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恒流充電裝置的制作方法

文檔序號:11811160閱讀:939來源:國知局
恒流充電裝置的制作方法

本發(fā)明涉及用于對鋰離子二次電池等的能夠充電的電池進(jìn)行充電的充電裝置,更具體涉及適合快速充電的恒流充電裝置。



背景技術(shù):

對二次電池進(jìn)行充電的方法有幾種方法。作為典型的充電方法之一,可舉出恒流充電。圖4是示出現(xiàn)有的恒流充電中的充電電流I及電池電壓VBAT的圖。

充電初期以較大的電流對二次電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池電壓VBAT上升、達(dá)到充電完成電壓VEND(例如,4.2V)時,將充電電流依次切換為低的電流。最終,以既定的最小電流進(jìn)行充電,如果達(dá)到充電完成電壓VEND,就完成充電。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-203563號公報。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

近年來,小型低成本的鋰離子二次電池有內(nèi)部阻抗比其他鋰離子二次電池增加的傾向。

在現(xiàn)有的恒流充電中,若內(nèi)部阻抗高,則在充電電流切換的定時t1、t2等電池電壓的下降(drop)電壓變大,自切換充電電流后的充電的電壓量增加。因此在各恒流值下的充電時間變長,從而總充電時間變長。另外,若內(nèi)部阻抗變高,則二次電池的電壓檢測將不易受外來噪聲的影響。因外來噪聲而二次電池的電壓會瞬間超過充電完成電壓VEND,從而盡管未達(dá)到充電完成電壓VEND但是會切換充電電流,直至充電完成的時間變長。

本發(fā)明為解決以上那樣的課題而構(gòu)思,提供即便二次電池的內(nèi)部阻抗高也能縮短充電時間的恒流充電裝置。

用于解決課題的方案

為了解決現(xiàn)有的課題,本發(fā)明的將二次電池快速充電的恒流充電裝置采用如以下的結(jié)構(gòu)。

一種恒流充電裝置,具備:充電完成電壓檢測器,檢測二次電池的電壓達(dá)到既定的充電完成電壓的情況;電池電壓下降檢測器,以比充電完成電壓低的檢測電壓檢測二次電池的電壓的下降;升降計數(shù)器,若接受充電完成電壓檢測器的檢測信號則對數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算,若接受電池電壓下降檢測器的檢測信號則對數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算,并輸出數(shù)據(jù);以及恒流產(chǎn)生電路,根據(jù)升降計數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)而切換對二次電池的充電電流。

發(fā)明效果

本發(fā)明的恒流充電裝置如上述那樣構(gòu)成,因此不管二次電池的內(nèi)部阻抗如何,可以縮短充電時間。

附圖說明

圖1是本實施方式的恒流充電裝置的框圖。

圖2是示出本實施方式的恒流充電中的充電電流及電池電壓的圖。

圖3是示出本實施方式的恒流充電裝置的其他例子的框圖。

圖4是示出現(xiàn)有的恒流充電中的充電電流及電池電壓的圖。

具體實施方式

以下,參照附圖,對本實施方式進(jìn)行說明。

圖1是本實施方式的恒流充電裝置的框圖。

恒流充電裝置100具備:DC-DC轉(zhuǎn)換器等的電源電路103;恒流產(chǎn)生電路102;分壓電路109;基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路108;充電完成電壓檢測器106;電池電壓下降檢測器107;以及升降計數(shù)器105。

恒流產(chǎn)生電路102被輸入電源電路103的輸出電壓VIN,向二次電池101供給電流。分壓電路109連接在二次電池101的兩端,對電池電壓VBAT進(jìn)行分壓?;鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生電路108產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓VREF。充電完成電壓檢測器106被輸入分壓電路109的節(jié)點D1的電壓VD1和基準(zhǔn)電壓VREF,將它們進(jìn)行比較,從而檢測充電完成電壓VEND。電池電壓下降檢測器107被輸入分壓電路109的節(jié)點D2的電壓VD2和基準(zhǔn)電壓VREF,將它們進(jìn)行比較,從而檢測比充電完成電壓VEND低的電壓VSTP。升降計數(shù)器105通過充電完成電壓檢測器106的檢測信號進(jìn)行加1計數(shù),而通過電池電壓下降檢測器107的檢測信號進(jìn)行減1計數(shù),將輸出信號向恒流產(chǎn)生電路102的輸入端子輸入。

升降計數(shù)器105的輸出信號成為與切換的電流的步數(shù)N(N為2以上的自然數(shù))對應(yīng)的信號,是N條信號、或二進(jìn)制表記的總線信號等。恒流產(chǎn)生電路102以在輸入信號每接近N時降低電流值的方式進(jìn)行控制。

接著,說明本實施方式的恒流充電裝置中的恒流充電的動作。

圖2是示出本實施方式的恒流充電中的充電電流及電池電壓的圖。本實施方式的恒流充電裝置將充電電流的步數(shù)N設(shè)為5。

在充電開始的初期(直至tp1的時間),升降計數(shù)器105輸出數(shù)據(jù)“1”,因此恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I1對二次電池101進(jìn)行充電。二次電池101以充電電流I1被充電,電池電壓VBAT逐漸上升。在時間tp1,當(dāng)電池電壓VBAT達(dá)到充電完成電壓VEND時,充電完成電壓檢測器106輸出檢測信號(例如高(Hi)電平)。接受充電完成電壓檢測器106的檢測信號,升降計數(shù)器105對數(shù)據(jù)加1而輸出數(shù)據(jù)“2”。恒流產(chǎn)生電路102接受數(shù)據(jù)“2”,切換到與之相應(yīng)的充電電流I2,并將充電電流I2向二次電池101供給。

若充電電流減少,則因內(nèi)部阻抗的影響而二次電池101的電池電壓VBAT下降。若電池電壓VBAT小于檢測電壓VSTP,則電池電壓下降檢測器107輸出檢測信號(例如高(Hi)電平)。接受電池電壓下降檢測器107的檢測信號,升降計數(shù)器105從數(shù)據(jù)減1而輸出數(shù)據(jù)“1”。恒流產(chǎn)生電路102接受數(shù)據(jù)“1”,切換到與之相應(yīng)的充電電流I1,再次將充電電流I1向二次電池101供給。

在時間tp2,若電池電壓VBAT再次達(dá)到充電完成電壓VEND,則同樣地,升降計數(shù)器105輸出數(shù)據(jù)“2”,恒流產(chǎn)生電路102從充電電流I1向充電電流I2減少。然后,若電池電壓VBAT下降而小于檢測電壓VSTP,則切換到充電電流はI1。

在時間tp3中,當(dāng)電池電壓VBAT達(dá)到充電完成電壓VEND,并且充電電流減少到I2時,電池電壓VBAT不會小于檢測電壓VSTP,因此電池電壓下降檢測器107不會輸出檢測信號,因而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I2繼續(xù)向二次電池進(jìn)行充電。

在時間tp4,若電池電壓VBAT再次達(dá)到充電完成電壓VEND,則同樣地,升降計數(shù)器105輸出數(shù)據(jù)“3”,恒流產(chǎn)生電路102從充電電流I2向充電電流I3減少。然后,若電池電壓VBAT下降而小于檢測電壓VSTP,則充電電流切換到I2。

在時間tp5中,當(dāng)電池電壓VBAT達(dá)到充電完成電壓VEND,并且充電電流減少到I3時,電池電壓VBAT不會小于檢測電壓VSTP,因此電池電壓下降檢測器107不會輸出檢測信號,從而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I3繼續(xù)向二次電池101進(jìn)行充電。

在時間tp6中,當(dāng)電池電壓VBAT再次達(dá)到充電完成電壓VEND,并且充電電流減少到I4時,電池電壓VBAT不會小于檢測電壓VSTP,因此電池電壓下降檢測器107不輸出檢測信號,從而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I4繼續(xù)向二次電池101進(jìn)行充電。

在時間tp7中,當(dāng)電池電壓VBAT再次達(dá)到充電完成電壓VEND,并且減少到充電電流I5時,電池電壓VBAT不會小于檢測電壓VSTP,因此電池電壓下降檢測器107不會輸出檢測信號,從而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I5繼續(xù)向二次電池101進(jìn)行充電。

本實施方式的恒流充電裝置以充電電流I5為最終的充電電流,以充電電流I5繼續(xù)進(jìn)行充電,使電池電壓VBAT達(dá)到充電完成電壓VEND,從而完成充電。

圖3是示出本實施方式的恒流充電裝置的其他例子的框圖。

恒流充電裝置200進(jìn)一步在充電完成電壓檢測器106的輸出端子與升降計數(shù)器105的輸入端子之間具備延遲電路110,并在電池電壓下降檢測器107的輸出端子與升降計數(shù)器105的輸入端子之間具備延遲電路111。延遲電路110使充電完成電壓檢測器106輸出的檢測信號以既定時間延遲,并向升降計數(shù)器105輸入。延遲電路111使電池電壓下降檢測器107輸出的檢測信號以既定時間延遲,并向升降計數(shù)器105輸入。

延遲電路110、111具有使恒流產(chǎn)生電路102的充電電流的切換控制穩(wěn)定的作用。通過將延遲電路110的延遲時間設(shè)定為比延遲電路111的延遲時間長,能夠使恒流產(chǎn)生電路102的充電電流的切換控制更加穩(wěn)定。

如以上說明的那樣,依據(jù)本實施方式的恒流充電裝置,在設(shè)置比充電完成電壓VEND低的檢測電壓VSTP,并且減少充電電流時電池電壓VBAT小于檢測電壓VSTP的情況下,追加使充電電流回到前階段的電流值的步驟,從而不管內(nèi)部阻抗的特性如何都能縮短充電二次電池的時間。

此外,電池電壓下降檢測器107也可以構(gòu)成為按照恒流產(chǎn)生電路102的充電電流而變更檢測電壓VSTP。若充電電流變小,則電池電壓VBAT的下降也變小,因此通過相應(yīng)地變更檢測電壓VSTP,能夠進(jìn)一步縮短充電時間。

標(biāo)號說明

101  二次電池

102  恒流產(chǎn)生電路

103  電源電路

105  升降計數(shù)器

106  充電完成電壓檢測器

107  電池電壓下降檢測器

108  基準(zhǔn)電壓電路

110、111  延遲電路。

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