CN105634045A - 电池充放电装置 - Google Patents

Abstract

一种电池充放电装置，包括充电单元、侦测单元以及放电单元。充电单元反应与充电单元的电压输入端耦接的充电电压而对电池进行充电。侦测单元侦测充电电压与充电单元的耦接状态，于充电电压移离充电单元时导通放电单元所提供的放电路径，以使电池通过放电路径对负载进行供电，并于充电电压耦接至充电单元时关闭放电路径，以使电池无法对负载进行供电。

Description

电池充放电装置

技术领域

本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电池充放电装置。

背景技术

随着科技的发展，电池已成为可携式电子装置不可或缺的电力来源，例如MP3随身听、移动电话与笔记本电脑等，皆使用电池为主要电力来源。

目前可携式电子装置的电源供应方式主要分为两种，一种是由其外接的电源供应器所提供，另一种则是由电池提供。由于可携式电子装置一般的使用地点多是位于户外，在这种无法外接电源的情况下，可携式电子装置的电力就只能依靠其安装的电池来供应，因此对于可携式电子装置来说，电池是最主要的电力供应来源。目前对于电池的充放电一般皆为通过在可携式电子装置内设置控制芯片来进行控制管理，然此种方式将使得电路结构变得较为复杂，且会花费较多的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池充放电装置，可有效简化充放电电路，降低电池充放电装置的制造成本。

为实现上述目的，本发明提供的电池充放电装置，包括充电单元、侦测单元以及放电单元。其中充电单元耦接电池，由与充电单元的电压输入端耦接的充电电压而对电池进行充电。侦测单元耦接充电单元的电压输入端，侦测充电电压与充电单元的耦接状态。放电单元耦接侦测单元与负载，侦测单元于充电电压移离充电单元时导通放电单元所提供的放电路径，以使电池通过放电路径对负载进行供电，并于充电电压耦接至充电单元时关闭放电路径，以使电池无法对负载进行供电。

基于上述，本发明的实施例的充电单元与放电单元可直接反应与该充电单元的电压输入端耦接的充电电压来进行电池的充电与放电管理，而不需由额外增加控制芯片来进行电池充放电的控制管理，因此可有效简化充放电的电路，降低电池充放电装置的采购与制造成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的电池充放电装置的示意图。

图2绘示本发明一实施例的电池充放电装置的线路图。

附图中符号说明

102-充电单元，104-放电单元，106-侦测单元，108-整流单元，202-限流单元，204-分压单元，206-整流单元，C1-电容，T1-电压输入端，L1-负载，D1-萧特基二极管，D2-整流二极管，Dp-寄生二极管，B1-电池，VCC-充电电压，N1-接点，V1-电源电压，Q1-PNP双载子晶体管，Rs-可变电阻，R1、R2-电阻，M1-P型金属氧化物半导体晶体管，G-栅极，D-漏极，S-源极，A、B-端点。

具体实施方式

图1绘示本发明一实施例的电池充放电装置的示意图。请参照图1，电池充放电装置包括充电单元102、放电单元104、侦测单元106、整流单元108以及电容C1，其中整流单元108的阳极与阴极分别耦接充电单元102的电压输入端T1与负载L1，电容C1耦接于整流单元108的阴极与接地之间。在本实施例中整流单元108为以一个萧特基二极管D1来实施，然并不以此为限。此外充电单元102耦接电池B1，且充电单元102的电压输入端T1可耦接至充电电压VCC，以对电池B1进行充电，其中电池B1可例如为锂电池，然不以此为限。放电单元104耦接侦测单元106、电池B1以及整流单元108与电容C1的共同接点N1，侦测单元106则还耦接充电单元102的电压输入端T1。

进一步说，当充电电压VCC耦接至充电单元102的电压输入端T1时，充电单元102可直接地反应与其耦接充电电压VCC而对电池B1进行充电，且充电电压VCC还可同时地通过整流单元108(萧特基二极管D1)提供电源电压V1给负载L1使用。另外，侦测单元106可侦测充电单元102的电压输入端T1是否耦接至充电电压VCC。当充电电压VCC移离充电单元102时，侦测单元106可导通放电单元104所提供的放电路径，以使电池B1可通过放电路径对负载L1进行供电。相反地，当充电电压VCC耦接至充电单元102时，侦测单元106可关闭放电路径，使电池B1无法同时对负载L1进行供电。如此由充电单元102及/或放电单元104直接地与充电单元102的电压输入端T1耦接的充电电压VCC来进行电池B1的充电与放电，可不需如公知技术般由额外增加控制芯片来进行电池B1充放电的控制管理，可有效简化充放电的电路，降低电池充放电装置的采购与制造成本。

图2绘示本发明一实施例的电池充放电装置的线路图。请参照图2，详细来说，图1实施例的充电单元102在本实施例中可包括PNP双载子晶体管Q1以及限流单元202，其中PNP双载子晶体管Q1的射极耦接充电单元102的电压输入端T1，PNP双载子晶体管Q1的集极耦接电池B1，另外限流单元202则耦接于PNP双载子晶体管Q1的基极与集极之间。在本实施例中，限流单元202可例如以可变电阻Rs来实施，然并不以此为限。另外，放电单元104在本实施例中可由一P型金属氧化物半导体晶体管M1来实施，P型金属氧化物半导体晶体管M1的漏极耦接电池B1，源极耦接整流单元108与电容C1的共同接点N1，而P型金属氧化物半导体晶体管M1的栅极则耦接侦测单元106。此外，P型金属氧化物半导体晶体管M1具有寄生二极管Dp，其阳极与阴极分别耦接P型金属氧化物半导体晶体管M1的漏极与源极。

另外，侦测单元106在本实施例中包括分压单元204与整流单元206，其中分压单元204耦接于整流单元108与电容C1的共同接点N1与接地之间，其可分压电源电压V1，以产生分压电压至P型金属氧化物半导体晶体管M1的栅极。而整流单元206的阳极与阴极分别耦接充电单元102的电压输入端T1以及P型金属氧化物半导体晶体管M1的栅极。在本实施例中，分压单元204为以电阻R1、R2来实施，电阻R1、R2串接于接点N1以及接地之间，且电阻R1、R2的共同接点耦接P型金属氧化物半导体晶体管M1的栅极。另外，整流单元206在本实施例中为以一整流二极管D2来实施。

当充电电压VCC耦接至充电单元102时，充电电压VCC可通过整流单元108(萧特基二极管D1)提供电源电压V1给负载L1使用，并同时通过PNP双载子晶体管Q1对电池B1进行充电，亦即藉由PNP双载子晶体管Q1的集极电流对电池B1进行充电。其中PNP双载子晶体管Q1的集极电流大小可由改变可变电阻Rs的电阻大小来进行调整，当可变电阻Rs的电阻越大时，PNP双载子晶体管Q1的基极与集极电流越小。制造者可依据实际需求来调整可变电阻Rs的电阻大小，以使充电电流(亦即PNP双载子晶体管Q1的集极电流)符合所使用的电池B1的规格。

此外，在充电电压VCC耦接至充电单元102时，P型金属氧化物半导体晶体管M1为截止的状态。举例来说，假设充电电压VCC的电压值为5V、萧特基二极管D1的导通电压为0.3V、整流二极管D2的导通电压为0.7V，而P型金属氧化物半导体晶体管M1的临界电压为1V。当充电电压VCC耦接至充电单元102时，P型金属氧化物半导体晶体管M1的栅极电压为4.3V，而P型金属氧化物半导体晶体管M1的源极电压则为5-0.3＝4.7V，亦即P型金属氧化物半导体晶体管M1的栅极与源极间的电压差只有0.4V，其小于P型金属氧化物半导体晶体管M1的临界电压(1V)，因此P型金属氧化物半导体晶体管M1此时处于截止状态。

另外，当充电电压VCC自充电单元102的电压输入端T1被移除时，电池B1可通过P型金属氧化物半导体晶体管M1对负载L1进行放电，以提供电源电压V1至负载L1。举例来说，假设电池B1饱和电压为4.2V，P型金属氧化物半导体晶体管M1的寄生二极管Dp的导通电压为0.7V，而电阻R2、R1的电阻值相同，则当充电电压VCC被移除时，P型金属氧化物半导体晶体管M1在A点电压约为3.5V,在B点电压约为1.75V,两者电压差约为1.75V，其大于P型金属氧化物半导体晶体管M1的临界电压(1V)，因此此时P型金属氧化物半导体晶体管M1将处于导通状态，电池B1可通过P型金属氧化物半导体晶体管M1提供电源电压V1至负载L1。

综上所述，本发明的实施例可由充电单元与放电单元直接地反应与充电单元的电压输入端耦接的充电电压来进行电池的充电与放电管理，由简单的电路即可达到控制电池充放电的目的，而不需如公知技术般额外增加控制芯片来进行电池的充放电管理，因此相较于公知技术具备有效简化充放电的电路，降低电池充放电装置的采购与制造成本等优点。

Claims (9)

1.一种电池充放电装置，包括：

一充电单元，耦接一电池，反应与该充电单元的电压输入端耦接的一充电电压而对该电池进行充电；

一侦测单元，耦接该充电单元的电压输入端，侦测该充电电压与该充电单元的耦接状态；以及

一放电单元，耦接该侦测单元与一负载，该侦测单元于该充电电压移离该充电单元时导通该放电单元所提供的一放电路径，以使该电池通过该放电路径对该负载进行供电，并于该充电电压耦接至该充电单元时关闭该放电路径，以使该电池无法对该负载进行供电。

2.根据权利要求1所述的电池充放电装置，其中，该充电单元包括：

一PNP双载子晶体管，其射极耦接该充电单元的电压输入端，该PNP双载子晶体管的集极耦接该电池；以及

一限流单元，耦接于该PNP双载子晶体管的基极与集极之间。

3.根据权利要求2所述的电池充放电装置，其中，该限流单元包括一可变电阻。

4.根据权利要求1所述的电池充放电装置，其中，包括：

一第一整流单元，其阳极与阴极分别耦接该充电单元的电压输入端与该负载；以及

一电容，耦接于该第一整流单元的阴极与一接地之间，该第一整流单元与该电容的共同接点反应该充电电压提供一电源电压给该负载。

5.根据权利要求4所述的电池充放电装置，其中，该第一整流单元包括一萧特基二极管。

6.根据权利要求4所述的电池充放电装置，其中，该放电单元包括：

一P型金属氧化物半导体晶体管，其漏极耦接该电池，该P型金属氧化物半导体晶体管的源极耦接该第一整流单元与该电容的共同接点，该P型金属氧化物半导体晶体管的栅极耦接该侦测单元，该P型金属氧化物半导体晶体管具有一寄生二极管，其阳极与阴极分别耦接该P型金属氧化物半导体晶体管的漏极与源极。

7.根据权利要求6所述的电池充放电装置，其中，该侦测单元包括：

一分压单元，耦接于该第一整流单元与该电容的共同接点以及该接地之间，分压该电源电压，以产生一分压电压给该P型金属氧化物半导体晶体管的栅极；以及

一第二整流单元，其阳极与阴极分别耦接该充电单元的电压输入端以及该P型金属氧化物半导体晶体管的栅极。

8.根据权利要求7所述的电池充放电装置，其中，该分压单元包括：

一第一电阻；以及

一第二电阻，与该第一电阻串接于该第一整流单元与该电容的共同接点以及该接地之间，该第一电阻与该第二电阻的共同接点耦接该P型金属氧化物半导体晶体管的栅极以及该第二整流单元的阴极。

9.根据权利要求7所述的电池充放电装置，其中，该第二整流单元包括一整流二极管。