CN101083402B - 可充电电池的充电方法和用于可充电电池的保护电路 - Google Patents

Abstract

一种可充电电池的充电方法和一种用于该可充电电池的保护电路。通过感应裸电池的电压该保护电路感知该电池是否充电，改变充电场效应晶体管栅电极和源电极之间施加的直流电压，该充电场效应晶体管在裸电池一端和充电器一端之间串联连接，和将从充电场效应晶体管源电极到漏电极的电流值控制在低水平，由此保持电池的低充电速率。

Description

可充电电池的充电方法和用于可充电电池的保护电路 

根据35U.S.C.§119，本申请要求较早于2006年5月8日在韩国知识产权局提交并获得的正式序列号为No.10-2006-0041175的申请METHOD OFCHARGING RECHARGEABLE BATTERY AND PROTECTION CIRCUITFOR RECHARCHEABLE BATTERY的所有权益，通过引用并入这里。 

技术领域

本发明涉及一种可充电电池的充电方法和用于该可充电电池的保护电路，以及更具体地讲涉及一种能够通过在充电初始阶段限制通过充电器输入的电流量的预充电方法和用于该可充电电池的保护电路。 

背景技术

在可充电电池(例如锂离子电池)的使用过程中，基于电池的充电状态执行可充电电池的充电和放电步骤。因为能量被储存在电池中，因此如果发生例如内部短路的问题，则由于在短时间内释放储存的能量而可能发生起火或爆炸。特别是，在锂可充电电池的情况下，迫切需要增加安全性，因为锂可充电电池的能量密度很高并且用于锂可充电电池的非水电解质是易燃的。 

作为用于改善安全性的设备，可以使用通过监视温度变化来断开电流的正温度系数热敏电阻或者使用双金属的断路器，或者使用通过监视内部压力变化来防止爆炸的安全孔等等，并且通常在充电器或电池自身中安装阻止过充电的保护电路。 

目前可充电电池的保护电路典型地由以下构成：裸电池单元；充电场效应晶体管(在下文中称为″″FET″)，它与裸电池单元串联并且在过充电和过放电的情况下关断；放电场效应晶体管；保险丝，当内部温度超过特定值时切断电路；感测裸电池单元电流的传感寄存器；主控制电路，通过整合来自裸电池单元和传感寄存器的电信号来生成各种控制信号；第一保护电路，接通或关断充电FET或放电FET；通过主控制电路连接到保险丝的第二保护电路，接通或关断防止短路的FET。所有的组成元件都置于单个电池组中。外部充 电器可以对可充电电池充电，并且当可充电电池放电时外部驱动负载可以连接到该电池。 

在目前可充电电池的保护电路中，当裸电池单元过充电时，传感寄存器感测过充电状态并且向主控制电路输出特定的电信号。该主控制电路向第一保护电路输出控制信号。然后第一保护电路通过向充电FET的栅电极输出低信号而关断充电FET，从而停止电池的充电。 

在裸电池单元过放电的情况下，通过与上述类似的控制途径，通过关断放电FET来停止电池的放电。 

在可充电电池内部温度由于出现异常状态(如内部短路)而升高的情况下，通过激活连接到温度敏感保险丝的第二保护电路，防止可充电电池的起火和爆炸。当温度升高到一定水平时，温度敏感保险丝可以熔断，从而切断流入该电路的电流。 

同时，在充电的初始阶段充电器通常提供恒定充电电流，而在充电的稍后期间提供恒定电压。对于锂可充电电池，如果在充电的初始阶段提供恒定充电电流，则由于电流值将升高到超过适当水平，因此电池内部的负电极活性物质的内部结构可能会遭受破坏，从而可能缩短电池的使用寿命。为了解决这些问题，在充电的初始阶段，关断充电FET，并且在分流电路中安装预充电FET和正温度系数热敏电阻器来引导(induce)充电电流。并且通过正温度系数热敏电阻器的电阻来将流经预充电FET的充电电流限制在一个范围内，使得充电电流不会不利地影响可充电电池电极结构。 

在经过一定时间之后或者当可充电电池裸电池单元的电压达到一定水平时，通过调整栅电压来关断预充电FET和接通充电FET，从而引导充电电流。 

然而在目前的保护电路中，正温度系数热敏电阻器和分流电路的预充电FET的成本较高，由此增加了保护电路板的成本和可充电电池的制造成本。 

发明内容

因此本发明的一个目的是改善可充电电池的充电方法和改善用于该可充电电池的保护电路。 

本发明的另一个目的是提供一种可充电电池的充电方法和一种用于该可充电电池的保护电路，其能够在不使用目前保护电路中的预充电FET和支路电路中的正温度系数热敏电阻下而将起始充电电流控制在低水平。

为了获得上述特征，根据本发明的可充电电池充电方法包括通过感应裸电池的电压经过保护电路来感知电池是否在充电，通过保护电路在充电FET的栅电极和源电极之间施加变化的直流电压，充电FET安装在裸电池一端和串联的充电器一端之间，和将从充电FET的源电极到漏电极流过的电流值控制在低水平，由此保持低充电速率。 

此时，在保持低充电速率的步骤中为了改变充电FET的栅电极和源电极之间施加的直流电压，可以通过控制脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比来改变直流电压。 

在保持低充电速率步骤之后，保护电路可以执行检波电压增加的步骤。当保护电路觉察到裸电池端电压超过某个程度时，通过给充电FET源电极施加比保持低充电速率的步骤中更高的电压，该保护电路执行保持高充电速率的步骤，该步骤允许比在保持低充电速率的步骤中更高的充电电流流过FET。 

做为选择，在保持低充电速率步骤之后，保护电路可以执行感知时间通道的步骤。当保护电路觉察到特定时间的通道时，通过给充电FET源电极施加比保持低充电速率的步骤中更高的电压，该保护电路执行保持高充电速率的步骤，该步骤允许比在保持低充电速率的步骤中更高的充电电流流过FET。 

此时，在保持高充电速率的步骤中，该保护电路通过控制PWM信号的占空比来改变充电FET的栅电极和源电极之间施加的直流电压。 

做为选择，保持低充电速率和感知时间通道步骤之后，该保护通过保护电路的正常充电驱动器给充电FET的栅电极施加″低″信号而打开充电FET来执行正常充电步骤。 

通过控制脉冲的占空比同时通过控制电压的程度可以获得充电速率的控制。 

同时，为了获得上述方面，本发明用于该可充电电池的保护电路与充电FET一起构造，其中充电FET的漏电极与裸电池电连接和充电FET的源电极与充电器电连接。平滑电路过滤信号施加给充电FET的源电极；脉冲发生设备电连接到该平滑电路和周期性提供脉冲给平滑电路；和保护电路电连接到该脉冲发生设备以及配有改变周期性脉冲信号占空比的预充电驱动器。 

该保护电路还包括正常充电驱动器，其电连接到充电FET的栅电极上，或者打开或者关闭充电FET。 

在充电FET栅电极和正常充电驱动器之间可以连接第二二极管以断开朝向充电FET的电流。 

该平滑电路可以包括连接到串联充电FET源电极的第一电阻器，并联连接到第一电阻器的电容，在的脉冲发生设备和充电FET栅电极之间连接的断开从脉冲发生设备到充电FET栅电极的电流的第一二极管，和连接第一电阻器与第一二极管连接的接触点与脉冲发生设备的第二电阻器。 

该充电FET可以制造成P沟道FET。 

在充电FET源电极和栅电极之间可以连接第三电阻器。 

在充电FET第二二极管和栅电极之间可以连接第四电阻器。 

附图说明

根据本发明的一个方面，提供一种可充电电池的充电方法。该可充电电池包括裸电池单元和充电组件，电流可流过该组件来对裸电池单元充电。该方法包括：确定裸电池单元的充电状态；和根据所确定的充电状态，在预充电阶段，将流过充电组件的充电电流控制在第一相对低水平上，而在充电阶段将其控制在第二较高水平上。其中，充电组件包括连接在裸电池单元一端和充电器一端之间的充电场效应晶体管。并且其中，所述控制充电电流的步骤包括：改变施加在充电场效应晶体管的栅电极和源电极之间的直流电压，来控制从充电场效应晶体管的源电极流到漏电极的充电电流量。 

根据本发明的另一方面，提供一种用于可充电电池的保护设备，包括：裸电池单元；充电组件，电流可流过该充电组件来对裸电池单元充电；用于确定裸电池单元的充电状态的装置；和用于控制充电电流的装置，其根据所确定的充电状态，在预充电阶段，将流过充电组件的充电电流控制在第一相对低水平上，而在充电阶段将其控制在第二较高水平上。其中，充电组件包括：充电场效应晶体管，该场效应晶体管的漏电极与裸电池单元电连接，并且该场效应晶体管的源电极与充电器电连接；平滑电路，用于对施加给充电场效应晶体管的源电极的信号滤波；脉冲发生设备，与平滑电路电连接以便向平滑电路周期性地提供脉冲；和与该脉冲发生设备电连接的保护电路，配有用于改变由该脉冲发生设备产生的周期性脉冲信号的占空比的预充电驱动器。 

通过结合附图参照下列详细说明，本发明的更全面的理解及其许多附带优点将变得更明显，并且更好理解，其中相同的附图标记表示相同或相似的 元件，其中： 

图1是说明目前可充电电池的保护电路的方框图； 

图2是说明根据本发明原理的可充电电池的保护电路的主要部分的方框图； 

图3是说明根据本发明原理的该可充电电池的保护电路的方框图； 

图4是根据本发明原理第一实施例的、可充电电池的充电方法的流程图； 

具体实现方式

图5是根据本发明原理第二实施例的、可充电电池的充电方法的流程图；和 

图6是根据本发明原理第三实施例的、可充电电池的充电方法的流程图。 

具体实现方式 

在下文中将参考附图对本发明进行详细描述。 

图1是示意地说明目前可充电电池的保护电路的方框图。 

如图所示，目前可充电电池的保护电路由以下构成：裸电池单元10；与裸电池单元10串联的充电场效应晶体管(在下文中称为″FET″)40，其被接通以便为裸电池单元10充电，或者在过充电和过放电的情况下被关断；用于给裸电池单元10放电的放电场效应晶体管50；用于当内部温度超过预设值时切断电路的保险丝71；用于感测裸电池单元10的电流的传感寄存器80；主控制电路103，通过整合来自裸电池单元10和传感寄存器80的电信号来输出各种控制信号；第一保护电路101，用于接通或者关断充电FET40和放电FET50；和通过主控制电路103连接到保险丝71的第二保护电路102，用于确定是否接通或关断防止短路的FET75。所有组成元件被构造在单个电池组中。附图标记20可以代表充电可充电电池的充电器，或者代表当可充电电池放电时由电池驱动的外部负载。 

在目前可充电电池的保护电路中，当裸电池单元10过充电时，传感寄存器80感测过充电状态并且向主控制电路103输出特定的电信号。主控制电路103向第一保护电路101输出控制信号。随后，第一保护电路101通过向充电FET40的栅电极施加低信号来关断充电FET40，从而停止电池的充电。 

在裸电池单元10过放电的情况下，通过与上述类似的控制途径，通过关断放电FET50来停止电池的放电。 

在可充电电池内部温度由于出现异常状态(如内部短路)而升高的情况下，通过激活连接到温度敏感保险丝71的第二保护电路102，防止可充电电池的起火和爆炸。当温度由于流过温度敏感保险丝71的高电流而升高到一定水平时，温度敏感保险丝可以熔断，从而切断流入该电路的电流。 

同时，在充电的初始阶段充电器20通常提供恒定充电电流，而在充电的稍后期间提供恒定电压。对于锂可充电电池，如果在充电的初始阶段提供恒定充电电流，则由于电流值将升高到超过适当水平，因此电池内部的负电极活性物质的内部结构可能会遭受破坏，从而可能缩短电池的使用寿命。为了解决这些问题，在充电的初始阶段，关断充电FET40，并且在分流电路中安装预充电FET33和正温度系数热敏电阻器31来流通充电电流。由于正温度系数热敏电阻器31具有正温度系数，因此正温度系数热敏电阻器31的电阻值在温度低时较小，并且随着温度升高而增加。因此，流过预充电FET33的电流被正温度系数热敏电阻器31的电阻限制在一个范围内，使得充电电流不会不利地影响可充电电池电极结构。 

在经过一定时间之后或者当可充电电池裸电池单元10的电压达到一定水平时，通过调整预充电FET33的栅电压来关断预充电FET33并且接通充电FET40，从而允许充电电流流过。 

然而在目前的保护电路中，正温度系数热敏电阻器31和分流电路30的预充电FET33的成本较高，由此增加了保护电路板的成本和可充电电池的制造成本。

图2是说明根据本发明原理的示例性实施例的、可充电电池保护电路的主要部分结构的方框图；图3是说明根据本发明原理的示例性实施例的、可充电电池保护电路的结构的方框图。在下文中，当与目前的电池相比较时，共同的部分具有与图1中相同的附图标记。为了解释与本发明有关的实施例，在图2中仅仅描述了连接到第一连接端11和第二连接端21的充电FET130、保护电路200和环绕电路，第一连接端11连接到裸电池单元10，第二连接端21连接到充电器20。这里，裸电池单元10、充电器20和保护电路200共同形成接地部分。 

参考图2，本发明的可充电电池保护电路设备包括充电FET130、平滑电路230、脉冲发生设备240和保护电路200。 

充电FET130的漏电极D与裸电池单元10电连接，并且源电极S与充电器20电连接。根据充电FET130的环绕结构，充电FET130的漏电极D与裸电池单元10的第一连接端11相连，并且充电FET130的源电极S与充电器20的第二连接端21相连。换句话说，充电FET130串联在裸电池单元10的第一连接端11和充电器20的第二连接端21之间。这里，充电FET130可以形成为P沟道FET，并且可以在向栅电极G施加接近0V或负电压的“低”信号时被接通。 

平滑电路230滤波施加给充电FET130源电极S的信号。平滑电路230可以由以下构成：与充电FET130的源电极S串联的第一电阻器R1；与第一电阻器R1并联的电容C1；串联在脉冲发生设备240和充电FET130的栅电极G之间的第一二极管D1，用于中断从脉冲发生设备240流到充电FET130栅电极G的电流；以及连接在节点K与脉冲发生设备240之间的第二电阻器R2，其中节点K是第一二极管D1和第一电阻器R1连接到的节点。该平滑电路230在第二电阻器R2接收从脉冲发生设备240提供的脉冲宽度调制(PWM)信号，并且通过第一电阻器R1和电容C1滤波该信号。因此，平滑电路230将交流电压(由脉冲发生设备240生成的周期性交流信号)从PWM信号中滤掉，从而将该PWM信号转换为直流电压，并且向充电FET130的源电极S施加该转化的直流电压。 

脉冲发生设备240电连接到平滑电路230以周期性地提供脉冲。该脉冲发生设备240可以与保护电路200一起集成地形成，并且给平滑电路230提供脉冲宽度调制(PWM)信号。

保护电路200还可以包括与脉冲发生设备240电连接的预充电驱动器210。保护电路200的预充电驱动器210可以通过控制PWM信号的占空比来改变脉冲发生设备240产生的PWM信号的脉冲发生周期。占空比被定义为在一个周期中信号的正部分的时间段与整个周期的时间段之比。大量的端子安装在保护电路200中，并且它们与裸电池单元10、传感寄存器80、放电FET50的栅电极以及与图1中温度保险丝71的断开相关联的防止短路的FET75的栅电极相连。如图3所示，进一步细分保护电路200，保护电路200可以包括：主控制电路103，通过整合来自裸电池单元10和传感寄存器80的电信号来输出各种控制信号；第一保护电路101，利用主控制电路103接通或关断充电FET130和放电FET50；和第二保护电路102，利用主控制电路103接通或关断防止短路的FET75。当防止短路的FET75被接通时，高电流被引导到保险丝71从而融化保险丝71。当保险丝71融化时，产生开路，从而切断流入电路的电流。主控制电路103、第一保护电路101和第二保护电路102通过保护电路200中的信号线彼此紧密连接。该主控制电路103可以形成作为具有内置程序的微型计算机。该微型计算机还可以包括第一和第二保护电路101和102。这些内置程序可以具有信号生成程序，能够产生由脉冲发生设备240生成的周期信号，即，由脉冲发生设备240生成的PWM信号。这里，主控制电路103中形成的预充电驱动器210可以改变PWM信号的占空比。 

保护电路200的主控制电路103还可以包括正常充电驱动器220，用来接通或关断充电FET130，当正常驱动充电驱动器220驱动第一保护电路101时，正常充电驱动器220电连接到充电FET130的栅电极G。在通过预充电驱动器210给裸电池单元10预充电之后，当正常充电驱动器220返回到正常充电模式时，该正常充电驱动器220通过施加0V或负电压来接通充电FET130。因此，可以用正常电流充电裸电池单元10。 

可以在充电FET130的源电极S和栅电极G之间连接第三电阻器R3。该第三电阻器R3保持源电极S和栅电极G之间的电压差。因此，能够匹配源电极S和栅电极G之间的初始电流。 

通过连接在充电FET130栅电极G和正常充电驱动器220之间的第二二极管D2，断开从保护电路200的正常充电驱动器220到充电FET130的电流。该第二二极管D2通过阻止电流从正常充电驱动器220进入充电FET130的 栅电极G，防止了正常充电驱动器220的工作失常。 

在第二二极管D2和充电FET130的栅电极G之间可以连接第四电阻器R4。该第四电阻器R4致使FET130栅电极G变得对由正常充电驱动器220提供的接近0V或服电压的“低”信号的响应不敏感。 

根据具有上述结构的可充电电池保护电路，当脉冲发生设备240施加PWM信号给充电FET130，并且充电FET130的栅电极G和源电极S之间的电压Vgs变为0V时，电流不供应到充电FET130的源电极S和栅电极G中，因此，流过充电FET130的电流收敛到0，并且充电FET130被关断。此外，当正常充电驱动器220保持高信号并因此充电FET130未被关断时，充电FET130的源电极S的直流电压Vs受到预充电驱动器210控制，其中预充电驱动器210控制由脉冲发生设备240产生的PWM信号的占空比。该直流电压Vs控制方法通过平滑电路230的滤波交流电压的功能，将脉冲发生设备240产生的PWM信号转换为直流电压。这里，当预充电驱动器210控制PWM信号占空比时，该直流电压Vs作为占空比的函数变化。因此，当栅电极G和源电极S之间的电势差改变时，从源电极S流到漏电极D的电流响应于栅电极G和源电极S改变的电压值而改变。也就是说，通过减小施加给源电极S的直流电压Vg的值，低电流可以从源电极S流到漏电极D。因此，当从源电极S流到漏电极D的电流低于正常充电的电流时可以预充电裸电池单元10。 

图4说明根据本发明原理第一实施例的可充电电池的充电过程的流程图；该可充电电池的充电过程可以包括检测充电步骤(S10)和保持低充电速率步骤(S20)。 

在检测充电步骤(S10)中，保护电路200通过感测裸电池单元10的端电压来检测是否获得初始充电。通过用内置在保护电路200中的电压比较器(未示出)测量裸电池单元10的端电压，来执行感测裸电池单元10端电压的方法。或者，可以通过感测裸电池单元10的阻抗来检测是否获得初始充电。 

在保持低充电速率(S20)的步骤中，保护电路200通过调整施加在充电FET130的栅电极G和源电极S之间的直流电压，将从充电FET130的源电极S流到漏电极D的电流的量控制在一个低水平，其中充电FET130串联在裸电池单元10和充电器20之间。 

在经历检测充电的步骤(S10)和保持低充电速率的步骤(S20)之后，不需要 安装预充电FET33或正温度系数热敏电阻31，而在目前的支路电路中安装预充电FET33或正温度系数热敏电阻31以便当给裸电池单元10充电时保持低电流，因此，这能够降低装在电路上的部件数目。 

在保持低充电速率(S20)的步骤中，有多种方法来控制在栅电极G和源电极S之间施加的直流电压。这里，在改变分别施加到充电FET130栅电极G和源电极S的直流电压以保持低充电速率的情况下，可以通过控制PWM信号(其中交流电压被滤掉并且将经滤波的信号施加到充电FET130)的占空比来更精确地控制分别施加到充电FET130栅电极G和源电极S的直流电压。在上述设备的实施例描述中，脉冲发生设备240产生具有最大值接近12.6V的脉冲。因此，当该占空比是70％时，接近8V的电压施加给源电极S，因此对应于8V的电流值从源电极S流到漏电极D。因此，如果通过控制占空比来控制直流电压，则可以更精确地控制从源电极S流到漏电极D的电流。 

在保持低充电速率的步骤(S20)之后，可以执行检测电压增加的步骤(S30)和保持高充电速率的步骤(S40)。 

在检测电压增加的步骤(S30)中，保护电路200感测裸电池单元10的正电极和负电极之间的端电压是否超过一定水平。 

在保持高充电速率的步骤(S40)中，保护电路200使流过充电FET130的电流量超过在保持低充电速率的步骤(S20)中流过充电FET130的电流量，这是通过给充电FET130的源电极S施加相对较高的直流电压Vs来实现的。这里，通过施加PWM信号(其中滤掉了交流电压)给充电FET130的源电极S，以及通过控制PWM信号的占空比为95％，将从充电FET130源电极S流到漏电极D的电流量增加到足够正常充电的电流量，从而执行改变施加在充电FET130的源电极S到漏电极之间的直流电压的方法。这里，通过平滑电路230的滤波功能可以将该PWM信号转换成直流电压。 

因此，在本发明的第一实施例中，通过执行步骤S10到S40，裸电池单元10首先与充电器20相连，并且通过预充电步骤(S20)用小电流来给裸电池单元10充电而受到保护，并且当裸电池单元10的电压上升到一定水平以上时，通过保持高充电速率的步骤(S30)而获得正常充电。 

做为选择，在本发明的第二实施例中，在保持低充电速率的步骤(S20)之后，可以如图5所示执行感测时间经过(passage)的步骤(S130)和保持高充电速率的步骤(S140)。

在感测时间经过的步骤(S130)中，保护电路200感测在通过初始预充电给裸电池单元10充电之后经过了一定时间。 

在感测时间经过的步骤(S130)之后执行保持高充电速率的步骤(S140)。在保持高充电速率的步骤(S140)中，保护电路200使流过充电FET130的电流量超过在保持低充电速率的步骤(S20)中流过充电FET130的电流量，这是通过给充电FET130的源电极S施加相对较高的直流电压来实现的，该较高的直流电压比在保持低充电速率的步骤中的直流电压高。保持高充电速率的这个步骤(S140)与第一实施例中描述的保持高充电速率的步骤(S40)相同，因此在此省略对其的描述。 

通过经历感知时间经过的步骤(S130)和保持高充电速率的步骤(S140)，从充电FET130源电极S流到漏电极D的电流量被限制到许可的充电量，因为保护电路200基于从裸电池单元10与第一连接端11连接时起经过的时间，来确定何时由于裸电池单元10和第一连接端11之间的不良连接出现过量的电流。因此，该裸电池不会由于过量的电流而受损同时保护电路200也不会损坏。 

或者，在本发明的第三实施例中，在保持低充电速率的步骤(S20)之后，可以如图6所示执行感测时间经过的步骤(S230)和正常充电的步骤(S240)。 

在感测时间经过的步骤中，保护电路200通过置入保护电路200中的程序来感测在裸电池单元10预充电之后经过了一定时间。 

在正常充电的步骤中，正常充电驱动器220通过利用置入到保护电路200中的程序给充电FET130的栅电极G施加0V或负电压的低信号，来接通充电FET130。当通过正常充电驱动器220接通充电FET130时，足够正常充电的电流量流过，因此裸电池单元10正常充电。 

根据本发明，通过执行用于防止电池寿命缩短的预充电，而不需要在分流电路中安装预充电FET或正温度系数热敏电阻器，从而可以减少可充电电池或可充电电池保护电路的制造成本。

Claims (13)

1.一种可充电电池的充电方法，该可充电电池包括裸电池单元和充电组件，电流可流过该组件来对裸电池单元充电，该方法包括：

确定裸电池单元的充电状态；和

根据所确定的充电状态，在预充电阶段，将流过充电组件的充电电流控制在第一相对低水平上，而在充电阶段将其控制在第二较高水平上，

其中，充电组件包括连接在裸电池单元一端和充电器一端之间的充电场效应晶体管，并且

其中，所述控制充电电流的步骤包括：改变施加在充电场效应晶体管的栅电极和源电极之间的直流电压，来控制从充电场效应晶体管的源电极流到漏电极的充电电流量。

2.根据权利要求1所述的可充电电池的充电方法，还包括：

检测裸电池单元的电压增加来确定裸电池单元的端电压是否超过阈值电平；和

在端电压超过阈值电平的情况下，将充电电流切换到第二较高水平。

3.根据权利要求1的可充电电池的充电方法，还包括：

在第一相对低水平上经过预定时间段之后，将充电电流切换到第二较高水平。

4.根据权利要求1所述的可充电电池的充电方法，包括：通过控制脉冲宽度调制信号的占空比、滤除脉冲宽度调制信号中的交流电压并且将滤除了该交流电压的脉冲宽度调制信号施加给充电场效应晶体管的源电极，来改变充电场效应晶体管栅电极和源电极之间施加的直流电压。

5.根据权利要求1或4所述的可充电电池的充电方法，包括：

通过在充电场效应晶体管的栅电极和源电极之间施加相对高的电压以引导更多充电电流流过该充电场效应晶体管，来将充电电流保持在第二较高水平上，流过该充电场效应晶体管的充电电流比第一相对低水平时的充电电流要多，并且施加到充电场效应晶体管的栅电极和源电极之间的该相对高的电压比施加来提供第一相对低水平的充电电流时的电压要高。

6.根据权利要求5所述的可充电电池的充电方法，

其中，将充电电流控制在第二较高水平上包括：由正常充电驱动器通过向充电场效应晶体管的栅电极施加低信号来接通充电场效应晶体管，从而对裸电池单元正常充电。

7.一种用于可充电电池的保护设备，包括：

裸电池单元；

充电组件，电流可流过该充电组件来对裸电池单元充电；

用于确定裸电池单元的充电状态的装置；和

用于控制充电电流的装置，其根据所确定的充电状态，在预充电阶段，将流过充电组件的充电电流控制在第一相对低水平上，而在充电阶段将其控制在第二较高水平上，

其中，充电组件包括：

充电场效应晶体管，该场效应晶体管的漏电极与裸电池单元电连接，并且该场效应晶体管的源电极与充电器电连接；

平滑电路，用于对施加给充电场效应晶体管的源电极的信号滤波；

脉冲发生设备，与平滑电路电连接以便向平滑电路周期性地提供脉冲；和

与该脉冲发生设备电连接的保护电路，配有用于改变由该脉冲发生设备产生的周期性脉冲信号的占空比的预充电驱动器。

8.根据权利要求7所述的用于可充电电池的保护设备，其中保护电路包括电连接到充电场效应晶体管栅电极的正常充电驱动器，其接通或者关断该充电场效应晶体管。

9.根据权利要求8所述的用于该可充电电池的保护设备，还包括连接在充电场效应晶体管栅电极和正常充电驱动器之间的第二二极管，用于中断从该正常充电驱动器流到该充电场效应晶体管的电流。

10.根据权利要求9所述的用于该可充电电池的保护设备，包括第四电阻器，其连接在第二二极管和充电场效应晶体管的栅电极之间。

11.根据权利要求7所述的用于该可充电电池的保护设备，其中平滑电路包括：

连接到充电场效应晶体管源电极的第一电阻器；

与第一电阻器并联的电容器；

连接在脉冲发生设备和充电场效应晶体管栅电极之间的第一二极管，用于中断从脉冲发生设备到充电场效应晶体管的电流；和

连接在第一电阻器和第一二极管的连接点与脉冲发生设备之间的第二电阻器。

12.根据权利要求7到11中任一个所述的用于可充电电池的保护设备，其中，充电场效应晶体管包括P沟道场效应晶体管。

13.根据权利要求12所述的用于可充电电池的保护设备，其中在充电场效应晶体管的源电极和栅电极之间连接第三电阻器。

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