[发明专利]具有电池充电保护功能的控制器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种控制电路，且特别是有关于一种具有电池充电保护功能的控制器。

背景技术

随着电子技术的发展以及消费性电子产品的普及，各式各样便携式电子产品已日渐普及。其中，影响便携式电子产品的机动性、执行效率以及移动续航力的主要因素，便包括便携式电子产品是否具有良好的电源供给，目前便携式电子产品的电源供给主要依赖各种电池模块。

目前市面上的电池模块，大致上可分为一次性电池、充电电池及燃料电池等种类。一般来说，在一般消费性电子产品上常见的电池以较经济、环保的充电电池为主。充电电池顾名思义，即可利用充电方式让电池内的活性物质再度回复到原来的状态，而获得可重复被使用的特性，常见的种类例如铅酸电池(lead acid battery)、镍镉电池(nickel cadmium batter)、镍氢电池(nickel hydrogenbatter)、锂电池(lithium batter)以及锂离子电池(lithium ion battery)等。

然而，电池使用的安全性和使用寿命与使用者的操作习惯息息相关。举例来说，在锂离子充电电池的充电过程中，可能会由于使用者将其长时间放置于充电座上而造成过充，产生电池温度上升，当电池温度过高或过充电力过大时，可能导致电解液分解而产生瓦斯，使其内部压力上升以及金属锂等泄漏，因而造成有起火、破裂或重金属污染等危险。或者，当锂离子过放电时，锂电池无法以正常程序充电，否则会造成电池结构的损坏。

为了避免充电过程可能遭遇的安全性问题，并防止电池特性劣化，在电池或充电装置上需设置充电保护用的控制器(如控制电路或控制芯片)，控制器可侦测电池模块的电力状态并进行相对应操作(例如充电监控、过充电时进行中断保护等)。请参阅图1，其绘示一种已知的充电装置中的控制器100，控制器100包含电压检测单元101、控制逻辑单元102和电流检测单元103。

电压检测单元101用以耦接于电池模块200的两端，用以监控电池模块200的电压状态。举例来说，电压检测单元101用以侦测电池模块200的两端电压差，则控制逻辑单元102可据以得知电池模块200的状态。电池模块200透过充电正端203及充电负端204连接一充电器进行充电，当电池模块200已充满时，控制逻辑单元102可通知充电装置中的充电开关单元201关闭，切断电池模块200到充电负端204的充电回路L1，借以避免可能的危险发生。

须注意的是，虽然电池模块200到充电负端204的外部充电回路L1已中断，然而，控制器100内部仍可能有其它回路存在，导致在保护情况下，仍有泄漏的电流对电池模块200持续充电。

其可能的原因例如，此类已知的控制器100中通常具有用以进行电压调整(如pull-high或pull-low等)的采样开关单元104与采样电阻105，以形成电流检测单元103所需的电流采样节点103a用以将关闭的外部充电开关单元201恢复成导通。其中，采样开关单元104具有一寄生二极管104a，当电池处于过充电状态下，虽然外部充电开关单元201关闭并切断外部充电回路L1，但此时充电负端204的电压低于电池模块200的负端，电流采样节点103a的电位大致等同于充电负端204故低于电池模块200的负端电压，从而有泄漏的电流通过内部回路L2(即经过采样开关单元104的寄生二极管104a以及采样电阻105)，并可持续对电池模块200充电，造成电池模块200无法受到过充电保护，形成安全隐患。

发明内容

为了解决上述充电保护机制启动时发生电流泄漏使电池模块持续过充电的问题，本发明提出一种具有电池充电保护功能的控制器，其可透过泄流电路方式确保泄漏的电流绕过(bypass)电池模块，或透过箝位方式以避免发生电流泄漏的情况发生，借此提高电池充电的安全性。

因此，本发明内容的一实施方式是在提供一种具有电池充电保护功能的控制器。此控制器包含第一脚位、第二脚位、第三脚位以及充电保护电路。其中，第一脚位耦接充电正端。第二脚位耦接电池模块的正端。第三脚位耦接电池模块的负端。充电保护电路耦接第一脚位及第三脚位，在电池模块处于保护状态时，充电保护电路导通使经流入第一脚位的电流流经充电保护电路而由第三脚位流出。

根据本发明内容的一实施例，其中充电保护电路包含箝位单元，在充电保护电路导通时，箝位单元使第一脚位的电位等于或低于第二脚位电位与预定电位差之和，其中预定电位差为正值。

根据本发明内容的另一实施例，控制器包含静电防护电路耦接第一脚位及第二脚位之间。