CN101471461B - 充电方法及充电器 - Google Patents

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Abstract

一种用于充电电池的充电方法，该电池具有检测单元和规格，该方法包括：使用控制单元接收该电池的瞬时电压值和瞬时电流值，并进行控制，以使供电单元向该电池输出充电电压和充电电流，该充电电压是连续上升的值，该充电电流值是定值；当判断该充电电压上升到标准充电电压值时，继续使该充电电压上升，直到达到最高充电电压值为止；当判断该充电电流下降到等于或低于第一电流值时，使该供电单元改为用该标准充电电压值对该电池充电，直到目前的充电电流下降到等于或低于第二预定电流值时终止充电。

Description

充电方法及充电器
技术领域
本发明涉及一种充电方法及充电器，特别涉及一种在定电压充电模式时，通过将充电电压提高一段时间，而能够在短时间内提供最大电力补充的充电方法及充电器。
背景技术
如图1所示，图上方的曲线为充电电压，下方的曲线为充电电流，目前对充电电池进行充电时，其充电过程通常采用两阶段模式，第一阶段为定电流模式(CC mode)，充电时提供充电电压及充电电流，该充电电压是连续上升的值，该充电电流值是定值，当充电电压上升到达到充电电池的标准充电电压值时，接着会进入第二阶段的定电压模式(CV mode)，此时充电电流会逐渐下降，而充电电池在这段定电压充电模式(CV mode)下，需要花费较长的充电时间，而且越接近充电结束时，对于充电电池本身的电力容量贡献就越少，以致于需要花费较长的时间等待，才能获得满足使用者所需的电力容量，这对于经常出差、旅行且急需用电的使用者而言，需要花费长时间等待充电无疑是相当不便的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在短时间内提供最大电力补充的充电方法。
本发明的另一目的在于提供一种应用该充电方法来对电池充电的充电器。
该充电方法适用于充电电池，该电池具有检测单元与规格，该规格包括电池容量、单位时间内的放电电流值、标准充电电压值，以及最高充电电压值，该检测单元用于输出瞬时电压值与瞬时电流值。
该方法的特征在于包括以下步骤：
使用控制单元接收该瞬时电压值和该瞬时电流值，该控制单元进行控制，以使供电单元对该电池输出充电电压和充电电流，该充电电压是连续上升的值，该充电电流值是定值，且不大于该单位时间内的放电电流值。
所述控制单元还内建有第一运算式及一第二运算式，所述第一运算式为：将所述供电单元所输出的所述充电电压与所述检测单元所输出的所述瞬时电压值的电压差值除以所述检测单元所输出的所述瞬时电流，计算后得到所述电池的内阻值；所述第二运算式为：所述电压差值除以所述电池的内阻值，计算后得到第一电流值。
当判断该充电电压上升到该标准充电电压值时，继续使该充电电压上升直到达到最高充电电压值。
当判断该充电电流下降到等于或低于第一电流值时，使该供电单元改为用该标准充电电压值对该电池充电，直到目前的充电电流下降到等于或低于第二预定电流值时终止充电为止，其中，该第一电流值小于该单位时间内的放电电流值，该第二预定电流值小于该第一电流值。
本发明还提供了一种充电器，适用于内建有检测单元的充电电池，所述电池具有规格，所述规格包括电池容量、单位时间内的放电电流值、标准充电电压值，以及最高充电电压值，所述检测单元用于输出所述电池的瞬时电压值与瞬时电流值，所述充电器的特征在于：
所述充电器包括供电单元和控制单元，所述供电单元用于将充电电压和充电电流输出到所述电池；
所述控制单元与所述供电单元电连接，并且内建有所述电池的所述规格及一第一运算式，所述控制单元根据所述电池的所述数据与所述检测单元所输出的电压值及电流值，使所述供电单元的充电电压与充电电流以对应的第一模式、第二模式以及第三模式来对所述电池充电；
所述第一运算式为：将所述供电单元所输出的所述充电电压值与所述检测单元所输出的所述瞬时电压值相减得电压差值，将所述电压差值除以所述瞬时电流，计算后得到所述电池的所述内阻值；
所述供电单元的第一模式用于使所述充电电压为连续上升值，使所述充电电流为定值且不大于所述单位时间内的放电电流值，所述第二模式用于使所述充电电压上升到达到所述最高充电电压值，所述第三模式用于使所述充电电压以所述标准充电电压值对所述电池充电；
所述第一模式在所述供电单元开始进行充电时启动，所述第二模式在所述供电单元所输出的充电电压值上升到所述标准充电电压值时启动；
所述第二运算式为：所述电压差值除以所述电池的内阻值，计算后得到所述第一电流值，所述电压差是该供电单元所输出的该充电电压值与该检测单元所输出的该实时电压值的差值；
所述第三模式在所述电池的充电电流下降到第一电流值时启动，所述第一电流值小于所述单位时间内的放电电流值。
本发明的有益效果在于：由于该控制单元将充电电压值提升到最高充电电压值进行充电，所以能够延长充电电流维持在较高水平的时间，当电池在获得大电力补充的效果提升时，进而就能在较短的充电时间内，达到满足使用者所需电力容量的使用功能。
附图说明
图1是用于说明以往采用两个阶段完成的充电方法，以及该方法所形成的充电电压曲线与充电电流曲线的示意图；
图2是用于说明本发明的充电方法的优选实施例的流程图；
图3是用于说明上述优选实施例中，包括检测单元及保护电路的电池内部电路的电路图；
图4是用于说明上述优选实施例中，包括控制单元及供电单元的充电器电路的电路图；
图5是用于说明采用三个阶段完成充电的上述优选实施例，以及所形成的充电电压曲线与充电电流曲线的示意图；以及
图6是用于说明本发明与以往充电方法相比较，本发明能在较短的1.15小时内补充比以往还多的电力的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
如图2、3、4、5所示，本发明充电方法的优选实施例适用于充电电池20，电池20具有检测单元21和规格，该规格包括电池容量(mAh)、单位时间内的放电电流值(mA/h)、标准充电电压值Vnorm以及最高充电电压值Vmax，检测单元21用于输出瞬时电压值Vcell和瞬时电流值Icell，检测单元21所输出的瞬时电压值Vcell是指电池20内的充电元件Cell的两端，而非经过该检测单元21、保护电路22连接到外部的两个充电端Pake+、Pake-，电池20在本实施例中是采用锂电池，该锂电池的电池容量为1320mAh、单位时间内的放电电流值为1320mA、标准充电电压值为4200mV、最高充电电压值为4250mV。
本发明的充电方法包括以下步骤：
在步骤40，使用控制单元31接收瞬时电压值Vcell和瞬时电流值Icell，控制单元31进行控制，以使供电单元32向电池20输出充电电压Vcharge和充电电流Icharge，该充电电压Vcharge是连续上升的值，该充电电流Icharge是定值，且不大于该单位时间内的放电电流值(1320mA)。
在本实施例中，充电电流Icharge等于该单位时间内的放电电流值(1320mA)，单位时间内的放电电流值以小时为单位，控制单元31与供电单元32是组成充电器30，并内建有电池20的规格，例如电池容量、单位时间内的放电电流值、标准充电电压值，以及最高充电电压值，供电单元32所输出的充电电压Vcharge值与充电电流Icharge值是受控于控制单元31。
在步骤50，当判断该充电电压Vcharge上升到该标准充电电压值Vnorm时，继续使该充电电压Vcharge上升，直到达到最高充电电压值Vmax为止。
在步骤51，使用控制单元31内建的第一运算式计算得到电池20的内阻RS值，该第一运算式为：将供电单元32所输出的充电电压Vcharge与检测单元21所输出的瞬时电压值Vcell的电压差值ΔV除以检测单元21所输出的瞬时电流Icell，计算后得到电池20的内阻RS值，内阻RS在本实施例中主要是由保险丝F1、电阻R1，及二电晶体Q1、Q2所构成，第一运算式为：
RS＝ΔV÷Icell
其中ΔV＝Vcharge-Vcell
在步骤60，当判断该充电电流Icharge下降到等于或低于第一电流值I1时，使该供电单元32改为用该标准充电电压值Vnorm对该电池20充电，直到目前的充电电流Icharge下降到不大于第二预定电流值I2时终止充电，该第一电流值I1小于单位时间内的放电电流值，第二预定电流值I2小于第一电流值I1。
在本实施例中，使用控制单元31来判断电池20的充电电流Icharge下降到等与或低于该第一电流值I1，通过先前计算出的内阻RS值与内建于控制单元31的第二运算式做计算，得到第一电流值I1，该第二运算式将电压差值ΔV除以电池20的内阻RS值，计算后得到第一电流值I1，第二运算式为：
I1＝ΔV÷RS
其中ΔV＝Vcharge-Vcell
此外，第二预定电流值I2是内建于该控制单元31中的定值，在本实施例中第二预定电流I2值是单位时间内的放电电流值(1320mA)的二十分之一，也就是66mA。
如图5所示，借此，由于步骤50将该充电电压Vcharge提升到最高充电电压值Vmax进行充电，所以能够延长充电电流Icharge维持在较高水平的时间，也就是以较大的电力补充入电池20内，因此，当电池20在获得大电力补充的效果提升时，进而就能在较短的充电时间内，达到满足使用者所需电力容量的使用功能。
从图6中将以往的充电电流Icharge曲线(虚线表示)与本发明的充电电流Icharge曲线(实线表示)比较后可清楚发现，当充电到1.15小时的时候，将充电电流Icharge曲线对时间做积分，就可以发现本案所达到的充电容量会比以往的充电容量还多出4％，所以对于经常需要出差、旅行且急需用电的使用者而言，无疑地能在较短时间内获得最大的电力补充，不需要花费长时间的等待，进而达到本发明能够在短时间内提供最大电力补充的使用目的。
如图3、4、5所示，本发明的充电器30如前所述包括供电单元32和控制单元31，控制单元31根据电池20的规格与瞬时电压值Vcell和瞬时电流值Icell进行运作，进一步使该供电单元32的充电电压Vcharge与充电电流Icharge以对应的第一模式、第二模式、第三模式来对电池20充电，充电器30的结构如前所述不再赘述，其充电功能在本实施例中，第一模式是指前述步骤40中对应于图5所示的第一阶段的充电方式，第二模式是指前述步骤50中对应于图5所示的第二阶段的充电方式，第三模式是指前述步骤60中对应于图5所示的第三阶段的充电方式，通过充电器30检测电池20目前的充电状态，再通过相应的第一、二、三模式进行充电，就可以达到短时间内向电池20提供最大电力补充使用的功能。

Claims (6)

1.一种用于充电电池的充电方法，所述电池具有检测单元与规格，所述规格包括电池容量、单位时间内的放电电流值、标准充电电压值，以及最高充电电压值，所述检测单元用于输出瞬时电压值与瞬时电流值，所述方法的特征在于包括以下步骤：
使用控制单元接收所述瞬时电压值和所述瞬时电流值，所述控制单元进行控制，以使供电单元向所述电池输出充电电压和充电电流，所述充电电压是连续上升的值，所述充电电流值是定值，且不大于所述单位时间内的放电电流值；
所述控制单元还内建有第一运算式及一第二运算式，所述第一运算式为：将所述供电单元所输出的所述充电电压与所述检测单元所输出的所述瞬时电压值的电压差值除以所述检测单元所输出的所述瞬时电流，计算后得到所述电池的内阻值；所述第二运算式为：所述电压差值除以所述电池的内阻值，计算后得到第一电流值；
当判断所述充电电压上升到所述标准充电电压值时，继续使所述充电电压上升直到达到所述最高充电电压值；以及
当判断所述充电电流下降到等于或低于第一电流值时，使所述供电单元改为用所述标准充电电压值对所述电池充电，直到目前的充电电流下降到等于或低于第二预定电流值时终止充电为止，其中，所述第一电流值小于所述单位时间内的放电电流值，所述第二预定电流值小于所述第一电流值。
2.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述控制单元内建有所述电池的所述规格。
3.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述控制单元还内建有所述第二预定电流值，所述第二预定电流值是所述单位时间内的放电电流值的二十分之一。
4.一种充电器，适用于内建有检测单元的充电电池，所述电池具有规格，所述规格包括电池容量、单位时间内的放电电流值、标准充电电压值，以及最高充电电压值，所述检测单元用于输出所述电池的瞬时电压值与瞬时电流值，所述充电器的特征在于：
所述充电器包括供电单元和控制单元，所述供电单元用于将充电电压和充电电流输出到所述电池；
所述控制单元与所述供电单元电连接，并且内建有所述电池的所述规格及一第一运算式，所述控制单元根据所述电池的所述数据与所述检测单元所输出的电压值及电流值，使所述供电单元的充电电压与充电电流以对应的第一模式、第二模式以及第三模式来对所述电池充电；
所述第一运算式为：将所述供电单元所输出的所述充电电压值与所述检测单元所输出的所述瞬时电压值相减得电压差值，将所述电压差值除以所述瞬时电流，计算后得到所述电池的所述内阻值；
所述供电单元的第一模式用于使所述充电电压为连续上升值，使所述充电电流为定值且不大于所述单位时间内的放电电流值，所述第二模式用于使所述充电电压上升到达到所述最高充电电压值，所述第三模式用于使所述充电电压以所述标准充电电压值对所述电池充电；
所述第一模式在所述供电单元开始进行充电时启动，所述第二模式在所述供电单元所输出的充电电压值上升到所述标准充电电压值时启动；
所述第二运算式为：所述电压差值除以所述电池的内阻值，计算后得到所述第一电流值，所述电压差是该供电单元所输出的该充电电压值与该检测单元所输出的该实时电压值的差值；
所述第三模式在所述电池的充电电流下降到第一电流值时启动，所述第一电流值小于所述单位时间内的放电电流值。
5.如权利要求4所述的充电器，其特征在于：所述控制单元还内建有第二预定电流值，所述控制单元用于使所述供电单元在所述充电电流下降到不大于所述第二预定电流值时终止充电，所述第二预定电流值小于所述第一电流值。
6.如权利要求4所述的充电器，其特征在于：所述第二预定电流值是所述单位时间内的放电电流值的二十分之一。
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