[发明专利]用来给至少一个可重复充电的能量储存器进行充电的充电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种按独立权利要求所述的类型的充电器，用来给至少一个可重复充电的能量储存器进行充电。

背景技术

在充电器中，其用来给可重复充电的能量储存器进行充电的，例如锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池或铅蓄电池，应用了固定的充电终止电压，从充电器的内阻中得出与充电电流有关的电压降。这导致充电时间的延长，并必然会影响可重复充电的能量储存器的充电率。

已知的是，借助传统的四点测量来监测和缩短充电进程。但可重复充电的能量储存器在此与充电器永久相连，因此少量电流会流过测量端口，这少量电流会引起放电。避免这一问题的方法是应用切换装置，此切换装置可以把测量联结与可重复充电的能量储存器分离。但这种切换装置通常很昂贵的，并且占很大空间。

从DE 44 31 620 A1已知一种用于可重复充电的能量储存器的充电器，其具有最大为4.2V的充电电压。此充电器具有补偿电路，它至少对电压降进行补偿，此电压降是由除了可重复充电的能量储存器外的充电器的内阻引起的。补偿电阻作为分路集成在充电器的接地导线中，它的数值与充电器的内阻相当。电压检测线路测量电路触头上的充电电压(包括可重复充电的能量储存器)，其中充电控制线路在测量到的充电电压的基础上这样来控制充电过程，即可重复充电的能量储存器的充电电压不会超过规定的电压。充电电流的强度在此通过可重复充电的能量储存器的供电线路中的另一分路来确定。

此外，在EP 0 795 946 A2中示出了一种充电器，用来加快锂离子电池的充电，此充电器在充电过程中借助相应的补偿电路对串联内阻(Electrical Series Resistance-ESR)这样进行补偿，即施加在可重复充电的能量储存器的接头上的充电电压减去由ESR产生的电压降，其中此串联内阻是由蓄电池接头、保险丝、触头和缆线引起的。为此，分路(其具有与ESR相当的数值)设置在可重复充电的能量储存器的正极接头和充电器的电源的正级供电接头之间，其中充电电压的测量是通过额外的读出线实现的。在EP 0 795 946 A2中示出的充电器也可应用在最大为4.1V至4.2V的充电电压中。

发明内容

按本发明的充电器，其用来给至少一个可重复充电的能量储存器进行充电，此充电器具有确定的内阻和补偿电路，此补偿电路用来在充电过程中补偿由内阻引起的电压降，此按本发明的充电器相对于现有技术的优点是，当实际上有充电电流流过时，才会进行补偿。为此，补偿电路具有电流检测器和电压控制器，此电流检测器用来检测可重复充电的能量储存器的充电电流，此电压控制器用来使充电电压与检测到的充电电流相匹配。因此以有利的方式实现了简单的两点测量，借助它可避免四点检测的所述缺点，因此可明显地缩短充电时间。由于补偿电路包含设置在电流检测器和电压控制器之间的分压器，通过该分压器的尺寸来实现内阻的补偿，因此不再与集成在供电线路和/或接地导线中的、对电流检测器必要的分路有关。此外，可完全省略可能的、用于测量的读出线。此外，为了可重复充电的能量储存器的补偿或特定技术，按本发明的充电器既不限制在确定的最大的充电电压上，也不限制在最大的电流极限上。

通过在从属权利要求中说明的特征，以及从附图和以下描述中得出本发明的其它优点。

按本发明，分压器一方面与参考电压相连，另一方面与电流控制器的输出端相连，其中分压器的中间抽头与电压控制器的至少一个输入端相连。电流检测器通过分压器这样来影响电压控制器，即根据检测到的充电电流，来改变用于电压控制器的参考电压。充电电压的升高在此相当于由内阻引起的电压降。在此意义上，参考电压可尤其简单地通过处于辅助电压的Z二极管来产生。

在可选的构造方案中，设置温度传感器，用来影响参考电压。因此，由于温度引起的内阻的升高可通过相应地提高参考电压来平衡。

如果电压控制器构成为运算放大器，该运算放大器的反相输入端与分压器的中间抽头相连，而该运算放大器的的非反相输入端与另一分压器的中间触头相连，其中所述另一分压器位于可重复充电的能量储存器的正级和电接地之间，并提供可重复充电的能量储存器的电压的实际信号，则能以有利的方式、成本低且简单地变成现实。

借助与可重复充电的能量储存器相连的分路，可实现电流的检测。此分路以有利的方式一方面与一个节点相连，另一方面与所述电流检测器相连，其中电接地和可重复充电的能量储存器的接地触头都位于所述节点上。此分路也可用于补偿，因此此目的不必通过充电电路中的额外电阻来承担。