CN101043149B - 充电控制电路、充电装置、以及连接检查方法 - Google Patents

Abstract

在选择充电装置的充电模式的等待时间期间，检查充电装置与蓄电池之间的电连接。当没有成功建立电连接时，不从充电装置向蓄电池供给充电电流。

Description

充电控制电路、充电装置、以及连接检查方法

相关申请的交叉引用

本专利申请基于并要求2006年2月28日在日本专利局提交的日本专利申请No.2006-052700在35U.S.C.§119下的优先权，在此通过参考引入其全部内容。

技术领域

本发明的示例实施例一般涉及用于对向蓄电池提供充电电流的晶体管的操作进行控制的充电控制电路、结合了该充电控制电路的充电装置、以及检查充电装置与蓄电池之间的电连接的方法。

背景技术

为了使用充电装置对蓄电池进行充电，在充电操作期间或在开始充电操作之前可能需要周期性地检查蓄电池与充电装置之间的电连接。

在一个示例中，可以通过使用开关或热敏元件来确定是否安装了蓄电池，从而检查蓄电池与充电装置之间的电连接，例如，如在日本专利申请公开No.10-258512中或在日本专利No.2927354中所描述的那样。然而，这种方法不能直接检测电连接。此外，提供开关或热敏元件可能增加充电装置的总尺寸或成本。

在另一示例中，可以通过确定向蓄电池提供的充电电流是否落入下述范围之内来检查电连接，该范围是基于用于检测蓄电池是否被充满电的阈值而限定的，例如，如在日本专利No.3203538中所描述的那样。因为限定该范围需要除了用于检测充满电的阈值之外的至少两个阈值，则充电装置的总尺寸或成本可能增加。此外，日本专利No.3203538不能处理蓄电池处于过放电状态的示例情况。

在另一示例中，可以通过检测蓄电池的电压来检查电连接，当通过间歇充电方法对蓄电池进行充电时，在非充电状态期间获得蓄电池的电压，例如，如在日本专利申请公开No.10-225001中所描述的那样。为了在恒定电流电压充电之外执行间歇充电，则需要用于间歇充电的附加电路，从而可能增加充电装置的总尺寸或成本。

发明内容

本发明的示例实施例提供一种充电控制电路、充电装置、和/或能够检查充电装置与蓄电池之间的电连接的连接检查方法，而基本上不增加充电装置的总尺寸或成本。

在一个示例中，充电控制电路对向蓄电池提供充电电流的晶体管的充电操作进行控制。充电控制电路可以包括电池连接器端子、充电电流检测器、电压比较器、以及控制器。电池连接器端子电连接充电控制电路与蓄电池。充电电流检测器检测从晶体管向蓄电池提供的充电电流的值。电压比较器检测电池连接器端子处的电池电压值，并将该电池电压值与参考电压值进行比较，以产生比较结果。参考电压值可以包括第一参考电压值、第二参考电压值、和/或第三参考电压值。可以被耦接到电池连接器端子、充电电流检测器、以及电压比较器的控制器，在开始充电操作之前截止晶体管，在晶体管截止之后开始充电开始等待时间并且同时保持晶体管的截止状态，基于比较结果，确定充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第一参考电压值以产生第一确定结果，并依据该第一确定结果、在充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态。

另外，控制器可以基于比较结果确定充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第二参考电压值以产生第二确定结果，并依据该第二确定结果、在充电开始等待时间之后执行的充电操作期间控制充电电流值。

另外，当第二确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值小于第二参考电压值时，控制器可以进一步确定在充电操作期间电池电压值是否达到第二参考电压值，在控制器确定电池电压值达到第二参考电压值之后开始快速充电开始等待时间，基于比较结果，确定快速充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第三参考电压值以产生第三确定结果，并依据该第三确定结果在快速充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态。

另外，在充电操作期间，在电池电压值达到第三参考电压之后，控制器可以进一步减少充电电流值，在充电电流值达到低于参考电流值之后开始充电结束等待时间，基于比较结果，确定充电结束等待时间期间的充电电流值是否等于或大于第一电流值以产生第四确定结果，并依据该第四确定结果在充电结束等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态。

另外，当电池电压值达到低于第三参考电压值时，控制器可以进一步在再充电操作之前开始再充电开始等待时间并且同时保持晶体管的截止状态，基于比较结果，确定再充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第一参考电压值和第二参考电压值中的至少一个以产生第五确定结果，并依据该第五确定结果在再充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态。

本发明的其他示例实施例提供一种充电控制电路、充电装置、检查充电装置与蓄电池之间的电连接的连接检查方法，而基本上不增加用于制造或改进充电装置所需的工作或时间。

在一个示例中，可以在改变充电装置的充电模式的等待时间期间检测充电装置与蓄电池之间的电连接。在充电控制电路的制造过程期间或依据输入到充电控制电路的外部信号，可以从包括充电开始等待时间、快速充电开始等待时间、充电结束等待时间、以及再充电开始等待时间的多个等待时间中选择任意个等待时间。此外，可以在制造过程期间或依据输入到充电装置的外部信号，确定充电开始等待时间、快速充电开始等待时间、充电结束等待时间、以及再充电开始等待时间中任一个的值。

附图说明

当结合附图一起考虑时，通过参考下面的详细描述，将容易地获得对本公开的更完整的评价及其多个伴随的优点，并且所述评价和优点变得更好理解，附图中：

图1是图示了依据本发明示例实施例的充电装置的结构的示意性电路图；

图2A和2B是图示了依据本发明示例实施例的、由图1中示出的充电装置所执行的、检查图1中示出的充电装置与蓄电池之间的电连接的操作的流程图；

图3是阐明了依据本发明示例实施例的、由图1中示出的充电装置检测到的充电电流值与电池电压值的时序图；

图4是图示了依据本发明示例实施例的充电装置的结构的示意性电路图；

图5A和5B是图示了依据本发明示例实施例的、由图4中示出的充电装置所执行的、检查图4中示出的充电装置与蓄电池之间的电连接的操作的流程图。

具体实施方式

在对图中图示的示例实施例的描述中，为了清楚起见，使用特定的术语。然而，本专利说明书的公开并非想要被限制到所选择的特定术语，并且应该理解，每一特定元件包括以类似方式操作的所有技术等价物。例如，单数形式“一”、“一个”以及“那个”也想要包括复数形式，除非上下文中另外清楚地指示。

现在参考附图，其中贯穿这几幅图，相似的附图标记指示相同或相应的部件，图1图示了依据本发明示例实施例的充电装置1。参考图1，充电装置1耦接到交流电源(“AC电源”)5，其向诸如AC适配器之类的充电装置1供给电功率。充电装置1进一步耦接到诸如锂离子电池之类的蓄电池6，并进一步经由蓄电池6耦接到负载7。当可移动的蓄电池6连接到充电装置1时，充电装置1使用恒定电流电压充电方法对蓄电池6进行充电。

仍参考图1，充电装置1包括功率晶体管Q1、电阻器R1、二极管D1、以及充电控制电路2。可以由PMOS晶体管来实现的功率晶体管Q1，该功率晶体管Q1依据充电控制电路2通过功率晶体管Q1的基极输入的电流控制信号，来向蓄电池6供给电充电电流ich。电阻器R1检测从功率晶体管Q1提供到蓄电池6的充电电流ich的值。二极管D1防止充电电流ich流回AC电源5。充电控制电路2输出电流控制信号，该电流控制信号依据充电装置1的充电模式来控制功率晶体管Q1的导通状态或截止状态或者要通过功率晶体管Q1供给的充电电流ich的值。可以基于蓄电池6的电池电压Vb的值和/或可以从电阻器R1上的电压检测到的充电电流ich的值来产生电流控制信号。

充电控制电路2可以用集成电路来实现，其包括AC电源连接器端子P1、控制信号输出端子P2、第一电流检测器端子P3、第二电流检测器端子P4、电池连接器端子P5、以及接地端子P6。AC电源连接器端子P1连接到AC电源5。控制信号输出端子P2连接到功率晶体管Q1的基极。第一电流检测器端子P3连接到电阻器R1一端。第二电流检测器端子P4连接到电阻器R1另一端。电池连接器端子P5连接到蓄电池6的正极端子Bp。接地端子P6一端连接到地并且另一端连接到蓄电池6的负极端子Bn。

充电控制电路2进一步包括电源电压检测器11、充电电流控制器12、充电电流检测器13、参考电压发生器14、第一比较器15、第二比较器16、和第三比较器17、多个电阻器R1到R14、以及操作控制器18。

电源电压检测器11通过检测从AC电源5供给的电源电压Vdd的值，来检测是否从AC电源5输入了电源电压。充电电流检测器13基于电阻器R1上的电压值来检测充电电流ich的值。

充电电流控制器12通过基于由操作控制器18输入的操作控制信号Sc来产生电流控制信号，从而控制功率晶体管Q1的操作。操作控制器18通过输出操作控制信号Sc来控制充电电流控制器12的操作。在这个示例中，可以将充电电流控制器12和操作控制器18统称为控制器。

参考电压发生器14输出具有参考值的参考电压Vr。基于参考电压Vr产生第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3，并把它们分别输出到第一比较器15、第二比较器16以及第三比较器17。在这个示例中，可以将参考电压发生器14、第一比较器到第三比较器15-17、以及电阻器R11到R14统称为电压比较器。

在操作中，AC电源5通过AC电源连接器端子P1把电源电压Vdd输入到电源电压检测器11，并且AC电源5也把电源电压Vdd输入到功率晶体管Q1的源极。功率晶体管Q1的栅极通过控制信号输出端子P2耦接到充电电流控制器12。当在AC连接器端子P1处检测到的电源电压Vdd达到参考电压值时，电源电压检测器11向操作控制器18输出电源电压信号Sv。刚一接收到电源电压信号Sv，操作控制器18就确定从AC电源5输入了电源。充电电流控制器12依据由操作控制器18输入的操作控制信号Sc，来通过控制信号输出端子P2向功率晶体管Q1的栅极输出电流控制信号。

功率晶体管Q1的漏极经由电阻器R1连接到二极管D1的阳极。二极管D1的阴极分别连接到正极端子Bp和电池连接器端子P5。功率晶体管Q1的漏极进一步连接到第一电流检测器端子P3。电阻器R1被提供在第一电流检测器端子P3与第二电流检测器端子P4之间。充电电流检测器13检测充电电流ich的值，该值可以从在第一电流检测器端子P3与第二电流检测器端子P4处检测到的电阻R1上的电压获得。然后，充电电流检测器13向操作控制器18输出具有关于检测到的充电电流ich的电流值的信息的电流值信号Si。

电阻器R11到R14串联在参考电压发生器14和地之间。向第一比较器15的反相输入端子输入在连接电阻器R11与电阻器R12的连接点处检测到的第一电压V1。向第二比较器16的反相输入端子输入在连接电阻器R12与电阻器R13的连接点处检测到的第二电压V2。向第三比较器17的反相输入端子输入在连接电阻器R13与电阻器R14的连接点处检测到的第三电压V3。向第一比较器15、第二比较器16以及第三比较器17的每一个的输入端子输入在电池连接器端子P5处检测到的电池电压Vb。第一比较器15将电池电压Vb与第一电压V1进行比较，以通过输出端子向操作控制器18输出第一电压信号S1。第二比较器16将电池电压Vb与第二电压V2进行比较，以通过输出端子向操作控制器18输出第二电压信号S2。第三比较器17将电池电压Vb与第三电压V3进行比较，以通过输出端子向操作控制器18输出第三电压信号S3。

在这个示例中，第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3分别对应于第一参考电压值、第二参考电压值以及第三参考电压值。此外，把第一参考电压值设置为小于第二参考电压值与第三参考电压值中的任一个。把第三参考电压值设置为大于第一参考电压值与第二参考电压值中的任一个。如下面参考图2和图3所述的，可以将第一电压V1设置为在预充电模式下对蓄电池6进行充电的最小电压值。可以将第二电压V2设置为在快速充电模式下对蓄电池6进行充电的最小电压值。可以将第三电压V3设置为蓄电池6被充满电时的电压值。

第一比较器15在电池电压Vb与第一电压V1之间进行比较，以输出第一比较结果。当第一比较结果指示电池电压Vb等于或大于第一电压V1时，第一比较器15输出具有高电平的第一电压信号S1。当第一比较结果指示电池电压Vb小于第一电压V1时，第一比较器15输出具有低电平的第一电压信号S1。

第二比较器16在电池电压Vb与第二电压V2之间进行比较，以输出第二比较结果。当第二比较结果指示电池电压Vb等于或大于第二电压V2时，第二比较器16输出具有高电平的第二电压信号S2。当第二比较结果指示电池电压Vb小于第二电压V2时，第二比较器16输出具有低电平的第二电压信号S2。

第三比较器17在电池电压Vb与第三电压V3之间进行比较，以输出第三比较结果。当第三比较结果指示电池电压Vb等于或大于第三电压V3时，第三比较器17输出具有高电平的第三电压信号S3。当第三比较结果指示电池电压Vb小于第三电压V3时，第三比较器17输出具有低电平的第三电压信号S3。

可以用逻辑电路实现的操作控制器18，基于从以下信号的至少一个中获得的信息来选择充电模式，这些信号包括从电源电压检测器11输出的电源电压信号Sv、从充电电流检测器13输出的电流值信号Si、从第一比较器15输出的第一电压信号S1、从第二比较器16输出的第二电压信号S2以及从第三比较器17输出的第三电压信号S3。基于所选择的充电模式，操作控制器18输出操作控制信号Sc，以通过充电电流控制器12控制充电操作，该充电操作包括晶体管的导通状态或截止状态或者充电电流ich的值。

现在参考图2A、图2B以及图3，依据本发明示例实施例来对由充电装置1执行的检查充电装置1与蓄电池6之间的电连接的操作进行解释。当充电装置1通过电池连接器端子P5连接到蓄电池6时，可以由操作控制器18执行图2A与图2B的操作。

参考图2A，在S2，操作控制器18使充电电流控制器12截止功率晶体管Q1，以复位充电操作。

S3基于从电源电压检测器11输出的电源电压信号Sv，确定由电源电压检测器11检测到的电源电压Vdd是否等于或大于参考电压值。当电源电压信号Sv指示电源电压Vdd小于参考电压值(S3的“否”)时，操作返回S2，以保持功率晶体管Q1的截止状态，从而不执行充电。当电源电压信号Sv指示电源电压Vdd等于或大于参考电压值(S3的“是”)时，操作前进到S4。

在开始充电操作之前，S4等待预定的时间段，该时间段可以被称为充电开始等待时间T1(图3)。在充电开始等待时间T1期间，功率晶体管Q1保持截止，使得不向蓄电池6供给充电电流ich。在这个示例中，可以把充电开始等待时间T1设置为几秒。

在充电开始等待时间T1期间，操作控制器18基于第二电压信号S2确定是操作预充电模式还是操作快速充电模式。此外，在充电开始等待时间T1期间，操作控制器18基于第一电压信号S1检查充电装置1与蓄电池6之间的电连接。

具体地，在S5，操作控制器18确定第一电压信号S1与第二电压信号S2是否指示：电池电压Vb等于或大于第一电压V1以及/或者等于或大于第二电压V2。当第一电压信号S1具有低电平时，操作控制器18确定电池电压Vb小于第一电压V1(S5的“Vb＜V1”)，操作前进到S18。当第一电压信号S1具有高电平并且第二电压信号S2具有低电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第一电压V1但小于第二电压V2(“V1≤Vb＜V2”)，操作前进到S6。当第二电压信号S2具有高电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第二电压V2(“Vb≥V2”)，操作前进到S10。

在S18，操作控制器18确定蓄电池6未连接或蓄电池6非正常操作。当经过充电开始等待时间T1时，操作返回步骤S5。这样，即使在经过充电开始等待时间T1之后也保持功率晶体管Q1的截止状态。

在S6，操作控制器18输出操作控制信号Sc，该信号Sc使得充电电流控制器12把充电电流ich的值设置为与预充电模式相对应的第一电流值il(图3)。在这个示例中，第一电流值可以被设置为大约10mA或更大。这样，可以保护可能处于过放电状态的蓄电池6免于过热或失火。

在S5，当第二电压信号S2具有高电平时，操作控制器18执行S10，以输出电流控制信号Sc，该信号Sc使得充电电流控制器12把充电电流ich的值设置为与快速充电模式相对应的第三电流值i3(图3)。在这个示例中，令第三电流值i3大于第一电流值i1。

在用第一电流i1对蓄电池6进行充电的预充电模式中，操作控制器18执行S7，以基于第二电压信号S2确定电池电压Vb是否等于或大于第二电压V2。当第二电压信号S2从低电平变到高电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第二电压V2(S7的“Vb≥V2”)，操作前进到S8。当第二电压信号S2具有低电平时，操作控制器18确定电池电压Vb小于第二电压V2(S7的“Vb＜V2”)，操作返回S6，以继续在预充电模式下充电。

例如，参考图3，当蓄电池6未被电连接或者诸如由于短路之类的蓄电池6未正常操作时，当晶体管Q1在开始时间T0复位时，即使电池电压Vb具有大于第一电压V1的值，电池电压Vb也可以如由虚线A所示地快速降低。因此，电池电压Vb可以在充电开始等待时间T1期间达到几乎0V。基于这种观察，在S5，当第一电压信号S1在充电开始等待时间T1期间具有低电平时，操作控制器18确定蓄电池6未被电连接或者未正常操作，并执行不充电。

在另一示例中，参考图3，当电连接蓄电池6或者蓄电池6正常操作时，如由图3中实线所示的，电池电压Vb具有等于或大于第一电压V1的值。操作控制器18可以进一步确定是在预充电模式还是在快速充电模式下对蓄电池6进行充电。因为在充电开始等待时间T1期间检测到的电池电压Vb，由图3中实线所指示的，介于第一电压V1与第二电压V2之间，所以操作控制器18前进到S6以在预充电模式下对蓄电池6进行充电。当电池电压Vb达到第二电压V2时，在从预充电模式变到快速充电模式之前开始如下所述的快速充电开始等待时间T2。

返回参考到图2A，在S8，在从预充电模式切换到快速充电模式之前，操作控制器18等待一预定时间段，该预定时间段可以被称为快速充电开始等待时间T2(图3)。在快速充电开始等待时间T2期间，使功率晶体管Q1继续输出第一电流i1(图3)。在这个示例中，可以将快速充电开始等待时间T2设置为几秒。

此外，在快速充电开始等待时间T2期间，操作控制器18基于第三电压信号S3检查充电装置1与蓄电池6之间的电连接。

具体地，在S9，操作控制器18确定第三电压信号S3是否指示电池电压Vb等于或大于第三电压V3。当第三电压信号S3具有低电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第二电压V2但小于第三电压V3(S9中的“V2≤Vb＜V3”)，操作前进到S10。当第三电压信号S3具有高电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第三电压V3，操作前进到图2B的S19。

在S10，操作控制器18输出操作控制信号Sc，该控制信号Sc使充电电流控制器12把充电电流ich的值设置为与快速充电模式相对应的第三电流值i3。参考图3，在快速充电模式下，用第三电流值i3对蓄电池6进行充电。一旦电池电压Vb达到第三电压V3，充电电流ich的值逐渐减小，使得电池电压Vb保持在第三电压值V3。

为了确定充电是否完成，操作控制器18可以执行S11，以确定充电电流ich是否等于或大于第二电流i2。当充电电流ich等于或大于第二电流i2(ich≥i2)时，操作返回S10以继续充电。当充电电流ich小于第二电流i2(ich＜i2)时，操作前进到S12，以在把充电模式从快速充电模式改变到充满电模式之前开始充电结束等待时间。在这个示例中，第二电流i2与对应于蓄电池6的充满电状态的充电电流的值相对应。

在S19，操作控制器18确定未连接蓄电池6，并使充电电流控制器12截止功率晶体管Q1以停止充电。

例如，参考图3，当未连接蓄电池6时，在快速充电开始等待时间T2期间，电池电压Vb可能如由虚线B所指示的那样迅速增加，使得电池电压Vb超出第三电压V3，并进一步达到第四电压V4。在这个示例中，第四电压V4对应于当在预充电模式下对蓄电池6进行充电时的最大电压值。基于这种观察，在S9，当在快速充电开始等待时间T2期间第三电压信号S3具有高电平时，操作控制器18确定未连接蓄电池6，并且执行不充电。

在另一示例中，参考图3，当电连接蓄电池6时，在快速充电开始等待时间T2期间电池电压Vb如由实线所指示的那样逐渐增加。基于这种观察，在S9，当在快速充电开始等待时间T2期间第三电压信号S3具有低电平时，操作控制器18确定连接了蓄电池6，并继续进行充电，直到充电电流ich达到低于第二电流i2为止，使得开始如下所述的充电结束等待时间T3。

参考图2B，在S12，在结束充电操作之前，操作控制器18等待一预定时间段，该预定时间段可以被称为充电结束等待时间T3(图3)。在充电结束等待时间T3期间，使功率晶体管Q1继续输出具有第二电流i2附近的值的充电电流ich。在这个示例中，可以将充电结束等待时间T3设置为几秒。

此外，在充电结束等待时间T3期间，操作控制器18基于电流值信号Si来检查充电装置1与蓄电池6之间的电连接。

具体地，在S13，操作控制器18确定电流值信号Si是否指示充电电流ich等于或大于第一电流i1以及/或者等于或大于第二电流i2。当充电电流ich小于第一电流i1(S13的“ich＜i1”)时，操作控制器18确定未连接蓄电池6，并且操作前进到S19以使充电电流控制器12截止功率晶体管Q1，从而停止充电。当充电电流ich等于或大于第一电流i1但却小于第二电流i2(S13的“i1≤ich＜i2”)时，操作控制器18确定蓄电池6被充满电，并且操作前进到S14以结束充电操作。当充电电流ich等于或大于第二电流(S13的“ich≥i2”)时，操作控制器18确定蓄电池6未被充满电，并且操作返回S10以继续在快速充电模式下充电。

例如，参考图3，当未连接蓄电池6时，在充电结束等待时间T3期间充电电流ich可以如由虚线C所指示的那样快速减小，使得充电电流ich达到低于第一电流i1。基于这种观察，在S13，当电流值信号Si指示充电电流ich小于第一电流i1时，操作控制器18确定未连接蓄电池6，并且执行不充电。

在另一示例中，参考图3，当连接了蓄电池6时，在充电结束等待时间T3期间充电电流ich如由实线所示的那样逐渐减小，直到充电电流ich变得小于第二电流i2。基于这种观察，在S13，当电流值信号Si指示充电电流ich小于第二电流i2但却大于第一电流i1时，操作控制器18确定蓄电池6被充满电，并结束充电操作。

此外，在图2B的S14处结束了充电操作之后，在S15，操作控制器18例如通过检查第三电压信号S3来检查电池电压Vb是否等于或大于第三电压V3。当第三电压信号S3具有高电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第三电压V3(S15的“Vb≥V3”)，操作返回S14以保持晶体管Q1的截止状态。当第三电压信号S3具有低电平时，操作控制器18确定电池电压Vb小于第三电压V3(S15的“Vb＜V3”)时，操作前进到S16，以开始如下所述的再充电开始等待时间T4，并且进一步前进到S17开始再充电操作，或者将充电模式从充满电模式改变到再充电模式，以将电池电压Vb保持在恒定电压电平上。

在S16，在开始再充电操作之前，操作控制器18等待一预定时间段，该预定时间段可以被称为再充电开始等待时间T4。在再充电开始等待时间T4期间，截止功率晶体管Q1，使得不向蓄电池6供给充电电流ich。在这个示例中，可以将再充电开始等待时间T4设置为几秒。优选地，可以将再充电开始等待时间T4设置为等于充电开始等待时间T1。

此外，在再充电开始等待时间T4期间，操作控制器18基于第一电压信号S1、第二电压信号S2以及第三电压信号S3中的任一个来检查充电装置1与蓄电池6之间的电连接。

具体地，在S17，操作控制器18确定第一电压信号S1、第二电压信号S2以及第三电压信号S3中的任一个是否指示电池电压Vb等于或大于第一电压或第二电压、和/或等于或大于第三电压。当第三电压信号S3具有高电平时，操作控制器18确定电池电压Vb等于或大于第三电压V3(S17的“Vb≥V3”)，操作返回S14以保持晶体管Q1的截止状态。当第三电压信号S3具有低电平并且第一电压信号S1与第二电压信号S2中选定的一个具有高电平时，操作控制器18确定电池电压Vb小于第三电压V3但却等于或大于第一电压V1与第二电压V2中选定的一个(S17的“V1，V2≤Vb＜V3”)，操作返回S10以在快速充电模式下开始充电。当第三电压信号S3具有低电平并且第一电压信号S1与第二电压信号S2中选定的一个具有低电平时，操作控制器18确定电池电压Vb小于第一电压V1与第二电压V2中对应的那个，操作前进到S20以使充电电流控制器12截止功率晶体管Q1，使得不向蓄电池6供给充电电流ich。

例如，参考图3，当未连接蓄电池6时，在再充电开始等待时间T4期间电池电压Vb可以如由虚线D所示的那样快速减小，使得电池电压Vb达到低于第二电压V2、并且进一步低于第一电压V1。基于这种观察，在S17，当第一电压信号S1与第二电压信号S2中选定的一个指示电池电压Vb小于第一电压V1与第二电压V2中对应的那个时，操作控制器18确定未连接蓄电池6，并且执行不充电。

在这个示例中，基于当未连接蓄电池6时电池电压Vb的变化率和/或再充电开始等待时间T4的时间段，可以确定要选择第一电压信号S1与第二电压信号S2中的哪一个，或者要选择第一电压V1与第二电压V2中的哪一个。例如，当电池电压Vb的变化率相对较小或者当再充电开始等待时间T4相对较短时，在再充电开始等待时间T4期间电池电压Vb不太可能达到低于第二电压V2。在这种情况下，可以使用第二电压信号S2来确定是开始再充电操作还是保持非充电状态。在另一示例中，当电池电压Vb的变化率相对较大或者当再充电开始等待时间T4相对较长时，在再充电开始等待时间T4期间电池电压Vb很可能到达低于第二电压V2。在这种情况下，可以使用第一电压信号S1来确定是开始再充电操作还是保持非充电状态。

在另一示例中，参考图3，当连接了蓄电池6时，在再充电开始等待时间T4期间电池电压Vb如由实线所示的那样逐渐减小。基于这种观察，在S17，当第三电压信号S3指示电池电压Vb小于第三电压V3时，操作控制器18确定执行再充电操作。

可以以各种其他方式执行图2A与图2B的操作。例如，当电池电压Vb小于第一电压V1与第二电压V2中选定的一个时，替换从S17前进到S20，操作可以返回S18。在这种情况下，可以不提供S20。

在另一示例中，可以在充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2、充电结束等待时间T3、以及再充电开始等待时间T4中的至少一个的期间检查充电装置1的电连接。在这种情况下，充电控制电路2可以用多个定时引信(timing fuse)电路来实现，所述多个定时引信电路包括：用于在充电开始等待时间T1期间检查电连接的定时引信电路、用于在快速充电开始等待时间T2期间检查电连接的定时引信电路、用于在充电结束等待时间T3期间检查电连接的定时引信电路、以及用于在再充电开始等待时间T4期间检查电连接的定时引信电路。通过在制造过程中调整定时引信电路的任何组合，可以使用各种检查方法来检查电连接。类似地，可以通过在制造过程中调整对应的定时引信电路来选择由充电控制电路2所使用的任一参考值，包括第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3、第一电流i1、第二电流i2、第三电流i3、充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2、充电结束等待时间T3、以及再充电开始等待时间T4。这样，可以依据想要的检查电连接的方法或者想要的充电方法来容易地对充电控制电路2进行修改。

如上所述，参考图1到图3中的任意一个，在充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2、充电结束等待时间T3、以及再充电开始等待时间T4中任一个期间，可以通过使用可以在充电控制电路2选择充电模式时获得的信息来容易地对充电装置1与蓄电池6之间的电连接进行检查。因此，不需要额外的电路来检查电连接，因而总的空间或总成本可以较小。

现在参考图4，对依据本发明的示例实施例的充电装置1a的电路结构进行解释。充电装置1a包括充电控制电路2a，其在结构和功能上基本类似于图1示出的充电装置1的充电控制电路2。差别包括增加了电流负载20与外部信号输入端子P7。

外部信号输入端子P7向操作控制器18输入从充电控制电路2a外部接收的外部信号Se。在这个示例中，当输出外部信号Se时，将负载7切换到睡眠模式，以便减少负载7的耗电。

可以用电流源来实现的电流负载20被提供在电池连接器端子P5与地之间。电流负载20具有向其输入从操作控制器18输出的控制信号的控制端子。

在操作中，一接收到外部信号Se，操作控制器18就输出控制信号，该控制信号使得在充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2、以及再充电开始等待时间T4期间接通电流负载20。在除了上述等待时间T1、T2以及T4的任何时间期间断开电流负载20。

如图4所图示的，相互邻近地提供电池连接器端子P5与接地端子P6，从而在端子P5与端子P6之间的线路上存在寄生电容。结果，由于该寄生电容可以累积电荷，所以在端子P5与P6之间产生电压。为此，充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2以及再充电开始等待时间T4中的任一个也可以被用作对在端子P5与端子P6之间累积的电荷或电压进行放电的时间段。然而，当在电池连接器端子P5与接地端子P6之间产生的阻抗相对较大时，对在端子P5与端子P6之间累积的电荷或电压进行放电可能需要较长的时间。为了便于放电，在充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2以及再充电开始等电时间T4中任一个的期间接通电流负载20。这样，可以以改进的精度对电连接进行检查。

例如，基于阻抗、寄生电容、以及/或者充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2和再充电开始等待时间T4中任一个的时间段，在制造充电控制电路2a时，可以对接通电流负载20时由电流负载20所提供的电流值进行设置。替换地，可以依据通过外部信号输入端子P7输入的外部信号Se，从介于0A到几mA的范围内选择由电流负载20提供的电流值。

此外，外部信号Se可以设置充电开始等待时间T1、快速充电开始等待时间T2、充电结束等待时间T3、以及再充电开始等待时间T4、第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3、第一电流i1、第二电流i2和/或第三电流i3中任一个的参考值。此外，可以使用外部信号Se选择检查电连接的方法。这样，充电控制电路2可以用于多种充电方法或多种检查电连接的方法。

现在参考图5，对依据本发明示例实施例的检查充电装置1a与蓄电池6之间的电连接的操作进行解释。图5的操作基本上类似于图2的操作。差别包括用S4a代替S4、用S8a代替S8以及用S16a代替S16。

在S4a、S8a以及S16a的任一处，操作控制器18通过外部信号输入端子P7接收外部信号Se，并接通电流负载20。

根据上述教导，有可能进行许多另外的修改和变化。因此，应当理解，在所附权利要求书的范围内，可以以不同于在此具体描述的那些方式的方式来实现本专利说明书的公开内容。

例如，在本公开和所附权利要求书的范围内，不同示意性实施例的元件和/或特征可以相互结合和/或相互替换。

Claims (20)

1.一种充电控制电路，用于对被配置为向蓄电池供给充电电流的晶体管的充电操作进行控制，该电路包括：

电池连接器端子，被配置为电连接充电控制电路与蓄电池；

充电电流检测器，被提供在晶体管的漏极与蓄电池之间，并被配置为检测从晶体管向蓄电池供给的充电电流值；

电压比较器，耦接到电池连接器端子，并被配置为：检测电池连接器端子上的电池电压值，并将该电池电压值与参考电压值进行比较，以产生比较结果，参考电压值包括第一参考电压值；以及

控制器，耦接到电池连接器端子、充电电流检测器以及电压比较器，并被配置为：在开始充电操作之前截止晶体管，在晶体管被截止之后开始充电开始等待时间并且同时保持晶体管的截止状态，基于比较结果，确定充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第一参考电压值以产生第一确定结果，并依据该第一确定结果在充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态，

其中，当该第一确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值小于第一参考电压值时，该控制器在充电开始等待时间之后保持晶体管的截止状态，并且当该第一确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值等于或大于第一参考电压值时，该控制器在充电开始等待时间之后导通晶体管以开始充电操作。

2.如权利要求1所述的电路，进一步包括：

电流负载，被提供在电池连接器端子与地之间，并被配置为当被接通时供给电流，

其中，控制器被进一步配置为控制电流负载的导通状态或截止状态，以便在充电开始等待时间期间接通电流负载。

3.如权利要求1所述的电路，其中，参考电压值进一步包括大于第一参考电压值的第二参考电压值，并且其中，控制器被进一步配置为：基于比较结果，确定充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第二参考电压值以产生第二确定结果，并依据该第二确定结果、在充电开始等待时间之后执行的充电操作期间控制充电电流值。

4.如权利要求3所述的电路，其中，当第二确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值小于第二参考电压值时，将充电操作期间的充电电流值设置为第一电流值，并且其中，当第二确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值等于或大于第二参考电压值时，将充电操作期间的充电电流值设置为大于第一电流值的第二电流值。

5.如权利要求4所述的电路，其中，参考电压值进一步包括大于第二参考电压值的第三参考电压值，并且其中，控制器被进一步配置为：当第二确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值小于第二参考电压值时，确定在充电操作期间电池电压值是否达到了第二参考电压值，在控制器确定电池电压值达到了第二参考电压值之后开始快速充电开始等待时间，基于比较结果，确定快速充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第三参考电压值以产生第三确定结果，并依据该第三确定结果、在快速充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态，

其中，当第三确定结果指示快速充电开始等待时间期间的电池电压值等于或大于第三参考电压值时，控制器在快速充电开始等待时间之后截止晶体管；并且当第三确定结果指示快速充电开始等待时间期间的电池电压值小于第三参考电压值时，控制器在快速充电开始等待时间之后把充电电流值从第一电流值改变到第二电流值。

6.如权利要求5所述的电路，其中，控制器被进一步配置为：在充电操作期间，在电池电压值达到第三参考电压值之后减小充电电流值，在充电电流值达到低于大于第一电流值且小于第二电流值的参考电流值之后开始充电结束等待时间，基于比较结果，确定充电结束等待时间期间的充电电流值是否等于或大于第一电流值以产生第四确定结果，并依据该第四确定结果、在充电结束等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态，

其中，当第四确定结果指示充电结束等待时间期间的充电电流值小于第一电流值时，控制器在充电结束等待时间之后截止晶体管以停止充电操作；并且当第四确定结果指示充电结束等待时间期间的充电电流值等于或大于第一电流值时，控制器在充电结束等待时间之后截止晶体管以结束充电操作。

7.如权利要求6所述的电路，其中，控制器被进一步配置为：当电池电压值达到低于第三参考电压值时，在再充电操作之前开始再充电开始等待时间并且同时保持晶体管的截止状态，基于比较结果，确定再充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第一参考电压值与第二参考电压值中的至少一个以产生第五确定结果，并依据该第五确定结果、在再充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态，

其中，当第五确定结果指示再充电开始等待时间期间的电池电压值小于第一参考电压值与第二参考电压值中的至少一个时，控制器在再充电开始等待时间之后保持晶体管的截止状态；并且当第五确定结果指示再充电开始等待时间期间的电池电压值等于或大于第一参考电压值与第二参考电压值中的至少一个时，控制器在再充电开始等待时间之后接通晶体管以开始再充电操作。

8.如权利要求7所述的电路，其中，基于在再充电开始等待时间期间获得的电池电压速率来确定第一参考电压值与第二参考电压值中的至少一个。

9.如权利要求7或8所述的电路，进一步包括：

外部信号输入端子，被配置为向控制器输入外部信号，

其中，控制器被进一步配置为：依据该外部信号，确定充电开始等待时间、快速充电开始等待时间、充电结束等待时间以及再充电开始等待时间中至少一个的值。

10.如权利要求7或8所述的电路，进一步包括：

电流负载，被提供在电池连接器端子与地之间，并被配置为当被接通时供给电流，

其中，控制器被进一步配置为控制电流负载的接通状态或断开状态，以便在充电开始等待时间、快速充电开始等待时间、充电结束等待时间以及再充电开始等待时间中的至少一个期间内接通电流负载。

11.如权利要求10所述的电路，进一步包括：

外部信号输入端子，被配置为向控制器输入外部信号，

其中，控制器依据该外部信号来控制电流负载的接通状态或断开状态。

12.如权利要求11所述的电路，其中，控制器被进一步配置为依据由外部信号输入端子输入的外部信号来控制由电流负载供给的电流的值。

13.一种充电装置，用于对被配置为与该充电装置连接的蓄电池进行充电，该充电装置包括：

晶体管，被配置为向蓄电池供给充电电流；

充电控制电路，被配置为控制晶体管的充电操作，同时保持充电电流与电池电压中的至少一个的值恒定，充电控制电路包括：

电池连接器端子，被配置为电连接充电控制电路与蓄电池；

充电电流检测器，被提供在晶体管的漏极与蓄电池之间，并被配置为检测从晶体管向蓄电池供给的充电电流值；

电压比较器，耦接到电池连接器端子，并被配置为：通过检测电池连接器端子上的电压来检测电池电压值，并将该电池电压值与参考电压值进行比较，以产生比较结果，该参考电压值包括第一参考电压值；以及

控制器，耦接到电池连接器端子、充电电流检测器以及电压比较器，并被配置为：在开始充电操作之前截止晶体管，在晶体管被截止之后开始充电开始等待时间并且同时保持晶体管的截止状态，基于比较结果，确定充电开始等待时间期间的电池电压值是否等于或大于第一参考电压值以产生第一确定结果，并依据该第一确定结果、在充电开始等待时间之后控制晶体管的导通状态或截止状态，

其中，当第一确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值小于第一参考电压值时，控制器在充电开始等待时间之后保持晶体管的截止状态；并且当第一确定结果指示充电开始等待时间期间的电池电压值等于或大于第一参考电压值时，控制器在充电开始等待时间之后导通晶体管以开始充电操作。

14.如权利要求13所述的充电装置，其中，充电控制电路进一步包括：

电流负载，被提供在电池连接器端子与地之间，并被配置为当被接通时供给电流，

其中，控制器被进一步配置为控制电流负载的接通状态或断开状态，以便在充电开始等待时间期间接通电流负载。

15.一种检查充电装置与蓄电池之间的电连接的方法，该方法包括：

检测从充电装置向蓄电池供给的充电电流值；

在充电装置中提供的电池连接器端子处检测蓄电池的电池电压值；

获得指示电池电压值是否等于或大于第一参考电压值的第一比较结果；

获得指示电池电压值是否等于或大于比第一参考电压值大的第二参考电压值的第二比较结果；

获得指示电池电压值是否等于或大于比第二参考电压值大的第三参考电压值的第三比较结果；

获得指示充电电流值是否等于或大于参考电流值的第四比较结果；

使用第一比较结果、第二比较结果、第三比较结果以及第四比较结果中的至少一个，在充电装置的充电模式发生改变的等待时间期间检查充电装置与蓄电池之间的电连接，以产生检查结果，该等待时间是包括下述等待时间的多个等待时间中的至少一个：

充电开始等待时间，出现在对充电装置进行复位之后，以确定是否把充电模式从非充电模式改变到预充电模式与快速充电模式中的至少一个模式；

快速充电开始等待时间，出现在电池电压值达到了第二参考电压值之后，以确定是否把充电模式从预充电模式改变到快速充电模式；

充电结束等待时间，出现在充电电流值达到低于参考电流值之后，以确定是否把充电模式从快速充电模式改变到充满电模式；以及

再充电开始等待时间，出现在电池电压值达到低于第三参考电压值之后，以确定是否把充电模式从充满电模式改变到再充电模式。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：

使充电装置在如下的充电模式下操作，依据第一比较结果、第二比较结果、第三比较结果和第四比较结果中的至少一个，在等待时间期间从多个充电模式中选择一充电模式，所述多个充电模式包括：

预充电模式，在该模式中充电装置通过供给具有小于参考电流值的第一电流值的充电电流来对蓄电池进行充电，当第一比较结果与第二比较结果指示电池电压值等于或大于第一参考电压值但却小于第二参考电压值时，选择预充电模式；

快速充电模式，在该模式中充电装置通过供给具有大于参考电流值的第二电流值的充电电流来对蓄电池进行充电，当第二比较结果与第三比较结果指示电池电压值等于或大于第二参考电压值但却小于第三参考电压值时，选择快速充电模式；

充满电模式，在该模式中充电装置保持蓄电池的充满电状态而不供给充电电流，当第四比较结果指示充电电流值低于参考电流值时，选择充满电状态；以及

再充电模式，在该模式中充电装置通过供给具有第二电流值的充电电流来对蓄电池进行充电，当第三比较结果指示电池电压值低于第三参考电压值时，选择再充电模式。

17.如权利要求15或16所述的方法，进一步包括：

当检查结果指示充电装置与蓄电池未电连接或蓄电池未正常操作时，把充电装置的充电模式改变到非充电模式。

18.如权利要求15所述的方法，其中，检查包括：

依据输入到充电装置的外部信号，选择多个等待时间中的至少一个。

19.如权利要求15所述的方法，其中，等待时间具有由输入到充电装置的外部信号所确定的值。

20.如权利要求15所述的方法，进一步包括：

在充电开始等待时间、快速充电开始等待时间以及再充电开始等待时间中的至少一个期间连接电池连接器端子与电流负载。

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