[发明专利]电池充电控制电路、电池充电设备和电池充电控制方法

说明书

本发明一般来说涉及电池充电控制电路、电池充电设备和电池充电控制方法。

一个锂离子二次电池的充电是通过一个恒定的电压/电流控制电路进行的，并且当电池的充电电流小于预定参考值时通常确定充电操作的结束。

在电池的充电电流小于预定参考值时确定充电操作的结束的情况下，期望有一个充电设备不断地提供一个大于预定参考值的充电电流。然而，当电池由包含在一个电子设备(如一个笔记本电脑)中的充电器充电时，只有交流适配器的电源容量和笔记本电脑的功耗之间的差才可用来提供充电电流。在这种情况下，不能总是向电池提供电池所需的充电电流。

当由于笔记本电脑的高功耗所致二次电池的充电电流变得极小，可作出充电操作已经完成的错误决定。为避免这一差错，一个充电恒定电压/电流控制电路要输出一个信号，以确定是否因为电子设备的负载大或因为电池实际上已经完全充电而要限制充电电流。

在一个便携式电子设备中，例如一个笔记本电脑，电池是作为这个电子设备的电源安装的。一般来说，这样一个电池是一个锂电池，其中要考虑到操作成本和瞬时可放电电流容量。还有，在一个便携式电子设备中，通常包含一个充电器电路，因此只要简单地把一个交流适配器连接到电子设备，就可以很容易地给电子设备中的二次电池充电。为了具备便携性，便携式电子设备一般有一个内部的二次电池作为电源。然而，当在台上使用时，还可能从一个外部电源(如一个交流适配器)为其提供功率。

在笔记本电脑中通常使用的锂二次电池以一个恒定的电压和/或一个恒定的电流充电。并且，一般在充电电流值变得小于一个预定参考值时确定充电操作的完成。

通过包含在一个电子设备(如笔记本电脑)中的一个充电器给二次电池充电的技术有许多。例如，用从一个外部设备(如一个交流适配器)提供的功率给二次电池充电，并且用电子设备是否在操作确定充电操作的完成。

图1是表示用于笔记本(或膝上型、便携式)电脑的一个常规的电源单元的结构的方块图。

一个交流适配器1连接到一个交流电源2上，并且把从交流电源2提供的交流转换成直流。交流适配器1也连接到一个电源连接器3。电源连接器3又经过一个电阻器R1和一个二极管D1连到一个直流/直流转换器4。直流/直流转换器4经一个二极管D2连接到一个二次电池5上，并且把交流适配器1或二次电池5提供的直流功率转换成提供给负载6的一个预定的直流电压。

二次电池5连到一个充电器电路24，充电器电路24包括：电压/电流调节器8、差分放大器9、电压比较器10、基准电压源12-14、和微计算机(微处理器)11。

电压/电流调节器8是在一个PWM控制系统中操作的一个开关调节器型直流/直流转换器。电压/电流调节器8包括开关晶体管Tr1、扼流圈L1、续流二极管D3、平滑电容器C1、充电电流检测电阻器R0、和控制单元7。

开关晶体管Tr1由一个FET形成，并且由控制单元7转变成导通和截止。充电电流检测电阻器R0是用于测量给电池5充电的电流值的一个检测电阻器。把由流过检测电阻器的电流引起的电压降输入到控制单元7。开关晶体管转变成导通和截止以控制流过扼流圈L1的电流。于是，电压/电流调节器8可以完成直流/直流控制。

充电电流检测电阻器R0的两端连接到差分放大器9。

差分放大器9的同相输入端连到在充电电流检测电阻器R0和电池5之间的连接点，差分放大器9的反相输入端连接到在充电电流检测电阻器R0和扼流圈L1之间的连接点。差分放大器9放大在充电电流检测电阻器R0两端的电压。差分放大器9的输出是一个和提供给电池5的电流相对应的电压。差分放大器9的输出提供给微计算机11。

电压比较器10的同相输入端连到交流适配器1，电压比较器10的反相输入端连到基准电压源12。电压比较器10根据交流适配器1的电压可输出一个高电平信号或一个低电平信号。具体来说，当交流适配器1产生的电压大于由基准电压源12提供的基准电压时，电压比较器10输出一个高电平信号。当交流适配器1产生的电压小于由基准电压源12提供的基准电压时，电压比较器10输出一个低电平信号。当交流适配器1连到充电器电路24时，电压比较器10输出高电平信号。当交流适配器1没有连到充电器电路24时，电压比较器10输出低电平信号。电压比较器10的输出提供给微计算机11。