[实用新型]一种锂电池线性充电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于充电装置，具体涉及一种锂电池线性充电装置。

背景技术

传统的锂电池充电芯片采用恒流恒压的充电方法。在此基础上将充电过程分为三个阶段：预充电、恒流充电和恒压充电。在充电初期采用较小的电流对电池进行预处理，对出现过放电的电池进行修复和保护；然后采用较大的恒定电流对电池充电，实现快速充电的目的；最后采用恒压充电，确保电池充满。

这种充电方式具有充电时间短，充电效率高的优点。芯片中有电池状态检测电路不间断的检测锂电池的充电电压和电流，以确定锂电池充电应该进行的阶段。

在锂电池充电实现方法中，恒流充电到恒压充电的转换一直是个难题。传统的方式一般是采用恒流充电环路和恒压充电环路的双环路充电方法。采用开关切换的方式，即电池电压一到恒压充电电压，马上把充电环路由恒流充电环路切换到恒压充电环路。从而实现恒流充电和恒压充电模式的转换。

现有的充电电路如图1所示，电路中，comp1和comp2为两个比较器，amp1和amp2为两个运算放大器，inv1为反相器，P1和P2为两个PMOS晶体管，N1，N2和N3为三个NMOS晶体管，R1和R2为两个电阻。电源电压VCC的输入范围为4.5V-5.5V，电池电压VBAT的电压范围为2.3V-4.2V，三个基准电压分别为VREF1，VREF2和VREF3，VREF1为2.7V，VREF2为3.7V，VREF3为4.2V，R2＝9*R1。晶体管P1大小为晶体管P2的10000倍。其中VREF1和VREF3分别为涓流充电(预充电)、恒流充电、恒压充电的切换电压；VREF2配合不同阻值的电阻提供2档恒流电流。

当电池电压低于VREF3时，晶体管N2管打开，电路工作在恒流模式；当电池电压高于VREF3时，NMOS晶体管N1管打开，电路工作在恒压模式，充电电压为VREF3；当电路工作在恒流模式时，如果电池电压低于VREF1，则NMOS晶体管N3关断，电路工作在涓流模式(预充电)，充电电流仅为VREF2/(R1+R2)，如果电池电压高于VREF1，则NMOS晶体管N3打开，充电电流为VREF2/R1，是涓流模式电流的十倍。

在上述现有技术中，主要问题容易出现在恒流到恒压的切换上。转换电压采用比较器来比较，恒压采用运算放大器来设计，所以这两者之间容易存在不一致。当比较器的电压比恒压运算放大器的电压低时，即没达到恒压电压就进入恒压充电状态的话，这个时候相当于在电池上加上一个更大的电压，会产生一个相当大的充电电流，对电池造成不可修复的伤害。如果比较器电压高于恒压运算放大器电压，那么电池就进不了恒压充电模式，这样电池的充电过程就少了一段，电池就没有充满，会造成电池容量的下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种充电质量好、对电池无损伤的锂电池线性充电装置。

实现上述实用新型目的采用的技术方案是：