CN100444498C

CN100444498C - 充电控制电路和充电器

Info

Publication number: CN100444498C
Application number: CNB2006100064808A
Authority: CN
Inventors: 森淳; 冈本学
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: US20060176025A1; US7372235B2; CN1819398A; JP2006223030A; JP4245571B2

Abstract

根据本发明实施例的充电控制电路包括：检测电路和充电晶体管控制单元，用于控制供给第一电流的充电晶体管；电流源，用于供给第二电流；以及电流源控制单元，用于控制该电流源。例如，如果在其中二次电池的充电电压达到3.2V至4.2V的恒流充电期期间，利用具有限流功能的适配器对二次电池充电，则利用第一电流I1对二次电池充电，然后，在电压达到4.2V之后的恒压充电期期间，利用第一充电电流和第二充电电流对二次电池充电。

Description

充电控制电路和充电器

技术领域

本发明涉及一种例如用于对蜂窝电话的二次电池的充电操作进行控制的充电控制电路以及包括该充电控制电路的充电器。本发明尤其涉及可以减少充电期间发热的充电控制电路和充电器。

背景技术

通用蜂窝电话采用二次电池(可再充电电池)作为电源。参考图7，说明用于对蜂窝电话的电池进行充电的传统充电器。如图7所示，传统充电器101包括：充电电流供给单元110，用于将充电电流供给二次电池111；以及充电控制电路120，用于控制充电电流供给单元110。充电电流供给单元110包括：充电晶体管112，与适配器电压相连；二极管114；检测电阻器113；以及二次电池111，它们全部串联在一起。将流过充电晶体管112的充电电流I送到二次电池111，以对二次电池111进行充电。

根据从充电晶体管112送到二次电池111的充电电流I的数量，充电控制电路120检测检测电阻器113两端的电位差(电压)，然后，根据该检测结果，控制充电晶体管112。即，充电控制电路120包括：检测电路130，用于检测检测电阻器113两端的电压；控制电路140，用于根据该检测结果输出控制信号S1；以及运算放大器141，用于响应该控制信号S1，控制充电晶体管112。检测电路130包括运算放大器131。通过外部触点117和电阻器133，运算放大器131的负端(倒置输入端)与检测电阻器113的一端相连。此外，通过外部触点118和电阻器134，其正端(非倒置输入端)与检测电阻器113的另一端相连。此外，反馈电阻器132连接在运算放大器131的负端与运算放大器131的输出端之间。其负端与接地电阻器135相连。充电控制电路120控制充电晶体管112，以使检测电阻器两端的电压保持同样的电平。

第9-84276号日本未决专利申请公开描述了一种用于对这种二次电池进行充电的初始操作进行控制的电路。该公开描述的充电控制电路使充电晶体管导通，以在短期内对二次电池进行快速充电，然后，在该电池被充满后，该电路使该充电晶体管断开，而使比充电晶体管小的晶体管导通。使小晶体管导通，以继续利用小电流执行充电操作，从而不因为快速充电，而对电池过充电。

顺便提一句，最近几年，使用二次电池的装备具有各种功能。除了这种趋势之外，还需要增大电池的容量。为了满足这种需要，尝试增大充电电流，以缩短充电期。

然而，较大的充电电流导致对其施加了该充电电流的电路产生更多的热量。为了克服这种缺陷，使用二次电池的某些装备具有包括限流功能的适配器(下面被称为“装备了限流器的适配器”)，以防止电流超过对电池进行充电的电流值的规定极限。装备了限流器的适配器具有如图8所示的特性。如图8所示，如果电流超过电流值的上限，则装备了限流器的适配器降低适配器电压。这种适配器用于执行通用充电过程，即，恒流-恒压充电，从而在为了进行充电施加大量充电电流的恒流充电期间，抑制发热。

图9A和9B是示出相对于充电期的电流特性和电压特性的示意图。如图9A所示，通常将充电期划分为：预充电期T1、恒流充电期T2以及恒压充电期T3。在预充电期T1期间，以恒流IS₁将二次电池充电到预定电压V1，例如，3.2V。在恒流充电期T2期间，以大于电流IS₁的恒流IS₂将二次电池充电到预定电压V2，例如，4.2V。在恒压充电期T3期间，在达到预定电压V2后，利用对其进行控制以使电压V2保持同样电平的充电电流IS₃对二次电池进行充电。

在这种情况下，适配器的电压如图9B所示发生变化。例如，假定适配器电压是5.5V，在预充电期T1期间，利用较小的电流IS₁对电池进行充电，因此，其电压值Vadp保持在5.5V。在该期间内，二次电池逐渐充电到电压V1。在电压电平达到电压V1时，开始恒流充电期T2。在该恒流充电期T2期间，如果充电电流超过预定电流值，例如，如图9B所示，则装备了限流器的适配器工作，以降低适配器电压Vadp。因此，在该充电期T2期间，对充电晶体管施加的利用“(适配器电压Vadp-充电电压Vb)×充电电流”表示的电功率低于预充电期T1情况的电功率。

在二次电池被充电到电压V2后，开始恒压充电期T3，然后，控制充电电流IS₃，以逐渐降低，从而保持“二次电池电压Vb＝V2”。

如果为了缩短充电期而升高充电电流，则发热量增大，如上所述。作为对其的一个措施，利用装备了限流器的适配器抑制这样发热。本发明的申请人公开了一种可以在恒流充电期期间抑制发热的充电控制方法和电路以及包括这种方法和电路的充电器(第2004-280845号日本专利申请)。

图9C是示出充电期与电流源温度之间关系的示意图。如果二次电池电压达到预定电压值V2，则充电控制电路利用保持在电压V2(预定电压)的二次电池电压开始充电(恒压充电)。在恒压充电操作期间，控制充电晶体管，以逐渐降低用于对二次电池进行充电的充电电流。此时，例如，响应充电电流的降低，所连接的适配器使其电压值升高到原始值5.5V。因此，此时，适配器电压Vadp与二次电池的充电电压Vb之间的差值最大。即，在过渡到恒压充电操作之后，对充电晶体管施加的利用“(适配器电压Vadp-充电电压Vb)×充电电流”表示的电功率达到峰值。因此，充电晶体管产生的热量也达到峰值，因此，通常插入小封装内的充电晶体管产生大量热量。因此，不仅要求抑制恒流充电期期间，而且要求抑制恒压充电期期间产生的热量。

发明内容

根据本发明一个方面的充电控制电路包括：充电晶体管控制单元，用于控制充电晶体管，以对二次电池供给第一电流；以及充电电流供给单元，用于对二次电池供给第二电流，其中在开始恒压充电操作时，利用第一电流和充电电流供给单元供给的第二电流作为充电电流对二次电池充电，其中充电电流供给单元包括：电流源，用于供给第二电流；以及电流源控制单元，用于控制电流源，以及电流源控制单元控制电流源使得在恒压充电操作期间第二电流与第一电流之间的比值固定。

根据本发明的充电控制电路，在恒压充电期期间，第一电流从外部充电晶体管送到二次电池，此外，在该充电控制电路上，充电电流供给单元供给第二电流，因此，与仅利用充电晶体管输出的电流对电池充电的情况相比，可以减小第一电流的数量。即，可以消散恒压充电期内充电电流产生的热量，而且可以将该热量降低到最小。

根据本发明另一个方面的充电器包括：充电晶体管，用于对二次电池供给第一电流；以及充电控制电路，用于控制充电晶体管，其中充电控制电路包括充电电流供给单元，用于对二次电池供给第二电流，而且在开始恒压充电时，将第一电流供给二次电池，然后，充电电流供给单元供给第二电流，其中充电电流供给单元包括：电流源，用于供给第二电流；以及电流源控制单元，用于控制电流源，以及电流源控制单元控制电流源使得在恒压充电操作期间第二电流与第一电流之间的比值固定。

根据本发明的充电器，在恒压充电期期间，利用充电晶体管输出的第一电流和充电电流供给单元输出的第二电流对二次电池充电，因此，即使在恒压充电期期间，仍将充电电流分流为第一电流和第二电流，以消散产生的热量。这样就减少了产生的热量。

附图说明

根据下面结合附图所做的描述，本发明的上述以及其他目、优点和特征更加显而易见，其中：

图1示出根据本发明第一实施例的充电器；

图2是示出根据本发明第二实施例的充电器的电路图；

图3A是示出从预充电期到恒压充电期的时间与充电电压Vb之间关系的曲线图，而图3B是示出从预充电期到恒压充电期的时间与充电电流I之间关系的曲线图；

图4是示出根据本发明第二实施例根据充电控制过程的温度特性的曲线图；

图5是示出根据本发明第三实施例的充电器的电路图；

图6A是示出在对图5所示充电器的二次电池进行充电时充电期与充电电压之间关系的示意图，而图6B是示出充电期、电流I1、电流I2以及充电电流I之间关系的示意图；

图7示出传统充电器；

图8示出装备了限流器的适配器的特性；以及

图9A至9C是示出电流、电压以及温度相对于充电操作的时间的特性的示意图。

具体实施方式

在此，参考说明性实施例说明本发明。本技术领域内的技术人员明白，利用本发明讲述的内容，可以实现许多变换实施例，而且本发明并不局限于为了解释问题描述的实施例。

下面将参看附图详细说明本发明的实施例。这样设计这些实施例，以致本发明可以应用于可以消散充电时产生的热量的充电控制电路和采用该充电控制电路的充电器。本发明的实施例描述了一种用于将对用于例如蜂窝电话的二次电池进行充电的每个充电期，即，预充电期、恒流充电期以及恒压充电期期间的发热降低到最小的方法。

如上所述，通常，二次电池的充电期包括：恒流充电期(T1，T2)，用于以恒流进行充电；恒压充电期T3，用于以恒压进行充电。恒流充电期包括：预充电期T1，用于以小至10至150mA的电流值IS₁将电池充电到约3至3.4V的预定电压V1；以及恒流充电期(主充电期)T2，用于以较大电流值IS₂将电池从预定电压值V1充电到目标电压V2，例如，4.2V。根据本发明第一实施例的充电器目的在于抑制这几个充电期中的恒压充电期T3期间的发热。

第一实施例

图1示出根据本发明第一实施例的充电器。该实施例的充电器1a包括：第一充电电流供给单元10，用于对二次电池11进行充电；以及充电控制电路20a，用于控制充电电流供给单元10，而且可以对二次电池11进行充电。

充电电流供给单元10包括由P沟道FET构成(场效应晶体管)而且与二次电池11串联的充电晶体管12。充电晶体管12与适配器电压Vadp相连，以将电流I1作为第一电流供给二次电池11。充电控制电路20a将第二电流I2供给充电电流供给单元10，如下所述。在恒流充电期T2期间，将充电电流I1作为充电电流I供给该实施例的充电器1a内的二次电池11，并对它进行充电。在恒压充电期T3期间，将电流I1和电流I2作为充电电流I供给二次电池11。

充电电流供给单元10进一步包括：检测电阻器13，用于检测充电电流I；以及二极管14，用于使电流从适配器电压仅流到二次电池11。

充电控制电路20a由单个IC构成，而且包括：检测电路30a、充电晶体管控制单元40a、电流源50以及电流源控制单元60a。根据检测电阻器13两端的电位差(电压)，检测电路30a检测充电电流I。根据检测电路30a的检测结果，充电晶体管控制单元40a控制充电晶体管12。电流源50将电流I2送到二次电池11。根据电流I1，电流源控制单元60a对电流源50供给的电流I2进行控制。电流源50和电流源控制单元60a用作充电电流供给单元，用于供给第二电流。

在恒流充电期T2和恒压充电期T3期间，充电控制电路20a用作用于控制充电电流供给单元10的充电晶体管12的控制电路，而在恒流充电期T3期间，用作用于对二次电池11进行充电的充电电流供给单元。然后，在恒压充电期T3期间，充电控制电路20a控制电流I1.然后，利用电流I2对二次电池11进行充电。在将充电电流I分流为电流I1和I2以在恒压充电期T3期间利用装备了限流器的适配器对电池进行充电的充电器内，可以降低对充电晶体管12施加的、仅在刚从恒流充电期T2过渡到恒压充电期T3后才升高的电功率，从而抑制发热。

在对该实施例所做的描述中，在恒流充电期T1和T2期间，利用充电晶体管12，以电流I1作为充电电流I对二次电池11充电。然而，如下所述，不用说，在恒流充电期T2期间，可以利用电流I1和I2对二次电池11充电。此外，如果设置预充电期T1，则即使在预充电期T1期间，仍可以利用电流I1和I2对电池预充电。此外，该实施例描述了其中装备了限流器的适配器与该充电器相连的例子。然而，即使不使用这种适配器，仍在部分或者全部预充电期T1、恒流充电期T2以及恒压充电期T3期间，利用被分流为电流I1和I2的充电电流对电池充电，从而抑制充电晶体管12和整个充电器发热。

检测电路30a包括运算放大器31，用于根据检测电阻器13两端的电位差，输出信号。运算放大器31的负端(倒置输入端)与反馈电阻器32相连，该反馈电阻器32与运算放大器31的输出端相连。此外，运算放大器31的负端与检测电阻器13的一端相连，而且其中电阻器33与外部触点17相连。此外，运算放大器31的正端(非倒置输入端)与接地电阻器35和电阻器34相连。通过外部触点18，电阻器34与检测电阻器13的另一端相连。

根据流过检测电阻器13的充电电流I(＝第一电流I1+第二电流I2)，检测电路30a检测检测电阻器13两端的电位差，然后，将根据该电位差的检测结果送到充电晶体管控制单元40a。

充电晶体管控制单元40a包括运算放大器41a，用于根据二次电池11两端的电压值(充电电压)，控制充电晶体管12。运算放大器41a的正端与外部触点18相连，以保持二次电池11的充电电压。此外，负端与接地电源42相连，以保持基准电压VREF1。基准电压VREF1是电压V2，例如，4.2V，以该电压V2开始进行恒压充电操作。根据二次电池11的充电电压Vb与通过外部触点15对充电晶体管12施加的基准电压VREF1之间的电位差，通过外部触点15，充电晶体管控制单元40a将信号(控制信号)输出到充电晶体管12。因此，充电晶体管控制单元40a控制流过充电晶体管12的电流I1，以致二次电池11的充电电压Vb等于基准电压VREF1。

此外，充电控制电路20a包括电源端21，它与适配器电压Vadp相连，而且对其供给适配器电压Vadp。充电控制电路20a包括适配器检测电路(未示出)，而且在适配器检测电路检测到连接到适配器电压时，充电控制电路20a开始对二次电池11执行充电操作，如下所述。

电流源50包括运算放大器51，运算放大器51的正端接收电流源控制单元60输出的信号(控制信号)，而且电流源50包括晶体管52，晶体管52的基极与运算放大器51的输出端相连。晶体管52具有与电流镜电路(current-mirror circuit)55相连的校正器(corrector)，该电流镜电路55由晶体管53和54构成，而且其一端与适配器电压相连。晶体管52的射极与接地电阻器56相连。在电流源50上，响应电流源控制单元60a输出的控制信号，晶体管52导通。然后，通过外部触点16，电流I2从电流镜电路55流入充电电流供给单元10。外部触点16与充电晶体管12与二极管14之间的节点相连。因此，电流I2供给充电电流供给单元10，然后，与充电晶体管12供给的电流I1叠加，以流过二极管14和检测电阻器13，与电流I1一起流入二次电池11。

电流源控制单元60a进一步包括：运算放大器61、可变电流电路62以及电阻器63。运算放大器61的正端与电源64相连，用于供给基准电压VREF2，而其负端与电流检测电路30a的输出端相连。根据运算放大器61的输出电压，可变电流电路62产生电流。电阻器63连接在可变电流电路62与地电位之间。基准电压VREF2满足下面的等式：

基准电压VREF2＝电阻器R0×电流值IS₂×GAIN

其中电阻器R0表示电阻器13的电阻值，电流值IS₂表示恒流充电期T2期间的充电电流I的值，例如，500mA，而GAIN表示运算放大器31的增益。

与电阻器63并联设置开关SW1，而且在根据二次电池11的充电电压Vb的数值的控制下，被导通和断开。开关SW1保持导通，直到充电电压Vb达到开始进行恒流充电的电压值V2(例如，4.2V)。运算放大器51的正端接地，然后，在二次电池11的充电电压Vb等于电压V2时，即，在恒流充电期T2转移到恒压充电期T3时，该开关断开，以连接运算放大器51的正端和可变电流电路62。根据充电电流I，运算放大器61、可变电流电路62以及电阻器63控制电流I2的数量。

利用这种配置，在恒流充电期T2期间，即，在使二次电池11的充电电压Vb达到电压V2所需的时段期间，将预定数量的电流I1作为充电电流I供给二次电池11。然后，在利用充电电压Vb对二次电池11充电以保持电压V2的恒压充电期T3期间，在这样控制下，供给电流I1和I2，作为充电电流I。

接着，说明该实施例的充电器的充电操作。首先，在连接适配器，并将适配器电压Vadp供给充电器时，根据充电电压是否低于以其开始对二次电池11进行恒流充电操作的电压V1(例如，3.2V)，或者充电电压是否是低于以其开始进行恒压充电操作的电压V2(例如，4.2V)，运算放大器41a输出信号。例如，如果充电电压低于电压V2，则充电晶体管12导通，以开始恒流充电。充电晶体管12导通使电流I1流动。在此，在预充电期T1以及恒流充电期(主充电期)T2期间，开关SW1导通，因此，电流源50不供给电流I2。

在作为使充电电压Vb达到预定电压V2所需时段的恒流充电期T2期间(请参考图9B)，用于该充电的充电电流I1大于预充电期的充电电流，而且因为其限流功能，该适配器使电压Vadp降低。利用“(适配器电压Vadp-充电电压Vb)×电流I1”表示的送到充电晶体管12的电功率小于预充电期T1期间利用适配器的固定电压值(例如，5.5V)供给电压的情况，因为适配器电压Vadp被降低。因此，抑制了充电晶体管11发热。

接着，二次电池11的充电电压Vb达到预定电压V2，以开始恒压充电操作。首先，在充电电压Vb＝V2时，开关SW1断开。如果开关SW1被断开，则根据运算放大器31的输出，运算放大器61控制可变电流电路62，因此，电流源50供给电流I2。电流源50供给的电流I2与电流I1叠加，然后，送到二次电池11，作为充电电流I。顺便提一句，根据运算放大器61的输入端之间的较大电位差，即，运算放大器31的输出电压与基准电压VREF之间的电位差，可变电流电路62供给较少的电流。控制充电电流I，以在恒压充电期T3期间，使充电电压Vb保持固定(请参考图9A)。在恒流充电期T2期间，流过充电晶体管12的电流I1是充电电流I，而在恒压充电期T3期间，流过充电晶体管12的电流I1等于“充电电流I1-电流I2”，因为存在来自充电控制电路20a的电流I2。因此，与对二次电池充电的传统方法相比，仅利用充电晶体管12就可以降低流过充电晶体管12的电流I1。

一开始恒压充电操作，充电晶体管12的栅极电压就逐渐升高，因此，电流I1就相应地一点一点降低。电流I1减小导致充电电流I减小，因此，运算放大器61的输入端之间的电位差变大。结果，可变电流电路62输出的电流量减小，因此，电流源50输出的电流I2减小。如上所述，电流I1和I2的电流值变小，因此，适配器电压Vadp返回原始电压值(例如，5.5V)。尽管适配器电压Vadp与充电电压Vb之间的电位差增大，但是还从电流源50供给充电电流I，因此，充电晶体管12只须供给较小量的电流I1。即，从充电控制电路20a分流“(适配器电压Vadp-充电电压Vb)×电流I”所包括的一些电流I，作为电流I2，从而将供给充电晶体管12的电功率降低到最小，因此，可以抑制发热。

在该实施例的充电器内，在恒压充电期T3期间，电流I1和电流I2以同样的速率降低。如下所述，通过供给电流I2，可以在开始恒压充电期T3之前，使电流I1降低，或者在恒压充电期T3期间，以对应于例如充电控制电路20a和充电晶体管12的热释放特性的降低速率，使电流I1和电流I2降低。换句话说，可以将流过充电晶体管12的电流I1的降低速率设置得高于热释放特性良好的充电控制电路20a流出的电流I2的降低速率。这样可以进一步抑制热释放特性低劣的充电晶体管12发热。

如上所述，在该实施例中，在过渡到生成发热量最大的恒压充电操作时，设置在充电控制电路20a内的电流源50供给电流I2，以降低充电晶体管12输出的电流I1，因此，可以抑制充电晶体管发热。此外，充电控制电路20a由一个IC构成，而且其封装尺寸大于充电晶体管12的封装尺寸。因此，充电控制电路20a的热释放特性良好，因而，即使为了供给电流I2，在充电控制电路20a内设置了电流源50，产生的总热量仍小。特别是，如果使用装备了限流器的适配器，则尽管过渡到恒压充电操作时的发热问题越来越严重，但是即使在这种情况下，仍利用多个源供给充电电流I，以抑制发热。

第二实施例

接着，将说明本发明的第二实施例。在上述第一实施例中，在恒压充电期期间，充电电流I被分流为电流I1和电流I2，以将充电器的发热降低到最小，而在该实施例中，即使在预充电期和恒流充电期期间，仍利用充电控制电路20a的电流源50供给的电流I2对电池充电。

图2是示出根据该实施例的充电器1b的电路图。在图2所示的第二实施例以及图5所示的第三实施例中，如下所述，利用同样的参考编号表示与图1所示第一实施例中的各部件相同的部件，而且省略详细说明它们。

如图2所示，该实施例的充电器1b包括开关SW2，代替第一实施例中的开关SW1，它用于在从恒流充电操作过渡到恒压充电操作时，起动对电流源50进行的控制。即，该实施例的电流源控制单元60b包括电压源66，该电压源66具有：电源64、电源65以及开关SW2。电压源66对运算放大器61的正端施加基准电压VREF2或者VREF3。

电源65施加基准电压VREF3，而电源64施加基准电压VREF2，如上所述。例如，通过外部触点18，开关SW2检测二次电池11的充电电压Vb，以根据充电电压Vb，对运算放大器61的正端转换地施加基准电压VREF2或者VREF3。在此，基准电压VREF2满足下面的等式：

基准电压VREF2＝电阻器R0×电流值IS₁×GAIN

其中电阻器R0表示电阻器13的电阻值，GAIN表示运算放大器31的增益，而电流值IS₁表示预充电期T1期间的充电电流I的值，它小于上述电流值IS₂。

此外，用于接通/断开运算放大器41b的开关SW3与充电晶体管控制单元40b的运算放大器41b相连。例如，通过外部触点18，开关SW3检测二次电池11的充电电压Vb，以根据充电电压Vb，对运算放大器41b执行接通/断开控制。

在此，在该实施例中，在预充电期T1期间，不利用充电晶体管12输出的电流对电池充电，而仅利用充电控制电路20b的电流源50输出的电流I2对电池充电。在恒流充电期T2以及恒压充电期T3期间，利用被分流为充电晶体管12输出的电流I1和充电控制电路20b输出的电流I2的充电电流I对电池充电。

因此，开关SW2选择性地转接到电源65，直到预充电期T1结束，即，直到二次电池11的充电电压Vb等于恒流充电期T2内的电压值V1(例如，3.2V)。因此，对运算放大器61的正端施加电压VREF3，以控制电流源50，从而供给电流I2(IS₁)。

此外，开关SW3使运算放大器41b保持断开，直到充电电压Vb等于电压值V2(例如，4.2V)，然后，在过渡到恒流充电期T2时，接通运算放大器41b。因此，恒流I1从充电晶体管12送到二次电池11。与此同时，开关SW2转接到电源64，然后，对运算放大器61的正端施加电压VREF2。控制电流源50，以供给恒流I2，从而保持充电电流I不变。

接着，将说明该实施例的操作。图3A是示出从预充电期到恒压充电期的时间与充电电压Vb之间关系的曲线图，而图3B是示出从预充电期到恒压充电期的时间与充电电流I之间关系的曲线图。

首先，在作为使二次电池11的充电电压达到电压V1所需时段的预充电期T1期间，开关SW3断开，因此，如图3B所示，电流11＝0。在预充电期T1期间，电压源66施加基准电压VREF3，然后，电流源控制单元60b输出控制信号，以使电流源50供给电流I2(＝IS₁(＝I))。

接着，在二次电池11的电压达到电压V1时，充电过程转移到恒流充电期T2。在这种情况下，开关SW3导通，以使运算放大器41b开始工作，并使电流I1流过充电晶体管12。除此之外，开关SW2接通或者断开，而且电压源66施加基准电压VREF2，然后，电流源控制单元60b控制电流源50，以供给利用“充电电流I-电流I2”表示的电流。因此，在充电电压Vb达到预定电压V2(例如，4.2V)之前，执行其中使充电电流I保持固定的恒流充电操作。根据二次电池11的充电电压Vb与基准电压VREF1之间的电位差，运算放大器41b输出控制信号，以控制充电晶体管12。此外，基于由运算放大器31根据电阻器13两端的电位差而产生的控制信号之间的电位差，可变电流电路62产生电流，然后，根据产生的电流，电流源50供给电流I2。充电电压Vb一升高到预定电压V2，充电过程就转移到恒压充电期T3。充电器1b在恒压充电期T3期间的操作与上述充电器1a的操作相同。

在该实施例中，在图3B所示的例子中，将恒流充电期T2期间的电流I2设置为等于预充电期期间的电流IS₁，而小于电流I1。然而，可以将恒流充电期T2期间的电流I2设置得大于流过充电晶体管12的电流I1。如上所述，如果充电控制电路的热释放特性优于充电晶体管12的封装的热释放特性，则将电流I2的数量设置为大于电流I1的数量，因此，可以抑制充电晶体管12发热。

在该实施例中，在预充电期T1期间，利用充电控制电路20b输出的电流I2对电池充电，而且与在恒压充电期T3期间相同，甚至在恒流充电期T2期间，仍由多个源供给充电电流I，以降低充电晶体管12供给的电流量，因此，在整个充电器期间可以抑制发热。

在该实施例中，在预充电期T1期间，采用充电控制电路20b输出的电流I2，但是通过在适当时对开关SW3执行接通/断开控制，利用充电晶体管12输出的电流I1可以进行预充电。如果需要，甚至在预充电期期间，可以将充电电流I分流为电流I1和电流I2，以对电池充电。

接着，描述该实施例的有益效果。图4是示出根据本发明第二实施例根据充电控制过程的温度特性的曲线图。在图4中，FET(例子)示出该实施例的晶体管12的温度变化，而IC(例子)示出该实施例的充电控制电路20b的温度变化。图4还示出在仅利用充电晶体管作为FET(比较例)和IC(比较例)对二次电池充电情况下，充电晶体管和充电控制电路的温度变化。在图4中，仅示出除了预充电期T1之外包括恒流充电期T2和恒压充电期T3的充电期。

如图4所示，在开始充电操作后约14分钟，充电过程从恒流充电转移到恒压充电。在恒压充电期之后的时段Tmax期间(在恒压充电期T3内的15分钟至20分钟之间)，充电电流I减小，因此，适配器电压Vadp也相应降低。在该时段内，对充电晶体管12(FET(例子))和FET(比较例)施加高压，因此，表面温度最高。在此，在该例子中，在恒压充电期T3期间，还开始利用充电控制电路(IC(例子))输出的电流I2执行充电操作，因此，充电控制电路(IC(例子))的温度稍许升高，而该例子的充电晶体管(FET(例子))的表面温度比比较例的充电晶体管(FET(比较例))的表面温度约低5℃。

第三实施例

接着，描述本发明的第三实施例。在该实施例中，监视充电电压，以控制流过充电晶体管12的电流I1。在过渡到其中发热最多的恒压充电期T3之前，事先将电流I1的数值设置为小数值，以使电流I1流过充电晶体管12，可以进一步减少充电晶体管12的发热。

图5是示出根据该实施例的充电器的电路图。图6A是示出在对该实施例的充电器的二次电池进行充电时充电期与充电电压之间关系的示意图，而图6B是示出充电期、电流I1、电流I2以及充电电流I之间关系的示意图。

该实施例的充电器1c的充电控制电路20c包括：充电晶体管控制单元40c，用于根据通过外部触点18供给的充电电压Vb与电源43之间的电位差，控制充电晶体管12；以及电流源控制单元60c，用于根据通过外部触点18供给的充电电压Vb与电源64之间的电位差，控制电流源50。

充电晶体管控制单元40c包括：运算放大器41c，用于控制充电晶体管；以及电源43，用于将基准电压VREF4送到运算放大器的负输入端。与图1所示的运算放大器41a类似，运算放大器41c的正端施加了充电电压Vb，而其负端未施加基准电压VREF1，而施加了基准电压VREF4。这样设置基准电压VREF1，以致恒压充电时的充电电压Vb等于预定电压V2，而将基准电压VREF2设置得低于预定电压V2。例如，如果预定电压V2＝4.2V，则基准电压VREF4＝4.19V。

此外，该实施例利用图1所示的电流检测电路30a进行消散。此外，电流源控制单元60c包括运算放大器71，代替图1所示电流源控制单元60a的运算放大器61。运算放大器71的负端与电源64相连，以施加等于预定电压V2的电压VREF2，而对其正端施加充电电压Vb。此外，设置用于根据运算放大器71的输入端之间的较大电位差供给较多电流的可变电流电路72，代替图1所示的可变电流电路62。此外，运算放大器51的正端与可变电流电路72相连，或者通过开关SW4与恒流源73相连。其它部件与图1所示第一实施例的部件相同。

接着，说明根据该实施例的充电器的操作。对充电晶体管12执行的控制过程与图1所示的控制过程相同。即，在恒流充电期T2期间.利用恒流I1对二次电池11充电，直到充电电压Vb达到电压VREF4。

此外，在恒流充电期T2期间，转换开关SW4，以连接在运算放大器51的正端与恒流源73之间，而且根据恒流源73，电流源50供给恒流I2。在二次电池11的电压达到被设置为电压VREF4的电压时，充电晶体管12的栅极电压升高，从而减小电流I1。此外，如果二次电池11的电压达到电压VREF2(4.2V)，则转换开关SW4，以连接运算放大器51的正端和可变电流电路72，因此，运算放大器71逐渐减小电流I2的供给量，以使二次电池11的电压保持在4.1V。此时，将电压VREF4设置得低于电压VREF2，从而在减小充电控制电路20c输出的电流I2之前，减小充电晶体管12输出的电流I1。这样，热释放特性低劣的充电晶体管12供给的电流I1在电流I2之前减小，可以进一步抑制刚过渡到恒压充电期Tmax之后产生的热量。即，在过渡到恒压充电期T3之前，设置充电晶体管12的时段Tmax。尽管充电控制电路20c被插入热释放特性高于充电晶体管12的封装，但是在时段Tmax期间，充电控制电路20c仍产生少量热。因此，还是在时段Tmax期间，利用充电晶体管12和充电控制电路20c分流充电电流，以进一步降低总发热量。

本发明并仅仅不局限于上述实施例，而且，不用说，在本发明的范围内，本发明具有各种实施例。例如，在与装备了限流器的适配器相连的充电器内，在过渡到恒压充电时，仅在其中热量临时增加的预定时段Tmax期间，可以将充电电流I分流为电流I1和电流I2。即，如图4所示，在过渡到恒压充电期后，在经历了预定时段Tmax之后，在充电电流I减小的同时，充电晶体管产生的热量也减小。因此，至少在过渡到其中产生较多热量的恒压充电期后的预定时段Tmax期间，充电电流I被分流为电流I1和电流I2，以消散整个充电器产生的热量以及充电晶体管12产生的热量。

此外，在恒压充电期T3期间，可以仅利用充电控制电路输出的电流I2对电池充电。如果利用装备了限流器的适配器对二次电池11充电，则在过渡到恒压充电操作时产生的问题越来越严重。然而，即使不对充电电流I进行分流，与对充电晶体管12供给充电电流I的情况相比，利用具有较高热释放特性的充电控制电路输出的电流I2进行充电，因此，可以抑制充电器发热。在这种情况下，在恒流充电期期间，如果将充电电流I分流为电流I1和电流I2，则可以消散恒流充电期内产生的热量。

显然，本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明实质范围的情况下，可以对上述实施例进行修改和变更。

Claims

1.一种充电控制电路，包括：

充电晶体管控制单元，用于控制充电晶体管以对二次电池供给第一电流；

充电电流供给单元，用于对二次电池供给第二电流，

其中在开始恒压充电操作时，利用第一电流和充电电流供给单元供给的第二电流作为充电电流对二次电池充电，

其中充电电流供给单元包括：

电流源，用于供给第二电流；以及

电流源控制单元，用于控制电流源，以及

电流源控制单元控制电流源使得在恒压充电操作期间第二电流与第一电流之间的比值固定。

2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

3.根据权利要求1所述的充电控制电路，其中充电晶体管控制单元和电流源控制单元的至少之一在二次电池的充电电压达到第一电压之后，转移到恒流充电模式，以在恒流充电期内利用恒流对二次电池进行充电，以及在二次电池的充电电压达到高于第一电压的第二电压之后，转移到恒压充电模式，以在恒压充电期内利用恒定充电电压对二次电池充电。

4.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中充电晶体管控制单元和电流源控制单元进行控制，以致在恒流充电期期间，充电晶体管和电流源将第一电流和第二电流作为充电电流供给二次电池。

5.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中在二次电池的充电电压达到第一电压之前的预充电期期间，充电晶体管控制单元和电流源控制单元的至少之一转移到预充电模式，在该预充电模式下，利用比所述恒流低的充电电流对二次电池充电。

6.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中电流源控制单元控制电流源，以在二次电池的充电电压达到第一电压之前的预充电期期间，将第二电流作为充电电流送到二次电池。

7.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中恒流充电期是使二次电池的充电电压从第一电压升高到第二电压所需的时段，而恒压充电期是其中使充电电压保持在第二电压的时段，

在恒流充电期期间，充电晶体管控制单元处于恒流充电模式，并利用第一电流对二次电池充电，直到充电电压达到第二电压，以及

在充电电压达到第二电压时，充电晶体管控制单元和电流源控制单元转移到恒压充电模式，以利用第一电流和第二电流对二次电池充电。

8.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中恒流充电期是使二次电池的充电电压从第一电压升高到第二电压所需的时段，而恒压充电期是其中使充电电压保持在第二电压的时段，

在恒流充电期期间，电流源控制单元处于恒流充电模式，并利用第二电流对二次电池充电，直到充电电压达到第二电压，以及

在充电电压达到第二电压时，充电晶体管控制单元接通充电晶体管，充电晶体管控制单元和电流源控制单元一起转移到恒压充电模式，以利用第一电流和第二电流对二次电池充电。

9.根据权利要求8所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

10.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中恒流充电期是使二次电池的充电电压从第一电压升高到第二电压所需的时段，而恒压充电期是其中使充电电压保持在第二电压的时段，

在充电电压达到第一电压时，充电晶体管控制单元和电流源控制单元转移到恒流充电模式，以利用第一电流和第二电流对二次电池充电，

在充电电压达到第二电压时，电流源控制单元转移到恒压充电模式，以利用第二电流对二次电池充电，以及

充电晶体管控制单元先于电流源控制单元转移到恒压充电模式，以利用第一电流对二次电池充电。

11.根据权利要求3所述的充电控制电路，进一步包括预充电期，其中预充电期是二次电池的充电电压达到第一电压所需的时段，恒流充电期是使该充电电压从第一电压升高到第二电压所需的时段，而恒压充电期是其中使二次电池的充电电压保持在第二电压的时段，

电流源控制单元处于预充电模式，直到充电电压达到第一电压，然后，在充电电压达到第一电压时，该电流源控制单元转移到恒流充电模式，以及

在充电电压达到第二电压时，充电晶体管控制单元接通充电晶体管，然后，与电流源控制单元一起转移到恒压充电模式。

12.根据权利要求3所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

13.根据权利要求4所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

14.根据权利要求5所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

15.根据权利要求6所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

16.根据权利要求7所述的充电控制电路，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。

17.一种充电器，包括：

充电晶体管，用于对二次电池供给第一电流；以及

充电控制电路，用于控制充电晶体管，

其中充电控制电路包括充电电流供给单元，用于对二次电池供给第二电流，以及

在开始恒压充电时，将第一电流供给二次电池，并且充电电流供给单元供给第二电流，

其中充电电流供给单元包括：

电流源，用于供给第二电流；以及

电流源控制单元，用于控制电流源，以及

18.根据权利要求11所述的充电器，其中充电控制电路的耐热性比充电晶体管的耐热性低。

19.根据权利要求11所述的充电器，其中利用具有限流功能的适配器对二次电池充电。