[实用新型]一种镍氢电池的充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及终端设备的电池充电装置，尤其是一种低成本的镍氢电池充电装置。

背景技术

随着电子产品的不断普及，尤其是终端类电子产品的种类越来越多，这些产品大多采用电池供电，而镍氢电池以其成本低、能量密度大、充电次数多、记忆效应小、不含汞镉等有害金属安全环保等一系列优点被广泛的采用，镍氢电池充电控制过程相对比较复杂，虽然其支持恒压浮充方式，但是容易出现过充，导致电池损坏。高档的镍氢充电模块用的是-DELTA V检测电池电压来判断电池是否充满，但是这个参数值只有20mV左右，很多充电电源的纹波足以将其淹没掉，因此要准确的判断-DELTA V参数，则要求很稳的充电电源以及很高的A/D电压采样精度来判断，所以高档的镍氢充电器内部一般都包含稳定度较高的充电电压源，和A/D采样精度高的单片机控制模块(MCU)，并配有复杂的控制电路来完成整个充电控制过程，这使得其成本很高，很难在讲求低成本的终端设备中大量使用。

目前已有的镍氢电池的低成本充电方式有以下几种：

恒流充电：恒流充电是最长见的镍氢电池充电方式，就是用0.1C小电流充电，慢慢恢复电池电能，优点是对电池使用寿命有好处，但会出现过充；缺点是充电时间过长，达到十个小时以上，在终端产品应用中容易引起用户的抱怨。

恒压浮充：是将充电电压设定在镍氢电池充饱的最高电压附近，长时间恒压充电，对于空电池，刚开始充电电流较大，后面逐渐减小，最后小于0.1C涓流充电。这种方法的好处是比恒流方式充电时间缩短，但是由于镍氢电池本身特性的一致性不好会导致充电结束时充电电流无法降低到0.1C以下而长时间充电出现电池过充发热，甚至漏液损坏的问题无法解决，对电池特性一致性要求很高，反而增加了电池成本。

定时控制充电：采用大于0.4C的大电流快速充电，电池短时间内充饱，设定一个固定充电时间，时间一到充电停止，这种方式可以用更短时间充饱电池，但是时间的控制同样比较复杂，很多是采用经验值来判定，而且当充电过程中出现中断，重新上电后需要重新计时，对于经常停电的情况，导致电池过充问题依然存在。同时过于复杂的定时控制状态需要更强大的MCU充电管理模块控制完成，其造价成本反而上升。

电压控制方式：把充电过程分为大电流快充和小电流浮充两种方式，容易检测的是电池的最高电压。充电过程中，当电池电压达到规定值后，立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是：电池充足电的最高电压随环境温度、充电速率而变，而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别，因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。

以上的电流相关控制方式中，均需要一个恒流控制电路，该电路目前一般是采用调整管来实现，调整管则采用MOS管或者双极性三极管，在大电流恒流时调整管上热耗散很大，需要加很大的散热片，一方面增加了成本，同时也造成功耗的浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种镍氢电池的充电装置，该装置不仅可以解决现有镍氢电池充电装置中存在诸多弊端和问题，而且成本低廉，更适合消费类电子产品应用。

一种镍氢电池的充电装置，包括电源模块、电流采样模块、电压误差放大和采样A/D模块、被充电电路模块以及充电状态控制模块，所述充电状态控制模块具有数据采集接口和充电控制接口，其中，被充电电路模块通过电流采样模块与电源模块相连，电压误差放大和采样A/D模块与电流采样模块连接，充电状态控制模块连接于电压误差放大和采样A/D模块与电源模块之间，所述电源模块包括降压BUCK型直流/直流转换(DC/DC)电路模块和充电电源反馈模块；所述电流采样模块是一个电阻。

所述充电电源反馈模块包括第一电阻、第二电阻以及三极电压控制电路，所述第一电阻连接于直流/直流转换电路模块与第二电阻之间，所述第二电阻连接于直流/直流转换电路模块与地之间，所述多极电压控制电路与第二电阻并联连接。

所述三级电压控制电路包括三组电阻及复合三级管；每组电阻及复合三级管中，电阻一端连接在同组的复合三级管的发射级，另一端接于所述第二电阻的一端，复合三级管的集电级接地，基级连接于所述充电状态控制模块。

所述充电控制接口采用多级充电电压电流控制方式。

所述电压误差放大和采样A/D模块包括一个用于电压误差放大的放大器和一个A/D转换模块，放大器的正级连接在直流/直流转换电路模块与电流采样模块之间，负级连接在电流采样模块与被充电电路模块之间。