CN1236214A - 充放电控制电路及充电型电源装置 - Google Patents

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Abstract

在以接通/关断一个开关电路的方式对多个串联相接的蓄电池的充电和放电进行控制的充放电控制电路中,由于将用于检测各蓄电池的充电和放电的比较器串联相接,各比较器作为一个整体的电流消耗与单个比较器的电流消耗相等,使得充放电控制电路的电流消耗减小并使蓄电池经充电后的寿命延长。

Description

充放电控制电路及充电型电源装置
本发明涉及一种用于控制蓄电池的充电和放电的充放电控制电路，并涉及一种其中设置有充放电控制电路的蓄电池的充电型电源装置。
作为包括一个蓄电池的惯常的充电型电源装置，由图2示出其电路框图的这个电源装置是为人熟知的。此种结构在例如日本所公布的未审查专利申请H4-75430(1992)号中得以披露，标题为“充电型电源装置”。更为具体的是，蓄电池101经开关电路103连接至外部端口-V0或+V0。并且，充放电控制电路110以并联方式连接至蓄电池101。充放电控制电路110具有检测蓄电池101的电压的功能。当蓄电池101出现处于过充电状态(电池电压高于一个预定值的状态-以下称为过充电保护状态)或处于过放电状态(电池电压低于一个预定值的状态-以下称为过放电保护状态)的情况时，充放电控制电路110输出一个信号以关断开关电路103。再有，当外部端口+V0达到一定电压时，通过使开关电路103关断以停止放电，有可能限制流过开关电路103的电流。换言之，当电流过量时，就停止放电(过电流控制)。以下称此状态为过电流保护状态。充放电控制电路的作用就是在出现这些状态时保护电池。
而且，当多个蓄电池串联相接时，采用类似的方法可制成用于检测各电池的过充电及过放电的带有充放电控制电路的电源装置。
然而，具有这种结构的充放电控制电路有一个缺点，其自身的电流消耗会缩短采用蓄电池的设备经充电后的工作时间。
图3示出充放电控制电路110的内部电路的一个例子，其中有两个蓄电池是串联相接的。在此电路中，只示出一种用于过充电检测的电路，但过放电检测的情况是与之类似的。在此就图3所示的内部电路的例子进行说明。
图3所示的内部电路的例子展示一种采用比较器作为检测过充电的装置的情形，但采用其他检测装置的情形是与之类似的。充放电控制电路110包括：过充电检测比较器113和114；向过充电检测比较器113和114的各输入端提供一个预定的基准电压Vr的基准电压电路115和116；包括电阻R0-R1的电压分压电路111，用于对蓄电池101和102的端电压进行分压；包括电阻R2-R3的电压分压电路112；以及内部控制电路120。在如图所示的例子中，只展示了两个蓄电池的情形，但两个或更多蓄电池相接的情形是与之类似的。过充电检测比较器113和114具有将分别由分压电路111和112分压的作为蓄电池101和102的已分压的端电压与基准电压电路115和116的基准电压Vr进行比较的功能，以检测过充电状态。
当输入至过电压检测比较器113和114的正相输入端的经分压的输入电压高于基准电压Vr时，其输出变高。
内部控制电路120以过充电检测比较器的输出作为其输入信号，并输出一个用于控制开关电路103的信号。
图4是在图1和3中采用的比较器的框图。比较器带有正相输入端130，反相输入端131，输出端132，其输出电压水平随输入至正相输入端130和反向输入端131的电压而改变，由正电源端133和负电源端134提供操作此比较器的电源。
比较器消耗的电流是从正电源端流向负电源端。
过充电检测比较器113和114的电源的正极为串联相接的蓄电池101的上端，负极为串联相接的蓄电池102的下端。
相应地，用i1和i2分别表示过充电检测比较器113和114的电流消耗，并且充放电控制电路110的过充电检测比较器的电流消耗I等于i1+i2，即它等于两个过充电检测比较器所消耗的电流的和。
对于过放电情况而言，类似地，在多个蓄电池串联相接的情况下，充放电控制电路的过放电比较器的电流消耗等于多个过放电检测比较器的电流消耗。
为了解决这些惯存的问题，因此本发明的一个目的是，通过将检测过充电的装置或检测过放电的装置的正电源端和负电源端串联相接来减小充放电控制电路的电流消耗并延长蓄电池每次充电的工作时间。
图1是根据本发明的充电型电源装置的一个实施例的电路框图。
图2是常规的充电型电源装置的框图。
图3是常规的充电型电源装置的电路框图。
图4是展示框图中的比较器的各端的解释性的示意图。
图1是包括本发明的充放电控制电路在内的充电型电源装置的框图。根据图1对本发明的一个实施例作出以下说明。在此电路中，仅示出一个用于过充电检测的电路。蓄电池101的正极经开关电路103连接至外电源端+V0。蓄电池101和102的电压受到充放电控制电路110的检测。根据检测结果，控制开关电路103的接通/关断。充放电控制电路110包括：向过充电检测比较器113的一个输入端提供一个预定的基准电压Vr的基准电压电路115；向过充电检测比较器114的一个输入端提供一个预定的基准电压Vr的基准电压电路116；包括电阻R0和R1的电压分压电路111，用于对蓄电池101的端电压进行分压；包括电阻R2和R3的电压分压电路112，用于对蓄电池102的端电压进行分压；以及内部控制电路120。
开关电路103由充放电控制电路110的输出所控制。
在外电源端+V0和-V0之间，接有用于对蓄电池101和102进行充电的充电器105和由蓄电池101和102对之提供电流的负载104。
过充电检测比较器113具有将由分压电路111的电阻R0和R1分压的作为蓄电池101的已分压的端电压与基准电压电路115的基准电压Vr进行比较的功能，以检测过充电状态。
类似地，过充电检测比较器114具有将由分压电路112的R2和R3分压的作为蓄电池102的已分压的端电压与基准电压电路116的基准电压Vr进行比较的功能，以检测过充电状态。
当输入至过电压检测比较器113和114的正相输入端的经分压的输入电压高于基准电压Vr时，其输出变高。
内部控制电路120以过充电检测比较器的输出作为其输入信号，并输出一个用于控制开关电路103的信号。
过充电检测比较器113的正电源端连接至蓄电池101的正极，而其负电源端连接至过充电检测比较器114的正电源端并且连接至蓄电池101的负极与蓄电池102的正极的结点。过充电检测比较器114的负电源端连接至蓄电池102的负极。由于过充电检测比较器113和114的正电源端和负电源端是串联相接的，假设过充电检测比较器113的电流消耗i1等于过充电检测比较器114的电流消耗i2，并且两个过充电检测比较器作为一个整体的电流消耗为I，则I=i1=i2。
在出现i1不等于i2的情况时，与i1及i2的差值相等的电流从连接蓄电池101的负极和蓄电池102的正极的结点流出，两个过充电检测比较器作为一个整体的电流消耗仅大于过充电检测比较器113和114的电流消耗i1和i2中的一个。
这有可能减小控制电路作为一个整体的电流消耗，并延长采用蓄电池的电源装置经充电后的可用时间。
虽然上述说明仅与过充电情形有关，但对于过放电情形也有可能构造类似的电路。
并且，虽然采用比较器作为检测过充电和过放电的装置，但也有可能用其他具有正电源端和负电源端的检测装置构成类似的电路。
再有，也可类似地将检测过充电和过放电的装置的正电源端和负电源端串联相接。
根据本发明，由于将过充电检测电路或过放电检测电路的正电源端和负电源端串联相接，充放电控制电路的电流消耗得以减小，蓄电池的经充电后的工作时间得以延长。

Claims (2)

1．一种充放电控制电路，其中包括：多个用于对过充电进行电压检测的装置或多个用于对过放电进行电压检测的装置，所述装置是用于多个串联相接的蓄电池的；一个对来自输出用于控制充电和放电的信号的所述多个用于对过充电进行电压检测的装置或用于对过放电进行电压检测的装置所输出的信号进行输入处理的内部控制电路，其特征在于，所述多个用于对过充电进行电压检测的装置或用于对过放电进行电压检测的装置的正电源端和负电源端是串联相接的，以减小所述充放电控制电路的电源电流。
2．一种充电型电源装置，其中包括：多个串联相接的蓄电池，所述电池经一个开关电路连接至外电源端子；一个充放电控制电路，包括：多个用于对过充电进行电压检测的装置或多个用于对过放电进行电压检测的装置，所述装置用于控制所述开关电路；一个内部控制电路；和一个电流控制开关电路，其特征在于，所述多个用于对过充电进行电压检测的装置或用于对过放电进行电压检测的装置的正电源端和负电源端是串联相接的，以减小所述充放电控制电路的电源电流。
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