CN101471581B - 充电保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种充电保护装置，用于在使用一充电器向一电池充电的过程中提供保护。该充电保护装置包括一振荡器、一控制开关、一电容及一电阻。该电容的容量随温度变化而变化，该振荡器、该电容与该电阻构成一振荡电路，该控制开关以该电阻与该电容之间的电压作为其输入，并根据该输入电压确定自身的通断状态。

Description

充电保护装置
技术领域
本发明涉及一种充电保护装置，特别涉及一种在电池充电过程中温度过高或过低时为其提供保护的充电保护装置。
背景技术
充电电池的充电过程必须在适当的温度下进行。在过高或过低的温度下进行充电都可能对电池及充电器造成损害，严重时甚至会发生爆炸事故。因此，有必要在充电电路中设置充电温度保护装置，在温度过高或过低时自动停止充电以保护电池及充电器。
请参阅图1，一现有的充电温度保护装置10由一控制芯片101、一控制开关102及一热敏电阻(Thermistor)103组成。控制芯片101及控制开关102装设在一充电器11或其他充电电路中，该控制开关102与该控制芯片101电性连接，用于控制充电电路的通断。热敏电阻103装设在一电池12中。
充电时，充电器11与一电源(图未示)电性连接，电池12通过该控制开关102与充电器11电性连接，同时该控制芯片101与该热敏电阻103电性连接。控制开关102开启时，充电电路接通，电源可以通过充电器11为电池12充电。当充电过程中电池12的温度产生变化时，热敏电阻103的阻值随之变化，并被控制芯片101所感知。这样，控制芯片101通过监测热敏电阻103的阻值即可监测电池12的温度。当电池12温度过高或过低以致超出设定的安全范围时，控制芯片101即可自动执行保护措施，关闭控制开关102而断开充电电路，以保护电池12和充电器11。
然而，在运算量较大的情况下，控制芯片101往往因自身存储器容量和运算速度等多方面的限制而导致不能及时处理相关指令和数据，暂时出现当机/死机的现象。在此期间控制芯片101无法进行运算及发出指令，从而不能监测电池12的温度，也不能及时地执行温度保护措施。此时，电池12及充电器11很可能因过高或过低的温度而损坏甚至发生事故。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种更加安全及时的充电保护装置。
一种充电保护装置，用于在使用一充电器向一电池充电的过程中提供保护。该充电保护装置包括一振荡器、一控制开关、一电容及一电阻。该电容的容量随温度变化而变化，该振荡器、该电容与该电阻构成一振荡电路，，该控制开关以该电阻与该电容之间的电压作为其输入，并根据该输入电压确定自身的通断状态。
与现有技术相比，本发明提供的充电保护装置不会出现因控制芯片的当机/死机而导致充电温度保护措施失灵的情况，具有更高的安全性，且结构简单，成本低廉。
附图说明
图1为现有充电保护装置的结构框图；
图2为本发明充电保护装置的结构框图。
具体实施方式
请参阅图2，本发明的一个较佳实施例为一种充电保护装置20，其用于在电池充电过程中防止过高或过低的温度对电池及充电器造成损害。该充电保护装置20可以独立设置，也可以装设在现有的充电器或电池中。
该充电保护装置20包括振荡器201、一控制开关202、一电容203及一电阻204。该振荡器201用于产生预定频率的振荡信号。该控制开关202用于控制充电电路的通断，且该控制开关202的通断状态被设定为由其输入电压决定：当输入高电平时该控制开关202为断开状态，当输入低电平时该控制开关202为连通状态。
该电容203为Z5U型电容，特性是其容量受温度影响较大，在温度适中时容量较大，温度过高或过低时容量明显减小。该电容203的一极板与该电阻204电性连接，该电阻204与该振荡器201电性连接；该电容203的另一极板则接地，从而使该振荡器201、该电阻204与该电容203构成一振荡电路。该电阻204与该电容203之间的连接线路上设有一节点X，该控制开关202与该节点X电性连接，以该节点X的电压VX作为该控制开关202的输入电压，根据VX的高低确定控制开关202的通断状态。
使用时，一现有的充电器21通过该控制开关202与一现有的电池22电性连接，然后将该充电器21连上电源(图未示)，并将该充电保护装置20置于便于感测周围环境温度变化的位置，即可通过该充电器21及该充电保护装置20对该电池22进行充电，且能够通过控制开关202的通断来维持或结束充电过程。
充电过程中，振荡器201持续地产生振荡信号，与电阻204及电容203构成振荡电路。可以理解，该振荡信号的能量来源可以是上述的充电电源，也可以是另外设置的专供振荡器201使用的电源。根据振荡电路的原理得知，若振荡器201输出的振荡信号的频率为ω，电容203的容量为C，电阻204的阻值为R，则节点X处输出的电压(亦即该电容203与该电阻204连接的一极板的电压)VX的值可以按照如下公式计算：
VX＝(1/jωC)/[R+(1/jωC)]＝1/(1+jωCR)。
可以看出，当电容203的容量C越大，则VX越低；反之，当电容203的容量C越小，则VX越高。
由于Z5U型电容本身的特性，当温度过高或过低时，电容203的容量C都会有明显的减小。因此，当温度过高或过低时，C的值都会减小而导致VX升高，而温度适中时C值较大，VX较低。利用上述原理，将温度过高或过低时输出的较高的VX设定为高电平，将温度适中时输出的较高的VX设定为低电平。这样，因为控制开关202以VX作为其输入，故该控制开关202可以在温度过高或过低时因输入高电平而断开，在温度适中时因输入低电平而连通。通过上述方法，即可通过该充电保护装置20实现在温度适中时正常充电，而在温度过高或过低时自动停止充电的目的。
显然，VX在不同温度下的输出应该属于高电平还是低电平的标准并不是固定的，温度范围可以根据具体需要而设定。一般来说，对于Z5U型的电容203，可以设定当温度高于60℃或低于0℃时输出的VX为高电平，设定当温度处于0℃-60℃之间时输出的VX为低电平，亦即令该充电保护装置20的控制开关202在温度处于0℃-60℃时连通而对电池22维持正常充电，在温度高于60℃或低于0℃时断开而自动停止充电，即可满足大多数场合对安全性的要求。当然，为了使该充电保护装置20能够适用于更多不同的充电温度范围，电容203也可以更换为其他型号的电容，只要该电容203的容量能够随温度变化而变化即可。不同型号的电容203的容量分别在不同的温度范围内发生明显变化，根据各种不同型号的电容203的容量随温度变化的特性，可以分别确定多种由该充电保护装置20控制的充电温度范围。
可以理解，与现有技术相比，本发明提供的充电保护装置20无须使用控制芯片，从而避免了因控制芯片出现当机/死机致使充电保护功能无法正常实现的情况，不易发生故障。另外，该充电保护装置20结构简单，便于制造，成本低廉。

Claims (8)

1.一种充电保护装置，用于在使用一充电器向一电池充电的过程中提供保护，其特征在于：该充电保护装置包括一振荡器、一控制开关、一电容及一电阻；该电容的容量随温度变化而变化，该振荡器、该电容与该电阻构成一振荡电路，该控制开关以该电阻与该电容之间的电压作为其输入，并根据该输入电压确定自身的通断状态。
2.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：该控制开关的通断控制该充电器向该电池的充电过程。
3.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：该控制开关输入高电平时为断开状态，输入低电平时为连通状态。
4.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：该电容的一极板与该电阻电性连接，该电阻与该振荡器电性连接；该电容的另一极板接地。
5.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：该电容为Z5U型电容。
6.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：当温度高于60℃或低于0℃时该电阻与该电容之间的电压为高电平，当温度处于0℃-60℃之间时该电阻与该电容之间的电压为低电平。
7.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：该充电保护装置装设在该充电器内。
8.如权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于：该充电保护装置装设在该电池内。
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