CN100353640C - 电池充电电流可变装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种电池充电电流可变装置及其方法，用以测量移动通信终端适配器输出电压及电池电压，根据两电压的差异来改变电池充电电流，实现发热的最小化。为此，本发明由以下几个部分构成：适配器电压检测部，用以检测电池充电用适配器的输出电压；电池电压检测部，用以检测充电电池的充电电压；定电压/定电流控制电路，它对上述适配器电压检测部所检测到的适配器的输出电压与上述电池电压检测部所检测到的电池的充电电压的大小进行相互比较，如果两端间的电压差较大，则控制充电电流，以满足晶体管的功率损耗。通过这种结构，防止在移动通信终端电池充电时发生的过热现象，从而可以防止晶体管等配件的损坏。

Description

电池充电电流可变装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种能使电池充电电流发生变化的装置及其方法，尤其是能够测量移动通信终端适配器输出电压及电池电压，并根据两电压的差异改变电池的充电电流，实现发热最小化的电池充电电流可变装置及其方法。
背景技术
一般而言，便携式电子设备使用电池作为工作所需电源的供应源，电池是利用电化学反应把内部活性物质的化学能转换为电能，它对于开创信息化时代具有决定性的作用，从玩具到高尖端产品，电池是所有便携式电子产品不可或缺的。
但是，由于电池存在使用时间的限制，从而导致便携式电子产品的使用受到诸多制约。因此电池分为一次性使用后便废弃处理的一次电池和可以反复再充电使用的二次电池，二次电池在移动电话、移动通信终端、集群无线电系统、无线数据收发机、全球定位系统等无线通信设备及笔记本电脑、可携式摄像机中占据着不可或缺的重要地位。
这些便携式设备要求二次电池的轻量化和长时间连续使用，为此，开发并正在使用镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-MH)电池、锂离子(Li-ion)电池和锂聚合物(Li-Polymer)电池。近来普遍使用在能量密度、周期寿命及其它性能方面具有极其优秀特性的锂离子电池。
对于上述的二次电池，反复进行充电与放电后，在反复充放电的位置生成固溶体，致使剩余的容量无法使用，即，电池产生记忆效果，记忆可使用的容量界限。因此，只有使用至电池允许的放电范围后再进行充电，才能提高电池的使用效率。
最近，如图1所示的内置于移动通信终端中的内置型充电电路(100)被广泛使用，但内置型充电电路却存在这样一个问题，即其所使用的AC/DC适配器(Adapter)(110)输出的高电压可能会使锂离子电池(150)充电时使用的DC/DC变流器(串联调节器)的晶体管(TR)或场效应晶体管(FET)(120)发热或损坏。
上述锂离子电池(150)的充电是通过场效应晶体管(120)和测流电阻器(Current sensing resistor)(130)对来自AC/DC适配器(110)的供应电压进行处理后实现的。
这时上述锂离子电池(150)的充电是利用定电压/定电流控制电路(140)以定电压/定电流形态进行充电，当电池(150)电压低时，以定电流进行充电，而当电压达到4.2伏特左右后，再转换为定电压方式。
在这一过程中，如果因适配器(110)的电压高而对晶体管或场效应晶体管(120)的功率损耗(Power dissipation)产生影响，那么晶体管或场效应晶体管可能会因过热而导致损坏。
例如，如果晶体管的功率损耗是1瓦特(W)，适配器的电压是6伏特，电池电压是3伏特，充电电流是1安培(A)，那么晶体管承担的实际功率损耗是3瓦特，达到1瓦特的3倍，因此由于产生过热，导致晶体管损坏。
发明内容
本发明正是为解决上述的以往问题而提出的，目的在于提供一种电池充电电流可变装置及其方法，用以测量移动通信终端的适配器输出电压及电池电压，并根据两电压的差异来改变电池充电电流，实现发热的最小化。
为实现上述目的，本发明用于改变并控制电池充电电流的装置由如下几个部分构成：适配器电压检测部，用以检测电池充电用适配器的输出电压；电池电压检测部，用以检测充电电池的充电电压；定电压/定电流控制电路，它对上述适配器电压检测部所检测到的适配器的输出电压与上述电池电压检测部所检测到的电池的充电电压的大小进行相互比较，如果两端间的电压差较大，则控制充电电流，以满足晶体管的功率损耗。
本发明改变并控制电池充电电流的方法由如下几个步骤构成：检测电池充电用适配器输出电压的步骤；检测充电电池的充电电压的步骤；控制充电电流的步骤，该步骤对上述检测到的适配器输出电压与上述检测到的电池充电电压的大小进行相互比较，如果两端间的电压差较大，则控制充电电流，以满足晶体管的功率损耗。
附图说明
图1是内置于以往移动通信终端中的内置型充电电路结构框图。
图2是应用本发明的移动通信系统一般结构图的简要图纸。
图3是本发明实施例的内置于移动通信终端中的内置型充电电路结构框图。
图4是本发明的电压与电流决定的晶体管功率损耗表。
图5是显示本发明实施例-电池充电电流可变方法的整体工作流程的流程图。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的有益实施例。
图2是应用本发明的移动通信系统一般结构图的简要图纸。
移动通信系统由收发信用移动通信终端(210)(211)、多个基站(220a)(220b)···(220n)、控制基站的多个基站控制器(230a)(230b)···(230n)及交换局(240)构成。
上述多个基站(220a)(220b)···(220n)的作用是在收发信用移动通信终端(210)(211)和交换局(240)之间转换信号格式，以使之接入无线链路和有线链路。它测量收发信用移动通信终端(210)(211)的收发信电场强度(电波接收强度)并提供给交换局(240)。
上述多个基站控制器(230a)(230b)···(230n)是多个基站的各要素功能和单元操作者之间连接的手段，其功能包括管理多个基站运转、管理基站硬件和软件的服务状态、分配和构成关于呼叫业务的资源、收集有关基站运转的信息、运转及监视基站，以及监视故障相关的下部装置等。
上述交换局(240)向多个基站控制器(230a)(230b)···(230n)及收发信用移动通信终端(210)(211)提供线路交换服务，作为附加功能，还具有信道切换(handoff)功能。
如果任意一终端用户利用收发信用移动通信终端(210)(211)打电话或接听电话，那么这种一般性移动通信系统则连接到多个基站(220a)(220b)···(220n)中的某一基站。
图3是本发明实施例的内置于移动通信终端中的内置型充电电路结构框图。内置型充电电路(300)使用的AC/DC适配器(310)输出的高电压在被接入到锂离子电池(350)充电时使用的DC/DC变流器(串联调节器)的晶体管(TR)或场效应晶体管(320)的同时，还被接入到适配器电压检测部(360)。
上述锂离子电池(350)的充电是通过场效应晶体管(320)和测流电阻器(330)对来自AC/DC适配器(310)的供应电压进行处理后实现的。
这时上述锂离子电池(350)的充电是利用定电压/定电流控制电路(340)以定电压/定电流形态进行充电，当锂离子电池(350)电压低时，以定电流来充电，而当电压达到4.2伏特左右后，再转换为定电压方式。
上述锂离子电池(350)的充电电压是由电池电压检测部(370)检测出的。
这里最大的问题是晶体管(320)发热问题，如图4所示，上述晶体管(320)的发热是由AC/DC适配器(310)的输出电压及锂离子电池(350)的充电电流引起的。
如上述图4所示，在锂离子电池(350)的充电电流值和电池电压一定，即分别是0.5安培和4伏特的状态下，AC/DC适配器(310)的输出电压如果从5伏特逐渐上升到8伏特，那么功率损耗值从0.5瓦特逐渐上升到2瓦特。
在上述锂离子电池(350)的充电电流值和电池电压一定，即分别是0.8安培和3.5伏特的状态下，AC/DC适配器(310)的输出电压如果从5伏特逐渐上升到8伏特，那么功率损耗值从1.2瓦特逐渐上升到3.6瓦特。
在上述锂离子电池(350)的充电电流值和电池电压一定，即分别是1安培和3伏特的状态下，AC/DC适配器(310)的输出电压如果从5伏特逐渐上升到8伏特，那么功率损耗值从2瓦特逐渐上升到5瓦特。
图5是显示本发明实施例-电池充电电流可变方法的整体工作流程的流程图。开始运转后，适配器电压检测部(360)检测出(501)AC/DC适配器(310)的输出电压(ADVOLT)，电池电压检测部(370)检测出(502)上述锂离子电池(350)的充电电压(BATVOLT)。
定电压/定电流控制电路(340)对上述适配器电压检测部(360)所检测出的AC/DC适配器(310)的输出电压和上述电池电压检测部(370)所检测出的锂离子电池(350)的充电电压的大小进行相互比较(503)，如果两端间的电压差较大，则进行控制，减小充电电流，以满足晶体管(320)的功率损耗。
在本发明中，内置型充电电路和上述AC/DC适配器(310)及锂离子电池(350)只是作为实施例出现，即使应用到其它多种外置型充电电路和各种适配器及电池中，本发明的作用效果相同。
如上述所作的详细说明，本发明通过测量移动通信终端的适配器输出电压及电池电压，并根据两电压的差异来改变电池的充电电流，以实现发热的最小化，从而可以防止在移动通信终端电池充电时发生的过热现象，防止晶体管等配件的损坏。

Claims (8)

1.一种电池充电电流可变装置，它可以改变并控制电池的充电电流，包括用以检测电池充电用适配器的输出电压的适配器电压检测部，以及用于检测充电电池的充电电压的电池电压检测部，其特征在于：
还包括定电压/定电流控制电路，它对所述适配器电压检测部所检测到的适配器的输出电压与上述电池电压检测部所检测到的电池的充电电压的大小进行相互比较，如果两端间的电压差较大，则进行控制，减小充电电流，以满足晶体管的功率损耗。
2.根据权利要求1所述的电池充电电流可变装置，其特征在于，如果所述充电电流为0.5安培，晶体管的功率损耗为2瓦特，则所述电压差为4伏特。
3、根据权利要求1所述的电池充电电流可变装置，其特征在于，如果所述充电电流为0.8安培，晶体管的功率损耗为3.6瓦特，则所述电压差为4.5伏特。
4、根据权利要求1所述所述的电池充电电流可变装置，其特征在于，如果所述充电电流为1安培，晶体管的功率损耗为5瓦特，则所述电压差为5伏特。
5.一种电池充电电流可变方法，它可以改变并控制电池的充电电流，其特征是由如下几个步骤构成：
检测电池充电用适配器的输出电压的步骤；
检测充电电池的充电电压的步骤；
控制充电电流的步骤，该步骤对上述检测到的适配器的输出电压与上述检测到的电池的充电电压的大小进行相互比较，如果两端间的电压差较大，则进行控制，减小充电电流，以满足晶体管的功率损耗。
6.根据权利要求5所述的电池充电电流可变方法，其特征在于，如果所述充电电流为0.5安培，晶体管的功率损耗为2瓦特，则所述电压差为4伏特。
7.根据权利要求5所述的电池充电电流可变方法，其特征在于，如果所述充电电流为0.8安培，晶体管的功率损耗为3.6瓦特，则所述电压差为4.5伏特。
8.根据权利要求5所述所述的电池充电电流可变方法，其特征在于，如果所述充电电流为1安培，晶体管的功率损耗为5瓦特，则所述电压差为5伏特。
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