專利名稱：控制充電的集成電路及充電設(shè)備、檢測(cè)蓄電池連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制蓄電池充電的集成電路，更具體地，涉及用于根據(jù)蓄電池的充電狀態(tài)、確定蓄電池是否被置于充電設(shè)備中的集成電路。另外，本發(fā)明還涉及使用該集成電路的充電設(shè)備，以及用來(lái)確定蓄電池是否被置于充電設(shè)備中的方法。
背景技術(shù)：
目前為止，人們使用以下方法來(lái)確定蓄電池是否被置于充電設(shè)備中。
(1)使用開(kāi)關(guān)的方法，當(dāng)蓄電池被置于充電設(shè)備中時(shí)，該開(kāi)關(guān)達(dá)到接通狀態(tài)；而當(dāng)沒(méi)有放置蓄電池時(shí)，該開(kāi)關(guān)達(dá)到斷開(kāi)狀態(tài)(在例如已公開(kāi)未審日本專利申請(qǐng)(此后稱為JP-A)第10-285812號(hào)中公開(kāi))；以及(2)將電流施加到包含在電池組中的溫度檢測(cè)熱敏電阻的方法，用來(lái)檢查熱敏電阻端子的電壓，從而確定是否存在電池(在例如日本專利(此后稱為JP)第2927354號(hào)(即JP-A 01-186126)中公開(kāi))。
第一種方法具有要配備開(kāi)關(guān)、從而增加了設(shè)備的尺寸與成本的缺點(diǎn)。第二種方法具有以下缺點(diǎn)該方法不能用于沒(méi)有熱敏電阻的電池；并且需要連接端子與熱敏電阻，從而增加了設(shè)備的尺寸與成本。另外，雖然第一與第二種方法可以確定電池是否被置于充電設(shè)備中，但是不能確定電池是否與充電設(shè)備的端子電連接。
另外，人們提出了不使用開(kāi)關(guān)或者熱敏電阻的以下方法(例如JP 3203538(即JP-A 08-168188))(3)當(dāng)在與電池連接的充電設(shè)備的端子之間檢測(cè)到不小于預(yù)定電壓的電壓時(shí)、將充電電流施加到電池的方法，其中當(dāng)充電電流大于充滿電狀態(tài)下的預(yù)定門(mén)限電流時(shí)，判定電池連接；并且當(dāng)充電電流小于該門(mén)限電流時(shí)，判定電池充滿。另外，靠近上述門(mén)限電流，設(shè)置兩個(gè)附加的門(mén)限電流。當(dāng)將電流從附加門(mén)限電流之一改變?yōu)榱硪粋€(gè)所需的時(shí)間不小于預(yù)定時(shí)間時(shí)，判定電池充滿。另外，當(dāng)該時(shí)間小于該預(yù)定時(shí)間時(shí)，判定電池被撤離充電設(shè)備。
另外，人們提出了不使用開(kāi)關(guān)或者熱敏電阻的以下方法(例如JP-A10-225001)(4)進(jìn)行間斷充電、同時(shí)在充電過(guò)程中測(cè)量與電池連接的端子之間的電壓以及充電電流的方法，其中根據(jù)該結(jié)果確定電池是否連接。
但是，第三種方法具有不能為過(guò)放電的電池充電的缺點(diǎn)。具體地，當(dāng)對(duì)過(guò)放電的電池進(jìn)行充電、同時(shí)向其施加大電流時(shí)，可能發(fā)生嚴(yán)重事故，例如發(fā)熱或者起火，因此必須在施加小電流的同時(shí)為電池充電，直到電池達(dá)到預(yù)定電壓。因此，用于判定電池是否存在的門(mén)限電壓必須被設(shè)置得大于過(guò)放電電池的電壓。另外，靠近上述門(mén)限電流(即充滿電電流)、設(shè)置兩個(gè)附加門(mén)限電流、以確定電池是否連接以及電池是否充滿的方法具有電路規(guī)模增加的缺點(diǎn)。
除一般恒定電流-恒定電壓充電之外，第四種方法還必須進(jìn)行間斷充電，因此必須提供間斷充電設(shè)備。相應(yīng)地，該方法具有充電設(shè)備的尺寸與成本增加的缺點(diǎn)。
因?yàn)檫@些原因，需要一種集成電路(以及充電設(shè)備)，其能夠確定蓄電池是否與充電設(shè)備正確連接，同時(shí)具有小尺寸與低成本。

發(fā)明內(nèi)容
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于通過(guò)放電晶體管對(duì)蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號(hào)；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個(gè)預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號(hào)；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測(cè)電路和電壓比較電路輸出的信號(hào)，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電。在開(kāi)始向蓄電池充電時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T1，充電控制電路停止施加充電電流。當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T1內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理(例如停止施加充電電流)。
可替換地，在該集成電路中，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，充電控制電路停止施加充電電流，并且當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，在該集成電路中，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括充電晶體管，用于控制充電電流施加到蓄電池；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為上述集成電路。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；在開(kāi)始充電操作時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T1，停止施加充電電流，同時(shí)檢查時(shí)間T1內(nèi)的蓄電池的電壓；以及當(dāng)在時(shí)間T1內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了一種用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；檢查蓄電池的電壓；當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，停止施加充電電流；以及當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了一種用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；當(dāng)施加到蓄電池的電流變得小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T4，檢查施加到蓄電池的電流；以及當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
通過(guò)以下結(jié)合附圖的對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述，將會(huì)看出本發(fā)明的這些以及其他目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1為顯示本發(fā)明的充電設(shè)備的示例實(shí)施例的示意圖；
圖2為顯示圖1所示的充電設(shè)備的操作的流程圖；圖3為顯示圖1所示的充電設(shè)備中充電電流(ich)以及電池電壓(Vb)之間關(guān)系的圖示；圖4為顯示本發(fā)明的充電設(shè)備的另一示例實(shí)施例的示意圖；圖5為顯示圖4所示的充電設(shè)備的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及用于控制蓄電池充電的集成電路，該集成電路用于充電設(shè)備，并且其通過(guò)放電晶體管、向蓄電池施加充電電流，以給蓄電池充電，其中該集成電路控制充電晶體管的操作。
在第一集成電路中，該集成電路包括充電電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號(hào)；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個(gè)預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號(hào)；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測(cè)電路和電壓比較電路輸出的信號(hào)，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電。在該集成電路中，在開(kāi)始向蓄電池充電時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T1，充電控制電路停止施加充電電流。當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T1內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理(例如停止施加充電電流)。
另外，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，充電控制電路停止施加充電電流。在這方面，當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V2-(其大于電壓V1且小于電壓V2)時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T3，充電控制電路停止施加充電電流。在這方面，當(dāng)在時(shí)間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V3-(其大于電壓V2且小于電壓V3)時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供另一集成電路(第二集成電路)，其包括充電電流檢測(cè)電路；電壓比較電路；以及充電控制電路，其中當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于時(shí)間T2，充電控制電路停止施加充電電流到蓄電池；并且其中當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的電壓V2-時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在這方面，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在該集成電路中，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T3，充電控制電路停止施加充電電流。在這方面，當(dāng)在時(shí)間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V3-(其大于電壓V2且小于電壓V3)時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供另一集成電路(第三集成電路)，其包括充電電流檢測(cè)電路；電壓比較電路；以及充電控制電路，其中，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在第一集成電路中，電壓比較電路可以包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號(hào)S1到充電控制電路。電壓比較電路還可以包括第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號(hào)S2到充電控制電路。在這方面，第二比較器包含根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制的第一滯環(huán)(hysteresis)，其中電壓V2-為電壓V2與第一滯環(huán)之間的差。
電壓比較電路還可以包括第三比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V3，并且生成與輸出包含該比較信息的第三信號(hào)S3到充電控制電路。在這方面，第三比較器包含根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制的第二滯環(huán)，其中電壓V3-為電壓V3與第二滯環(huán)之間的差。
在第二集成電路中，電壓比較電路可以包括第二比較器、或者第二比較器與第三比較器的組合。
第一到第三電壓比較電路還可以包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其與該輸入端子連接，同時(shí)根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號(hào)，控制電流源的驅(qū)動(dòng)，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。在這方面，當(dāng)在沒(méi)有向蓄電池施加充電電流的同時(shí)、輸入為減少消耗電流的信號(hào)的外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路允許電流源操作。另外，當(dāng)停止輸入此類外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路停止電流源的操作。
當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時(shí)，優(yōu)選地，充電控制電路停止施加充電電流到蓄電池。
作為本發(fā)明另一方面，提供了用于對(duì)蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，其包括充電晶體管，用于控制充電電流施加到蓄電池；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為上述的第一、第二或者第三集成電路。
作為本發(fā)明另一方面，提供了用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；以及在開(kāi)始充電操作時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T1，停止施加充電電流，同時(shí)檢查時(shí)間T1內(nèi)的蓄電池的電壓。當(dāng)在時(shí)間T1內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
當(dāng)蓄電池的電壓變得小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時(shí)，該方法還包括對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，停止施加充電電流，同時(shí)檢查時(shí)間T2內(nèi)的蓄電池的電壓。在這方面，當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V2-(其大于電壓V1且小于電壓V2)時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，可以檢查充電電流。當(dāng)充電電流變得小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T4檢查電流。當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的電流i1時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；檢查蓄電池的電壓；以及當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，停止施加充電電流。當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在這方面，當(dāng)充電電流變得小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T4檢查電流。當(dāng)在時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V3時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T3，停止到蓄電池的充電電流。當(dāng)在時(shí)間T3內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V3-(其大于電壓V2且小于電壓V3)時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；以及檢查蓄電池的電流。當(dāng)該電流變得小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T4測(cè)量該電流。當(dāng)在時(shí)間T4內(nèi)該電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
當(dāng)判定蓄電池連接異常時(shí)，優(yōu)選地，停止向蓄電池施加充電電流。
接著將參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。
第一實(shí)施例圖1為顯示本發(fā)明的用于對(duì)蓄電池充電的充電設(shè)備的示例實(shí)施例的示意圖。
參照?qǐng)D1，充電設(shè)備1具有諸如AC轉(zhuǎn)接器的DC電源5，并且對(duì)諸如鋰離子電池的蓄電池6(此后稱為電池)進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電。電池6與負(fù)載7連接，并且向負(fù)載7施加電力。
充電設(shè)備1包括功率晶體管Q1，用于根據(jù)輸入到其基極的信號(hào)，向電池6施加電流，以對(duì)電池充電，其中該功率晶體管包括PMOS晶體管；以及電阻器R1，其被配置來(lái)檢測(cè)功率晶體管Q1向電池6施加的電流ich。另外，充電設(shè)備1還包括二極管D1，其被配置來(lái)防止從電池6到DC電源5的電流回流；以及充電控制電路2，其被配置來(lái)控制功率晶體管Q1的操作，以根據(jù)關(guān)于電池6的電壓Vb以及充電電流ich(其可以從電阻器R1兩端的電壓確定)的信息，對(duì)電池6進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電。
充電控制電路2集成在IC中，并且包括端子P1，其與DC電源連接；端子P2，用來(lái)輸出充電控制信號(hào)；第一電流檢測(cè)端子P3；第二電流檢測(cè)端子P4；以及與電池6連接的端子P5與P6，其中端子P6接地。電池6具有電池端子B+與B-。與電池6的正極連接的電池端子B+與端子P5連接，并且與電池6的負(fù)極連接的電池端子B-與端子P6連接。
另外，充電控制電路2包括電源電壓檢測(cè)電路11，用于確定是否從DC電源5施加電力；充電電流控制電路12，用來(lái)根據(jù)輸入的控制信號(hào)，控制功率晶體管Q1的操作；充電電流檢測(cè)電路13，用來(lái)根據(jù)電阻器R1端子之間的電壓差，確定充電電流ich。
另外，充電控制電路2包括基準(zhǔn)電壓生成電路14，其被配置來(lái)生成與輸出預(yù)定基準(zhǔn)電壓Vr；比較器15；比較器16與17，每個(gè)都具有對(duì)應(yīng)于輸入控制信號(hào)的滯環(huán)；電阻器R11-R14；以及控制電路18，其被配置來(lái)控制充電電流控制電路12的操作、以及比較器16與17每個(gè)的滯環(huán)。
在這方面，功率晶體管Q1作為充電晶體管，并且充電控制電路2作為用于控制對(duì)蓄電池充電的集成電路。另外，基準(zhǔn)電壓生成電路14、比較器15-17、電阻器R11-R14構(gòu)成電壓比較電路。另外，充電電流控制電路12與控制電路18構(gòu)成充電控制電路。另外，比較器15、16、17分別為第一、第二、第三比較器。
通過(guò)端子P1，由DC電源5提供的電源電壓Vdd輸入到電源電壓檢測(cè)電路11，同時(shí)輸入到功率晶體管Q1的源極。功率晶體管Q1的柵極通過(guò)端子P2與充電電流控制電路12連接。當(dāng)端子P1的電壓變得不小于預(yù)定電壓時(shí)，電源電壓檢測(cè)電路11輸出預(yù)定信號(hào)Sv到控制電路18，以通知從DC電源5提供了電力。當(dāng)從控制電路18收到控制信號(hào)Sc時(shí)，通過(guò)端子P2，充電電流控制電路12輸出充電控制信號(hào)到功率晶體管Q1的柵極，以控制充電電流ich。
功率晶體管Q1的漏極通過(guò)電阻器R1與二極管D1的陽(yáng)極連接。二極管D1的陰極與電池端子B+與端子P5的每一個(gè)連接。功率晶體管Q1的漏極與第一電流檢測(cè)端子P3連接。電阻器R1與第一電流檢測(cè)端子P3以及第二電流檢測(cè)端子P4連接。充電電流檢測(cè)電路13根據(jù)電阻器R1兩端之間的電壓差(即施加到第一電流檢測(cè)端子P3的電壓與施加到第二電流檢測(cè)端子P4的電壓之間的差)確定電流ich，并且輸出包含所檢測(cè)的電流信息的信號(hào)Si到控制電路18。
電阻器R14、R13、R12、R11串聯(lián)連接在從基準(zhǔn)電壓生成電路14輸出的基準(zhǔn)電壓Vr與地電壓之間。第一電壓V1(其為在電阻器R11與R12之間的連接點(diǎn)處的電壓)輸入到比較器15的反向輸入端子。第二電壓V2(其為在電阻器R12與R13之間的連接點(diǎn)處的電壓)輸入到比較器16的反向輸入端子。第三電壓V3(其為在電阻器R13與R14之間的連接點(diǎn)處的電壓)輸入到比較器17的反向輸入端子。從比較器15輸出的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1、從比較器16輸出的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2、以及從比較器17輸出的第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3中的每一個(gè)都輸出到控制電路18。
另外，控制電路18分別向比較器16與比較器17輸入用于控制比較器16的滯環(huán)的第一控制信號(hào)Sh1、以及用于控制比較器17的滯環(huán)的第二控制信號(hào)Sh2。
比較器15比較電池電壓Vb(其為端子P5處的電壓)與第一電壓V1。當(dāng)電池電壓Vb變得不小于第一電壓V1時(shí)，從比較器15輸出的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1從低電平改變?yōu)楦唠娖健Ｏ喾?，?dāng)電池電壓Vb變得小于第一電壓V1時(shí)，第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1從高電平改變?yōu)榈碗娖健?br> 比較器16比較電池電壓Vb與第二電壓V2。當(dāng)Vb不小于V2時(shí)，從比較器16輸出的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2從低電平改變?yōu)楦唠娖健．?dāng)Vb小于V2-(其通過(guò)從第二電壓V2中減去比較器16的滯環(huán)電壓獲得)時(shí)，從比較器16輸出的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2從高電平改變?yōu)榈碗娖健１容^器16具有輸入端子(通過(guò)其從控制電路18輸入第一控制信號(hào)Sh1)，以根據(jù)控制信號(hào)Sh1將滯環(huán)電壓設(shè)置為所希望的值。
比較器17比較電池電壓Vb與第三電壓V3。當(dāng)Vb不小于V3時(shí)，從比較器17輸出的第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3從低電平改變?yōu)楦唠娖?。?dāng)Vb小于V3-(其通過(guò)從第三電壓V3中減去比較器17的滯環(huán)電壓獲得)時(shí)，從比較器17輸出的第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3從高電平改變?yōu)榈碗娖?。比較器17具有輸入端子(通過(guò)其從控制電路18輸入第二控制信號(hào)Sh2)，以根據(jù)控制信號(hào)Sh2將滯環(huán)電壓設(shè)置為所希望的值。
控制電路18由邏輯電路構(gòu)成，并且根據(jù)從電源電壓檢測(cè)電路11輸出的輸出信號(hào)Sv、從充電電流檢測(cè)電路13輸出的輸出信號(hào)Si、以及分別從比較器15、16、17輸出的第一、第二、第三電壓檢測(cè)信號(hào)S1、S2、S3，確定充電模式。另外，控制電路18確定是否進(jìn)行充電，并且利用控制信號(hào)Sc，通過(guò)放電電流控制電路12，控制充電電流、以及充電電壓。
圖2為圖1所示的充電設(shè)備1的操作的流程圖。圖3為顯示圖1所示的充電設(shè)備中充電電流ich以及電池電壓Vb隨時(shí)間變化的圖示。將參照?qǐng)D2與3解釋圖1所示的充電設(shè)備的操作。
首先，將解釋在充電操作開(kāi)始時(shí)的蓄電池的連接確認(rèn)操作。
參照?qǐng)D2，當(dāng)在步驟S1、DC電源5與充電控制電路2連接時(shí)，在步驟S2，控制電路18允許充電電流控制電路12進(jìn)行復(fù)位操作，即斷開(kāi)功率晶體管Q1以具有斷開(kāi)狀態(tài)。在步驟S3，電源電壓檢測(cè)電路11檢查從DC電源連接端子P1施加的電源電壓Vdd。
當(dāng)在步驟S3、電源電壓Vdd小于預(yù)定電壓時(shí)，該操作返回到步驟S2。當(dāng)在步驟S3、電源電壓Vdd不小于預(yù)定電壓時(shí)，對(duì)于預(yù)定充電開(kāi)始等待時(shí)間T1，控制電路18允許充電電流控制電路12斷開(kāi)功率晶體管Q1以具有斷開(kāi)狀態(tài)(步驟S4)，從而停止施加充電電流ich。然后，控制電路18根據(jù)第一、第二、第三電壓檢測(cè)信號(hào)S1、S2、S3，檢查電池電壓Vb(步驟S5)。
當(dāng)在步驟S5、電池電壓Vb小于第一電壓V1時(shí)，該操作行進(jìn)到步驟S22，其中控制電路18判定電池6未連接或者電池6異常。在這種情況下，在預(yù)定充電開(kāi)始等待時(shí)間T1之后，控制電路18繼續(xù)允許充電電流控制電路12斷開(kāi)功率晶體管Q1以具有斷開(kāi)狀態(tài)，從而停止充電電流ich(即停止向電池6充電)，隨后重新執(zhí)行步驟S5。當(dāng)不小于第一電壓V1的電壓輸入到電池連接端子P5時(shí)(當(dāng)連接正常的蓄電池時(shí)，該電壓不小于第一電壓V1)，從比較器15輸出的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1處于高電平。當(dāng)在步驟S5、電池電壓Vb不小于第一電壓V1且小于電壓V2-時(shí)，該操作行進(jìn)到步驟S6，其中控制電路18允許充電電流控制電路12進(jìn)行預(yù)充電模式操作。
在預(yù)充電模式操作中，進(jìn)行充電、同時(shí)流動(dòng)相對(duì)較少量、數(shù)十毫安的電流直至電池電壓達(dá)到預(yù)定電壓。這是因?yàn)楫?dāng)對(duì)過(guò)放電狀態(tài)下的鋰離子電池進(jìn)行充電、同時(shí)流動(dòng)大量電流時(shí)，可能發(fā)生諸如生熱或起火的問(wèn)題。在圖3中，字符“i1”表示預(yù)充電中的充電電流。
當(dāng)在步驟S5、電池電壓Vb不小于電壓V2時(shí)，從比較器16輸出的輸出信號(hào)S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?，并且該操作行進(jìn)到步驟S10，其中以恒定電流充電模式進(jìn)行充電。在這方面，電壓V1被設(shè)置為其上可以進(jìn)行預(yù)充電的最小電壓，并且第二電壓V2被設(shè)置為其上可以進(jìn)行流動(dòng)大量電流的快速充電的最小電壓。
充電開(kāi)始等待時(shí)間T1為幾毫秒大小的極短時(shí)間。但是，當(dāng)連接DC電源5的同時(shí)、沒(méi)有連接電池或者連接諸如短路電池等異常的電池時(shí)，該電壓迅速減少，如點(diǎn)線A所示，即使電池端子P5的電壓不小于電壓V1也如此。具體地，在等待時(shí)間T1內(nèi)，該電壓變得小于電壓V1(幾乎0V)。因此，當(dāng)在步驟S5、在等待時(shí)間T1之后、從比較器15發(fā)送的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1處于低電平時(shí)，控制電路18判定沒(méi)有連接電池或者連接短路電池，并且禁止充電(在步驟S22)。即使當(dāng)在步驟S22、充電設(shè)備處于充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，也執(zhí)行步驟S5的電池電壓檢查操作。因此，當(dāng)電池電壓Vb變得不小于電壓V1、并且從比較器15發(fā)送的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1改變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，對(duì)電池進(jìn)行充電。
接著，將解釋在從預(yù)充電模式操作轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝豢焖俪潆娔Ｊ讲僮?即恒定電流充電模式操作)時(shí)的電池連接確認(rèn)操作。
在進(jìn)行預(yù)充電(步驟S6)期間，控制電路18執(zhí)行步驟S7中的操作，即檢查電池電壓。當(dāng)電池電壓Vb變得不小于電壓V2時(shí)，從比較器17輸出的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?，并且該操作行進(jìn)到步驟S8(即第一充電停止時(shí)間T2)。在圖3中第一充電停止時(shí)間表示為T(mén)2。在第一充電停止時(shí)間T2中，控制電路18輸出停止充電電流ich的信號(hào)到充電電流控制電路12。第一充電停止時(shí)間T2為幾毫秒大小的極短時(shí)間。當(dāng)連接正常電池時(shí)，在第一充電停止時(shí)間T2中，電池電壓Vb幾乎不改變，如圖3實(shí)線所示。
當(dāng)在預(yù)充電操作中將電池6從充電設(shè)備去除時(shí)，電池連接端子P5處的電壓迅速增加到第二電壓V2，如點(diǎn)線B所示，并且由此來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?。但是，在這種情況下，停止施加充電電流ich，電池連接端子P5處的電壓迅速減少以至低于電壓V2-(其通過(guò)從第二電壓V2中減去比較器16的滯環(huán)電壓獲得)，如點(diǎn)線B′所示。因此，來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2從高電平改變?yōu)榈碗娖健?br> 在第一充電停止時(shí)間T2中，控制電路18檢查電池電壓(步驟S9)。當(dāng)電池電壓Vb不小于電壓V2-、并且來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2維持高電平時(shí)，該操作行進(jìn)到步驟10，即執(zhí)行第一快速充電模式操作。
在第一快速充電模式操作中，電池6經(jīng)受恒定電流充電，即施加大量電流以快速充電。在圖3中，第一快速充電模式操作中的充電電流表示為i3。
如上所述，在將電池從充電設(shè)備去除的情況下，在步驟S9中，電池電壓Vb變得小于電壓V2-，并且第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2變?yōu)榈碗娖健Ｔ谶@種情況下，控制電路18判定沒(méi)有電池，并且進(jìn)行預(yù)定的異常檢測(cè)操作(在步驟S23)，例如控制電路18允許充電電流控制電路12斷開(kāi)功率晶體管Q1，使得功率晶體管達(dá)到斷開(kāi)狀態(tài)。
接著，將解釋在從第一快速充電模式操作轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙焖俪潆娔Ｊ讲僮?即恒定電壓充電模式操作)時(shí)的電池連接確認(rèn)操作。
在控制電路18通過(guò)放電電流控制電路12允許功率晶體管Q1進(jìn)行第一快速充電模式操作期間(步驟S10)，控制電路18總是檢查電池電壓Vb(步驟S11)。當(dāng)電池電壓Vb不小于第三電壓V3時(shí)，從比較器17輸出的第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3從低電平改變?yōu)楦唠娖?，并且充電設(shè)備進(jìn)行第二充電停止時(shí)間T3，其在圖3中表示為T(mén)3。
在第二充電停止時(shí)間T3中，控制電路18允許充電電流控制電路12停止通過(guò)功率晶體管Q1施加充電電流ich。第二充電停止時(shí)間T3為幾毫秒大小的極短時(shí)間。在這種情況下，連接正常電池，在第二充電停止時(shí)間T3中，電池電壓Vb幾乎不改變，如圖3實(shí)線所示。但是，當(dāng)在第一快速充電操作中將電池6從充電設(shè)備去除時(shí)，電池端子P5處的電壓迅速增加，如圖3點(diǎn)線C所示。當(dāng)該電壓達(dá)到電壓V3時(shí)，來(lái)自比較器17的第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3從低電平改變?yōu)楦唠娖?。在這種情況下，當(dāng)停止施加充電電流ich時(shí)，電池端子P5處的電壓迅速減少，如點(diǎn)線C′所示。當(dāng)電池端子P5處的電壓變得低于電壓V3-(其通過(guò)從第三電壓中減去比較器17的滯環(huán)電壓獲得)時(shí)，第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3從高電平改變?yōu)榈碗娖健?br> 因此，在第二充電停止時(shí)間T3中，控制電路18檢查電池電壓(步驟S13)。當(dāng)在步驟S13、根據(jù)第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3發(fā)現(xiàn)電池電壓Vb不小于電壓V3-時(shí)，對(duì)電池執(zhí)行步驟S14的第二快速充電模式操作(即恒定電壓充電操作)。從圖3中的充電電流曲線可以看出在第二快速充電模式操作中，充電電流ich逐漸減少。在第二快速充電模式操作中，控制電路18總是根據(jù)從充電電流檢測(cè)電路13發(fā)送的輸出信號(hào)Si，檢查充電電流ich(步驟S15)。
如上所述，在第一快速充電模式操作中將電池從充電設(shè)備去除的情況下，在步驟S13中，電池電壓Vb變得小于電壓V3-，并且第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3變?yōu)榈碗娖?，控制電?8確定沒(méi)有連接電池，并且該操作行進(jìn)到步驟S23。
接著將解釋完成充電時(shí)的電池連接確認(rèn)操作。
如上所述，在步驟S14中的第二快速充電模式操作中，控制電路18總是檢查充電電流ich。當(dāng)充電電流ich小于電流i2(即充滿電流，其小于第一快速充電模式操作中的電流i3且不小于預(yù)充電中的電流i1)時(shí)，充電設(shè)備進(jìn)行充滿等待時(shí)間T4，其在圖3中表示為T(mén)4，并且其中仍然向電池施加充電電流ich。
充滿等待時(shí)間T4為幾毫秒大小的極短時(shí)間。當(dāng)連接正常電池時(shí)，充滿等待時(shí)間T4中充電電流ich的變化很小，如如圖3實(shí)線所示。
然而，當(dāng)在第二快速充電模式操作中將電池從充電設(shè)備去除時(shí)，充電電流ich迅速減少以至低于預(yù)充電中的電流i1，如圖3點(diǎn)線D所示。當(dāng)在充滿等待時(shí)間T4中、充電電流ich不小于電流i1且小于i2時(shí)，控制電路18確定電池充滿，并且該操作行進(jìn)到步驟S18(即充電操作結(jié)束)。當(dāng)在充滿等待時(shí)間T4中、充電電流ich變得小于電流i1時(shí)，控制電路確定沒(méi)有連接電池并且該操作行進(jìn)到步驟S23。
接著將解釋開(kāi)始重新充電中的連接確認(rèn)操作。
即使在充電結(jié)束時(shí)(步驟S18)，控制電路18也檢查電池電壓Vb(步驟S19)。當(dāng)電池電壓Vb變得低于電壓V3-(其通過(guò)從第三電壓V3中減去比較器17的滯環(huán)電壓獲得)時(shí)，來(lái)自比較器17的第三電壓檢測(cè)信號(hào)S3改變?yōu)榈碗娖剑⑶矣纱顺潆娫O(shè)備進(jìn)行重新充電開(kāi)始等待時(shí)間T5(步驟S20)，其在圖3中表示為T(mén)5，并且其中不施加充電電流ich。因?yàn)橹匦鲁潆婇_(kāi)始等待時(shí)間T5為幾毫秒大小的極短時(shí)間，所以如果連接正常電池6，則在重新充電開(kāi)始等待時(shí)間T5中電池電壓的變化不大，如圖3實(shí)線所示。但是，當(dāng)在在充電結(jié)束處、將電池從充電設(shè)備去除時(shí)，電池電壓Vb迅速減少，如圖3點(diǎn)線E所示，并且來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2、或者來(lái)自比較器15的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1改變?yōu)榈碗娖健?br> 因此，在重新充電開(kāi)始等待時(shí)間T5中，控制電路18檢查電池電壓Vb。當(dāng)來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2處于高電平時(shí)，控制電路18判定在電池仍然連接的同時(shí)、電池電壓Vb減少，并且重新執(zhí)行步驟S10的操作(即執(zhí)行恒定電流充電操作)。當(dāng)來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2處于低電平、或者來(lái)自比較器15的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1處于低電平時(shí)，控制電路18判定電池6從其去除，或者電池具有短路狀態(tài)，并且該操作行進(jìn)到步驟S22。另外，當(dāng)?shù)谌妷簷z測(cè)信號(hào)S3處于高電平時(shí)，該操作返回到步驟S18，其中控制電路18再次檢查電池電壓Vb。
在確定在開(kāi)始重新充電處電池是否連接時(shí)，在考慮重新充電開(kāi)始等待時(shí)間T5與當(dāng)去除電池時(shí)電池連接端子P5處的電壓下降速度之間關(guān)系的同時(shí)、確定是使用來(lái)自比較器15的輸出信號(hào)還是來(lái)自比較器16的輸出信號(hào)。具體地，當(dāng)端子P5處的電壓逐漸減少、或者重新充電開(kāi)始等待時(shí)間T5足夠短，使得預(yù)計(jì)在重新充電開(kāi)始等待時(shí)間中端子P5處的電壓不會(huì)達(dá)到第二電壓V2時(shí)，應(yīng)該對(duì)其使用來(lái)自比較器16的第二電壓檢測(cè)信號(hào)S2。相反，當(dāng)預(yù)計(jì)在重新充電開(kāi)始等待時(shí)間中端子P5處的電壓不會(huì)達(dá)到第一電壓V1時(shí)，應(yīng)該對(duì)其使用來(lái)自比較器15的第一電壓檢測(cè)信號(hào)S1。
由此，在本發(fā)明的充電設(shè)備的第一示例實(shí)施例中，在5個(gè)等待/停止時(shí)間T1-T5處，檢查電池連接端子P5處的電壓或者充電電流ich，以確定是否連接電池。因此，不需要進(jìn)行間斷充電，并且可以對(duì)過(guò)放電電池充電。在常規(guī)充電設(shè)備中，使用過(guò)等待/停止時(shí)間來(lái)確認(rèn)充電模式的變化。另外，在常規(guī)恒定電流-恒定電壓充電方法中，測(cè)量過(guò)本發(fā)明中用于判定電池連接的電壓與電流，以判定是否改變充電模式。因此，只要通過(guò)替換某些常規(guī)比較器為滯環(huán)比較器，就可以確認(rèn)蓄電池的連接。因此，可以避免諸如充電設(shè)備尺寸增加以及制造成本增加等問(wèn)題。
另外，可以通來(lái)自控制電路18的控制信號(hào)，將比較器16與17的滯環(huán)電壓設(shè)置為所希望的電壓。具體地，應(yīng)該將滯環(huán)電壓設(shè)置為考慮到要充電的電池、以及諸如充電電流等充電條件的適當(dāng)電壓。因此，該充電設(shè)備可以用于為各種蓄電池充電。
另外，如果不必在每個(gè)等待/停止時(shí)間T1-T5執(zhí)行電池連接確認(rèn)操作，則可以在等待/停止時(shí)間T1-T5的所希望的點(diǎn)處執(zhí)行電池連接確認(rèn)操作。另外，可以在其中形成充電控制電路2的IC中、形成所有電池連接確認(rèn)程序或者某些電池連接確認(rèn)程序。在這種情況下，在IC的制造過(guò)程中，例如通過(guò)使用諸如切斷微調(diào)熔絲(trimming fuse)等方法，進(jìn)行適合于應(yīng)用的連接確認(rèn)方法的選擇。
另外，在制造過(guò)程中，可以通過(guò)微調(diào)(trimming)方法，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3、第一電流i1、第二電流i2、第三電流i3、以及等待/停止時(shí)間T1-T5。通過(guò)利用該制造方法，產(chǎn)生的IC(其由僅僅一種電路構(gòu)成)可以用于各種充電應(yīng)用。
另外，可以將用于外部信號(hào)的端子添加到充電IC，從而可以利用外部信號(hào)改變充電IC的充電條件和/或連接確認(rèn)條件。通過(guò)利用該方法，產(chǎn)生的IC可以用于各種充電應(yīng)用。
第二示例實(shí)施例在第一示例實(shí)施例中，電池連接端子P5與接地端子P6之間的阻抗相當(dāng)高。因此，由于連接端子P5與端子P6的線路，而具有大寄生電容，從而出現(xiàn)以下問(wèn)題電荷存儲(chǔ)在該寄生電容中，由此在端子P5與P6之間生成電壓。一般地，寄生電容非常小，因此所生成的電壓很快被放掉。但是，在阻抗非常大的上述情況中，可能會(huì)發(fā)生以下問(wèn)題在等待/停止時(shí)間中，不能放掉所生成的電壓。因此，優(yōu)選地，在等待/停止時(shí)間T1、T2、T3、以及T5中，接通電流負(fù)載20(在圖4中顯示)，以放掉在寄生電容中存儲(chǔ)的電荷。在這種情況下，可以更安全地檢測(cè)電池6的連接。接著將參照附圖描述該第二示例實(shí)施例。
圖4為顯示本發(fā)明的充電設(shè)備的第二示例實(shí)施例的示意圖。在圖1與圖4中，相同的附圖標(biāo)記表示相同對(duì)應(yīng)部件。此處省略對(duì)圖1所示部件的解釋或者對(duì)其簡(jiǎn)單解釋，將主要解釋圖1與4所示設(shè)備之間的差異。
其間的差異如下。
(1)電流負(fù)載20插入電池連接端子P5與接地端子P6之間；以及(2)在充電控制電路2中，配備輸入端子P7，通過(guò)P7輸入外部信號(hào)到控制電路18。
由于這些差異，圖4所示的充電設(shè)備與充電控制電路分別具有附圖標(biāo)記1a與2a。電流負(fù)載20作為電流源。
在圖4中，充電設(shè)備1a包括DC電源5(諸如AC轉(zhuǎn)接器)，并且通過(guò)進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電，對(duì)蓄電池6(諸如鋰離子電池)充電。
充電設(shè)備1a包括功率晶體管Q1、電阻器R1、二極管D1、以及充電控制電路2a，充電控制電路2a控制功率晶體管Q1以根據(jù)關(guān)于電池電壓Vb以及根據(jù)第一與第二充電電流檢測(cè)端子P3與P4之間電壓差獲得的充電電流ich的信息、對(duì)電池6進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電。
充電控制電路2a(其集成在一個(gè)集成電路中)包括DC電源連接端子P1充電控制信號(hào)輸出端子P2、第一電流檢測(cè)端子P3、第二電流檢測(cè)端子P4、電池連接端子P5、接地端子P6、以及外部信號(hào)輸入端子P7。外部信號(hào)Se(例如允許負(fù)載7達(dá)到休眠狀態(tài)的休眠信號(hào))輸入到外部信號(hào)輸入端子P7。另外，充電控制電路2a還包括電源電壓檢測(cè)電路11、充電電流控制電路12、充電電流檢測(cè)電路13、基準(zhǔn)電壓生成電路14、比較器15-17、電阻器R11-R14、控制電路18、以及電流負(fù)載20(其經(jīng)受根據(jù)來(lái)自控制電路18的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)控制)。
電流負(fù)載20插入端子P5與P6之間，并且將控制信號(hào)從控制電路18輸入到電流負(fù)載20的控制端子，以根據(jù)該控制信號(hào)對(duì)電流負(fù)載20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。當(dāng)收到外部信號(hào)Se時(shí)，控制電路18在停止/等待時(shí)間T1、T2、T3以及T5中接通電流負(fù)載20。在其他周期中，獨(dú)立于外部信號(hào)Se地、控制電路18斷開(kāi)電流負(fù)載20。當(dāng)接通電流負(fù)載20時(shí)，預(yù)定電流流經(jīng)電流負(fù)載20。當(dāng)斷開(kāi)電流負(fù)載20時(shí)，該電流負(fù)載達(dá)到斷開(kāi)狀態(tài)。
在該第二實(shí)例實(shí)施例中，當(dāng)通過(guò)外部信號(hào)輸入端子P7輸入允許負(fù)載7達(dá)到休眠狀態(tài)的外部信號(hào)Se時(shí)，控制電路18在每個(gè)停止/等待時(shí)間T1、T2、T3以及T5中接通電流負(fù)載20，并且在其他周期中斷開(kāi)電流負(fù)載20。
一般地，充電控制電路2a中電池端子P5與接地端子P6之間的阻抗相當(dāng)高。另外，由于連接端子P5與端子P6的線路，而具有大寄生電容。因此，電荷存儲(chǔ)在該寄生電容中，由此在端子P5與P6之間生成電壓。一般地，該寄生電容非常小，因此所生成的電壓很快被放掉。但是，在阻抗非常大的上述情況中，存在以下可能在等待/停止時(shí)間中，不能放掉所生成的電壓。因此，在該示例實(shí)施例中，在每個(gè)停止/等待時(shí)間T1、T2、T3以及T5中接通電流負(fù)載20(圖4中顯示)，以放掉在寄生電容中存儲(chǔ)的電荷，并且安全地檢測(cè)電池6的連接。由于放電而流經(jīng)電流負(fù)載20的電流從0到幾毫安培。優(yōu)選地，在充電設(shè)備制造過(guò)程中，在考慮該阻抗與寄生電容的情況下，確定該電流(即選擇適當(dāng)?shù)碾娏?，或者通過(guò)從外部信號(hào)輸入端子P7輸入外部信號(hào)來(lái)確定該電流。當(dāng)收到外部信號(hào)Se時(shí)，控制電路18確定停止/等待時(shí)間T1-T5中的有效(或者無(wú)效)停止/等待時(shí)間；電流負(fù)載20中的電流；以及其他目標(biāo)，例如第一到第三電壓V1-V3、第一到第三電流i1-i3、以及所選停止/等待時(shí)間的周期。
圖5為顯示圖4所示充電設(shè)備的操作的流程圖。在圖2與5中，相同的附圖標(biāo)記表示相同對(duì)應(yīng)操作。此處省略對(duì)圖2所示操作的解釋或者對(duì)其簡(jiǎn)單解釋，將主要解釋圖2與5所示操作之間的差異。圖3也可以用于圖4所示的充電設(shè)備。
其間的差異如下。
(1)在圖5所示操作中，在每個(gè)步驟S4a、8a、S12a、以及S20a中，接通電流負(fù)載20。
具體地，在每個(gè)步驟S4a、8a、S12a、以及S20a中，當(dāng)通過(guò)外部信號(hào)輸入端子P7收到允許負(fù)載7達(dá)到休眠狀態(tài)的外部信號(hào)Se時(shí)，控制電路18接通電流負(fù)載20。
由此，在該第二示例實(shí)施例中，將電流負(fù)載20(其可以放掉在存在于端子P5與P6之間的寄生電容中存儲(chǔ)的電荷)添加到充電設(shè)備第一示例實(shí)施例的充電控制電路中。因此，除第一示例實(shí)施例充電設(shè)備的效果之外，第二示例實(shí)施例充電設(shè)備還具有諸如可以更安全地檢測(cè)電池連接的優(yōu)點(diǎn)。另外，可以通過(guò)外部信號(hào)自由地設(shè)置充電條件與電池連接確認(rèn)條件。因此，該充電設(shè)備可以用于各種應(yīng)用，即使該充電設(shè)備只使用一種IC也如此。
該文件要求2006年2月28日提交的日本專利申請(qǐng)第2006-052699號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用融入本文。
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權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)放電晶體管對(duì)蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號(hào)；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個(gè)預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號(hào)；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測(cè)電路和電壓比較電路輸出的信號(hào)，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電，其中，在開(kāi)始向蓄電池充電時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T1，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T1內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于大于電壓V1且小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其中電壓比較電路包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號(hào)S1到充電控制電路；以及第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號(hào)S2到充電控制電路，其中，第二比較器具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制的滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與該滯環(huán)之間的差。
4.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其中，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
5.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其中，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T3，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在時(shí)間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于大于電壓V2且小于電壓V3的電壓V3-時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路，其中電壓比較電路包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號(hào)S1到充電控制電路；第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號(hào)S2到充電控制電路；以及第三比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V3，并且生成與輸出包含該比較信息的第三信號(hào)S3到充電控制電路，其中第二和第三比較器分別具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制的第一滯環(huán)與第二滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與第一滯環(huán)之間的差，電壓V3-為電壓V3與第二滯環(huán)之間的差。
7.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
8.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中電壓比較電路包括比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的信號(hào)S1到充電控制電路。
9.如權(quán)利要求1所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其施加電流、同時(shí)根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號(hào)，控制電流源的驅(qū)動(dòng)，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。
10.如權(quán)利要求9所述的集成電路，其中當(dāng)在沒(méi)有向蓄電池施加充電電流的同時(shí)、輸入為減少消耗電流的信號(hào)的外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路允許電流源操作，并且其中當(dāng)停止輸入該外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路停止電流源的操作。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時(shí)，充電控制電路停止向蓄電池施加充電電流。
12.一種用于通過(guò)放電晶體管對(duì)蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號(hào)；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個(gè)預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號(hào)；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測(cè)電路和電壓比較電路輸出的信號(hào)，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電，其中，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中電壓比較電路包括比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的信號(hào)S2到充電控制電路，其中該比較器具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制的滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與該滯環(huán)之間的差。
14.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其中，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
15.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中，當(dāng)電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T3，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測(cè)到蓄電池的電壓變得小于大于電壓V2且小于電壓V3的預(yù)定電壓V3-時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
16.如權(quán)利要求15所述的集成電路，其中電壓比較電路包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號(hào)S2到充電控制電路；以及第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V3，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號(hào)S3到充電控制電路，其中第一和第二比較器分別具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制的第一滯環(huán)與第二滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與第一滯環(huán)之間的差，電壓V3-為電壓V3與第二滯環(huán)之間的差。
17.如權(quán)利要求12所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其施加電流、同時(shí)根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號(hào)，控制電流源的驅(qū)動(dòng)，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。
18.如權(quán)利要求17所述的集成電路，其中當(dāng)在沒(méi)有向蓄電池施加充電電流的同時(shí)、輸入為減少消耗電流的信號(hào)的外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路允許電流源操作，并且其中當(dāng)停止輸入該外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路停止電流源的操作。
19.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時(shí)，充電控制電路停止向蓄電池施加充電電流。
20.一種用于通過(guò)放電晶體管對(duì)蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號(hào)；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個(gè)預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號(hào)；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測(cè)電路和電壓比較電路輸出的信號(hào)，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電，其中，當(dāng)充電電流檢測(cè)電路檢測(cè)到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測(cè)到在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
21.如權(quán)利要求20所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其施加電流、同時(shí)根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號(hào)控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號(hào)，控制電流源的驅(qū)動(dòng)，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。
22.如權(quán)利要求21所述的集成電路，其中當(dāng)在沒(méi)有向蓄電池施加充電電流的同時(shí)、輸入為減少消耗電流的信號(hào)的外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路允許電流源操作，并且其中當(dāng)停止輸入該外部信號(hào)時(shí)，充電控制電路停止電流源的操作。
23.如權(quán)利要求20所述的集成電路，其中當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時(shí)，充電控制電路停止向蓄電池施加充電電流。
24.一種用于對(duì)蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括DC電源，其被配置來(lái)向充電晶體管施加DC電源；充電晶體管，其被配置來(lái)向蓄電池施加充電電流；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為如權(quán)利要求1所述的集成電路。
25.一種用于對(duì)蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括DC電源，其被配置來(lái)向充電晶體管施加DC電源；充電晶體管，其被配置來(lái)向蓄電池施加充電電流；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為如權(quán)利要求12所述的集成電路。
26.一種用于對(duì)蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括DC電源，其被配置來(lái)向充電晶體管施加DC電源；充電晶體管，其被配置來(lái)向蓄電池施加充電電流；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為如權(quán)利要求20所述的集成電路。
27.一種用于檢測(cè)蓄電池連接的方法，包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；在開(kāi)始充電操作時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T1，停止施加充電電流，同時(shí)檢查時(shí)間T1內(nèi)的蓄電池的電壓；以及當(dāng)在時(shí)間T1內(nèi)、蓄電池的電壓小于預(yù)定電壓V1時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，在時(shí)間T1內(nèi)、蓄電池的電壓不小于預(yù)定電壓V1，該方法還包括當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，停止施加充電電流，同時(shí)檢查該預(yù)定時(shí)間T2內(nèi)的蓄電池的電壓；以及當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、蓄電池的電壓小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，在時(shí)間T1內(nèi)、蓄電池的電壓不小于預(yù)定電壓V1，該方法還包括當(dāng)充電電流變得小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T4檢查電流；以及當(dāng)在時(shí)間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的電流i1時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述異常連接處理執(zhí)行步驟包括停止向蓄電池施加充電電流。
31.一種用于檢測(cè)蓄電池連接的方法，包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；檢查蓄電池的電壓；當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T2，停止施加充電電流；以及當(dāng)在時(shí)間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，在時(shí)間T2內(nèi)、蓄電池的電壓不小于預(yù)定電壓V2，該方法還包括當(dāng)施加到蓄電池的充電電流小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定第二時(shí)間T4檢查充電電流；以及當(dāng)在時(shí)間T4內(nèi)充電電流小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包括在所述充電電流檢查步驟之前，當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V3時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T3，停止到蓄電池的充電電流；以及當(dāng)在時(shí)間T3內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于大于電壓V2且小于電壓V3的預(yù)定電壓V3-時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述異常連接處理執(zhí)行步驟包括停止向蓄電池施加充電電流。
35.一種用于檢測(cè)蓄電池連接的方法，包括通過(guò)放電晶體管向蓄電池施加充電電流；當(dāng)電流變得小于預(yù)定電流i2時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間T4，檢查蓄電池的電流；以及當(dāng)在預(yù)定時(shí)間T4內(nèi)電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時(shí)，進(jìn)行異常連接處理。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述異常連接處理執(zhí)行步驟包括停止向蓄電池施加充電電流。
全文摘要
一種用于對(duì)蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成包含充電電流信息的信號(hào)；電壓比較電路，其比較電池電壓與一或多個(gè)預(yù)定電壓，并且生成包含電壓比較信息的信號(hào)；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于電池電壓的信息、以及從充電電流檢測(cè)電路和電壓比較電路輸出的信號(hào)，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電，其中，在開(kāi)始充電時(shí)，對(duì)于預(yù)定時(shí)間，充電控制電路停止施加充電電流，并且當(dāng)在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)、電池的電壓變得小于預(yù)定電壓時(shí)，充電控制電路判定蓄電池連接異常。
文檔編號(hào)H02J7/10GK101051763SQ20071000587
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者釜谷智彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光