一個內(nèi)部控制電路，輸入并處理來自所述過充電電壓檢測裝置、所述過放電電壓檢測裝置或所述過電流電壓檢測裝置的信號并輸出用于控制充放電操作的信號；以及一個延遲電路，用于輸入所述控制信號的輸出并在一個恒定延遲時間之后輸出一個信號；其中，當(dāng)將等于或高于一個規(guī)定值的電壓施加到充電器連接端時，可以縮短所述延遲電路的延遲時間。
2．一種充放電控制電路，包括經(jīng)一個開關(guān)電路連接到一個外部電源端上的一個蓄電池；以及一個用于控制所述開關(guān)電路的充放電控制電路，它包括過充電電壓檢測裝置、過放電電壓檢測裝置或過電流檢測電路、內(nèi)部控制電路、延遲電路以及用于控制所述開關(guān)電路的電流控制開關(guān)電路；其中，當(dāng)將等于或高于一個規(guī)定值的電壓施加到充電連接端時，可以縮短所述延遲電路的延遲時間。
全文摘要
在控制蓄電池充放電操作的充放電控制電路以及用于該蓄電池并包括該充放電控制電路的可充電類型電源設(shè)備中,提供了一種充放電控制電路,該充放電控制電路進(jìn)入一種測試模式,在該測試模式中,當(dāng)將等于或高于規(guī)定電壓的電壓施加到充電類型電源裝置的充電器連接端時,可以縮短內(nèi)部控制電路的延遲時間。
文檔編號H02J7/00GK1319930SQ0111223
公開日2001年10月31日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月30日
發(fā)明者中下貴雄 申請人:精工電子有限公司