CN107104474A - 能规律调整充电电流值的类弦波充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能规律调整充电电流值的类弦波充电方法，使一充电电路对一充电电池进行充电时，其会传输多个电流值，这些电流值均会在持续传输一充电期间后，被停止传输一中断期间，又，这些电流值依充电过程，依序包括一第一电流值、多个衰减电流值、一第二电流值与多个调升电流值，且充电电路会重复前述电流值的传输顺序，其中，这些衰减电流值的数值依序减少，但均小于第一电流值，且大于第二电流值，这些调升电流值则依序增加，但均大于第二电流值，且小于第一电流值，如此，充电电流便会随着时间变化，形成类似弦波的充电过程。

Description

能规律调整充电电流值的类弦波充电方法

技术领域

本发明关于充电方法，尤指一种供电装置会随着时间变化其充电电流的数值，以形成类似弦波的充电过程的充电方法。

背景技术

近年来，随着电子及通信技术的蓬勃发展，行动终端装置(如：移动电话(mobile phone)及智能电话(smart phone)…等)不仅具备强大的通信功能，尚提供诸多能满足人们日常生活、工作、社交及娱乐的其它应用功能，如：记事、计时、计数、排程、照明、照相、录像、GPS、绘图、统计、会议、投资、提款、购物、订票、订位、订餐、聊天、社交、游戏…..等不胜枚举，几乎已成为大多数都会人不可或缺的一重要装置，人手一机也已成为都会区随处可见的普遍景象，惟，现代人对于行动终端装置的不满之处，却意外地非是行动终端装置效能，而是电池续航力，毕竟，现有的充电电池中，绝大多数并不足以维持行动终端装置一天的使用量。

为能解决前述问题，诸多业者纷纷设计出各种供电设备，例如：移动电源，以供使用者出外时，能在充电电池的电量不足的情况下，对该充电电池进行充电，一般言，大多数的“充电电池”本身属于一种化学能的储存容器，其主要是通过其内的电解液在充电过程中，将外部传入的电能转换成化学能，然而，在前述充电过程中，电能并无法完全转换成化学能，而会有部分电能转换成热量且散逸出来，造成“充电电池”的温度上升，故，为减少充电电池所产生的热能，传统充电方式普遍采用以长时间的小电流，对充电电池持续充电，但此种方式将会造成充电时间过长，引发使用者的不满，但是，若采用大电流方式进行充电，则业者势必需面临充电电池产生大量热能，进而缩短充电电池的使用寿命的问题。

另，申请人发现，目前行动终端装置多半使用锂电池，且大多采用定电流(Constant Current，简称CC)/定电压(Constant Voltage，简称CV)方式，其中，当锂电池因过度放电，造成电压偏低时，供电装置(如：移动电源)会先以涓流(Trickle Current，简称TC)对锂电池进行充电，以使锂电池先达到一定的电量，从而，供电装置会以较大电流对锂电池进行充电，此时为定电流充电模式，之后，供电装置会转为定电压充电模式，以确保锂电池的电量能饱和。除了前述CC/CV方式之外，还有多种充电方式被提出，例如：脉波充电(Pulse Charge，简称PC)方式、反向脉波充电(Reflex Charge)方式、正弦波(Sinusoidal Current，简称SC)方式、正弦涟波(SinusoidalRipple-Current，简称SRC)搭配定电压(CV)方式…等，然而前述各种充电方式于实际使用上，均有各自的优缺点，因此，申请人希望能提出一种创新的充电方法，以能撷取其它充电方式的优点，进而达到提升充电效率，且能降低电池温升，以延长充电电池的使用寿命，此也为本发明在此亟欲达成的重要课题。

发明内容

有鉴于现有的充电方式众多，但几乎都会面临电池温升的问题，因此，发明人凭借着多年来的研发经验，在进行多次的研究与测试后，终于设计出本发明的一种能规律调整充电电流值的类弦波充电方法，使得能提供使用者更为便利的充电方法，以改善使用者的充电经验。

本发明的一目的，提供一种能规律调整充电电流值的类弦波充电方法，该方法应用于一供电装置(如：移动电源)，以使该供电装置所输出的充电电流的数值能随着时间变化，以形成类似弦波的态样，以避免充电电池的温度骤升，其中，该供电装置的一充电电路与一充电电池相电气连接，且该充电电路的二充电端能分别与该充电电池的二电极端(如：正负电极)相电气连接，以将该充电电路所接收到的电流值规律地传输至该充电电池，该方法使该充电电路上的一充电管理控制器能依序将一第一电流值、多个衰减电流值、一第二电流值、多个调升电流值传输至该充电电池，且持续重复前述的电流值的传输过程，直到该充电电池的电量饱和为止，其中，该第一电流值在持续一充电期间被传输至充电电池后，会被持续一中断期间停止传输该第一电流值；这些衰减电流值中，第一个衰减电流值小于该第一电流值，第二个衰减电流值则小于该第一个衰减电流值，以此类推，且这些衰减电流值的传输分别且依序持续该充电期间及该中断期间；该第二电流值则小于最后一个衰减电流值，且该第二电流值的传输依序持续该充电期间及该中断期间；又，这些调升电流值中，第一个调升电流值大于该第二电流值，第二个调升电流值则大于该第一个调升电流值，以此类推，但均小于该第一电流值，且这些调升电流值的传输分别且依序持续该充电期间及该中断期间，如此，由于供电装置的充电电流的数值会形成类似弦波的充电过程，且在前述充电过程中会存在多个中断期间，故能避免充电电池因温度过高对邻近该充电电池的其它电子元件的使用寿命造成负面影响。

附图说明

图1是本发明的供电装置与充电电池的硬件架构示意图；

图2是本发明的供电装置与充电电池的一实施态样；

图3是本发明的供电装置与充电电池的另一实施态样；

图4是本发明的通电电流值的变化示意图；

图5是本发明的流程图；及

图6是本发明的充电方法的温度变化图。

附图标记说明

供电装置 1

移动电源 1A

座充充电器 1B

充电电路 11

充电端 111

充电管理控制器 113

智能型手机 2A

充电电池 21

电极端 211

传输线 L1

插头 L2

第一电流值 H1

第二电流值 H2

充电期间 T1

中断期间 T2

第一衰减电流值 D1

第二衰减电流值 D2

第一调升电流值 U1

第二调升电流值 U2

步骤 301～310

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明是一种能规律调整充电电流值的类弦波充电方法，在一实施例中，请参阅图1所示，该方法应用于一供电装置1上，该供电装置1包括一充电电路11，且该充电电路11能与一充电电池21相电气连接，以使该供电装置1经由该充电电路11，将电流传输至该充电电池21中，在此特别一提者，由于充电电池21被组装至电子产品(如：智能型手机、平板计算机…等)后，随着电子产品的种类与设计不同，该充电电池21的态样也会改变，且可能会固定至该电子产品上而无法供用户拆除，因此，本发明的供电装置1还能够被设计成不同产品，并能够直接或间接(如：通过线材或其它装置)对该充电电池21进行充电。

举例而言，请参阅图1及图2所示，在另一实施例中，该供电装置1能为一移动电源1A，且该充电电路11设在该移动电源1A内，该充电电池21则能设置于一智能型手机2A中，且一传输线L1的两端能分别插接至该移动电源1A与智能型手机2A两者，以使该移动电源1A的电力能依序通过该充电电路11与传输线L1，间接输送至该智能型手机2A中的充电电池21中；或者，在又一实施例中，请参阅图1及图3所示，该供电装置1能为一座充充电器1B，其内设有该充电电路11，该充电电池21则能直接组装至该座充充电器1B上，当该座充充电器1B将一插头L2插接至一室内插座后，便能接收到外部电流，从而，该座充充电器1B会经由该充电电路11，直接对充电电池21进行充电；综上所述可知，只要该充电电路11能够与充电电池21相电气连接，使得该供电装置1能对充电电池21进行充电，即为本发明所述的供电装置1与充电电池21两者间的连接关系，合先陈明。

为详细说明充电电路11与充电电池21两者的连接关系，复请参阅图1所示，该充电电路11的二充电端111分别与该充电电池21的二电极端211(如：正电极与负电极)相电气连接，以使该充电电路11所接收到的电流，能够传输至该充电电池21，在该实施例中，该充电电路11上设有一充电管理控制器113(charge management controller)，该充电管理控制器113能储存一充电软件，当该充电电路11接收到供电装置1所提供的电流后，例如：移动电源1A内的电池(如图2所示)，或是座充充电器1B所接收的外部电流(如图3所示)，该充电管理控制器113能执行该充电软件，以输出对应的电流值至该二充电端111；虽然图1所示的充电管理控制器113仅有5个接脚，且搭配多个电子元件(如：电容、电阻…等)，但是，在本发明的其它实施例中，根据产品需求，业者能够适当地调整充电电路11的电路结构，只要该充电电路11中用以输出电流值的二充电端111，能够电气连接至充电电池21的二电极端211，即为本发明所欲保护的充电电路11。

另，请参阅图1及图4所示，在该实施例中，当该充电电路11与充电电池21已电气连接后，该充电管理控制器113会将电流值为3安培(A)的一第一电流值H1传输至该充电电池21，且在持续了100毫秒(ms)的一充电期间T1后，该充电管理控制器113会中断传输该第一电流值H1，并持续100毫秒(ms)的一中断期间T2，嗣，该充电管理控制器113会将电流值为2.5安培(A)的一第一衰减电流值D1传输至该充电电池21，同样地，该充电管理控制器113于持续100毫秒(ms)的充电期间T1后，会中断该第一衰减电流值D1，并持续100毫秒(ms)的中断期间T2，之后，该充电管理控制器113会将电流值为2安培(A)的一第二衰减电流值D2传输至该充电电池21，且持续100毫秒(ms)的充电期间T1后，再次中断该第二衰减电流值D2，并同样持续100毫秒(ms)的中断期间T2，接下来，该充电管理控制器113会将电流值为1.5安培(A)的一第二电流值H2传输至该充电电池21，且在持续100毫秒(ms)的充电期间T1后，中断该第二电流值H2，并持续100毫秒(ms)的中断期间T2，惟，前述实施例中，所列举的电流值数据及期间数据，均为方便说明，在本发明的其它实施例中，业者能够根据实施需求，适当地调整电流值数据及期间数据，此外，虽然该实施例中，充电期间T1与中断期间T2相同，但并不以此为限，业者能够使充电期间T1与中断期间T2互不相同，例如：充电期间T1大于中断期间T2，或充电期间T1小于中断期间T2，合先叙明。

再者，复请参阅图1及图4所示，当充电管理控制器113传输第二电流值H2，且依序经过充电期间T1与中断期间T2后，其会将电流值为2安培(A)的一第一调升电流值U1传输至该充电电池21，且该充电管理控制器113会持续100毫秒(ms)的充电期间T1后，中断该第一调升电流值U1，并持续100毫秒(ms)的中断期间T2，从而，该充电管理控制器113会将电流值为2.5安培(A)的一第二调升电流值U2传输至该充电电池21，且持续100毫秒(ms)的充电期间T1后，再次中断该第二调升电流值U2，并同样持续100毫秒(ms)的中断期间T2，之后，该充电管理控制器113便会重复前述程序，再度依序传送第一电流值H1、第一衰减电流值D1、第二衰减电流值D2、第二电流值H2、第一调升电流值U1与第二调升电流值U2，直到该充电电池21的电量饱和为止。在此声明者，该充电管理控制器113所传送的这些衰减电流值D1、D2及这些调升电流值U1、U2的数量，先行写入于该充电管理控制器113中，以使该充电管理控制器113能确实执行本发明的充电方法。

为能明确描述本发明的充电方法，以下兹仅就本发明的充电管理控制器113的处理流程，进行说明，请参阅图1、图4及图5所示：

301将第一电流值H1传输至该充电电池21，进入步骤302；

302判断该第一电流值H1是否达到一充电期间T1，若是，进入步骤303，否则，返回步骤302；

303中断传输该第一电流值H1，进入步骤304；

304判断该第一电流值H1是否已中断一中断期间T2，若是，进入步骤305，否则，返回步骤304；

305依序且分别持续该充电期间T1及该中断期间T2，将这些衰减电流值D1、D2依序传输至该充电电池21，且第一个衰减电流值(如：D1)小于该第一电流值H1，第二个衰减电流值(如：D2)则小于该第一个衰减电流值(如：D1)，以此类推，进入步骤306；

306将一第二电流值H2传输至该充电电池21，进入步骤307；

307判断该第二电流值H2是否达到该充电期间T1，若是，进入步骤308，否则，返回步骤307；

308中断传输该第二电流值H2，进入步骤309；

309判断该第二电流值H2是否已中断该中断期间T2，若是，进入步骤310，否则，返回步骤309；

310依序且分别持续该充电期间T1及该中断期间T2，将这些调升电流值U1、U2依序传输至该充电电池21，且第一个调升电流值(如：U1)大于该第二电流值H2，第二个调升电流值(如：U2)则大于该第一个调升电流值(如：U1)，以此类推，但这些调升电流值U1、U2均小于该第一电流值H1，返回步骤301。

综上所述可知，复请参阅图1及图4所示，本发明的充电方法，主要是使供电装置1对充电电池21进行充电时，该供电装置1的充电电流的数值会随着时间变化，形成类似弦波的充电过程(如图4的虚线所示)，请参阅图6所示，在申请人以本发明的充电方法对充电电池21充电后，可轻易地发现在该充电电池21的充电过程中(如30分钟)，其温度变化趋于平缓，意即，本发明的充电方法确实能降低充电电池21于充电过程中的温升，又，通过在前述充电过程中所存在的多个中断期间T2，也能有效控制充电电池21于充电过程中温度骤升，同时，当充电电池21中的电解液在进行电化学反应时，这些中断期间T2能使充电电池21得到休息时间，以让其内部电解液中，浓度高的部分能流往浓度低的部份，进而让充电电池21的内部电解液浓度均匀，以能提高充电电池21的充电效率。

此外，复请参阅图1及图4所示，前述实施例中，以两个衰减电流值D1、D2与两个调升电流值U1、U2为例，但在本发明的实施例中，并不以此为限，业者能够根据充电需求，在第一电流值H1与第二电流值H2之间，设有一个或三个以上的衰减电流值，只要这些衰减电流值中，第一个衰减电流值小于第一电流值H1，第二个衰减电流值则小于该第一个衰减电流值，以此类推，直到最后一个衰减电流值大于第二电流值H2，且这些衰减电流值的传输分别且依序持续充电期间T1及中断期间T2即可；同理，在第二电流值H2与下一个第一电流值H1之间，也能设有一个或三个以上的调升电流值，只要这些调升电流值中，第一个调升电流值大于第二电流值H2，第二个调升电流值则大于第一个调升电流值，以此类推，直到最后一个调升电流值小于下一个第一电流值H1，且这些调升电流值的传输分别且依序持续充电期间T1及中断期间T2即可；如此，由于供电装置1的充电电流能形成类似弦波的充电过程，且充电过程中还存在多个中断期间，故能避免充电电池21的温度过高，而对电子产品(如图2所示)或该供电装置1(如图3所示)中邻近该充电电池21的其它电子元件的使用寿命造成负面影响。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种能规律调整充电电流值的类弦波充电方法，应用于一供电装置，该供电装置的一充电电路与一充电电池相电气连接，其特征在于，该充电电路的二充电端分别与该充电电池的二电极端相电气连接，以将该充电电路所接收到的电流值规律地传输至该充电电池，该方法使该充电电路上的一充电管理控制器执行下列步骤：

将一第一电流值传输至该充电电池，且在持续一充电期间后，中断传输该第一电流值，并持续一中断期间；

依序将多个衰减电流值传输至该充电电池，其中，第一个衰减电流值小于该第一电流值，第二个衰减电流值则小于该第一个衰减电流值，以此类推，且这些衰减电流值的传输分别且依序持续该充电期间及该中断期间；

将一第二电流值传输至该充电电池，该第二电流值小于最后一个衰减电流值，且该第二电流值的传输依序持续该充电期间及该中断期间；

依序将多个调升电流值传输至该充电电池，其中，第一个调升电流值系大于该第二电流值，第二个调升电流值则大于该第一个调升电流值，以此类推，但均小于该第一电流值，且这些调升电流值的传输分别且依序持续该充电期间及该中断期间；及

重复将该第一电流值、这些衰减电流值、第二电流值与这些调升电流值分别且依序传输至该充电电池，对该充电电池进行充电，直到该充电电池的电量饱和为止。

2.根据权利要求1所述的类弦波充电方法，其特征在于，该充电期间等于该中断期间。

3.根据权利要求1所述的类弦波充电方法，其特征在于，该充电期间大于该中断期间。

4.根据权利要求1所述的类弦波充电方法，其特征在于，该充电期间小于该中断期间。