[发明专利]充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及给例如电池组充电的充电装置。

背景技术

已存在从商用电源使用由开关电源转换的直流电压给二次电池充电的充电装置。二次电池的具体实例是包含串联连接的多个电池(称作电池元)并由绝缘性外壳覆盖的电池组。对于锂离子二次电池来说，由将恒定电流充电和恒定电压充电组合起来的恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电方法来给电池组充电。这种类型的充电装置的一例记载于日本特开2007-20299号公报。

记载于日本特开2007-20299号公报中的充电装置具有2个误差信号放大器(运算放大器)：其中一个将输出电压与基准电压作比较，而另一个则将与充电电流对应的电压与基准电压作比较。来自误差信号放大器的比较输出被提供给脉冲宽度调制控制电路，在脉冲宽度调制控制电路中执行输出控制。

发明内容

记载于日本特开2007-20299号公报中的充电装置将电池组整体的输出电压与基准电压作比较以控制输出电压，并且不检测各电池的电压。然而，为了安全地给各电池充电，必须不超过对各电池设定的上限电压，否则各电池的循环充电寿命会急剧地减少，或在最差情况下，会从电池中生成气体。此外，如果使用期已过后、电池之间出现电压或容量差，则电池之间的电压平衡会丧失。这种类型的电池组会被充电至高于电池的上限电压的电压。

因此，已精确地调整了充电装置的输出电压或将输出电压抑制至低的值，以防止超过上限电压。对充电装置的输出电压执行精确调整造成成本增加的问题。此外，如果其中任何电池电压超过上限电压，则还设有保护电路以停止充电。然而，这种保护电路在丧失电压平衡的电池组中随着最高电压而工作，极大地缩短了电池组的使用期。

希望提供一种能解决以上问题、并较好地给包含串联连接的多个电池的二次电池充电的充电装置。

根据本发明的一个实施例，提供了一种充电装置，包括：

电源电路，所述电源电路将交流输入转换成直流输出；

二次电池，所述二次电池包括串联连接的多个电池，所述二次电池由电源电路的输出电压充电；

充电控制电路，所述充电控制电路控制以恒定电流给二次电池充电的恒定电流充电模式下的充电，并当二次电池的端子电压达到预定电压时，从恒定电流充电模式下的充电切换至以恒定电压给二次电池充电的恒定电压充电模式下的充电；以及

多个电压控制电路，各电压控制电路将所述多个电池中的各电池的电压调整为设定电压。

多个电压控制电路分别检测多个电池的电压的上升，且电压控制电路中最先检测到已达设定电压的一个电压控制电路执行随后的电压控制。

优选地，该充电装置被配置成使得：

多个电池的电压通过在充电操作期间接通而在非充电操作期间关断的双向开关被提供给多个电压比较器；

分别为多个电压比较器提供基准电压；

来自多个电压比较器之一的比较输出作为输出电压控制信号被提供给电源电路；并且

多个电池的电压被调整为根据基准电压的值。

优选地，双向开关由串联连接的第一场效应晶体管(FET)和第二场效应晶体管构成。

优选地，来自多个电压控制电路的输出信号通过二极管被提供给光电耦合器的光电二极管。

优选地，二次电池是包括串联连接的多个电池和覆盖所述电池的绝缘性外壳的电池组。

根据本发明的实施例，可得到以下效果。

1.多个电池之间的电压平衡会依电池电压之间的偏差或充放电循环而丧失。在这种情况下，各电池会被充电至高于电池的充电上限电压的电压。根据本发明的实施例，确实能以等于或低于该上限电压的电压执行充电。这就确保了电池的安全充电并对保持它们的循环寿命有效。

2.在相关技术的充电装置中，考虑到上述电池之间的不平衡，可当电池的电压达到上限电压时设有保护电路以停止充电。在这种情况下，保护电路工作以在途中停止充电，导致充电不充分。这样电池组的使用期会显著缩短。根据本发明的实施例，可解决该问题。

3.根据本发明的实施例，因为能切实地将电池的电压调整为等于或低于上限电压的值，所以不使用保护电路。这就避免了因添加保护电路造成的成本上升。

4.在相关技术中，将容量相同的电池串联连接，以不造成电池之间的不平衡。然而根据本发明的实施例，对相同容量的要求可放宽。

附图说明

图1是示出可应用本发明的实施例的示例充电装置的连接图。

图2是示出示例充电装置的输出特性的线图。

图3是示出当示例充电装置执行充电时的电压和电流的变化的线图。

图4是根据本发明的实施例的充电装置的连接图。