CN101179141A

CN101179141A - 锂电池充电控制方法

Info

Publication number: CN101179141A
Application number: CNA2006101599006A
Authority: CN
Inventors: 许智闵; 苏达成; 陈逸萍; 古政杰; 王瑞良; 黄远昱
Original assignee: Integrated System Solution Corp
Current assignee: Integrated System Solution Corp
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2008-05-14

Abstract

一种锂电池充电控制方法，在锂电池充电过程中，利用一电压侦测电路不断地侦测锂电池的电量，以判断且选择锂电池所需的充电方式，再通过微处理器内的脉波宽度调变功能，将电力调变成合适的定电流或定电压对锂电池充电；通过不断重复侦测锂电池电量、判断、选择充电阶段、对锂电池充电、与预设电压值相比较、再充电，如此直至锂电池充电完成。

Description

锂电池充电控制方法

技术领域

本发明涉及一种锂电池充电方法，特别是一种利用微控制器控制充电的锂电池充电方法。

背景技术

随着目前无线通讯的盛行及科技的趋势，手持式装置轻巧、便利及高机动性之特色，带动了手持式装置的普及与流行。因此，为了适应手持式装置实用便利性的需求，越来越多的有关手持装置充电电池之商机日益崛起。为了达到手持式装置待机时间长而满足使用者需求，大容量的充电电池为一十分重要的必备配件；同时，为了能充分使用充电电池的使用效率，使用一完全充饱的充电电池相对较符合经济效益。然而，如果无法得知电池是否已经充电完成，且无法自动停止充电，很容易会降低电池寿命、损坏电池、或发生危险。因此，如何自动检测电池充电状态以及电池目前电量为一迫切解决之课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的之一在于提供一种锂电池充电控制方法，根据锂电池残余电量的多寡，选择三种不同阶段的充电模式对锂电池进行充电，以达到充电最佳化之目的。

本发明又一目的在于提供一种锂电池充电控制方法，其利用一脉波宽度调变的控制方式调变控制单元的循环周期，可依据不同电池容量的锂电池弹性调变充电单元所提供的电力，使之调变成锂电池充电所需的定电流或定电压。

为了达到上述目的，本发明的一实施例提供一种锂电池充电控制方法，包含：侦测一锂电池的电量；设定多个阶段预设电压，其中包含一定电流阶段预设电压、一定电压阶段预设电压、及一充电完成电压；设定多个保护时间，其中包含一定电流充电保护时间及一定电压充电保护时间；利用一脉波宽度调变讯号将电力调变为一定电流及一定电压；若电量大于定电流阶段预设电压，则于定电流充电保护时间内，利用定电流对锂电池进行充电，直至电量大于定电压阶段预设电压；及于定电压充电保护时间内，利用定电压对锂电池进行充电，直至电量大于充电完成电压。

以下通过具体实施例并配合所示附图详加说明，当更容易了解本发明之目的、技术内容、特点及其所达成之功效。

附图说明

图1为本发明一实施例的锂电池充电控制方法流程图。

图2为图1中的预先充电阶段的详细流程图。

图3为图1中的定电流充电阶段的详细流程图。

图4为图1中的定电压充电阶段的详细流程图。

图中符号说明

S10 步骤：侦测锂电池之电量VBAT

S20 步骤：判断充电应对方式

S30 步骤：选择充电方式

S40 步骤：预先充电阶段

S50 步骤：定电流充电阶段

S60 步骤：定电压充电阶段

S70 步骤：充电完成

S402 步骤：进入预先充电阶段

S404 步骤：设定预先充电保护时间

S406 步骤：对锂电池充电

S408 步骤：判断充电时间是否超过保护时间

S409 步骤：充电错误

S410 步骤：判断VBAT是否大于定电流阶段预设电压

S412 步骤：预先充电阶段完成

S502 步骤：进入定电流充电阶段

S504 步骤：设定定电流充电保护时间

S506 步骤：对锂电池充电

S508 步骤：判断充电时间是否超过保护时间

S509 步骤：充电错误

S510 步骤：判断VBAT是否大于定电压阶段预设电压

S512 步骤：定电流充电阶段完成

S602 步骤：进入定电压充电阶段

S604 步骤：设定定电压充电保护时间

S606 步骤：对锂电池充电

S608 步骤：判断充电时间是否超过保护时间

S609 步骤：充电错误

S610 步骤：判断VBAT是否大于充电完成电压

S612 步骤：定电压充电阶段完成

具体实施方式

以下通过一较佳实施例来说明本发明的锂电池充电控制方法。

请参阅图1，为根据本发明一实施的锂电池充电流程图。于此实施例中，当欲对一手持式装置的锂电池进行充电时，利用一电压侦测电路侦测锂电池目前的电量VBAT(步骤S10)，根据VBAT之大小判断(步骤S20)且选择所需应对的充电方式(步骤S30)，其充电阶段有三：预先充电(Pre-charge)阶段(步骤S40)、定电流充电(ConstantCurrent Charging)阶段(步骤S50)、以及定电压充电(Constant VoltageCharging)阶段(步骤S60)。请继续参考图2，所示为根据图1中之预先充电阶段的详细流程图。若电压侦测电路侦测到VBAT小于使用者所设定的定电流阶段预设电压(voltage of constant current，CCvoltage)，则进入预先充电阶段(步骤S402)，首先，先设定预先充电阶段的预先充电保护时间(pre-charge protect time)(步骤S404)，之后，利用10毫安(mA)的电流量对锂电池进行预先充电的动作(步骤S406)，若在预先充电保护时间内(步骤S408)，电压侦测电路侦测到VBAT小于CC Voltage(步骤S410)，则持续进行预先充电阶段对锂电池充电；反之，若在预先充电保护时间(如：15分钟)内，预先充电阶段将此锂电池充电至VBAT大于CC Voltage，则预先充电阶段完成(步骤S412)；又，若预先充电过程超过预先充电保护时间，则表示此次充电过程发生错误导致充电失败(步骤S409)，而停止充电。

请继续参阅图3，所示为根据图1中的定电流充电阶段的详细流程图。倘若一开始电压侦测电路侦测到VBAT大于CC Voltage，则进入定电流充电阶段(步骤S502)，首先，设定定电流充电保护时间(constant current protect time)(步骤S504)，之后，利用0.5C的定电流(1C＝欲充电之锂电池容量/一小时，假设欲充电之锂电池容量为500mAh，则1C的充电电流相当于500mA)对锂电池进行定电流充电(步骤S506)，其中，定电流是利用微处理器程序内的一脉波宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)讯号以调变控制单元的循环周期(duty cycle)，藉由调变控制单元的循环周期，将电力调变成锂电池充电所需的定电流，若在定电流充电保护时间内(如：90分钟)(步骤S508)，电压侦测电路侦测到VBAT小于定电压阶段预设电压(voltage of constant voltage，CV voltage)(步骤S510)，则持续进行定电流充电；反之，若在定电流充电保护时间内(步骤S508)，定电流充电阶段将此锂电池充电至VBAT大于CV voltage(步骤S510)，则定电流充电阶段完成(步骤S512)，且进入定电压充电阶段；又，若定电流充电过程超过定电流充电保护时间，则表示此次充电过程发生错误导致充电失败(步骤S509)，停止充电。

请继续参阅图4所示为根据图1中之定电压充电阶段的详细流程图。待定电流充电阶段完成之后，即进入定电压充电阶段(步骤S602)：首先，设定定电压充电保护时间(constant voltage protect time)(步骤S604)，尔后，利用4.2伏特之定电压对锂电池进行定电压充电(步骤S606)，其中，此定电压亦利用微处理器程序内的PWM讯号调变控制单元的循环周期，藉由调变控制单元的循环周期将电力调变成锂电池充电所需的定电压，进而进行定电压充电，此时充电电流会慢慢下降，当充电电流降至0.1C时，且在定电压充电保护时间(如：90分钟)(步骤S608)内将锂电池充电至VBAT大于或等于充电完成电压(chargingcomplete voltage)(步骤S610)，则定电压充电阶段完成(步骤S612)；反之，若在定电压充电保护时间内(步骤S608)，VBAT仍未大于充电完成电压(步骤S610)，则持续进行定电压充电(步骤S606)；又，若定电压充电过程超过定电压充电保护时间，则表示此次充电过程发生错误导致充电失败(步骤S609)而停止充电。定电压充电阶段完成即表示锂电池充电完成(如图1中的步骤S70)。

另外，在锂电池充电过程当中，若VBAT大于预设的保护电压(protect voltage)，则表示充电过程中，锂电池被拔出，导致充电失败，此时则停止充电以保护充电系统。

其中，充电三阶段(预先充电阶段、定电流充电阶段、以及定电压充电阶段)之充电保护时间长短系于微处理器之程序内预先设定，可根据不同锂电池之种类特性而作调整，搭配计时电路可于充电过程当中发生错误时，停止充电之动作以保护锂电池。

综合上述，于此实施例中，锂电池充电过程中，电压侦测电路不断地侦测锂电池的电量以判断且选择锂电池所需的充电方式，再通过微处理器内的PWM讯号将电力调变成合适的定电流或定电压对锂电池充电；通过不断重复侦测VBAT、判断、选择充电阶段、对锂电池充电、与预设电压值相比较、再充电，如此直至锂电池充电完成。

以上所述的实施例仅为说明本发明之技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺之人士能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以之限定本发明之专利范围，即大凡依本发明所揭示之精神所作之均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明之专利范围内。

Claims

1.一种锂电池充电控制方法，应用于一手持式装置，其步骤包含：

侦测一锂电池的电量；

设定多个阶段预设电压，其中包含一定电流阶段预设电压、一定电压阶段预设电压、及一充电完成电压；

设定多个保护时间，其中包含一定电流充电保护时间及一定电压充电保护时间；

利用一脉波宽度调变讯号将一电力调变为一定电流及一定电压；

若该电量大于该定电流阶段预设电压，则于该定电流充电保护时间内，利用该定电流对该锂电池进行充电，直至该电量大于该定电压阶段预设电压；及

于该定电压充电保护时间内，利用该定电压对该锂电池进行充电，直至该电量大于该充电完成电压。

2.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，更包含一预先充电步骤，包含：若该侦测步骤所得之该电量小于该定电流阶段预设电压，则设定一预先充电保护时间，且于该预先充电保护时间内对该锂电池充电，直至该电量大于该定电流阶段预设电压。

3.如权利要求2所述的锂电池充电控制方法，更包含若该电量无法于该预先充电保护时间内大于该定电流阶段预设电压，则停止充电。

4.如权利要求2所述的锂电池充电控制方法，其中该预先充电保护时间的长短在于一微处理器的一程序预先设定，可根据该锂电池的种类特性而作调整。

5.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，更包含若该电量无法于该定电流充电保护时间内大于该定电压阶段预设电压，则停止充电。

6.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，更包含若该电量无法于该定电压充电保护时间内大于该充电完成电压，则停止充电。

7.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，其中，该脉波宽度调变讯号通过一微处理器内部的一程序所产生。

8.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，其中该定电流的大小相当于该锂电池容量的一半，即0.5C。

9.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，其中，该定电压的大小为4.2伏特。

10.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，更包含设定一保护电压，当该电量大于该保护电压时则停止充电。

11.如权利要求1所述的锂电池充电控制方法，其中该定电流充电保护时间及该定电压充电保护时间之长短由该微处理器的的程序预先设定，可根据该锂电池的种类特性而作调整。