TW552758B - A charge/discharge control circuit and a charging-type power-supply unit - Google Patents

Description

552758 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 1 _發明部份 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明一般係有關充/放電控制電路，用以控制蓄電 池之充電及放電，並係有關使用蓄電池之充電式電源單元 ，此包含充/放電控制電路。 2 .有關之背景技藝 知道圖4之電路方塊圖所示之電源單元爲普通充電式 電源單元，包含一蓄電池。此一構形發表於例如公開之日 本專利申請書He i 4 — 75430號，”充電式電源 單元”。即是，一蓄電池1 0 1經一開關電路連接至外接 頭一 V〇或+VO。而且，一充/放電控制電路1 1 〇與 蓄電池1 0 1並聯。此充/放電控制電路1 1 0具有偵測 蓄電池1 0 1之電壓之功能。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當蓄電池1 0 1在過充電狀態（在此，電池具有較預 定電壓爲高之電壓：此後稱爲”過充電保護狀態”）或過 放電狀態（在此，電池具有較預定電壓爲低之電壓：此後 稱爲”過放電保護狀態”），由充/放電控制電路1 1 0 輸出一信號，俾開關電路1 0 2關斷。而且，當外接頭 + V〇到達特定電壓時，開關電路1 0 2置於關斷，以停 止放電，俾可限制電流流過開關電路1 0 2。換言之，當 過度電流流過時，可停止放電（可控制過電流）。此後， 此狀態稱爲”過電流保護狀態”。充/放電控制電路用以 防止電池之此等狀態。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 552758 A7 _B7 五、發明説明（2 ) 此充/放電控制電路1 1 0需輸出一控制信號，俾在 達成過電流保護狀態後，當接頭+ V〇及一V〇間之負載 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 3切斷時，輸出一控制信號，以接通開關電路1 0 2 〇 圖2爲方塊圖，顯示一充電式電源單位，包含一普通 充/放電控制電路。當連接負載1 〇 3，及過電流偵測端 之電壓超過一基準電壓源1 2 2時，充/放電控制電路偵 得過電流。當偵得過電流時，--過電流偵測比較器1 2 0 輸出一高位準電壓，此用作過電流偵測信號。此過電流偵 測比較器1 2 0之輸出信號用作一內部控制電路2 1 0之 輸入信號。此內部控制電路輸出一信號，以關斷開關電路 1 0 2。此時，內部控制電路2 1 0輸出一信號至一 N通 道電晶體2 0 1之閘極，俾過電流偵測端可經電阻器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 2 3連接至蓄電池1 0 1之較低電壓方。其後，當負載 與接頭+ V〇及- V 0之連接切斷時，由於過電流偵測端 經電阻器1 2 3連接至V S S接頭，故過電流偵測端之電 壓降落至與V S S接頭之電壓相同之電位。在此情形，過 電流偵測比較器1 2 0之輸出信號反向，及內部控制電路 2 1 0輸出一信號，以接通開關電路1 0 2，俾撤消過電 流狀態。 然而，在使用上述電路構形之情形中，當連接一充電 器1 0 4時，有一問題，即蓄電池1 0 1進入過充電狀態 ，及因而開關電路1 〇 2關斷。在過充電狀態，開關電路 102關斷，故禁止蓄電池101充電。然而，在圖2所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - 552758 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 示之電路構形中，雖開關電路1 〇 2關斷，但一寄生二極 體存在於N通道電晶體2 0 1中。故此有一問題，即充電 電流可經由電阻器1 2 3及寄生二極體2 0 2流進蓄電池 1 0 1 中。 發明槪要 爲解決以上問題，在本發明中，偵測連接一充電器， 及然後切斷電阻器與過電流偵測端之連接，俾防止充電電 流經寄生二極體流進蓄電池中，即使開關電路關斷，且因 而連接充電器時亦然。 附圖簡述 在附圖中： 圖1爲說明圖，顯示本發明之充電式電源單元之電路 方塊； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2爲說明圖，顯示普通充電式電源單元之實施例； 圖3爲說明圖，顯示本發明之充電式電源單元之另一 電路方塊；及 圖4爲說明圖，顯示普通充電式電源單元之電路方塊 主要元件對照表 101 蓄電池 102 開關電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 552758 A7 B7 五、發明説明（4) 1 0 3 負 載 1 1 0 充/放 電 控 制 電 路 1 1 1 分 壓 電 路 1 2 〇 過 電 流 偵 測 比 較 器 1 2 1 過 充 電 偵 測 比 較 器 1 2 2 基 準 電 壓 源 1 2 3 電 阻 器 2 0 1 Ν 通 道 電 晶 體 2 0 2 寄 生 二 極 體 2 1 0 內 部 控 制 電 路 2 1 1 充 電 器 偵 測 電 路 — ^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳蹇施例之詳細說明 圖1爲方塊圖，顯市充電式電源單元，包含本發明之 一充/放電控制電路。參考圖1，說明本發明之一實施例 如下。蓄電池1 〇 1之一正電極連接至外部電力接頭 + V〇。蓄電池1 0 1之電壓由一充/放電控制電路 1 1 0偵測。依據偵測結果，一開關電路1 0 2控制啓閉 。充/放電控制電路1 1 0包含：一基準電壓電路1 2 2 用以施加預定基準電壓V r至過充電偵測比較器1 2 1之 輸入端；一分壓電路1 1 1由電阻器R1及R2構成，用 以分蓄電池1 〇 1之端電壓；一基準電壓電路1 2 2用以 施加預定之基準電壓V r至過電流偵測比較器1 2 0之輸 入端；一內部控制電路2 1 0 ; —充電器偵測電路2 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 552758 A7 B7 五、發明説明（5 ) 用以偵測充電器；一開關電路2 0 3用以依據來自充電器 偵測電路之輸出信號，切斷電阻器1 2 3與過電流偵測端 之連接；一 N通道電晶體2 0 1用以當偵得過電流時，連 接電阻器1 2 3至VS S電位；及N通道電晶體之一寄生 二極體2 0 2。過電流偵測端連接於開關電路1 0 2及充 電器連接頭之間。 開關電路1 0 2由充/放電控制電路1 1 0之輸出控 制。 用以充電蓄電池1 0 1之充電器1 0 4及由蓄電池 1 0 1供應電流之負載1 0 3連接於外部電力接頭+ V〇 及一 V〇之間。 過充電偵測比較器1 2 1具有由比較分壓輸出及基準 電壓電路1 2 2之基準電壓V r ,偵測過充電狀態之功能 ，分壓輸出由分壓電路111之電阻器R1及R2分蓄電 池1 0 1之端電壓獲得。 當輸入至其正相輸入端之分壓之電壓位準超過基準電 壓V r時，過充電偵測比較器1 2 1之輸出到達高位準。 過電流偵測比較器1 2 0具有一功能，由比較過電流 偵測端電壓及基準電壓電路1 2 2之基準電壓V r ,偵測 電壓。 當輸入至其正相輸入端之過電流偵測端電壓之位準超 過基準電壓V r時，過電流偵測比較器1 2 0之輸出到達 高位準。 內部控制電路2 1 0使用過充電偵測比較器1 2 1及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I ^----：---1T------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 552758 A7 _ B7_ 五、發明説明（6 ) 過電流偵測比較器1 2 0之輸出作爲輸入信號，以輸出一 信號用以控制開關電路1 0 2。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當到達過充電狀態時，過充電偵測比較器1 2 1到達 高位準，且因而內部控制電路2 1 0輸出一信號，用以控 制開關電路1 0 2。 當偵得一充電器時，充電器偵測電路2 1 1輸出一信 號，用以控制開關電路2 0 3，以切斷電阻器1 2 3與過 電流偵測端之連接。 在使用此電路構形之情形中，當蓄電池1 0 1進入過 充電狀態中時，可防止充電電流經由電阻器1 2 3及寄生 二極體2 0 2流進蓄電池1 0 1中，且開關電路1 0 2關 斷，以停止充電。 參考圖3，說明本發明之另一實施例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖3所示之實施例中，一充電器偵測電路2 1 1由 一恆定電流電路2 0 6及一 N通道電晶體2 0 5構成。一 開關電路2 0 3使用一 N通道電晶體2 0 4達成。N通道 電晶體2 0 4之閘電壓連接於恆定電流電路2 0 6及N通 道電晶體20 5之間。當充電器1 04及蓄電池1 0 1之 電壓在相同電位時，N通道電晶體2 0 4接通。 當充電器1 0 4之電壓在蓄電池1 0 1以上，並超過 N通道電晶體205之臨限電壓時，N通道電晶體205 之源電壓及閘電壓到達臨限電壓間之電位差到達臨限電壓 或一較高電壓，且因而N通道電晶體2 0 5接通。N通道 電晶體2 0 4之閘電壓變爲與N通道電晶體2 〇 4之源電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 552758 A7 B7 五、發明説明（7) 壓相同之電壓，且故此該電晶體關斷。結果，經由電阻器 1 2 3與過電流偵測端之連接中斷，當開關電路1 0 2關 斷，以停止充電時，可防止充電電流經電阻器1 2 3及寄 生二極體2 0 2流進蓄電池1 0 1中。 顯然，使用其他電壓偵測裝置作爲充電偵測裝置，亦 可達成相同之構形。 當多個蓄電池串連時，亦可達成相同構形。 依據本發明，當充電式電源單元之充/放電控制電路 偵得一充電器時，充電電流流過內部控制電路之徑路切斷 ，從而可靠地停止充電，而不損及其他功能。 本發明可具體表現於其他形態，而不脫離其精神及基 本特性。此申請書中所發表之實施例在所有方面應視爲例 解而非限制。本發明之範圍由後附申請專利範圍，而非由 以上說明指示，及在申請專利之等效意義及範圍內之所有 修改應包含於其中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10-

Claims (1)

1. 552758 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種充/放電控制電路，包含： 一過充電電壓偵測裝置及一過電流電壓偵測裝置，用 於蓄電池上； 一內部控制電路，用以輸出一信號，俾經由來自過充 電電壓偵測裝置或過電流電壓偵測裝置之信號之輸入處理 ，控制充電及放電； 一自動回轉電阻器，用以當切斷過電流負載時，可自 過電流狀態自動回轉；及 一電晶體，用以連接該電阻器， _ 其中，充/放電控制電路另設有充電器偵測裝置及開 關，此在充電器偵測裝置輸入一信號，，並連接一充電器 時，可切斷自動回轉電阻器。 2.—種充電式電源單元，包含： 一蓄電池，經一開關電路連接至一外部電力接頭； 一充/放電控制電路，包含： 一充電電壓偵測裝置及一過電流偵測電路之一，用以 控制開關電路； 一內部控制電路；及 一電流控制開關電路； 一自動回轉電阻器，用以當切斷過電流負載時，可自 過電流狀態自動回轉；及 一電晶體，用以連接該電阻器， 其中，充電式電源單位另設有充電器偵測裝置及開關 ，此在充電器偵測裝置輸入一信號，且連接一充電器時， ^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 552758 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 切斷自動回轉電阻器。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之充/放電控制電路 ，其中， 用以切斷自動回轉電阻器之開關由一電晶體構成。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之充/放電控制電路 ，其中， 充電器偵測裝置由一恆定電流源及連接於恆定電流源 之一電晶體構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）