CN1068988C - 对各种类型的电池共同充电的充电装置 - Google Patents

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Abstract

一种对各种类型的电池共同充电的充电装置,当充电装置与具有充电电池的电池组相连时对其充电,第一和第二检测电阻与该电池相连,该充电装置包括:开关部分,用于受控中断向充电装置提供电能;对应于各种电池的多条充电路径;充电电压检测器,为了检测电池的被充电电压,检测当与电池组的第一检测电阻相连时形成的预定电压或电流;额定值检测器,为了检测电池的被充电额定值,检测当与电池组的第二检测电阻相连时形成的预定电压或电流;以及控制器。

Description

对各种类型的电池共同充电的充电装置
本发明涉及充电电路,更具体地说涉及对具有不同充电电压和额定值的各种电池进行充电的充电装置。
随着电池技术的发展,产生了各种充电电池,例如一次电池、二次电池、燃料电池和物理电池。由于用户所要求的额定值的许多种类的电池变得非常普遍,所以这些电池或电池组被广泛地用于电子用品中。然而,即使是同一系列的电池,它们的充电电压也是不同的。例如,广泛地用于通信设备中的锂离子电池具有大致三种不同的充电电压。石墨系列和不可石墨化的碳系列具有最大8.4伏的充电电压。焦炭系列具有最大8.2伏的充电电压。即使是相同的锂离子电池根据其内部的密度和内部材料组分也具有不同的充电电压。由于电池的充电电压和额定值不同,所以需要不同的充电装置。
如上所述,需要各种充电电压和额定值的充电装置,这使得用户的选择范围很窄。换句话说,在设计充电装置时,一种可以进行充电的充电装置只限于一种固定额定值的电池。
本发明的一个目的是提供一种对不同充电电压和额定值的充电电池共同充电的充电装置。
为了实现上述目的,提供了一种对各种类型的电池共同充电的充电装置,当该充电装置与具有充电电池的电池组相连时对其进行充电,并且第一和第二检测电阻与该电池相连,所述充电装置包括:
充电电压检测器,为了检测电池的被充电电压,检测当与电池组的第一检测电阻相连时形成的预定电压或电流,所述第一检测电阻的值取决于电池的种类;
控制器,用于根据分别从充电电压检测器和额定值检测器检测到的电压和电流值,确定电池的种类和选择相应的充电路径,以便使被选择的充电路径与电池的充电端相连;
连接在电源和充电装置之间的开关部分,用于根据电池的被充电电压和被充电额定值控制是否中断向充电装置提供来自电源的电能;
位于充电电源端和电池充电端之间的、对应于各种电池的多条充电路径;以及
额定值检测器,为了检测电池的被充电额定值,检测当与电池组的第二检测电阻相连时形成的预定电压或电流,所述第二检测电阻的值取决于电池的种类。
为了实现上述目的,还提供了一种对各种类型的电池共同充电的充电装置,当该充电装置与具有充电电池的电池组相连时对其进行充电,并且第一和第二检测电阻与该电池相连,所述充电装置包括:
充电电压检测器,用于检测当通过连接器的电压反馈端与电池组的第一检测电阻相连时形成的预定电压或电流;
模/数转换器,用于将来自所述充电电压检测器和额定值检测器的模拟电压和电流数字化;
CPU,用于根据来自所述模/数转换器的电压和电流值访问存储器,确定电池的种类,并产生选择一条充电路径的电池种类确定信号;
具有电压反馈端、正充电端、电流反馈端和接地端的连接器,当电池组安放在充电装置上时,该连接器通过第一和第二检测电阻将电压反馈端和电流反馈端与电池相连,所述第一和第二检测电阻的值取决于电池的种类;
连接在电源和充电装置之间的开关部分,用于根据电池的被充电电压和被充电额定值控制是否中断向充电装置提供来自电源的电能;
位于充电电源端和连接器充电端之间的、对应于各种电池的多条充电路径;
与所述连接器的充电端相连的输出电压控制器,用于检验电池中当前充电的电压是否大于相应的电池的正常充电电压,如果大于,则向开关部分产生预定的反馈信号,以便关断开关部分;
存储器,用于存储根据电池种类的预定充电电压和充电额定值;以及
额定值检测器,用于检测当通过连接器的电流反馈端与电池组的第二检测电阻相连时形成的预定电压或电流。
图1是根据本发明的对各种类型的电池共同充电的充电装置的一个实施例的框图;
图2是图1所示的输出电压控制器的详细的电路图;
图3是根据本发明的对各种类型的电池共同充电的充电装置的另一个实施例的框图;以及
图4是图3所示的输出电压控制器的详细的电路图。
下面将参照附图描述本发明的最佳实施例。
应注意的是,虽然是在不同的图中,但是相同的部件用相同的参考号表示。以下描述和附图中提供的许多具体细节,比如电路部件,都是为了更全面地理解本发明。对本领域的一般技术人员来说,没有这些细节也可以实施本发明。此外,已知功能的细节和可能使本发明的精神变得不清楚的地方都将不再提及。
参照图1,包括充电电池450的电池组400和两个检测电阻R11和R12与本发明的充电装置相连。连接器300包括电压反馈端VF,充电端VBT,电流反馈端CF,和接地端GND,用于将充电装置与电池组400相连。当电池组400与充电装置相连时,电压反馈端VF和电流反馈端CF分别与检测电阻R11和R12相连。检测电阻R11和R12的另一端接地。
根据充电装置的结构,电源输入部分100将通过交流插座输入的交流电转变成直流电。调整器211接收来自电源输入部分100的直流电,并检测预定的电流。滤波器213去除调整器211检测的电流中的噪声。开关部分212根据预定的控制信号使调整器211和滤波器213相连或断开。与连接器300的充电端VBT相连的输出电压控制器214检验向电池450充电的电压大于还是小于相应的电池450的预定的充电电压。如果大于,则向开关部分212产生预定的反馈信号FB,以便使调整器211和滤波器213之间断开。充电电压检测器215通过连接器300的电压反馈端VF,检测与电池组400中的检测电阻R11相连形成的预定的电压或电流。这是为了根据从充电电压检测器215检测到的电压或电流确定电池450的类型,因为检测电阻R11的值随着电池450的种类而变化。
额定值检测器216通过连接器300的电流反馈端CF,检测与电池组400中的检测电阻R12相连形成的预定的电压或电流。这是为了根据从额定值检测器216检测到的电压或电流确定电池450的类型,因为检测电阻R12的值随着电池450的种类而变化。下表表示根据电池450的充电额定值的检测电阻R12的值的例子。
    充电额定值(mA)    R12(KΩ)
    400     4.7
    830     2.4
    1300     1.1
由输入/输出端251、CPU 252、模/数转换器253和存储器254组成的主控制器250控制与电池450的放置、额定值、充电电流和安全有关的整个操作。存储器254储存预定的电压和额定值基准值。模/数转换器253将来自充电电压检测器215和额定值检测器216的模拟电压和电流数字化,并将它们送至CPU 252。显示器217根据经输入/输出端251传送的来自CPU 252的控制信号和数据显示预定的状态。在该实施例中采用发光二极管(LED)通过裸眼来确认充电的状态,或充电是否在进行。
参照图2,本发明的这一实施例采用两种电池,并假定各自的充电电压分别是8.2伏和8.4伏。
在形成输出电压控制器214的比较器COM的非反相端,将基准电压设为8.2伏,而在反相端,适当地控制可变电阻VR连同其它的R1、R2和R3,以便使比较器COM的输出保持在**状态,直到充电电压V1变为8.2伏。如果充电电压高于8.2伏,则比较器COM产生低状态的输出信号。因此,晶体管Q1导通,在光电耦合器PC的LED处形成连接晶体管Q1的发射极和集电极的电流通路。于是,光接收晶体管产生低状态的反馈信号FB,开关部分212的a端和b端断开。输出电压控制器214有选择地驱动两条充电通路,以便根据由CPU 252提供的电池类型确定信号有选择地充电8.2伏和8.4伏。假定如果由CPU252提供的电池类型确定信号处于低状态时充电8.4伏,那么当电池类型确定信号处于高状态时晶体管Q2变为截止。电阻R3与电阻R2并联,对应于该阻值的电压是8.4伏。
参照图3,该实施例与图1的实施例不同之处在于不是通过CPU252而是通过充电路径控制器220进行控制。
图4表示图3的输出电压控制器214和充电路径控制器220的详细的电路图。输出电压控制器214的基本工作状况与结合图2所描述的基本相同。不同之处仅在于当通过向晶体管Q3的基极施加来自充电电压检测器215的电压使晶体管Q3变为导通或截止时,晶体管Q2导通或截止。当充电电压是8.4伏的电池组400与连接器300相连时,由充电电压检测器215的电阻部分和包括在电池组400中的电阻R11形成的电压被施加到晶体管Q3的基极。然后,当晶体管Q3截止时,电阻R3与电阻R2并联,对应于该电阻值的电压为8.4伏。
如上所述,本发明的充电装置能够对各种类型的电池共同充电,而不需要对不同类型的电池采用不同的充电装置。对用户来说,这降低了费用,并带来了极大的方便,拓宽了选择的范围。
应理解,本发明不限于上述具体的实施例。

Claims (5)

1.一种对各种类型的电池共同充电的充电装置,当该充电装置与具有充电电池的电池组相连时对其进行充电,并且第一和第二检测电阻与该电池相连,所述充电装置包括:
充电电压检测器,为了检测电池的被充电电压,检测当与电池组的第一检测电阻相连时形成的预定电压或电流,所述第一检测电阻的值取决于电池的种类;
控制器,用于根据分别从充电电压检测器和额定值检测器检测到的电压和电流值,确定电池的种类和选择相应的充电路径,以便使被选择的充电路径与电池的充电端相连;
其特征在于还包括:
连接在电源和充电装置之间的开关部分,用于根据电池的被充电电压和被充电额定值控制是否中断向充电装置提供来自电源的电能;
位于充电电源端和电池充电端之间的、对应于各种电池的多条充电路径;以及
额定值检测器,为了检测电池的被充电额定值,检测当与电池组的第二检测电阻相连时形成的预定电压或电流,所述第二检测电阻的值取决于电池的种类。
2.如权利要求1的充电装置,其特征在于所述充电装置进一步包括:
具有几个端的连接器,用于电连接所述充电装置和所述电池组中的所述充电电池;以及
与所述连接器的充电端相连的输出电压控制器,用于检验电池中当前充电的电压是否大于相应的电池的正常充电电压,如果大于,则向开关部分产生预定的反馈信号,以便关断开关部分。
3.如权利要求1或2的充电装置,其特征在于所述充电装置进一步包括:
与所述控制器相连的显示器,用于提供表示预定状态的视频显示,因此用户可以确认充电的状态。
4.一种对各种类型的电池共同充电的充电装置,当该充电装置与具有充电电池的电池组相连时对其进行充电,并且第一和第二检测电阻与该电池相连,所述充电装置包括:
充电电压检测器,用于检测当通过连接器的电压反馈端与电池组的第一检测电阻相连时形成的预定电压或电流;
模/数转换器,用于将来自所述充电电压检测器和额定值检测器的模拟电压和电流数字化;
CPU,用于根据来自所述模/数转换器的电压和电流值访问存储器,确定电池的种类,并产生选择一条充电路径的电池种类确定信号;
其特征在于还包括:
具有电压反馈端、正充电端、电流反馈端和接地端的连接器,当电池组安放在充电装置上时,该连接器通过第一和第二检测电阻将电压反馈端和电流反馈端与电池相连,所述第一和第二检测电阻的值取决于电池的种类;
连接在电源和充电装置之间的开关部分,用于根据电池的被充电电压和被充电额定值控制是否中断向充电装置提供来自电源的电能;
位于充电电源端和连接器充电端之间的、对应于各种电池的多条充电路径;
与所述连接器的充电端相连的输出电压控制器,用于检验电池中当前充电的电压是否大于相应的电池的正常充电电压,如果大于,则向开关部分产生预定的反馈信号,以便关断开关部分;
存储器,用于存储根据电池种类的预定充电电压和充电额定值;以及
额定值检测器,用于检测当通过连接器的电流反馈端与电池组的第二检测电阻相连时形成的预定电压或电流。
5.如权利要求4的充电装置,其特征在于所述充电装置进一步包括:
与所述控制器相连的显示器,用于提供表示预定状态的视频显示,因此用户可以确认充电的状态。
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