CN201210625Y

CN201210625Y - 一种充电电池的充电控制电路

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Publication number: CN201210625Y
Application number: CNU2008201201173U
Authority: CN
Inventors: 何岳明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2018-06-19

Abstract

一种充电电池的充电控制电路，包括充电器、第一二极管及串联后并接在被充电电池两端的第一电阻、第二电阻，被充电电池的负极接地；其特征在于：第一电阻和第二电阻之间还串接一第三电阻，第一二极管的阳极一路经第一电阻接被充电电池的正极，另一路经第三电阻接入比较器的负输入端，述第一二极管的阴极一路经电容而接地，另一路接入比较器的正输入端；比较器的负输入端经述第二电阻连接被充电电池的负极，比较器的输出端则接入充电器的控制端。本实用新型利用二极管的动态电阻小和电阻本身的动态分压比特性提高了比较器的灵敏度，对其微小电压负增量－ΔV能够进行快速的检测并控制，防止了被充电电池的过充现象，使本实用新型具备了很好的实用性。

Description

一种充电电池的充电控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种充电电池的充电控制电路，特别是涉及一种检测镍镉或镍氢电池是否充满电的充电控制电路。

背景技术

对镍镉或镍氢二次电池进行充电时其有一个显著的特性：即电压随储存电能的增加而升高，当电池充满电时，充电电压会有一个快速上升并达到最大值；满电后，再接受充电，电池电压会从最高电压点处开始略微下降，出现电压负增量-△V。可以通过适当电路将这一微小电压负增量-△V进行测量(电压负增量法)，以控制充电电流的通断而完成充电工作。

如图1所示，为现有技术中采用电压负增量法实现镍镉电池充电控制的电路原理图，它包括有充电器、连接在充电器正负极两端的被充电电池DC′以及输出端连接在充电器控制端上的比较器BG′，其中，被充电电池DC′的正极一路经第一电阻R1′后连接比较器BG′的负输入端in1′，另一路经过第二电阻R2′后接地，并且，二级管D′的阴极连接在第一电阻R1′和第二电阻R2′的接点P′上，该二极管D′的阳极连接比较器BG′的正输入端in2′，比较器BG′的正输入端in2′又经一电容C′接地，比较器BG′的输出端连接在充电器的控制端CTR′上。充电时，由于二极管D′存在压降，该控制电路的比较器BG′负输入端in1′电位始终高于正输入端in2′电位，比较器BG′截止不动作，充电器正常工作；当被充电电池DC′在充满电时，电池DC′端电压会下降，比较器BG′的负输入端电位同时下降，因为二极管D′的反向截止作用，比较器BG′的正输入端in2′放电非常缓慢，于是，一旦比较器BG′的正输入端in2′电位高于负输入端in1′电位，比较器BG′导通，由输出端out′产生触发信号给充电器控制端CTR′，充电器停止给电池充电。

上述控制电路是利用比较器BG′来检测充电电池在充满电时的电压负增量-△V，根据上述电路，由于二极管D′的压降存在(约零点几伏)，在比较器BG′正输入端的电位保持不变的情况下，电池电压的下降值必须大于二极管D′的压降值，比较器BG′才会导通，输出信号。而镍镉电池或镍氢电池在充满电后端电压下降(产生电压负增量-△V)是因为充电器的电能变成了热能，使得电池发热引起的。温升越大，电池的电压负增量-△V也越大。经测定，镍镉或镍氢电池在充满电时，温升每升高1℃，端电压约下降4mv，假设此时二极管D′的压降为0.3V(即电池两端压降要达到0.3V以上，比较器BG′才导通)，则电池的温升必须超过75℃，再加上此时的环境温度(如30℃)，则电池温度将高达100℃以上，很显然，这时电池早已损坏，甚至爆破。因此，上述控制电路连接方式容易造成电池过充，比较器BG′反应灵敏度不高，无法在实践中使用，具有一定的局限性，有待于进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够有效增大比较器反应灵敏度而防止过充的充电电池的充电控制电路，该充电控制电路能够在镍镉/镍氢电池充满电后迅速实现对电压负增量-△V的检测。

本实用新型解决上述技术问题可以采用的第一个技术方案为：该充电电池的充电控制电路，它包括具有控制端CTR的充电器，被充电电池DC和电池充满电测量电路，其中，所述的电池充满电测量电路以比较器BG为核心，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和电容C，第一电阻R1、第二电阻R2串联后并接在被充电电池DC两端，被充电电池DC的负极接地；

其特征在于：所述第一电阻R1和第二电阻R2之间还串接一第三电阻R3，所述第一二极管D1的阳极一路经第一电阻R1接被充电电池DC的正极，另一路经第三电阻R3接入比较器BG的负输入端in1，所述第一二极管D1的阴极一路经电容C而接地，另一路接入所述比较器BG的正输入端in2；所述比较器BG的负输入端in1经所述第二电阻R2连接被充电电池DC的负极，所述比较器BG的输出端out则接入所述充电器的控制端CTR。

所述的第三电阻R3为可变电阻，通过调整第三电阻R3的阻值，使之压降接近第一二极管D1的压降，在电池充满产生负电压增量-△V时，可减小比较器BG的正负输入端之间的电位差，比较器BG能够迅速导通而发出信号，提高比较器BG的灵敏度。

本实用新型解决上述技术问题也可以采用如下的技术方案：该充电电池的充电控制电路，它包括具有控制端CTR的充电器，被充电电池DC和电池充满电测量电路，其中，所述的电池充满电测量电路以比较器BG为核心，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和电容C，第一电阻R1、第二电阻R2串联后并接在被充电电池DC两端，被充电电池DC的负极接地；

其特征在于：还包括有第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5，所述的第二二极管D2串接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，所述第四电阻R4和第五电阻R5串接后并联在第二二极管D2两端，其中，所述第一二极管D1的阴极一路经电容C而接地，另一路接入所述比较器BG的正输入端in2；所述第二二极管D2的阳极一路经第一电阻R1接被充电电池DC的正极，另一路经第四电阻R4接第一二级管D1阳极；所述第二二极管D2的阴极一路经第五电阻R5接第一二极管D1的阳极，另一路接比较器BG的负输入端in1；所述比较器BG的负输入端in1又经第二电阻R2接被充电电池DC的负极，所述比较器BG的输出端out则接入所述充电器的控制端CTR。

所述第四电阻R4或第五电阻R5也是可变电阻，可以调整第四电阻R4和第五电阻R5的分压比，减小比较器BG正负输入端之间的电位差，从而调节比较器BG的灵敏度，使整个控制电路处于最佳状态。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：对镍镉或镍氢二次电池进行充电时，巧妙地利用二极管的动态电阻小和电阻本身的动态分压比特性提高了比较器的灵敏度，对其微小电压负增量-△V能够进行快速的检测并控制，防止了被充电电池的过充现象，使本实用新型具备了很好的实用性。

附图说明

图1为现有技术的充电控制电路原理图。

图2为本实用新型实施例一的电路原理示意图。

图3为本实用新型实施例二的电路原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图2所示，充电电池的充电控制电路，它包括具有控制端CTR的充电器，被充电电池DC和电池充满电测量电路；其中，所述的电池充满电测量电路以比较器BG为核心，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和电容C，第一电阻R1、第二电阻R2串联后并接在被充电电池DC两端，被充电电池DC的负极接地。

所述第一电阻R1和第二电阻R2之间还串接一第三电阻R3，所述第一二极管D1的阳极一路经第一电阻R1接被充电电池DC的正极，另一路经第三电阻R3接入比较器BG的负输入端in1，所述第一二极管D1的阴极一路经电容C而接地，另一路接入所述比较器BG的正输入端in2；所述比较器BG的负输入端in1经所述第二电阻R2连接被充电电池DC的负极，所述比较器BG的输出端out则接入所述充电器的控制端CTR。

在本实施例中，通过调整第三电阻R3的阻值，使得第三电阻R3的压降尽量接近第一二极管D1的压降，但是又小于第一二极管D1的压降，这样在充电阶段，BG负输入端in1的电位高于比较器BG正输入端in2的电位，比较器BG截止；

当电池DC充满电时，充电电压达到最高峰后开始下降，此时比较器BG负输入端in1电位开始下降；由于第一二极管D1处于负偏状态，是反向截止的，因此下降速度非常缓慢，比较器BG正输入端in2的电位基本保持不变，结果使比较器BG的正输入端in2电位高于负输入端in1而导通，比较器BG在输出端out输出控制信号反馈到充电器的控制端CTR，使充电器改变工作状态而停止对电池充电。

因为第三电阻R3的作用，当充电电池DC两端产生电压负增量-△V时，比较器BG负输入端in1和正输入端in2之间的电位差很小，在很短的时间内，比较器BG的正输入端in2电位会迅速高于比较器BG的负输入端in1电位，于是比较器BG能够快速响应而发出触发信号，从而及时控制充电器停止充电，防止电池过充。

实施例二：如图3所示，该充电电池的充电控制电路，它包括具有控制端CTR的充电器，被充电电池DC和电池充满电测量电路；其中，所述的电池充满电测量电路以比较器BG为核心，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和电容C，第一电阻R1、第二电阻R2串联后并接在被充电电池DC两端，被充电电池DC的负极接地。

还包括有第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5，所述的第二二极管D2串接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，所述第四电阻R4和第五电阻R5串接后并联在第二二极管D2两端，其中，所述第一二极管D1的阴极一路经电容C而接地，另一路接入所述比较器BG的正输入端in2；所述第二二极管D2的阳极一路经第一电阻R1接被充电电池DC的正极，另一路经第四电阻R4接第一二级管D1阳极；所述第二二极管D2的阴极一路经第五电阻R5接第一二极管D1的阳极，另一路接比较器BG的负输入端in1；所述比较器BG的负输入端in1又经第二电阻R2接被充电电池DC的负极，所述比较器BG的输出端out则接入所述充电器的控制端CTR。

实施例二的充电过程和实施例一的相同，当电池DC充满电时，充电电压达到最高峰后开始下降，比较器BG的负输入端in1电位也随之下降，此时，第一二极管D1在控制电路中起到一个单向导通的作用，放电时处于反向偏置状态，放电速度十分缓慢，而第二二极管D2因为动态内阻很小，在此起到一个稳压的作用，即第二二极管D2两端的压降是基本不变的。此时，第四电阻R4和第五电阻R5串联后两端的压降也是基本保持不变，调节第四电阻R4和第五电阻R5的分压比，使得第五电阻R5的压降低于并接近第一二极管D1的压降，减小了比较器负输入端in1、正输入端in2之间电位差，一旦充电电池DC两端产生电压负增量-△V，比较器BG就能够快速响应并产生触发信号，从而提高了比较器BG的灵敏度，使整个控制电路处于最佳状态。

Claims

1、一种充电电池的充电控制电路，它包括具有控制端(CTR)的充电器，被充电电池(DC)和电池充满电测量电路，其中，所述的电池充满电测量电路以比较器(BG)为核心，包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一二极管(D1)和电容(C)，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)串联后并接在被充电电池(DC)两端，被充电电池(DC)的负极接地；

其特征在于：所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间还串接一第三电阻(R3)，所述第一二极管(D1)的阳极一路经第一电阻(R1)接被充电电池(DC)的正极，另一路经第三电阻(R3)接入比较器(BG)的负输入端(in1)，所述第一二极管(D1)的阴极一路经电容(C)而接地，另一路接入所述比较器(BG)的正输入端(in2)；所述比较器(BG)的负输入端(in1)经所述第二电阻(R2)连接被充电电池(DC)的负极，所述比较器(BG)的输出端(out)则接入所述充电器的控制端(CTR)。

2、根据权利要求1所述充电电池的充电控制电路，其特征在于：所述的第三电阻(R3)为可变电阻。

3、一种充电电池的充电控制电路，它包括具有控制端(CTR)的充电器，被充电电池(DC)和电池充满电测量电路，其中，所述的电池充满电测量电路以比较器(BG)为核心，包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一二极管(D1)和电容(C)，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)串联后并接在被充电电池(DC)两端，被充电电池(DC)的负极接地；

其特征在于：还包括有第二二极管(D2)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)，所述的第二二极管(D2)串接在第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第四电阻(R4)和第五电阻(R5)串接后并联在第二二极管(D2)两端，其中，所述第一二极管(D1)的阴极一路经电容(C)而接地，另一路接入所述比较器(BG)的正输入端(in2)；所述第二二极管(D2)的阳极一路经第一电阻(R1)接被充电电池(DC)的正极，另一路经第四电阻(R4)接第一二级管(D1)阳极；所述第二二极管(D2)的阴极一路经第五电阻(R5)接第一二极管(D1)的阳极，另一路接比较器(BG)的负输入端(in1)；所述比较器(BG)的负输入端(in1)又经第二电阻(R2)接被充电电池(DC)的负极，所述比较器(BG)的输出端(out)则接入所述充电器的控制端(CTR)。

4、根据权利要求3所述充电电池的充电控制电路，其特征在于：所述第四电阻(R4)或第五电阻(R5)是可变电阻。