CN1088277C - 基于电池与其环境温度差的可变充电电流电池充电器 - Google Patents

基于电池与其环境温度差的可变充电电流电池充电器 Download PDF

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Abstract

一个电池充电器，其充电电流根据电池环境温度与电池温度之间的温度差而被关断，其中环境温度由第一个传感器(RA)来测量，而电池温度由第二个传感器(RB)来测量。在温度差测量中的误差，是由电池充电器中电源产生的与输入电压有关的热量所导致的。它通过第三个信号(K*Vi)而被补偿，这里的第三个信号代表由于变化的输入电压而额外产生的热量。

Description

基于电池与其环境温度差的可变充电电流电池充电器
本发明涉及一个电池充电器，特别是涉及基于电池与其环境温度差的可变充电电流电池充电器。
这样的电池充电器已见于专利号为4,816,737的美国专利中，特别是可被用于可重复充电电池的电子装置中，如电动剃须刀。这种类型的电池充电器可当作快速充电器来使用，它允许用较大的充电电流来充电。一旦被充电的电池的温度相对于其环境温度升高，电池的充电过程就被终止或由快速充电切换到微电流充电。事实上，如果充电过程没有在适当的时间终止，一旦电池已经充分地充电，其温度将迅速上升。第一个传感器测量环境温度并被安置在适合这个目的的位置。第二个传感器测量电池的温度，并且出于这个目的，它与电池保持热接触。在给定的两个传感器之间的温度差下，充电过程终止或快速充电切换到微电流充电。
用于对输入电压进行转换的装置具有一定的转换效率，因此它们在电池的充电过程中也会变热。所产生的热量会导致环境温度的额外升高。产生的热量依赖于输入电压。产生的热量总是随着输入电压的增加而增加。在充电过程中，环境温度也会上升，因此在电池与其环境温度之间的温度差不再会形成一个恰当的关断判据。为了确保电池不会被过度充电，应该对于环境温度额外升高到最大值时的温度差来确定电池充电器的关断点，该环境温度的额外升高是由转换装置内部产生的热量引起的。这就是说，在产生较少热量的输入电压，即通常为较低输入电压时，充电过程就被提前终止了，因此电池不会被100％的充电。
克服这个缺点是本发明的一个目标。出于这个目的，按本发明，在开篇定义的这种类型的电池充电器的特点是，这种电池充电器还包括：
用于产生代表输入电压的第三个信号的装置：并且
响应于第三个信号，对第一个和第二个信号之差产生影响的装置
第三个信号是预期的额外所产生热量的一个测度，并被用于针对由这种额外产生的热量而引起的环境温度的升高对由第一个和第二个传感器测量到的温度差进行补偿。
第三个信号可以通过多种方式来产生，例如可以通过一个放在电池充电器电源的发热部位的温度传感器。用一个不同的方法来测量产生热量的实施方案的特点是，用于产生第三个信号的装置包括一个与输入电压相连的分压器，该分压器含有一个抽头，用于产生第三个信号。
这个实施方案非常简单而且适用于上述的目的，因为在电源中热量的产生与电池和输入电压之间的电压差有关。对于输入电压是经过整流的交流电网电压的电池充电器尤其是这样。
使用第三个信号来补偿温度差的方法依赖于电子线路的线路接法。把来自第一个和第二个传感器的信号处理为一个差信号，并把这个差信号与第三个信号合并到一起是可能的。另一种可能性是首先把第三个信号与来自某一个传感器的信号合并到一起，然后把它处理为一个差信号。如果一个电桥中含有第一个和第二个传感器。那么把两个传感器之一与所说的分压器的抽头连到一起是有利的。对于第一个和第二个传感器，可使用热敏电阻，热敏电阻最好具有负温度系数。
根据本发明的电池充电器，包括：
一个电源(PS)，用于将输入电压变换为用于充电电池(B)的充电电流，该电源具有耦合到电池且用于给电池充电的可控电流源(CS)，可控电流源(CS)具有用于接收控制信号(Uc)的输入端，而该信号用于控制可控电流源的电流；
第一个传感器(RA)，用于产生显示电池(B)的环境温度的第一个信号；
第二个传感器(RB)，用于产生显示电池(B)的内部温度的第二个信号；
一个比较器(CMP，DA)，其具有用来接收来自第一个传感器(RA)的第一个信号和来自第二个传感器(RB)的第二个信号的输入端，并具有耦合到可控电流源(CS)的输出端，用于在所述输出端产生所述控制信号(Uc)，从而响应于第一个信号和第二个信号之间的差改变充电电流，其特征在于所述电池充电器还包括：
用于产生显示输入电压的第三个信号的装置，所述装置包括连接到输入电压的分压器(R3，R4)，该分压器具有用于提供第三个信号的抽头(N3)；以及
第一个传感器(RA)和第二个传感器(RB)其中之一被耦合到抽头(N3)，用来根据第三个信号改变第一个信号和第二个信号之间的差。
参照附图，将描述本发明的这些和另外一些方面，在附图中
图1所示为按本发明的电池充电器的一个实施方案。
图2所示为按本发明的电池充电器的另一个实施方案。
图3所示为使用可重复充电电池的电动剃刀和一个本发明电池充电器。
在这些图中，参考符号相同的部分或元件具有相同的功能或目的。
图1所示为按本发明的电池充电器的一个实施方案。电池B通过电源PS充电，电源PS把输入电压Vi转换为充电电流Ich。输入电压Vi可以是任意可变的直流电压。负输入电压端起信号参考点的作用并与信号地相连接。例如，输入电压Vi是一个经过整流的电网电压，该电网电压作用到端点T1和T2上，并且通过整流器D进行整流而通过电容C进行滤波。电源PS可以是任意需要类型的电源，例如可以是一个切换模式的电源或是一个交流/直流转换器，通过这个电源可以产生充电电流Ich，借助于一个控制信号UC，充电电流的实际电流强度可以改变，变化的范围介于对电池B进行快速充电的较大值和进行微电流充电的较小值之间。另一种可能是通过控制信号UC导通或切断充电电流Ich，借助于由控制信号UC控制的可控电流源CS，这些被象征性地表示出来。控制信号UC由比较器CMP提供，比较器CMP的一个输入端连接在位于电阻R1和第一个热敏电阻或传感器RA之间的节点N1上，比较器CMP的另一个输入连接在位于电阻R2和第二个热敏电阻或传感器RB之间的节点N2上。电阻RA测量环境温度并且最好是一个具有负温度系数(NTC)的电阻。例如，电阻RA可以与印刷电路板作热接触，该印刷电路板容纳了电源PS的所有元件。电阻RB热耦合于电池B，测量电池B的温度，并且最好是一个具有负温度系数的电阻。电阻R1和R2连接于一个电压源VS，该电压源提供相对于地的稳定的参考电压。电阻RB直接与地相接而电阻RA与分压器R3-R4的抽头N3相连。分压器R3-R4连接在输入电压Vi两端。在抽头N3上，是输入电压Vi的一部分K*Vi。所以，抽头N3上的电压是代表输入电压Vi的测度的一个信号。
电池B组成了电子装置的一部分，例如一部带有马达M的电动剃刀，该马达通过一个开关SW与电池B相连。显而易见，本发明也可用于其他带有可重复充电电池的装置，比如说电子牙刷，钻和其他工具，声频/视频/计算机装置，便携电话等。
电阻R1，RA，R2和RB构成了一个电桥电路BR。当电池已被充分充电时，电池B的温度较快的上升。电桥电路BR如此确定，使得比较器CMP的输出电压倒转，同时电流源CS从快速充电切换到微电流充电或关断。这样防止了电池B被过度充电或毁坏。
电源PS具有一定的转换效率，因此当电网电压增加时会产生更多的热量，从而影响环境温度。这种影响由电阻RA的测量得到，但这种影响几乎不会改变电池B的温度，因为充电过程的时间周期较短。因此，由电桥BR测量的温度不再是终止电池B的充电过程的一个恰当的判据。当电网电压增加时，误差也增加，因为电网电压增加，电源产生的热量也增加。通过把测量环境温度的带有负温度系数NTC的电阻RA连接在抽头N3上，可以得到对因电网电压增加而产生的热量的补偿。在分压器R3-R4的抽头N3上的较高电压K*Vi补偿了发热的带有负温度系数的电阻RA两端的较低电压，因此类似于低电网电压时的情形，现在当电池温度升高后，就实现了从快速充电到微电流充电的切换。
图2所示的是一个变形后的电路，在这个电路中，电桥BR与一个微分放大器DA相连，微分放大器的输出与比较器CMP的一个输入相连。比较器CMP的另一个输入连接在位于电阻R5和第三个热敏电阻或传感器RC之间的节点N4上，RC和电阻R5串联连接在参考电压VR和地之间。在这里电桥BR的电阻RA直接与地相接。电阻RC热耦合于电源PS的一部分，在电源中热量的产生代表了输入电压Vi的幅度。
应当指出，除了通过电桥电路，还可能用其他方式产生温度差信号。例如，通过分别测量环境温度和电池温度的分立传感器，就能产生温度差信号，分立传感器的信号通过各自的电子线路被放大，并被处理为或者是模拟或者是数字的差信号，差信号由第三个信号来补偿，其中第三个信号代表输入电压或预期的温度升高的测度，这种温度的升高是因为电池充电器的电源中额外产生的热量所导致的。
图3所示的是一个带有外壳1的电动剃刀，它含有马达M、电源PS和可重复充电电池B。驱动旋转剃刀头2的马达M通过在外壳1上的开关SW而被启动或关闭。

Claims (6)

1.一种用于对可重复充电电池(B)进行充电的电池充电器，包括：
一个电源(PS)，用于将输入电压变换为用于充电电池(B)的充电电流，该电源具有耦合到电池且用于给电池充电的可控电流源(CS)，可控电流源(CS)具有用于接收控制信号(Uc)的输入端，而该信号用于控制可控电流源的电流；
第一个传感器(RA)，用于产生显示电池(B)的环境温度的第一个信号；
第二个传感器(RB)，用于产生显示电池(B)的内部温度的第二个信号；
一个比较器(CMP，DA)，其具有用来接收来自第一个传感器(RA)的第一个信号和来自第二个传感器(RB)的第二个信号的输入端，并具有耦合到可控电流源(CS)的输出端，用于在所述输出端产生所述控制信号(Uc)，从而响应于第一个信号和第二个信号之间的差改变充电电流，其特征在于所述电池充电器还包括：
用于产生显示输入电压的第三个信号的装置，所述装置包括连接到输入电压的分压器(R3，R4)，该分压器具有用于提供第三个信号的抽头(N3)；以及
第一个传感器(RA)和第二个传感器(RB)其中之一被耦合到抽头(N3)，用来根据第三个信号改变第一个信号和第二个信号之间的差。
2.如权利要求1所述的电池充电器，其特征在于：第一个传感器(RA)是具有负温度系数的第一热敏电阻，该第一热敏电阻与电池(B)的环境进行热接触，且第一热敏电阻与第一电阻(R1)串联连接，以形成第一个串联电路，其中，连接第一热敏电阻和第一电阻的第一个节点(N1)被耦合到比较器的输入端之一；并且，第二个传感器(RB)是具有负温度系数的第二热敏电阻，该第二热敏电阻与电池(B)进行热接触，且第二热敏电阻与第二电阻(R2)串联连接，以形成第二个串联电路，其中，连接第二热敏电阻(RB)和第二电阻(R2)的第二个节点(N2)被耦合到比较器(CMP)的另一个输入端，且第一个和第二个串联电路其中之一(R2，RB)被连接在电源电压(VS)和参考端点(地)之间，而第一个和第二个串联电路其中的另一个(R1，RA)被连接到电源电压(VS)和输入分压器的抽头(N3)之间。
3.一种用于对可重复充电电池(B)进行充电的电池充电器，包括：
一个电源(PS)，用于将输入电压变换为用于充电电池(B)的充电电流，该电源具有耦合到电池且用于给电池充电的可控电流源(CS)，可控电流源(CS)具有用于接收控制信号(Uc)的输入，而该信号用于控制可控电流源的电流；
第一个传感器(RA)，用于产生显示电池(B)的环境温度的第一个信号；
第二个传感器(RB)，用于产生显示电池(B)的内部温度的第二个信号；
一个微分放大器(DA)，其具有用来接收来自第一个传感器(RA)的第一个信号和来自第二个传感器(RB)的第二个信号的输入端，并具有耦合到可控电流源(CS)的输出端，用于在所述输出端产生所述控制信号(Uc)，从而响应于第一个信号和第二个信号之间的差改变充电电流，其特征在于所述电池充电器还包括：
与电源(PS)的部分进行热耦合的第三个传感器(RC)，该电源的热量的产生代表输入电压的幅度，用于产生第三个信号；以及
一个比较器(CMP)，其具有连接到微分放大器(DA)的输出端的一个输入端，和具有用于接收来自第三个传感器(RC)的第三个信号的另一个输入端。
4.如权利要求3所述的电池充电器，其特征在于：第一个传感器(RA)是具有负温度系数的第一热敏电阻，该第一热敏电阻与电池(B)的环境进行热接触，且第一热敏电阻与第一电阻(R1)串联连接，以形成第一个串联电路，其中，连接第一热敏电阻(RA)和第一电阻(R1)的第一个节点(N1)被耦合到微分放大器(DA)的输入端之一；并且，第二传感器(RB)是具有负温度系数的第二热敏电阻，该第二热敏电阻与电池(B)进行热接触，且第二热敏电阻与第二个串电阻(R2)串联连接，以形成第二个串联电路装置，其中，连接第二热敏电阻(RB)和第二电阻(R2)的第二个节点(N2)被耦合到微分放大器(DA)的另一个输入端；并且，第三个传感器(RC)是具有负温度系数的第三热敏电阻，该第三热敏电阻与电源(PS)的所述部分进行热接触，且第三热敏电阻与第三电阻(R5)串联连接，以形成第三个串联电路，其中，连接第三热敏电阻(RC)和第三电阻(R5)的第三个节点(N4)被耦合到比较器(CMP)的另一个输入端，且第一个、第二个和第三个串联电路被连接在参考电压(VR)和参考端点(地)之间。
5.如权利要求1所述的电池充电器，其特征在于：电源(PS)和电池(B)都被容纳在一个共同的支架内，并通过第一个传感器(RA)测量支架的温度。
6.一个电动剃刀，包括：一个剃须装置(2)，一个用于驱动剃须装置(2)的马达(M)，一个用于为马达(M)提供电流的可重复充电的电池(B)，以及一个上述任一权利要求所述的用于对电池(B)进行充电的电池充电器。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6326767B1 (en) 1999-03-30 2001-12-04 Shoot The Moon Products Ii, Llc Rechargeable battery pack charging system with redundant safety systems
US6160383A (en) * 1999-07-02 2000-12-12 Research In Motion Limited Indirect contact battery temperature detection for rechargeable battery system
US6278260B1 (en) * 1999-12-08 2001-08-21 Tai-Her Yang Charging device which monitors charging by detecting a temperature of the battery and which includes compensation for increases or decreases in ambient temperature
US7129676B2 (en) * 2001-04-19 2006-10-31 American Power Conversion Controlling re-charge of a nickel metal-hydride (NiMH) or nickel cadmuim (NiCd) battery
JP3983681B2 (ja) * 2003-01-14 2007-09-26 株式会社マキタ 充電装置
CN1303720C (zh) * 2003-12-18 2007-03-07 明基电通股份有限公司 低温下对可充电式电池加热及充电的设备
US20070024246A1 (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Flaugher David J Battery Chargers and Methods for Extended Battery Life
US7710078B2 (en) * 2006-01-05 2010-05-04 Pine Valley Investments, Inc. Battery charger with temperature compensation
CN101788348B (zh) * 2010-01-25 2012-01-18 广东工业大学 一种圆柱型动力电池材料产热量测量装置
US9362750B2 (en) * 2011-12-05 2016-06-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage system and method for controlling the same
CN103855772B (zh) * 2014-03-18 2016-12-14 努比亚技术有限公司 移动终端及其充电控制方法
US9929449B2 (en) * 2014-06-10 2018-03-27 Vertiv Energy Systems, Inc. Systems and methods for warming batteries
CN105071466A (zh) * 2015-08-05 2015-11-18 吴中堂 能延长蓄电池寿命的温度控制充电器
KR200493843Y1 (ko) 2017-01-09 2021-06-11 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션 배터리 팩
WO2023106658A1 (ko) * 2021-12-09 2023-06-15 삼성전자 주식회사 배터리를 포함하는 전자 장치, 그 동작 방법 및 저장 매체

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH515644A (fr) * 1968-10-15 1971-11-15 Accumulateurs Fixes Dispositif de charge d'une batterie d'accumulateurs comprenant des moyens de commande du régime de charge sensibles à la température
US5493199A (en) * 1982-06-07 1996-02-20 Norand Corporation Fast battery charger
FR2611088A1 (fr) * 1987-02-18 1988-08-19 Labo Electronique Physique Dispositif de controle de la charge de batteries rechargeables
JPH03128619A (ja) * 1989-10-09 1991-05-31 Aisin Seiki Co Ltd アクチュエータの駆動制御装置
US5103156A (en) * 1990-12-21 1992-04-07 Dallas Semiconductor Corporation Battery manager chip with differential temperature sensing
US5574355A (en) * 1995-03-17 1996-11-12 Midtronics, Inc. Method and apparatus for detection and control of thermal runaway in a battery under charge

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998010502A1 (en) 1998-03-12
EP0864196A1 (en) 1998-09-16
US5828203A (en) 1998-10-27
CN1200203A (zh) 1998-11-25
ATE249106T1 (de) 2003-09-15
DE69724583D1 (de) 2003-10-09
EP0864196B1 (en) 2003-09-03
DE69724583T2 (de) 2004-08-05
JPH11514840A (ja) 1999-12-14

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