[发明专利]电池充电器电路的峰值电压与峰值斜率检测器

说明书

本发明涉及电池充电器电路，特别涉及电池充电器电路的峰值电压与峰值斜率检测电路及方法。

便携电子设备如CD播放机、蜂窝电话机或电力工具(power tool)是电池供电的。对于经常使用的电子系统而言，采用不可再充电的电池是不经济实惠的。可再充电电池是普遍流行和经济实惠的，可替代对多数类型的电子设备供电，目前供应了许多不同类型的可再充电电池，如碱性的、镍镉(NiCd)和镍金属氢化物(NiMH)电池。

可再充电电池通常加上电压和电流一个预定的时间段来充电。不同的电池类型有不同的充电要求，但在不适当地充电时，大多数电池可被损坏或减少寿命。正确的充电过程需要有监视电池电压和电流的敏感电路。典型的是电池充电器电路，它被设计成在被充电的电池完全充电时能自动地断路，使该电池输出的功率最大化和使它们可再充电的次数最大化。

本发明的目的是提供一种能精确地检测被充电电池的峰值电压或峰值斜率的电路和方法，以便精确地确定电池的最佳充电和保证电池的性能最佳和寿命最长，这是非常有益的。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于电池充电器电路的峰值电压和峰值斜率检测电路，其特征在于，包括：一个电压-频率变换器，响应电池电压，用于提供VFC信号；一个第一计数器比较器，响应所述VFC，用于在一个预定的时段期间产生所述VFC信号的脉冲计数，其中，所述的脉冲计数对应于电池电压，所述第一计数器比较器具有一个第一输出端，用于提供峰值脉冲计数，并具有一个第二输出端，用来提供对应于脉冲计数的变化率的进位信号；和一个第二计数器比较器，其响应于所述进位信号，在预定数目的周期中对相应于变化率的所述进位信号计数，所述第二计数器比较器具有一个输出端，用于提供峰值斜率。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于电池充电器电路的峰值电压和峰值斜率检测电路，其特征在于，包括：一个电压-频率变换器，具有一个输入端，耦合到被充电电池上，及一个输出端，用于响应于电压变换的频率提供脉冲；一个门电路，具有一个输入端，用于接收所述VFC的脉冲；及一个输出端，用于在一预定时间上提供经选通的脉冲组；第一计数比较器，具有一个第一输入端，用于在所述预定时间接收门电路的经选通的脉冲组并为每个脉冲组产生一个脉冲计数，每个计数对应于一个电压；一个第一输出端，用于提供探测的峰值电压；一个第二输出端，用于提供进位信号，其对应于脉冲计数的变化率；和一个第二计数器比较器，响应于进位信号，在预定数目的周期中对相应于脉冲计数变化率的进位信号进行计数，所述第二计数器比较器具有一个输出端，用于提供峰值斜率。

根据本发明的再一方面，提供了一种用于检测被充电的电池的峰值电压和峰值斜率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在预定时间对电池电压进行取样以产生对应于所述的电池电压的幅度的脉冲；在所述的预定时间产生对应于电池电压的脉冲计数；在所述预定时间将对应于电池电压的脉冲计数与对应于先前电池电压的先前脉冲计数进行比较，其中，当先前脉冲计数大于该脉冲计数时，探测到一个峰值电压；和提供对应于脉冲计数在所述预定时间的变化的进位信号，其中当先前的进位信号计数大于该进位信号计数时，探测到峰值斜率。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于探测脉冲信号的峰值电压和峰值斜率的电路，其特征在于包括：一个第一比较器计数器，响应于所述脉冲信号，在预定的时间产生所述脉冲信号的脉冲计数，并将该脉冲计数与一个先前的脉冲计数相比较，该第一比较器计数器具有一个第一输出端，用于提供一个峰值脉冲计数，并具有一个第二输出端，用于提供对应于脉冲计数的变化的进位信号；和一个第二比较器计数器，响应于所述进位信号，产生所述进位信号的计数，其中，所述进位信号计数与先前的进位信号计数相比较，以确定所述脉冲信号的峰值斜率。

图1示出一种电池充电器的现有技术的峰值电压检测器电路；

图2示出一种电池充电器的现有技术的峰值电压与峰值斜率检测器电路；

图3示出两个普通的可再充电电池在一个电池充电工序期间充电轮廓的曲线图；

图4示出根据本发明的峰值电压和峰值斜率检测电路的方框图；

图5示出根据本发明的图4中的样值定时器所提供的输出信号的定时图；

图6示出样值定时器的原理图，用于产生相应于图5的输出信号；

图7示出根据本发明的计数器比较器的原理图，用于对应于图4的计数器比较器的峰值电压检测；

图8示出根据本发明的计数器比较器原理图，用于对应于图4的计数器比较器的峰值斜率检测。