TW552760B - Charge and discharge controller - Google Patents

Description

552760 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明之背景： 本發明之領域： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種可再充電電源裝置，其能夠根據切 換電路之開啓/關閉來控制二次電池之充電及放電。 相關技術之說明： 對於包含二次電池之習知充電電源裝置，已知有一充 電及放電控制裝置，如圖2之電路方塊圖中所示。 舉例來說，這樣的組態被揭示於日本專利申請特開平 第He i 4 - 75430號案中，其標題爲”可再充電 電力單元”，亦即，一二次電池1 〇 1經由一切換電路 1 0 3而被連接在一外部端子-V〇與一外部端子+ Vo 之間。除此之外，一充電及放電控制電路1 1 0和二次電 池1 0 1並聯連接，此充電及放電控制電路1 1 0具有偵 測二次電池1 0 1之電壓的功能。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當二次電池1 0 1係處於過度充電狀態（其意謂著電 池的電壓係高於一預定電壓値的狀態：在下文中，當可應 用時，此狀態被稱爲”過度充電保護狀態”）中時，一訊 號係按照關閉切換電路1 0 3之充電開關1 1 2如此之方 式而輸出自充電及放電控制電路1 1 0。 另一方面，當二次電池1 0 1係處於過度放電狀態（ 其意謂著電池的電壓係低於一預定電壓値的狀態：在下文 中，當可應用時，此狀態被稱爲”過度放電保護狀態”） 中時，一訊號係按照關閉切換電路1 0 3之放電開關1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 552760 A7 B7 五、發明説明（2 ) 1如此之方式而輸出自充電及放電控制電路1 1 0。除此 之外，充電電流及放電電流能夠以致使充電電流或放電電 流流經具有電阻元件之切換電路1 0 3這樣的方式來予以 限制，藉此，外部端子-V 〇之所產生的電壓被監視來偵 測此電壓已經到達一定電壓，以關閉切換電路1 0 3。 換言之，有可能當致使過多的充電電流流動時，停止 充電操作（過度充電電流控制），並且當致使過多的放電 電流流動時，停止放電操作（過度放電電流控制）。在下 文中，當可應用時，那些狀態分別被稱爲”過度充電電流 保護狀態”及”過度放電電流保護狀態”）。 充電及放電控制電路操作以保護電池免於如上所述的 那些狀態。 本發明之槪述： 在顯示如圖2中之習知例的充電及放電控制電路的情 況中，會產生下面的問題，即在於正當保持過度放電保護 狀態時，無法實施充電電流的偵測，而正當保持過度充電 保護狀態時，則無法實施放電電流的偵測。 現在，在過度放電保護狀態中，無法實施充電電流之 偵測的問題將特別敘述於下。雖然在過度放電保護狀態中 ，圖2中所示之放電開關1 1 1係處於關閉狀態，但是在 一情況中，即在此狀態中，一電池充電器1 0 5被連接在 外部端子+ V 〇與外部端子-V 〇之間，致使充電電流流 經二次電池1 0 1、放電開關1 1 1及充電開關1 1 2。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552760 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 但是，因爲放電開關1 1 1係處於關閉狀態，所以充 電電流被強迫致使流經充電開關1 1 1的寄生二極體。結 果，使在外部端子-V 0處的電壓掉落了跨在寄生二極體 上的電壓V F，並且在此情況中，不可能正常地偵測過度 放電電流。 在過度充電保護狀態中，無法實施放電電流之偵測的 問題也類似於在過度放電保護狀態中，實施充電電流之偵 測的不可能性。 根據前述，本發明已經被做成，以便解決上述和習知 技術相關聯的問題，而因此，本發明之目的在於使其可會g 在過度放電狀態中實現過度充電電流的偵測，以及在過度 充電狀態中實現過度充電電流的偵測，其藉由偵測，相關 於充電電流，跨在充電開關1 1 2之電阻元件上所發展出 的電壓，以及藉由偵測，相關於放電電流，跨在放電開關 111之電阻元件上所發展出的電壓。 附圖之簡略說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在伴隨之圖形中： 圖1係顯示依據本發明之可再充電電源裝置組態的解 釋電路方塊圖；以及 圖2係顯示習知之可再充電電源裝置組態的解釋電路 方塊圖。 元件對照表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 552760 A7 ___B7_ 五、發明説明（4 ) 10 1 二次電池 103 切換電路 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 4 負載 105 電池充電器 110 充電及放電控制電路 111 放電開關 112 充電開關 113 過度充電偵測電路 115 過度放電偵測電路 117 過度放電電流偵測電路 119 過度充電電流偵測電路 121 控制電路 較佳實施例之詳細說明： 圖1係顯示依據本發明之充電及放電控制電路組態的 方塊圖，下面將參照圖1來詳細說明本發明之實施例。 經濟部智慧財產局®工消費合作社印製 關於充電及放電控制電路的組態，外部端子+ V 〇被 連接至二次電池1 0 1的正電壓側，且二次電池1 0 1的 負電壓側經由切換電路1 0 3之放電開關1 1 1及充電開 關1 1 2而被連接至外部端子-Vo。 除此之外，具有偵測二次電池1 0 1之電壓的功能之 充電及放電控制電路1 1 0係和二次電池1 0 1並聯連接 ，此充電及放電控制電路1 1 0包含一過度充電偵測電路 1 1 3、一過度放電偵測電路1 1 5、一過度放電電流偵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） 552760 A7 B7 五、發明説明（5 ) 測電路1 1 7、一過度充電電流偵測電路1 1 9、及一控 制電路121。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 做爲充電及放電控制電路1 1 0的基本操作，首先， 在一電池充電器1 0 5被設置在外部端子+ V〇與外部端 子-V 〇之間的情況中，藉由過度充電偵測電路1 1 3來 偵測二次電池1 0 1之電壓已經變成過度充電狀態，藉此 ，充電開關1 1 2經由控制電路1 2 1而被關閉，以停止 過度充電狀態中的充電。 除此之外，過多的充電電流，其變成討論的主題，被 致使從電池充電器1 0 5流到二次電池1 0 1，藉此，藉 由過度充電電流偵測電路1 1 9來偵測由於充電開關 1 1 2之切換電阻所造成之在點b與c處之電位間的差異 。結果，充電開關1 1 2經由控制電路1 2 1而被關閉， 以停止充電變成過度充電電流狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，在一負載10 4被設置在外部端子+ Vo與外 部端子-V 〇之間的情況中，由過度放電偵測電路1 1 5 來偵測二次電池1 0 1之電壓已經變成過度充電狀態。結 果，放電開關1 1 1經由控制電路1 2 1而被關閉，以停 止過度放電狀態中的放電。 除此之外，過多的放電電流，其變成討論的主題，被 致使從二次電池1 0 1流到負載1 0 4，藉此，藉由過度 放電電流偵測電路1 1 7來偵測由於放電開關1 1 1之切 換電阻所造成之在點a與b處之電位間的差異。結果，放 電開關1 1 1經由控制電路1 2 1而被關閉，以停止放電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 -8 - 552760 A7 B7 五、發明説明（6 ) 變成過度放電電流狀態。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，下面將詳細說明在本發明中，偵測在過度放電 保護狀態中之過度充電電流的操作。通常，在過度放電保 護狀態中，放電開關1 1 1係處於關閉狀態。結果，在當 電池充電器1 0 5於過度放電保護狀態中被設置在外部端 子+ V 〇與外部端子-V 〇之間的時候，致使充電電流流 經放電開關111及充電開關112的寄生二極體。因此 ，使外部端子-V 〇之電壓掉落了跨在寄生二極體上的電 壓V F，並且根據使用在外部端子-V 〇處所掉落之電壓 的觀察，能夠正常地偵測到過度充電電流。 另一方面，在本發明中，藉由過度充電電流偵測電路 1 1 9來偵測由於充電開關1 1 2之切換電阻所造成之在 點b與c處之電位間的差異。注意，因爲被致使而流經切 換電路1 0 3之電流爲固定的電流，所以在點b與c處之 電位間差異的偵測（其不受放電開關1 1 1之狀態的影響 )變成可能，也就是說，有可能偵測到過度充電電流，不 管放電開關1 1 1之狀態爲何。 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 在過度放電保護狀態中過度充電電流之偵測的上述說 明也可以被應用到在過度充電保護狀態中過度放電電流之 偵測的說明。 除此之外，上述說明也可以應用到提供有被用作本發 明之過度放電電流偵測電路1 1 7及過度充電電流偵測電 路119二者之電路的情況。 除此之外，在圖1中所示之切換電路1 0 3被設置於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 552760 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 外部端子-V 〇側的同時，此電源裝置也能夠被實現於圖 1中所示之切換電路1 0 3被設置在外部端子+ V 〇側的 情況。 又，也在多個二次電池互相串聯連接的情況中，同樣 地，也有可能實現包含一充電及放電控制電路的電源裝置 ，用以偵測各二次電池的過度充電及過度放電。 如在上面所提出的，依據本發明，變得有可能在正當 保持於過度放電保護狀態中實現充電電流的偵測，以及在 正當保持於過度充電保護狀態中實現放電電流的偵測。舉 例來說，能夠提供一效應，使得保護二次電池免於由於電 池充電器1 0 5之不正常連接，及起因於自動放電之過度 放電狀態中二次電池之不正常連接所造成的危險充電，以 及由於起因於連接或者電池充電器的連接之二次電池的過 度充電狀態所造成的危險放電，而電池充電器僅用來使來 自A · C ·電源之A · C ·電流受到半波整流。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 在本發明已經參照其較佳實施例及特定修正來予以特 別顯示及說明的同時，將可了解到對於習於此技者而言， 各種的改變及修正將會發生，但沒有違離本發明之範疇及 真正的精神，因此，本發明之範疇僅由附加之申請專利範 圍來予以判定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10 -

Claims (1)

1. 552760 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1、 一種充電及放電控制器，其包括一和外部電源端 子串聯連接之切換電路、一二次電池、及一充電及放電控 制電路，該充電及放電控制電路和該二次電池並聯連接， 用以控制該切換電路，其中： 該切換電路包含一充電開關及一放電開關； 該充電及放電控制電路包含一控制電路，用以根據該 二次電池之電壓値來控制該充電開關及該放電開關的開啓 /關閉、一過度充電電流偵測電路，用來測量施加於該充 電開關以偵測過度放電電流狀態、及一過度放電電流偵測 電路，用來測量施加於該放電開關以偵測過度充電電流狀 態；以及 該過度充電電流偵測電路之輸出訊號及該過度放電電 流偵測電路之輸出訊號被輸入至該控制電路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2、 如申請專利範圍第1項之充電及放電控制器，另 包括一功能，其中，當處於該二次電池之電壓變高的過度 充電狀態中時，該控制電路使該充電開關關閉，使得正當 停止從該外部電源端子流到該二次電池之充電電流時，致 使過多的放電電流流經該切換電路，該過度放電電流偵測 電路偵測到過度放電電流狀態，以停止該充電及放電控制 電路。 3、 如申請專利範圍第1項或第2項之充電及放電控 制器，另包括一功能，其中，當處於該二次電池之電壓變 低的過度放電狀態中時，該控制電路使該放電開關關閉， 使得正當停止從該二次電池流到該外部電源端子之放電電 -11 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 552760 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 流時，致使過多的充電電流流經該切換電路，該過度充電 電流偵測電路偵測到過度充電電流狀態，以停止該充電及 放電控制電路。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 線 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揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -12 -