CN102904291A - 充电装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充电装置，其至少包括充电状态与保护状态两种工作状态；其包括一电源输入端、一开关单元、一保护单元，该开关单元连接于该电源输入端电与电池之间，该保护单元分别连接该开关单元与电池；该开关单元经导通与截止控制该充电装置在充电状态与保护状态的切换，该保护单元还包括一侦测模块及一比较模块，该侦测模块用于侦测电池电压并输出相对应的侦测电压，该比较模块接收该侦测电压及一参考电压，并将该侦测电压与参考电压作比较，并根据比较结果选择性输出第一控制信号与第二控制信号以控制该开关单元的导通与截止，从而控制该充电装置选择性处于该充电状态与保护状态。本发明还提供一种充电控制方法。

Description

充电装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种充电装置及控制方法。
背景技术
随着科技的发展，电池已成为不可或缺的电力来源，例如MP3、手机、笔记本电脑等，皆使用电池作为动力源。在电池充电过程中会出现虚电现象。所谓虚电是指当为电池充电时，电池电压会高于实际标准，但是一旦停止充电时,电池电压会低于实际标准，而造成电池电量使用时间减少，同时经常的充放电亦会缩短电池使用寿命。
发明内容
为解决现有技术中电池充电时的虚电现象，有必要提供一种充电装置及控制方法。
本发明提供一种充电装置，其至少包括充电状态与保护状态两种工作状态；其包括一电源输入端、一开关单元、一保护单元，该开关单元连接于该电源输入端电与电池之间，该保护单元分别连接该开关单元与电池；该开关单元经导通与截止控制该充电装置在充电状态与保护状态的切换，该保护单元还包括一侦测模块及一比较模块，该侦测模块用于侦测电池电压并输出相对应的侦测电压，该比较模块接收该侦测电压及一参考电压，并将该侦测电压与参考电压作比较，并根据比较结果选择性输出第一控制信号与第二控制信号以控制该开关单元的导通与截止，从而控制该充电装置选择性处于该充电状态与保护状态。
本发明提供一种充电控制方法，该充电控制方法包括以下步骤：
侦测电池电压，并输出侦测电压；
将侦测电压与参考电压作比较，并输出控制信号；
充电装置进入充电状态；
充电装置进入保护状态。
相较于现有技术，利用本发明提供充电装置及充电控制方法可以有效避免电池充电过程中出现虚电现象，从而减少电池充电次数，延长电池使用寿命。
附图说明
图1是本发明充电装置一实施例结构示意图。
图2是图1充电装置具体电路图。
图3是本发明具体实施方式的充电控制方法流程图。
主要元件符号说明
充电装置 10
电池 20
负载 30
电源输入端 110
开关单元 130
保护单元 150
侦测模块 151
比较模块 153
第一开关晶体管 1301
控制端 1303
第一导通端 1305
第二导通端 1307
第一电阻 1511
第二电阻 1513
运算放大器 1531
第一输入端 1533
第二输入端 1535
输出端 1537
第三电阻 1539
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作具体介绍。
请参阅图1，本发明充电装置结构示意图。该充电装置10包括一电源输入端110、一开关单元130、一保护单元150，该电源输入端110经该开关单元130与电池20连接，该保护单元150串接于该开关单元130与电池20之间。该充电装置10至少包括保护状态与充电状态两种工作状态。该充电装置10处于工作状态时该充电装置10为电池20充电；该充电装置10处于保护状态时该充电装置10停止为电池充电。该保护单元150用于控制开关单元130的导通与截至。该开关单元130经导通与截止控制该充电装置10处于工作状态与保护状态的状态。该保护单元150进一步包括一侦测模块151及一比较模块153。该侦测模块151用于侦测电池电压，该比较模块153用于将电池电压与参考电压作比较并根据比较结果输出第一或第二控制信号。该第一控制信号可以是低电平信号，如0V；该第二控制信号可以是高电平信号，如5V。当比较模块153给出该第一控制信号时，该开关单元130将该充电装置10由保护状态切换为充电状态；当该比较模块153给出该第二控制信号时，该开关单元130将该充电装置10由充电状态切换为保护状态。
请参阅图2，其是图1充电装置具体电路图。该开关单元130包括一第一开关晶体管1301，该第一开关晶体管1301包括控制端1303、第一导通端1305、第二导通端1307，该第一导通端1305与该电源输入端110电连接，该第二导通端1307与电池20的正极电连接，该控制端1303与比较模块153电连接。该侦测模块151包括第一电阻1511、第二电阻1513。该比较模块153包括一运算放大器1531、一第三电阻1539，其中该运算放大器1531及该第三电阻1539组成一施密特触发电路，该运算放大器1531包括第一输入端1533、第二输入端1535及输出端1537。电池20正极经该第一电阻1511连接至该运算放大器1531的第一输入端1533，该第一电阻1511经该第二电阻1513接地，该第一输入端1533经该第三电阻1539与输出端1537电连接，该输出端1537与第一开关晶体管1301的控制端1303电连接。该第二输入端1535用于输入一参考电压。
当充电装置10为电池20开始充电时，该开关单元130中该第一开关晶体管1301导通，电源输入端110输入电信号经该第一开关晶体管1301为电池充电，此时该侦测模块151侦测电池电压并给出相对应的侦测电压。在本实施例中，侦测模块151侦测第二电阻1513上电压值，并将该电压信号作为侦测电压传输至该运算放大器1531。当该侦测电压低于该第二输入端1535输入的参考电压时，该输出端1537输出该第一控制信号以使该第一开关晶体管1301持续导通，充电装置进入工作状态，电源输入端110输入电信号经该第一开关晶体管1301为电池充电。同时，该侦测模块151继续侦测电池电压并给出相对应的侦测电压。当该侦测电压高于该第二输入端1535输入的参考电压时，由于该施密特电路的延迟作用，电池充电延长一段时间(从而可避免虚电现象的发生)后，该输出端1537输出该第二控制信号，使该第一开关晶体管1301截止，该充电装置10由充电状态切换到保护状态。
当电池为负载30供电，侦测模块151实时侦测电池电压，即该第二电阻1513上的电压值并将该电压信号传输至该运算放大器1531，当该第二电阻1513上的电压低于该第二输入端1535输入的参考电压时，该输出端1537输出第一控制信号，使该第一开关晶体管1301导通，该充电装置10由保护状态切换到充电状态。
在本实施例中，该参考电压根据该第一电阻1511与该第二电阻1513之比值设置且稍高于电池20标准电压在该第二电阻1513上的分压。例如当电池20标准电压为24V，该第二电阻1513与该第一电阻1511阻值之比为1：9时，可优选地将该参考电压设置为2.5V。该参考电压可由一稳压器输入。
优选地，该第一开关晶体管1301为P型场效应晶体管，该控制端1303、第一导通端1305、第二导通端1307分别对应于P型声效应晶体管的源极、栅极、漏极。
请参阅图3，其为本发明具体实施方式的充电控制方法流程图。该充电控制方法包括以下步骤：
S1：侦测模块151侦测电池电压，并输出相应的侦测电压，将该侦测电压传送至比较模块153，执行步骤S3；
S2：比较模块153将该侦测电压与参考电压作比较，并输出相对应的控制信号，当侦测电压小于参考电压时执行步骤S3；当该侦测电压大于或等于该参考电压时，执行步骤S4；
S3：比较模块153输出第一控制信号至开关单元130，开关单元130导通，该充电装置进入充电状态为电池充电，并执行步骤S1；
S4：比较模块153延迟一段时间输出第二控制信号至开关单元130，开关单元130截止，将充电装置10由充电状态切换为保护状态，并执行步骤S1。
在本实施例中，该参考电压设置稍高于电池的标准电压。
上述充电装置及充电控制方法可以有效避免电池充电过程中出现虚电现象，从而减少电池充电次数，延长电池使用寿命。
虽然本发明以优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电装置，其至少包括充电状态与保护状态两种工作状态；其包括一电源输入端、一开关单元、一保护单元，该开关单元连接于该电源输入端电与电池之间，该保护单元分别连接该开关单元与电池；该开关单元经导通与截止控制该充电装置在充电状态与保护状态的切换，该保护单元还包括一侦测模块及一比较模块，该侦测模块用于侦测电池电压并输出相对应的侦测电压，该比较模块接收该侦测电压及一参考电压，并将该侦测电压与参考电压作比较，并根据比较结果选择性输出第一控制信号与第二控制信号以控制该开关单元的导通与截止，从而控制该充电装置选择性处于该充电状态与保护状态。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，当该侦测电压小于该参考电压时，该比较模块输出第一控制信号以控制该开关单元导通，从而使该充电装置选择性处于充电状态，当该侦测电压大于该参考电压时，该比较模块输出第二控制信号以控制该开关单元截止，从而使该充电装置选择性处于保护状态。
3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该开关单元包括一开关晶体管，该开关晶体管包括控制端、第一导通端、第二导通端，该第一导通端与该电源输入端电连接，该第二导通端与电池正极电连接，该控制端与比较模块电连接。
4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，该开关晶体管为一P型场效应晶体管，其中该P型场效应晶体管的栅极、源极及漏极分别对应于该开关晶体管的第一导通端、控制端、第二导通端，第一控制信号为低电平信号，第二控制信号为高电平信号。
5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该侦测模块包括第一电阻、第二电阻，该比较模块包括一运算放大器一第三电阻，其中该运算放大器、该第三电阻组成一施密特触发电路，该运算放大器包括第一输入端、第二输入端及输出端，电池正极经该第一电阻连接至该运算放大器的第一输入端，该第一电阻经该第二电阻接地，该第一输入端经第三电阻与输出端电连接，该输出端与该控制端电连接，该第二输入端输入一参考电压，该第二电阻上的分压作为该侦测电压。
6.根据权利要求3和5所述的充电装置，其特征在于，当该侦测电压高于该第二输入端输入的参考电压时，由于该施密特电路的延迟作用可使电池充电延长一段时间后，该输出端输出第二控制信号，使该开关晶体管截止，该充电装置由充电状态切换到保护状态。
7.根据权利要求3和5所述的充电装置，其特征在于，当电池为负载供电，侦测模块侦测电池电压并输出相应的侦测电压至该比较模块，当该侦测电压低于该第二输入端输入的参考电压时，该输出端输出第一控制信号，使该开关晶体管导通，该充电装置由保护状态切换到充电状态。
8.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该参考电压根据该第一电阻与该第二电阻之比值设置且稍高于电池标准电压在该第二电阻上的分压。
9.一种充电控制方法，该充电控制方法包括以下步骤：
侦测电池电压，并输出侦测电压；
将侦测电压与参考电压作比较，并输出控制信号；
充电装置进入充电状态；
充电装置进入保护状态。
10.根据权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，当侦测电压大于该参考电压时，输出第一控制信号，该充电装置进入充电状态；当侦测电压小于该参考电压时，输出第二控制信号，该充电装置进入保护状态。
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