CN103797697B - 用于具有蓄电池的小电器的电路和用于测量充电电流的方法 - Google Patents

用于具有蓄电池的小电器的电路和用于测量充电电流的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电池驱动的小电器的电路，其具有可再充电电池（B）、用于测量可再充电电池（B）的充电电流的控制电路（uC）、和从所述电池为控制电路（uC）和可能的另外的负荷供电的DC‑DC转换器（DC/DC）。该电路还具有电流感测电阻器（R1），所述电流感测电阻器的一端处在基准电位并且其另一端连接到电池（B）。控制电路（uC）具有处在基准电位的端子和与所述基准电位相关的测量输入端。一种用于测量可再充电电池的充电电流的方法包括：所述控制电路（uC）仅当所述至少一个另外的负荷断开时才测量充电电流，或当所述至少一个另外的负荷在所述电流的测量期间未断开时，所述控制电路（uC）为所测量的充电电流提供至少一个校正值。

Description

用于具有蓄电池的小电器的电路和用于测量充电电流的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电池驱动的小电器的电路，所述电路包括用于测量可再充电电池的充电电流的控制电路和用于为控制电路和任选地其它负荷供电的DC-DC转换器。本发明还涉及一种用于测量蓄电池的充电电流的方法。
背景技术
当电池电压不足以高到为控制电路供电时，例如，由于蓄电池仅具有一个电池时，具有控制电路的电池供电的电器将需要DC-DC转换器来为控制电路供电。如果将控制电路用于测量蓄电池的充电电流，则所测量的充电电流值由于DC-DC转换器和任何其它负荷的电流消耗而失真。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于测量充电电流的方法和用于电池驱动的小电器的简单电路，所述电路使足够精确地测量蓄电池的充电电流成为可能。
该目的通过具有以下结构的电路来实现。
-用于测量电池的充电电流的控制电路由DC-DC转换器从电池供电。
-电流感测电阻器的一端处在基准电位，并且其另一端连接到电池。
-控制电路具有处在基准电位的端子、和与基准电位相关的测量输入端。
在该电路中，DC-DC转换器因此不处在基准电位。
优选地，控制电路的测量输入端经由低通滤波器连接到电流感测电阻器的另一端。
该电路尤其适用于电池驱动的小电器，诸如电动牙刷或电动剃刀，其蓄电池仅具有一个电池，并因此电池电压必须由DC-DC转换器增加至足以用于控制电路和任选地其它负荷的电压。
在一种优选的小电器中，存在至少一个另外的负荷，例如显示装置，其处在基准电位，可由控制电路控制，并且由DC-DC转换器供电。在这种情况下，控制电路仅当其已断开了所述至少一个另外的负荷时才测量充电电流，或当所述至少一个另外的负荷未禁用时，控制电路为所测量的充电电流值提供至少一个校正值。假设附加负荷的电流消耗是已知的，并且对应的校正值存储在控制电路中。
所述小电器还可包括电动马达，所述电动马达经由用控制电路控制的可控开关连接到电池。由于马达电流不流过电流感测电阻器，因此其不使充电电流的测量失真。
一种方法，所述方法用如下电路来测量蓄电池的充电电流，其中电池电压由DC-DC转换器增加至足以用于控制电路（所述控制电路用于测量充电电流）和任选地其它负荷的电压，其特征在于所述控制电路仅当所述至少一个另外的负荷断开时才测量充电电流，或当所述至少一个另外的负荷在所述电流测量期间未断开时，控制电路为所测量的充电电流提供至少一个校正值。该方法优选地用于包括上述电路的小电器。
附图说明
下文使用附图所示的示例性实施例来说明本发明。
具体实施方式
附图所示的电路具有充电线圈L1，其经由二极管D1、第一可控开关S1和电流感测电阻器R1连接到电池B。充电线圈L1的一端连接到二极管D1的阳极。充电线圈L1的另一端用作基准电位并且经由电流感测电阻器R1连接到电池B的负极。二极管D1的阴极连接到第一可控开关S1。并联于电池B，电容器C1与电动马达M和第二可控开关S2的串联电路连接。另外，DC-DC转换器DC/DC连接到电池B。DC-DC转换器DC/DC具有输出端子，第三电容器C3的一端连接到所述输出端子。第三电容器C3的另一端连接到电池B的负端子。控制电路uC具有用于其电源的两个端子，其中之一连接到DC-DC转换器DC/DC的输出端，并且另一个连接到基准电位。控制电路uC还具有输入端和两个输出端，所述输入端经由第二电容器C2连接到基准电位并且经由第二电阻器R2连接到电池B的负端子，所述两个输出端之一连接到第一可控开关S1并且另一个连接到第二可控开关S2。
下文将说明该电路的操作。在对电池B进行充电期间，控制电路uC经由低通滤波器（第二电容器C2、第二电阻器R2）测量充电电流，即电流感测电阻器R1处的电压。控制电路以常规方式随着时间的推移整合所测量的充电电流，例如通过计数器来整合，并且当电池被充分充电时，通过对应地启动第一可控开关S1来终止充电。可考虑对充电电流的测量因控制电路的电流消耗而产生歪曲。当另外的负荷连接到控制电路时或当由控制电路控制的另外的负荷连接到DC-DC转换器时，例如附图中未示出的显示装置，由这些另外的负荷所消耗的电流在充电电流的测量期间也被考虑到，或对充电电流的测量仅不时地发生，并且所述另外的负荷将仅在不发生测量时被接通。由于马达电流和DC-DC转换器的电流均不流过电流感测电阻器R1，因此这些电流不使所述测量失真。
该电路具有如下优点：电流感测电阻器R1的电阻可极小，因为电流感测电阻器R1和控制电路uC均处在基准电位（无需差值测量），并因此控制电路uC在其输入端可包括A/D转换器，所述转换器可用对应小的基准电压来驱动，以便获得高测量精度。
控制电路uC优选地被实现为微控制器。
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

Claims (9)

1.用于小电器的电路，包括：
电池(B)，其具有负端子和正端子、
用于测量所述电池(B)的充电电流的控制电路(uC)、和
DC-DC转换器(DC/DC)，所述转换器直接连接到所述电池，使得所述DC-DC转换器直接连接到所述电池的所述负端子和所述电池的所述正端子两者，其中所述DC-DC转换器从所述电池为所述控制电路(uC)供电，
并且还包括电流感测电阻器(R1)，所述电流感测电阻器的一端处在基准电位，并且其另一端连接到所述电池(B)，
其中所述控制电路(uC)具有处在基准电位的端子、和与所述基准电位相关的测量输入端。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制电路(uC)的测量输入端经由低通滤波器(R2，C2)连接到所述电流感测电阻器(R1)的另一端。
3.根据权利要求1或2所述的电路，其中提供至少一个另外的负荷，所述至少一个另外的负荷连接到基准电位，其可由所述控制电路(uC)控制，并且其由所述DC-DC转换器(DC/DC)供电。
4.根据权利要求3所述的电路，其中所述控制电路(uC)仅当所述至少一个另外的负荷断开时才测量所述充电电流。
5.根据权利要求3所述的电路，其中当所述至少一个另外的负荷未断开时，所述控制电路(uC)为所测量的充电电流提供至少一个校正值。
6.小电器，包括根据前述权利要求中任一项所述的电路。
7.根据权利要求6所述的小电器，所述小电器是电动牙刷或电动剃刀。
8.根据权利要求6所述的小电器，其中所述小电器还包括电动马达(M)，所述电动马达经由用所述控制电路(uC)控制的可控开关(S2)连接到所述电池(B)。
9.一种用于通过电流感测电阻器(R1)和用于测量具有负端子和正端子的电池(B)的充电电流的控制电路(uC)来测量所述电池(B)的充电电流的方法，其中DC-DC转换器(DC/DC)从所述电池(B)为所述控制电路(uC)和至少一个另外的负荷供电，并且所述电流感测电阻器(R1)的一端处在基准电位，并且所述电流感测电阻器(R1)的另一端连接到所述电池(B)，其中所述DC-DC转换器直接连接到所述电池，使得所述DC-DC转换器直接连接到所述电池的所述负端子和所述电池的所述正端子两者，其中所述控制电路(uC)具有处在基准电位的端子、和与所述基准电位相关的测量输入端，
其中所述控制电路(uC)仅当所述至少一个另外的负荷断开时才测量所述充电电流，或当所述至少一个另外的负荷在所述电流测量期间未断开时，所述控制电路(uC)为所测量的充电电流提供至少一个校正值。
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