[发明专利]具有电池管理系统的充电装置

说明书

技术领域

本发明关于一种用于可充电式电池的充电装置。尤指，一种用于可充电式电池具有电池管理系统的充电装置，其可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱的状态。

背景技术

既然电池属电化装置，其效能会随着时间逐渐降低。就替换人力及缩短的使用寿命而言，过早的损耗意味着更高的花费。耗损的电池需承担无可预知负载损失的风险。在正常的运作下，电池的损耗速度会基于充饱时的维护程度而受影响。在任何操作情况下，过度充电皆对电池有害。

锂电池充电器为一种限压装置，其相似于铅酸系统。两者之间的差异在于各电池单元的电压更高、电压的容许范围更小，且在充饱时，无涓流或浮充电。铅酸电池对于电压截止提供较高的弹性，但锂电池的制造商却需对其设定要求很高，因为锂电池无法接受过度充电。锂电池为「干净」的系统且仅接受其所能吸收的。任何多余的，皆将成为其负担。

大多数的电池可以充电到4.20V/cell并具有+/-50mV/cell的容许范围。虽较高的电压可增加其容量，但其所造成的电池氧化将减少其寿命。更重要，若充电超过4.20V/cell将有安全性的疑虑。

用于充电式电池的电池充电器，尤其是锂电池，一般具有三个充电阶段。第一充电阶段为涓流(trigger charge)阶段，第二充电阶段为恒流(constant current)阶段，第三充电阶段为恒压(constant voltage)阶段。从电子技术角度针对充电式电池而言，第一充电阶段为充电限流阶段，第二充电阶段为高恒压阶段，第三充电阶段为低恒压阶段。第二充电阶段和第三充电阶段的相互转换是由充电电流所决定。当电流大于充电电流时，其维持在第二充电阶段；当电流小于充电电流时，其维持在第三充电阶段。该充电电流亦称为转换电流或转折电流。

请参照图1。图1显示可充电式电池充电时电流(I)及电压(V)对时间的关系图。电流的变化以虚线绘示，而电压的变化以实线绘示。第一充电阶段为0到t1，第二充电阶段为t1到t2，而第三充电阶段为t2到t3。在t3之后，将不再对该可充电式电池进行充电。在第一充电阶段中，该电流在电压增加时，相对于时间以接近线性关系保持不变。在第二充电阶段中，该电流显著增加并保持一定值。同时，该电压仍持续增加，但其增加的速度却随着时间递减。当该可充电式电池进入到第三充电阶段时，该电流将在电压维持不变下随着时间递减。该可充电式电池将持续进行充电直到一截止电流到达t3。既然在t3之后无电流输入到该可充电式电池中，该可充电式电池的电压连同储存于其中的电压都将自然地下降。

一般来说，充电器通过上述截止电流在t3之后(第三充电阶段完成时)，设有一截止点(cut off point)以保护可充电式电池免于过度充电。意即，图1所示截止点之后，将不再进行充电程序。所有可充电式电池皆具有自放电的特性。假若可充电式电池在不供电的情况下，长期处于自放电状态，则可充电式电池的容量将降低。如图1所示，电压在t3之后开始降低。这不仅造成低电量，更会影响到其寿命及容量。

传统上，锂电池的充电控制系统会通过一电压侦测器来侦测充电中锂电池的即时电压并将电压值传送给事先内建于可携式装置的一微处理器。因此，该微处理器可以依据其电压值即时判定适宜的充电阶段并确认充电电池的状态。再者，该微处理器可通过一脉冲宽度调变信号控制一控制单元以调变来自连接器的电源，成为一固定电流或固定电压以对电池进行充电。因此，充电的过程利用重复侦测电压及责任周期调变来完成。然而，虽然充电控制系统具有方便的充电管理可通过侦测电流容量来对可充电式电池进行充电，其无法对完全充饱的可充电式电池的电池容量进行控制。

因此，亟需一种可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱状态的充电装置。

发明内容

本段文字提取和编译本发明的某些特点。其他特点将被揭露于后续段落中。其目的在涵盖附加的申请专利范围的精神和范围中，各式的修改和类似的排列。

依照本发明的一观点，一种用于可充电式电池具有电池管理系统的充电装置，包括：一充电模块，电连接于一电源，用于对该可充电式电池进行充电；一电压侦测模块，用于侦测该可充电式电池的一电压；及一判定模块，用于当该电压侦测模块侦测到该可充电式电池的电压降到低于一第一预设电压时，指示该充电模块以一增补电流对该可充电式电池进行充电直到该可充电式电池的电压达到一第二预设电压，其中该可充电式电池的电压会因可充电式电池在完全充饱之后的静置期间自放电而下降。

根据本案构想，该可充电式电池为锂电池。