[发明专利]便携式可充电电池的充电方法和充电器

说明书

本发明涉及为便携式可充电电池充电的方法和充电系统，例如用于手提蜂窝电话的电池的充电。这类电池通常是镍-镉电池或镍-金属氢化物电池。

一般来说，这类电池需要进行充电以维持手提蜂窝电话或其它设备由电池供电。目前有各种充电器来向这些电池充电，例如，美国专利No.5,325,040，题为用于向电池充电的方法和装置。以及美国专利No.4,910,103，题为“用于便携式无线电报装置的电池组“以及美国专利No.4,081,739题为“用于向电池快速充电的电路。”

本发明的主要目的是提供一种改进的电池充电系统，它可以在各种各样的工作条件下为便携式可充电电池迅速并安全地充电。不同的条件可以包括大范围的环境温度和湿度，向充电系统提供宽变化范围的输入电压的车辆电力系统，并且可以使用各种不同厂商制造的电池，电池可以具有不同的尺寸，容量和充电特性。

本发明的一个重要的目标是提供这样一种改进的充电系统，在电池被充电的整段时间期间，允许电池维持由电池供电的蜂窝电话或其他设备的工作。

本发明的目的之一是提供这样一种改进的电池充电系统，它在为电池迅速充电的同时还能保护电池免受过充电的损害。在这种连接方式下，与此有关的一个目的是提供一种改进的充电系统，它可以自动补偿温度的变化或是车辆电力系统所提供的输入电压的变化。

本发明的另一目的是提供一种改进的电池充电系统，它在充电过程期间利用电池的固有特性来补偿电池的使用。

本发明的又一目的是提供一种改进的电池充电系统，它在充电周期中的快速充电部分期间可以高效率地操作，从而不必使用复杂的散热器。

本发明的再一目的是提供一种电池充电系统，它可以改善电池的过充电保护。

通过以下结合附图的说明可以看到本发明的其它目的和优点。

按照本发明，为便携式可充电电池充电的方法，其特征在于包括以下步骤：产生一个代表电池输出电压的电信号；当代表电池输出电压的信号下降到一个预选的较低门限以下时，就提供一个大充电电流，开始对电池快速充电，对应上述较低门限的电池输出电压是足以维持由上述电池供电的设备继续工作；以及在代表电池输出电压的信号上升到预选的较高门限时停止对电池的快速充电，对应上述较高门限的电池输出电压明显地低于该电池被充电到其100％额定容量时的输出电压。便携式可充电电池的充电器，其特征在于该充电器包括：一个传感器，用于产生代表电池输出电压的电信号，一个电流源，当来自传感器的信号表示电池输出电压的信号降到一个预选的较低门限以下时，向电池提供一个大充电电流，开始对电池快速充电，对应上述较低门限的电池输出电压足以维持由上述电池供电的设备能正常操作；以及一个开关，在来自传感器的信号表示电池输出电压的信号上升到一个预选的较高门限后，用于停止对电池快速充电。

图1是体现本发明的一个电池充电系统的方框图；以及

图2是用于实现图1所示电池充电系统的一个专用电路的示意图。

首先参见图1，图1示出了一个电池充电系统，用于从普通车辆的电力系统11为便携式可充电电池10充电。充电系统的电源通常是从车中的香烟点火器插座上获得的。由车辆电力系统11供给充电系统的额定电压应为13.8伏，但在实际情况下这一输入电压是在10.5伏到33伏的范围内变化的。

图示的充电系统包括两个充电恒流源12和13，用于向电池10提供充电电流。两个电流源均由车辆电力系统11供电。电流源12是一个提供相对较大的充电电流例如700mA的大电流源，用于电池的快速充电。第二电流源13是一个提供相对较小的充电电流例如25mA的小电流源。用于以缓慢的速率为电池充电。如果把电池充电系统连接在车辆电力系统11和电池10之间，小电流源13就连续地工作。而大电流源12则仅当其被一个电压比较器14接通时才工作。

比较器14不断地把通过电压检测器15确定的电池10的输出电压与采自基准电压源16的基准电压进行比较。如下文中所述，因此便携式可充电电池的电池电压与充电容量百分数之间的关系是已知的，所以该基准电压被用来确定由检测器15监测的电池输出电压何时代表了预定的充电百分效。