CN110768345A - 电池电量充电检测控制装置及充电器 - Google Patents

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陈贻欢
贺达江
米贤武
杨菁
陈雷平
宋宏彪
丁黎明
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Abstract

本申请涉及一种电池电量充电检测控制装置及充电器，该装置包括电流电量检测模块、电压检测模块和控制模块，电流电量检测模块检测电池的充电电量和充电电流，在电池的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，且电池的充电电流小于预设电流阈值时发送电流电量触发指令至控制模块。电压检测模块检测电池电压，在电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，发送电压触发指令至控制模块。控制模块在同时接收到电流电量触发指令和电压触发指令时，发送断电指令至供电模块控制供电模块停止对电池充电。同时对电池的充电电量、充电电流以及电池电压进行监测，在满足相应条件后则控制供电模块停止对电池充电，使用可靠性高。

Description

电池电量充电检测控制装置及充电器
技术领域
本申请涉及电池充电管理技术领域，特别是涉及一种电池电量充电检测控制装置及充电器。
背景技术
对于手机电池而言，尤其是当今广泛应用的锂电池而言，在期充电时经常会因为手机主人忙于其他工作忘记在充满电时及时拔下充电器，导致手机电池过充频繁发生。根据锂离子电池的化学特性，在使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学反应。但是对锂离子电池的过度充电将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，很可能发生漏液、起火、爆炸等危险。
传统的电池充电设备一般只具有简单的充电功能，或者最多就是采用无线充电技术，无法根据电池的状态进行自动控制，存在充电安全隐患，使用可靠性低。
发明内容
基于此，有必要针上述问题，提供一种使用可靠性高的电池电量充电检测控制装置及充电器。
一种电池电量充电检测控制装置，包括电流电量检测模块、电压检测模块和控制模块，所述电流电量检测模块用于连接供电模块和电池，所述电压检测模块用于连接所述供电模块和所述电池，所述控制模块连接所述电流电量检测模块和所述电压检测模块，还用于连接所述供电模块；
所述电流电量检测模块用于检测所述电池的充电电量和充电电流，在所述电池的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，且所述电池的充电电流小于预设电流阈值时发送电流电量触发指令至所述控制模块；
所述电压检测模块用于检测电池电压，在所述电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，发送电压触发指令至所述控制模块；
所述控制模块用于在同时接收到所述电流电量触发指令和所述电压触发指令时，发送断电指令至所述供电模块，以控制所述供电模块停止对所述电池充电。
在其中一个实施例中，所述控制模块还用于在根据所述电流电量检测模块检测到的充电电流，以及所述电压检测模块检测到的电池电压检测到发生空载时，发送断电指令至所述供电模块，以控制所述供电模块停止对所述电池充电。
在其中一个实施例中，电池电量充电检测控制装置还包括连接所述控制模块的温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述电池的温度，以及在检测到所述电池的温度高于预设温度报警阈值时，发送温度异常信号至所述控制模块；所述控制模块还用于在接收到所述温度异常信号后发送断电指令至所述供电模块，以控制所述供电模块停止对所述电池充电。
在其中一个实施例中，电池电量充电检测控制装置还包括连接所述控制模块的显示模块；所述控制模块还用于控制所述显示模块显示充电状态。
在其中一个实施例中，电池电量充电检测控制装置还包括连接所述控制模块的无线通信模块，所述无线通信模块与终端通信。
在其中一个实施例中，所述无线通信模块为WIFI、蓝牙或红外通信模块。
在其中一个实施例中，所述控制模块还用于记录充放电次数，当充放电次数达到设定值时推送更换电池提醒信息。
在其中一个实施例中，所述控制模块为MCU(Micro Control Unit，微控制单元)。
一种充电器，包括供电模块和上述电池电量充电检测控制装置。
在其中一个实施例中，所述供电模块包括逆变电路和整理电路，所述整理电路连接所述逆变电路和所述电池电量充电检测控制装置。
上述电池电量充电检测控制装置及充电器，在供电模块对电池充电时，电流电量检测模块检测电池的充电电量和充电电流，在电池的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，且电池的充电电流小于预设电流阈值时发送电流电量触发指令至控制模块。电压检测模块检测电池电压，在电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，发送电压触发指令至控制模块。控制模块在同时接收到电流电量触发指令和电压触发指令时，发送断电指令至供电模块控制供电模块停止对电池充电。在对电池充电时，同时对电池的充电电量、充电电流以及电池电压进行监测，在满足相应条件后则控制供电模块停止对电池充电，提高了充电的安全性，使用可靠性高。
附图说明
图1为一个实施例中电池电量充电检测控制装置的结构框图；
图2为另一个实施例中电池电量充电检测控制装置的结构框图；
图3为一个实施例中充电器的结构原理图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，提供了一种电池电量充电检测控制装置，适用于充电器中对充电电池进行电量检测和自动断电控制。如图1所示，电池电量充电检测控制装置包括电流电量检测模块110、电压检测模块120和控制模块130，电流电量检测模块110用于连接供电模块210和电池220，电压检测模块120用于连接供电模块210和电池220，控制模块130连接电流电量检测模块110和电压检测模块120，还用于连接供电模块210。
电流电量检测模块110用于检测电池220的充电电量和充电电流，在电池220的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，且电池220的充电电流小于预设电流阈值时发送电流电量触发指令至控制模块130；电压检测模块120用于检测电池电压，在电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，发送电压触发指令至控制模块130；控制模块130用于在同时接收到电流电量触发指令和电压触发指令时，发送断电指令至供电模块210，以控制供电模块210停止对电池220充电。
在供电模块210对电池220充电时，电流电量检测模块110检测电池220的充电电量和充电电流，电压检测模块120检测电池电压。其中，电流电量检测模块110、电压检测模块120和控制模块130的具体结构并不是唯一的，电流电量检测模块110可通过内部比较器将检测到的充电电量和充电电流与对应的设定值进行比较，在充电电量和充电电流满足条件时则发送电流电量触发指令至控制模块130。电压检测模块120可通过内部比较器将检测到的电池电压与对应的设定值进行比较，在电池电压满足条件时发送电压触发指令至控制模块130。控制模块130作为电池主控芯片，可采用MCU。
具体地，用户可通过按键等交互装置，将电池220的额定容量和额定电压预先保存至控制模块130。设定电量差阈值和设电流阈值的取值并不唯一，若电池220的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，则可认为电池220的充电量接近额定容量。若电池220的充电电流小于预设电流阈值，则可认为充电电流减小至微弱状态。设定电压差阈值的具体取值也不是唯一的，当电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，则可认为电池电压接近额定电压。当充电量接近额定容量时，检测到充电电流减小至微弱状态，并检测到电池电压接近额定电压，则电流电量检测模块110与电压检测模块120同时发出电信号至控制模块130，切断供电模块210。
上述电池电量充电检测控制装置，在供电模块210对电池220充电时，电流电量检测模块110检测电池220的充电电量和充电电流，在电池220的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，且电池220的充电电流小于预设电流阈值时发送电流电量触发指令至控制模块130。电压检测模块120检测电池电压，在电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，发送电压触发指令至控制模块130。控制模块130在同时接收到电流电量触发指令和电压触发指令时，发送断电指令至供电模块210控制供电模块210停止对电池220充电。在对电池220充电时，同时对电池220的充电电量、充电电流以及电池电压进行监测，在满足相应条件后则控制供电模块210停止对电池充电，提高了充电的安全性，使用可靠性高。而且，充电完毕及时自动进行断电，节约了耗电量。
在一个实施例中，控制模块130还用于在根据电流电量检测模块110检测到的充电电流，以及电压检测模块120检测到的电池电压检测到发生空载时，发送断电指令至供电模块210，以控制供电模块210停止对电池220充电。
具体地，空载即为电池电量充电检测控制装置未接入电池220，当空载时，电流微弱接近为0，电压为0。因此，控制模块130可实时接收电流电量检测模块110采集的充电电流和电压检测模块120采集的电池电压，当充电电流小于设定空载电流阈值，且电池电压为0时，可认为发生空载，控制模块130控制供电模块210停止对电池220充电。其中，设定空载电流阈值为判定发生空载的最大电流，具体取值可根据实际情况调整。例如，设定空载电流阈值取0.1A，当充电电流小于0.1A时则可认为发生空载。在出现空载时还及时进行断电，使装置不再处于空载低功耗运行状态。
在一个实施例中，如图2所示，电池电量充电检测控制装置还包括连接控制模块130的温度检测模块140，温度检测模块140用于检测电池220的温度，以及在检测到电池220的温度高于预设温度报警阈值时，发送温度异常信号至控制模块130；控制模块130还用于在接收到温度异常信号后发送断电指令至供电模块210，以控制供电模块210停止对电池220充电。温度检测模块140具体可以是与电池220接触，也可以是设置在靠近电池220的位置。
以电池220为手机锂电池为例，由于锂离子电池充放电过程为化学反应，会伴随热量产生。预设温度报警阈值的具体取值并不唯一，若电池220的温度高于预设温度报警阈值，则可认为电池220温度升高异常。充电过程中若电池220温度升高异常，则温度检测模块140发出电信号至控制模块130，切断供电模块210。本实施例中提供了温度保护功能，高温自动断电，提高了对电池220的充电安全性。
在一个实施例中，电池电量充电检测控制装置还包括连接控制模块130的显示模块150；控制模块130还用于控制显示模块150显示充电状态。其中，显示模块150可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏或LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示屏。此外，也可以是显示模块150也可以是触控屏，便于人机交互。
具体地，控制模块130可通过显示模块150实时显示电池充电状态，例如实时显示充电电量、充电电流、电池电压以及电池温度。控制模块130还可通过显示模块150显示装置的工作状态，例如处于充电中或未充电等状态。利用显示模块150进行状态显示，可以方便人们及时掌握电池以及装置的工作状态。
进一步地，在一个实施例中，继续参照图2，电池电量充电检测控制装置还包括连接控制模块130的无线通信模块160，无线通信模块160与终端通信。其中，无线通信模块160可以是WIFI、蓝牙或红外通信模块，终端可以是电脑、手机或可穿戴设备。控制模块130可通过无线通信模块160将电池充电状态以及装置的工作状态发送至终端进行显示，同样可方便人们及时掌握电池充电状态。此外，控制模块130还可根据无线通信模块160接收的指令进行控制操作，例如控制供电模块210开始充电和停止充电等。用户可通过电脑端或手机端控制充电器工作状态，提高了充电操作便利性。
进一步地，在一个实施例中，控制模块130还用于记录充放电次数，当充放电次数达到设定值时推送更换电池提醒信息。设定值的具体取值也不是唯一的，控制模块130具有循环充放电计数功能，当充放电次数达到设定值，则可认为电池容量衰减需要进行更换，推送更换电池提醒信息提醒人们更换电池。控制模块130推送更换电池提醒信息的具体方式并不唯一，可以是控制显示模块150显示提醒信息，也可以是通过无线通信模块160发送提醒信息至终端，或者同时采用以上两种方式进行信息提醒。
在一个实施例中，还提供了一种充电器，具体可以是手机充电器。充电器包括供电模块210和上述电池电量充电检测控制装置。其中，如图3所示，供电模块210包括逆变电路和整理电路，整理电路连接逆变电路和电池电量充电检测控制装置，具体连接电池电量充电检测控制装置的电流电量检测模块110、电压检测模块120和控制模块130。逆变电路用于接入外界220V交流电源进行逆变处理后输出电压至整理电路，整理电路对电压进行整流输出直流电至电池电量充电检测控制装置，为电池220充电。控制模块130连接逆变电路，在需要停止充电时发送断电指令至逆变电路，切断充电器电源。
上述电池电量充电检测控制装置及充电器，在对电池充电时，同时对电池的充电电量、充电电流以及电池电压进行监测，在满足相应条件后则控制供电模块停止对电池充电，提高了充电的安全性，使用可靠性高。
为便于更好地理解上述电池电量充电检测控制装置及充电器，下面以手机充电器为例进行详细解释说明。
根据锂离子电池的特性，对电池组进行充电必须是先恒流后恒压的两段式充电方式在对电池组进行充电的起始阶段首先以恒定电流对电池组进行充电，电池组的端电压逐渐上升。当电池组端电压上升到一定值后，再转为以恒定电压对电池组进行充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小。当充电电流减小C/40至C/30时，就认为电池已经充电完毕。常规的充电器只具有简单的充电功能，或者最多就是采用无线充电技术进行充电，无法根据电池的状态进行自动控制，存在充电安全隐患。
基于此，本申请提供的手机充电器如图3所示，通过电流电量检测模块和电压检测模块，实现对电池充电电量、充电电流以及电池电压检测。当充电量接近额定容量时，检测到充电电流减小至微弱状态，并检测到电池电压接近额定电压，则电流电量检测模块与电压检测模块同时发出电信号至电池主控芯片，切断充电器电源。
充电过程中，若电池温度升高异常，则温度检测模块发出电信号至电池主控芯片，切断充电器电源。在检测到出现空载时，电流微弱接近为0，电压为0,则此时切断逆变电源，使其不再处于空载低功耗运行状态。
手机充电器增加WIFI模块，可通过显示模块实时显示电池充电状态以及充电器工作状态并可将相关数据通过互联网推送到手机端或电脑端。通过电脑端或手机端控制充电器工作状态。此外，电池主控芯片具有循环充放电计数功能，当充放电次数达到设定值，提醒人们更换电池。电池容量衰减到设定值，可提醒人们更换电池。
上述手机充电器，提高了充电的安全性，可以方便人们及时掌握电池、充电器工作状态。充电完毕及时自动进行断电，节约了耗电量，且具有温度保护功能，高温自动断电。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池电量充电检测控制装置，其特征在于，包括电流电量检测模块、电压检测模块和控制模块，所述电流电量检测模块用于连接供电模块和电池，所述电压检测模块用于连接所述供电模块和所述电池，所述控制模块连接所述电流电量检测模块和所述电压检测模块，还用于连接所述供电模块；
所述电流电量检测模块用于检测所述电池的充电电量和充电电流，在所述电池的充电电量与预设的额定容量的差值小于设定电量差阈值，且所述电池的充电电流小于预设电流阈值时发送电流电量触发指令至所述控制模块；
所述电压检测模块用于检测电池电压，在所述电池电压与预设的额定电压的差值小于设定电压差阈值时，发送电压触发指令至所述控制模块；
所述控制模块用于在同时接收到所述电流电量触发指令和所述电压触发指令时，发送断电指令至所述供电模块，以控制所述供电模块停止对所述电池充电。
2.根据权利要求1所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于在根据所述电流电量检测模块检测到的充电电流，以及所述电压检测模块检测到的电池电压检测到发生空载时，发送断电指令至所述供电模块，以控制所述供电模块停止对所述电池充电。
3.根据权利要求1所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，还包括连接所述控制模块的温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述电池的温度，以及在检测到所述电池的温度高于预设温度报警阈值时，发送温度异常信号至所述控制模块；所述控制模块还用于在接收到所述温度异常信号后发送断电指令至所述供电模块，以控制所述供电模块停止对所述电池充电。
4.根据权利要求1所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，还包括连接所述控制模块的显示模块；所述控制模块还用于控制所述显示模块显示充电状态。
5.根据权利要求1所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，还包括连接所述控制模块的无线通信模块，所述无线通信模块与终端通信。
6.根据权利要求5所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，所述无线通信模块为WIFI、蓝牙或红外通信模块。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于记录充放电次数，当充放电次数达到设定值时推送更换电池提醒信息。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的电池电量充电检测控制装置，其特征在于，所述控制模块为MCU。
9.一种充电器，其特征在于，包括供电模块和如权利要求1-8任意一项所述的电池电量充电检测控制装置。
10.根据权利要求9所述的充电器，其特征在于，所述供电模块包括逆变电路和整理电路，所述整理电路连接所述逆变电路和所述电池电量充电检测控制装置。
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