CN1103211A - 充电装置 - Google Patents

Abstract

在便携台等的小型电气设备中备有的蓄电池的 充电装置中，由电源电路向接于负载装置的蓄电池提 供充电电流，根据检测蓄电池端电压的电压检测电路 检测蓄电池充电结束。当发生负载装置的消耗电流 大小变化的情况时，控制电路能相应于负载装置的工 作中止电压检测电路的工作，不会检测因消耗电流的 变化而产生的蓄电池的端电压的变化，从而防止满充 电的错误检测。

Description

本发明涉及便携台等小型电气设备中备有的蓄电池的充电装置。

近年来，在以电池为电源的装置中，从以猛干电池为代表的不可充电的一次性电池开始，正逐渐越来越多地使用以镍-镉蓄电池及小型铝密封蓄电池为代表的可充电多次重复使用的二次性电池。以电池为电源的装置，其特点是大多用于便携式机器，电池的放电持续时间即为该装置的工作时间。由此，电池放完电时，虽然可对电池充电或换上别的充好电的电池，但换电池期间，该装置不能工作。为此在工作不能中断的机器中使用二次性电池时，要一边使该机器工作一边对二次电池充电。

下面，参照图5说明已有技术的充电装置。

图5为已有技术的充电装置的方框图。如图5所示，电池座1收放着蓄电池2，该电池座1上设有充电座端子1a、1b和放电端子1c、1d。端子1a及端子1c连接于蓄电池2的正极，端子1b及端子1d连接于蓄电池2的负极。

负载装置3是以蓄电池2为主要电源的，端子3a、3b连接于蓄电池座1的放电端子1c、1d，并由蓄电池2供给电能。

充电器4将端子4a、4b分别连接于电池座1的端子1a、1b，经这些端子将电能供给蓄电池2，对蓄电池2充电。电压检测电路5检测蓄电池2的端电压。充电线上串接电阻6，电流检测电路7连接于该电阻6上，检测充电电流。电源电路8将电能供给蓄电池2，由电流控制电路9控制电源电路8流入电池座1的充电电流。控制电路10，根据电流检测电路7检测的充电电流值控制电流控制电路9的工作，使充电电流恒定。

参照图6和图7说明上述结构的工作。又，图6为表示上述结构的充电装置在负载装置3的消耗电流一定情况下的充电量的变化特性图，图7为表示上述结构的充电装置在负载装置3的消耗电流变化情况下的充电量的变化特性图。另外在图6及图7中，纵座标表示蓄电池2的端电压V，横座标表示充电时间t，to表示充电途中负载装置3的消耗电流急增的时间点，ts表示快速充电正常结束的时间。

将设于充电器4上的端子4a、4b接到电池座1的端子1a、1b后，即通过电流控制电路9由电源电路8将电能供给蓄电池2，开始充电。充电时，由电流检测电路7检测流经端子4a、4b的电流，控制电路10根据该检测信号控制电流控制电路9的工作，使一定的充电电流流过。

此时，在负载装置3连接于电池座1的情况下，由于负载装置3中也有电流流过，所以实际上流入蓄电池2的充电电流为从电流控制电路9的输出电流中减去负载装置3的消耗电流的差值。

由于充电器4可控制使得流入电池座1的电流一直保持定值，所以，若充电时间中负载装置3的工作状态不变化，则至蓄电池2的充电电流为定值，由电压检测电路5所检测的蓄电池2的端电压的变化如图6所示，与不接负载3时的情况相同。

由此，当对蓄电池2充电时，一旦蓄电池2充电到满充电附近，如t△-ts区间所示，就可利用蓄电池2的端电压下降的现象检测蓄电池2的满充电，能够在充电开始后ts的时间点上安全结束快速充电。

但是，在上述已有技术的充电装置中，一旦负载装置3的工作状态发生变化，消耗电流增加时，则对蓄电池2的充电电流将减小相应部分，蓄电池2内的能量也将供给负载装置3，这样，虽然如图7的to所示那样还没有充满电，也会在充电途中发生蓄电池2的端电压下降的现象。由此，尽管尚有10%未充电，也会引起快速充电结束的不正常情况。

本发明的目的在于提供一种充电装置，该充电装置即使在负载装置的工作状态发生变化、电池的端电压不稳定变化情况下，也能安全正确地快速充电。

为了完成上述目的，本发明备有：提供至连接到负载装置上的2次电池的充电电流的电源电路;检测上述2次电池充电结束的充电结束检测电路;相应于上述负载装置的工作，中止上述充电结束检测电路工作的控制电路。

如上构成的本发明，在产生2次电池的端电压变化那样的情况时，设法不检测2次电池的满充电，这样，因负载装置的工作状态的变化而引起2次电池端电压变化时，可防止满充电的误检测。

下面结合附图所示实施例详细说明本发明。

图1为本发明一实施例的充电装置的方框图;

图2为图1充电装置的电路图;

图3为表示上述充电装置的端电压的变化特性图。

图4为表示上述充电装置的充电量变化的特性图;

图5为已有技术充电装置的方框图;

图6为表示负载装置的消耗电流一定时的上述已有充电装置的充电量的变化特性图;

图7为表示负载装置的消耗电流变化时的上述已有充电装置的充电量的变化特性图。

下面参照图1说明本发明的一实施例。

图1为本发明一实施例的充电装置的方框图。

如图1所示，电池座11收放着蓄电池（2次电池）12，并设有充电端子11a、11b和放电端子11c、11d。端子11a及端子11c连接于蓄电池12的正极，而端子11b及端子11d连接于蓄电池12的负极。又，电池座11中还收放有热敏电阻13。热敏电阻13的一端电气上直接与端子14、端子15相连，其另一端连接于端子11b。

无绳电话机的子机（下面，称为电话机）16是一种由电池座11内的蓄电池12提供电能而工作的负载装置。端子16a、16b连接于电池座11的端子11c、11d，端子17连接于端子15。接收电路18接收来自无绳电话机主机（未图示）的信号。扬声器19由扬声器驱动电路20驱动，产生呼叫信号。当接收电路18接收呼叫信号时，负载控制电路21将指示加给驱动扬声器19的扬声器驱动电路20，同时，将工作信息信号输出到端子17。

充电器22将端子22a，22b连接到电池座11的端子11a、11b通过这些端子将充电电流供给蓄电池12。电源电路23供给电能，由电流控制电路24控制来自该电源电路23的流入电池座11的电流。电阻25连接在端子22b和地之间、电流检测电路26连接于与电阻25相接的检测端子26a上以检测电流。电压检测电路27检测端子22a的端电压，用以检测蓄电池12的充电结束。端子28连接于电池座11的端子14，通过该端子28将来自热敏电阻13的信号输入温度检测电路29，温度检测电路29由该信号检测蓄电池12的温度。工作信息接收电路30连接于端子28，接收来自负载控制电路21的经端子17、15、14、28送来的工作信息信号。控制电路31根据来自电流检测电路26、电压检测电路27、温度检测电路29、工作信息接收电路30的信息控制电流控制电路24的工作。控制电路31根据电压检测电路27检测到的电压判定蓄电池12的端电压在下降时就结束充电，同时，相应于上述负载装置的工作中止电压检测电路27的工作。

说明上述结构的工作。首先，电池座11的端子11a、11b，端子14分别连接于充电器22的端子22a、22b、28时，充电电流即以电源电路23、电流控制电路24、蓄电池12、电阻25、电源电路23的路径开始流过，充电开始。由电流检测电路26检测到此时的充电电流的大小，该检测信号传送给控制电路31。控制电路31根据该检测信号控制电流控制电路24的工作，以保证充电电流恒定。

此时，电压检测电路27检测端子22a的端电压并将检测信号送入控制电路31，由于端子22a通过端子11a连接于蓄电池12的正极，所以端子22a的电压与蓄电池12的正极电压相同。即，来自电压检测电路27的检测信号能检测蓄电池12的正极电压。控制电路31监视该电压检测电路27的检测信号，一旦确认电压从上升进入下降，就停止电流控制电路24的工作，使充电结束。

又，温度检测电路29由来自热敏电阻13的信号检测蓄电池12的温度，并将检测信号送入控制电路31。控制电路31，由该检测信号一旦判定温度达规定值以上时就停止电流控制电路24的工作，使充电结束。

当进行上述充电动作时，一旦电话机16的接收电路18接收到来自主机的呼叫信号，则负载控制电路21控制扬声器驱动电路20，从扬声器19发出呼叫音，同时，将工作信息信号输至端子17。接受该信号的工作信息接收电路30将信号输出给控制电路31。控制电路31接受该信号，并将中止电压检测的指示信号输出给电压检测电路27。电压检测电路27接受该信号，并暂时中止蓄电池12的电压检测工作。此后，电话机16的消耗电流回到原有状态的时刻，即，来自电流检测电路26的输出变到送工作信息信号前的值时，电压检测电路27再开始蓄电池12的电压检测工作。

如上所述，在本实施例中，在电话机16的扬声器19发出呼叫音等电话机16的消耗电流产生变化时，电话机16的负载控制电路21输出工作信息信号并传给充电器22，控制电路31根据该信号即中断电压检测电路27的电压检测工作，所以即使发生因电话机16的消耗电流变化引起蓄电池12的电压下降，也不会检测该电压，而仅仅检测蓄电池12满充电时产生的电压下降。因此，能防止由于电话机16的消耗电流的变化引起的充电结束的误检测。

下面，参照图2说明本实施例的详细结构。

如图2所示，电源电路23中，与交流电源串联连接的电源开关SW1及保险丝F1连接到变压器T1的初级，由二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式二极管D连接于变压器T1的次级侧。平滑电容C1、C2和直流稳压电源集成电路Q1连接于桥式二极管D的输出端。

微机Q2，其内具有A/D变换器、并设有：连接于电源电路23输出的电源端子a，PWM电路的驱动端子b，限压信号的输入端子C，温度变化信号的输入端子d，异常电压检测信号的输入端子e，电池电压的输入端子连接于内部A/D变换器模拟侧的端子f，输入充电电流检测信号的端子g，接地端子h。

又，图1中的电压检测电路27相当于检测微计算机Q2内设有的A/D变换器及该A/D变换器输出的微机Q2。

微机Q2的端子C连接于端子28，端子d经由二极管D6、电容C3、电阻R3构成的积分电路连接于端子28。

电流控制电路24由晶体管Q3、Q4、二极管D5、线圈L1、微机Q2形成的PWM电路构成，它根据微机Q2的端子b输出的脉冲信号控制蓄电池12的充电电流。

电阻R5一端连接于端子22b，其另一端接地，相当于图1的电阻25。又，电阻R5的一端上接有微机Q2的端子g。

端子28通过电阻R4连接于电源电路23的输出，同时，也连接于微机Q2的端子C。又，端子28通过由二极管D6、电容器C3、电阻R3形成的积分电路连接于微机Q2的端子d。

负载控制电路21的工作信息信号作为定期发送的脉冲信号输出，它与热敏电阻13的输出一起从端子14传送给充电器22。这样，从负载控制电路21输出工作信息信号时的端子28的端电压，如图3所示，形成在热敏电阻13输出上叠加上定期的工作信息信号P产生的脉冲而成的电压。

异常电压检测电路32检测蓄电池12的异常电压，其构成如下：电阻R6连接于电源电路23的输出和微机Q2之间，电阻R7的一端连接于电流控制电路24的输出，该电阻R7的另一端上接至齐纳二极管D7的阴极，PNP型晶体管Q5的基极接于齐纳二极管D7的阳极，集电极接于微机Q2的端子e，发射极接地。

参照图4说明上述结构的工作。又，图4为表示本实施例充电装置的充电量变化的特性图，纵座标表示充电量即蓄电池12的端电压，横座标表示充电时间。又，时刻to为电话机16产生呼叫着的时刻，t1为电话机16的消耗电流回复到通常状态的时刻，ts为电池座11的快速充电结束的时刻。

当开关SW1为接通状态时，电源电路23即由变压器T1对交流电源电压进行变压，由桥式二极管D整流，由稳压电源集成电路Q1、电容器C1、C2将输出稳压后供给各部件电压。

这里，一旦将电池座11接于充电器22，则通过电流控制电路24，充电电流从电源电路23流入电池座11。该充电电流经蓄电池12、端子11b、端子22b、电阻R5的路径流动，电阻R5两端的电压从端子g输入微机Q2。微机Q2，在由内部的A/D变换器变换成电流信息之后，根据该电流信息使端子b的脉冲输出变化，并使电流控制电路24的输出恒定，达到控制目的。即，电流控制电路24的晶体管Q3，相应于来自微机Q2的端子b的脉冲进行开关动作，相应于该开关动作，由晶体管Q4、二极管D5、线圈L1构成的开关电路根据该开关动作，对来自电源电路23的输出进行通断操作，从而控制流过的电流值。

此时，电池座11内的热敏电阻13的端电压经由端子14、端子28及由二极管D6、电阻R3、电容器C3构成的积分电路输入到微机Q2的端子C。当该热敏电阻13的端电压急剧变化且显示出温度达规定值以上的电压值时，微机Q2停止给端子b加脉冲，使充电停止。此时，当送入来自负载控制电路21的工作信息信号的脉冲信号时，由于通过上述积分电路消除了该脉冲信号，所以不会有脉冲信号输入端子d。

又，一旦蓄电池12的电压达基准值以上时，则通过电阻R7、齐纳二极管D7传送给晶体管Q5的基极，使晶体管Q5的集电极变为“低”电平。该信号传至微机Q2的端子e。微机Q2，一旦接收到该信号，则停止输出至端子b，使电流控制电路24停止工作，从而停止充电。

从电话机16的负载控制电路21将作为工作信息信号的定期脉冲信号输出到端子17时，该脉冲通过端子15、14、28输入给微机Q2的端子C。微机Q2一旦接收到该信号，则禁止对来自端子f所输入的蓄电池12的端电压的检测。这样，对图4时刻t0以后产生的蓄电池12的电压下降不检测。

微机Q2，即使在停止对该端电压检测时，由于异常电压检测电路32的工作，也能检测电池电压的异常上升，也就是说，即使禁止微机Q2对端子f传来的电池电压的检测，也不会损害充电的安全性。

在图4的时刻t1上，电话机16的负载控制电路121停止工作信息信号后，由于从端子g输入蓄电池12的消耗电流，所以，微机Q2在该值回复到原先状态的时刻，重新开始检测来自端子f的蓄电池12的电压。

按照如上所述本发明的实施例，在边充电边发生电话机16的消耗电流变化时，电话机16输出工作信息信号，由于接收到该信息而中止对蓄电池12的端电压的检测，所以即使因电话机16的工作状态引起蓄电池12的端电压变化，也能防止满充电的误检测，并能将充电不良或其它异常工作防患于未然，从而能安全、正确地结束快速充电。

又，在上述实施例中，虽然是作为恒值控制电流控制电路24的输出电流的恒电流充电方式，但毋用置言，也能应用于一边总是保持锂离子电池或铅蓄电池中使用的蓄电池的端电压一边进行充电的恒压充电方式。

另外，在上述实施例中，虽然是将负载装置设定为无绳电话机的子机，但是在边用充电器进行充电边进行工作的负载装置中，如果因负载装置的工作状况引起消耗电流变化，则应用本发明进行充电也能获得同样的效果，这一点是勿需多言的。

Claims (18)

1、一种充电装置，其特征在于，它备有：向接于负载装置的二次电池提供充电电流的电源电路，检测上述二次电池充电结束的充电结束检测电路，根据上述负载装置的工作中止上述充电结束检测电路工作的控制电路。

2、如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有控制给二次电池的充电电流的电流控制电路，所述控制电路能相应于所述充电结束检测电路的检测信号停止该电流控制电路的工作。

3、如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有：控制给二次电池的充电电流的电流控制电路，和检测上述二次电池温度的温度检测电路，控制电路能相应于上述温度检测电路的输出停止上述电流控制电路的工作。

4、如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述负载装置备有预定工作发生时输出工作信息信号的负载控制电路，所述控制电路能相应于上述负载控制电路的工作信息信号中止充电结束检测电路的工作。

5、如权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述负载控制电路在负载装置工作期间、发生消耗电流变化的动作时能输出工作信息信号。

6、如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有检测流入二次电池的充电电流的电流检测电路。所述控制电路在中止充电结束检测电路的工作后，当上述电流检测电路的输出变成负载装置的工作信息信号送出前的值时，能使上述充电结束检测电路重新工作。

7、一种充电装置，其特征在于，它备有：向连接于负载装置的二次电池提供充电电流的电源电路，检测上述二次电池端电压的电压检测电路，判定上述二次电池的端电压比由上述电压检测电路所检测到的电压低时结束充电、同时相应于上述负载装置的工作中止上述电压检测电路工作的控制电路。

8、如权利要求7所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有：控制给二次电池的充电电流的电流控制电路，和检测上述二次电池的温度的温度检测电路，所述控制电路能相应于上述温度检测电路的输出停止上述电流控制电路的工作。

9、如权利要求7所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有：控制给二次电池的充电电流的电流控制装置，检测流入二次电池的充电电流的大小的电流检测电路，所述控制电路能控制上述电流控制电路，以便于根据上述电流检测电路的输出使流入二次电池的充电电流恒定。

10、如权利要求7所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有负载发生预定动作时输出工作信息信号的负载控制电路，所述控制电路在判定二次电池的端电压比由上述电压检测电路检测到的电压值低时结束充电、同时能相应于上述负载控制电路发出的工作信息信号中止电压检测电路的工作。

11、如权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述负载控制电路，在负载装置工作期间，当发生消耗电流变化的情况时能输出工作信息信号。

12、如权利要求11所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有检测流入二次电池的充电电流的大小的电流检测电路，控制电路中止电压检测电路工作后，当上述电流检测电路的输出达到负载装置发出的工作信息信号送出前的值时能重新使上述电压检测电路工作。

13、一种充电装置，其特征在于，它备有：给连接到便携式的无线电话装置的二次电池提供充电电流的电源电路，检测上述二次电池的端电压的电压检测电路，当上述便携式无线电话装置发生预定工作时输出工作信息信号的负载控制电路，当判定上述二次电池的端电压比由上述电压检测电路所检测到的电压低时结束充电、同时相应于上述负载控制电路发出的工作信息信号中止上述电压检测电路工作的控制电路。

14、如权利要求13所述的充电装置，其特征在于，所述负载控制电路在便携式无线电话装置工作期间发生消耗电流变化的情况时能输出工作信息信号。

15、如权利要求13所述的充电装置，其特征在于，所述负载控制电路在便携式无线电话装置发出呼叫信号时能输出工作信息信号。

16、如权利要求14所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有检测流入二次电池的充电电流的大小的电流检测电路，所述控制电路在中止电压检测电路的工作后、上述电流检测电路的输出达到负载装置发出的工作信息信号送出前的值时能重新使上述电压检测电路工作。

17、如权利要求13所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有：控制给二次电池的充电电流的电流控制电路，和检测上述二次电池的温度的温度检测电路，所述控制电路能相应于上述温度检测电路的输出停止上述电流控制电路工作。

18、如权利要求13所述的充电装置，其特征在于，可进一步备有：控制给二次电池的充电电流的电流控制电路，检测流入二次电池的充电电流的大小的电流检测电路，所述控制电路能控制上述电流控制电路，以便于根据上述电流检测电路的输出使流入二次电池的充电电流恒定。

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