TWI363465B - System and method of charging a battery using a switching regulator - Google Patents

Description

1363465 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於切換式電池充電器’且尤其係關於切換式 電池充電系統及方法》 【先前技術】 電池已長時間被用作行動電子裝置之電力來源。電池提 供允許電路運作之電流及電壓形式的能量。然而，儲存在 電池中之能量的量有限，且當電子裝置在使用時電池損失 電力。當電池之能量供應被耗盡時，電池之電壓將開始從 其額定電壓下降’且依賴於電池來獲得電力之電子裝置將 不再適當運作。對於不同類型之電子裝置而言，該等臨限 值將不同。 許多類型電池係針對單一用途而設計的。該等電池在電 荷耗盡之後被丟棄。然而，一些電池設計成可再充電的。 可再充電電池通常需要某種形式之電池充電系統。典型電 池充電系統將電力從電源（例如AC壁式插座）轉移至電池 中。再充電過程通常包含處理並調節來自電源之電壓及電 流’使得供應至電池之電壓及電流滿足特定電池之充電規 格。舉例而言’若供應至電池之電壓或電流過大，則電池 可能會損壞或甚至會爆炸。另一方面，若供應至電池之電 壓或電流過小’則充電過程可能效率非常低或完全無效。 電池之充電規格之低效使用可導致（例如）非常長的充電時 間°另外’若充電過程未有效地進行，則電池之電池容量 (即’電池可保持之能量的量）可能不會最佳化。此外，低 118225.doc C 5 1363465 效充電可影響電池之有效壽命（即，從特定電池可利用之 充電/放電循環之次數）。此外，低效充電可能由於電池之 特性隨著時間變化的緣故。使該等問題複雜的係以下事 實：不同電池之電池特性（包含電池之指定電壓及再充電 電流）可能不同。 現有電池充電器通常為靜態系統》充電器經組態以從特 定電源接收電力’並基於電池之充電規格將電壓及電流提 供給特定電池。然而，現有充電器之不靈活性導致上文描 述之許多低效性及問題。擁有比現有系統更靈活或甚至可 適於特定電池或變化之電池充電環境之電池充電系統及方 法將係有利的。因此’需要改良電池充電過程之效率之改 良的電池充電器系統及方法。本發明經由提供使用切換式 穩壓器來對電池進行充電之系統及方法來解決該等及其他 問題。 【發明内容】 在一項實施例中，本發明包含一種對一電池進行充電之 方法，該方法包括：在切換式穩壓器之輸入處接收第一輸 入電壓及第一輸入電流；將切換式穩壓器之輸出耦合至電 池之端子；在電池之端子處產生第一輸出電壓及第一輸出 電流，其中切換式穩壓器控制第一輸出電流，且其中至電 池之第一輸出電流大於第一輸入電流，且第一輸入電壓大 於第一輸出電壓；及隨著電池上之第一輸出電壓増加而減 少第一輸出電流。 在一項實施例中’本發明進一步包括感測電池上之第一 11822S.doc 1363465 輸出電壓，且據此來調節第一輸出電流，使得第一輪入電 流係低於第一值。 在一項實施例中，本發明進一步包括感測至切換式穩壓 器之第一輪入電流，且據此來調節第一輸出電流，使得第 一輸入電流係低於第一值。 在一項實施例中，本發明進一步包括將切換式穩壓器之 切換輸出電流及切換輸出電壓經由濾波器而耦合至電池之 端子。 在一項實施例中，第一輸出電流隨著電池上之第一輸出 電壓增加而減少越過複數個電流值。 在一項實施例中，第一輸出電流隨著電池上之第一輸出 電壓增加而持續減少。 在一項實施例中，第一輸出電流隨著電池上之第一輸出 電壓增加而遞增減少。 在一項實施例中，第一輸出電流持續減少以維持至切換 式穩壓器之恆定第一輸入電流。 在一項實施例中，若至切換式穩壓器之第一輸入電流增 加至臨限值以上，則第一輸出電流遞增減少。 在項實施例中，本發明進一步包括：感測電池上之第 出電壓，，及若所感測之第一輸出電壓大於第一臨限 一 j將可程式化資料儲存元件中之充電參數從對應於第 丨，輸出電流之第一值改變為對應於第二恆定輸出電流 值其中第一怪定輸出電流大於第二恆定輸出電 流。 118225.doc 1363465 在一項實施例中，本發明進一步包括響應於所感測之第 一輸出電壓之增加，而在對應於複數個連續降低之恆定輸 出電流的值範圍内改變充電參數。 在一項實施例中，本發明進一步包括：感測至切換式穩 壓器之第一輸入電流；及若所感測之第一輸入電流大於第 臨限值，則將可程式化資料儲存元件中之充電參數從對 應於第一恆定輪出電流之第一值改變為對應於第二恆定輸

出電流之第二值，纟中第一恆定輸出電流大於第二恆定輸 出電流* 在一項實施例中，本發明進一步包括響應於所感測之第 一輸入電流，而在對應於複數個連續降低之恆定輸出電流 的值範圍内改變充電參數。 在一項實施例中，切換式穩壓器之輸入耦合至通用串列 匯流排棒。

在一項實施例中’切換式穩壓器之輸出耦合至鋰離子電 池鎳氫電池（nickel metal hydride battery)或鎳錫電池。 在一項實施例中，第一輸出電流根據預定義之軟體演算 法減少》 在另一實施例中，本發明包含一種對電池進行充電之； 法，該方法包括：在切換式穩壓器之輸入處接收第一輸〉 電壓及第一輸入電流；從切換式穩壓器產生第一受控輸S 電流至電'池中，It電流大於至切換式穩壓器之第—輸二 流；感須Jt池上之電壓或至切換式穩㈣之第-輸入^ 流；及隨著電池上之電壓增加而減少第一受控輸出電流。 118225.doc 1363465

在一項實施例中，切換式穩壓器在電流控制模式下 作。 在一項實施例中，感測電池上之電壓，並響應於感測至 電’也上之電壓增加而持續減少第一受控輸出電流。 在一項實施例中，感測電池上之電壓，並響應於感測至 電池上之㈣増加而將第—受控輸出電流遞增設定為較低 值。 _ ☆在一項實施例中，感測第-輸人電流，並持續減少第一 受控輸出電流以維持至切換式穩壓器之恆定第一 流。 在一項實施例中，感測第一輸入電流，且若至切換式穩 壓器之第-輸入電流增加至臨限值以i，則遞增減少第： 受控輸出電流。

在一項實施例中，該方法進一步 存元件中之充電參數從對應於第一 改變為對應於第二恆定輸出電流之 定輸出電流大於第二恆定輸出電流 包括將可程式化資料儲 恆定輸出電流之第一值 第二值，其中該第一恆 〇 在一項實施例中，該方法進-步包括響應於電池上之電 壓增加’而在對應於連續降低之怪定輸出電流的值範圍内 改變可程式化資料儲存元件中之充電參數。 在一項實施财，該m步包括若該第__輸入電流 增加至臨限值以上，則將可程式化資料儲存元件中之充電 參數從對應於第-悝定輸出電流之第—值改變為對應於第 二值定輸出電流之第二值 該第二恆定輪出電流小於第一 118225.doc -10- 1363465 輸出電流。 在另f施例t，本發明包含電池充電器，該電池充電 器包括：切換式穩虔器，其具有第一輸入、第一輸出及控 制輸入，其中第―輸人接收第―輸人電壓及第-輸入電 巟 帛輸出輕合至電池以提供第一輸出電壓及第一輸 出電流；可調節式電流控制器，其具有經輕合以感測第一 輸出電肌之至少一個輸入、經耗合以控制切換式穩麗器之 控制輸入之至少一個輸出，及第二輸入，該第二輸入耦合 刀換式穩壓器之第一輸入以便偵測輸入電流的變化，或 輛合至電池以便福泪丨丨笛 4N iIj βϋ» iff- 便偵測第一輸出電壓的變化，其中第二輸入 響應於第一輸人雷、·* ^ 電机或第一輸出電壓之變化而改變至電池 第輸出電机，其中切換式穩壓器向電池提供第一輸出 電流’該第-輸出電流大於第一輸入電流，且其中第一輸 出電流隨著電池上之電壓增加而減少。 广項實施例中，該電池充電器進一步包括感測電阻 八輕。在切換式穩壓器之第一輸出與電池之間以便感 輸出電流’其中可調節式電流控制器之至少一個輸 輕合至感測電阻器之第一端子之第一輸入及柄合至 感測電阻器之第二端子之第二輸入。 在項實施例中’該切換式穩壓器在電流控制模式下運 作0 電= -輸出電流經調節使得第， 在一項實施例中，該電池充電器進—步包括感測電路 118225.doc ^〇J465 $可程式化資料儲存元件中之數位位元，且據此改變可調 即式電流控制器之第二輸入處之電壓以便減少第一輸出電 流。 在-項實施例中，該電池充電器進一步包括：類比轉數 位轉換n ’其麵合在電池與數位控制器之至少—個輸入之 間；及數位轉類比轉換器，其耗合在可程式化資料儲存元 件與可調節式電流控制器之第二輸入之間。 在-項實施例中，該可程式化資料儲存元件係暫存器。 在一項實施例中，該可程式化資料儲存元件係暫存器， 且該數位控制器藉由將數位位元從.輝發性記憶體載入至暫 存器中而改變暫存器中之數位位元。 實施例_，該可程式化資料儲存元件係暫存器， 且該數位控制器藉由將數位位元從非揮發性記憶體載入至 暫存器中而改變暫存器中之數位位元。 曰在一項實施例中，該切換式穩壓器進一步包括切換式電 日曰體、誤差放大器及切換電路，且可調節式電流控制器之 固輸出經由誤差放大器及切換電路而耦合至切換式 電晶體之控制端子。 在一項實施例中，該切換式穩壓器包括脈寬調變電路。 在-項實施例中，該可調節式電流控制器向切換式穩壓 器產生第一控制信號以產生進入電池之恆定第一輸出電 流’且可調節式電流控制器隨著電池上之電壓增加而改變 第 制號以持續減少怪定第一輸出電流。 實施例中，可調節式電流控制器向切換式穩壓器 118225.doc

13· CS 1363465 (sense circuit)，其感測第一輸入電流，且可調節式電流控 制器之第二輸入耦合至該感測電路以便偵測輪入電流的變 化0 在一項實施例中，該感測電路包括第一電阻器，其耦合 至切換式穩壓器之輸 入。 在一項實施例中，該電池充電器進一步包括類比或數位 控制器，其耦合在感測電路與可調節式電流控制器之間， 其中若第一輸入電流增加至第一臨限值以上，則類比或數 位控制以文變可調節式電流㈣胃之第二輸入處之控制電 壓。 在項實施例中，該控制器係數位控制器，且若第一輸 入電抓增加至第一臨限值以上，則該數位控制器改變至少 一個可程式化儲存元件中之數位位元。 在一項實施例中，該控制器係類比控制器，且該類比控 制器具有耦合至感測電路之至少一個輸入及耦合至可調節 式電流控制器之至少一個輸出’且其中若第一輸入電流增 加至第一臨限值以上，則類比控制器改變可調節式電流控 制器之第二輸入處之電壓。 在一項實施例中，該可調節式電流控制器之第二輸入耦 合至電池以便偵測第一輸出電壓的變化。 在一項實施例中，該電池充電器進一步包括數位控制 器，該數位控制器具有耦合至電池之至少一個輪入及耦合 至可調節式電流控制器之第二輸入之輸出，其中若第一： 出電壓增加至第-臨限值以上，則數位控制器改變至少一 118225.doc -12- 1363465 產生第-控制信號以產生進入電池之怪定 且控制器響應於第一輸入電流或第一輸出電壓之=重 新程式化輕合至可調節式電流控制器之至少-個資料儲存 據此可調節式電流控制器改變第-控制信號以遞 增減少恆定第一輸出電流。

在-項實施例t，該電池充電器進一步包括暫存器，其 輕合至可調節式電流控制器之第二輸人，纟中響應於第1 輸入電流或第一輸出電壓之增加，而將暫存器中之數位位 元從第-值改變為第二值，且據此減少第„_輸出電流。 在另一實施例十，本發明包括一種對電池進行充電之方 法’該方法包括：在切換式電晶體之第一端子處接收第一 電麼及第-電流，丨中第—電壓及第—電流從電源輕合至 切換式電晶體之第-端子；在切換式電晶體之控制輸入處 接收切換信號；且據此在切換式電晶體之第二端子處產生 第二電壓及第二電流；對第二電壓及第二電流進行濾波以 產生經濾波之電壓及經濾波之電流；將經濾波之電壓及經 濾波之電流耦合至電池之端子，其中電池之端子處之經濾 波之電壓小於切換式電晶體之第一端子處之第一電壓，且 其中至電池之端子中之經濾、波之電流大於至切換式電晶體 之第一端子中之第一電流；及隨著電池上之電壓在小於第 一電壓之對應值範圍内增加而在大於第一電流值之電流值 範圍内減少經濾波的電流。 在一項實施例中，濾波包括經由至少一個電感器將第二 電流耦合至電池端子。 118225.doc -14· 1363465 在一項實施例中’調節經濾波之電流使得第一電流保持 在第一值以下。 在一項實施例中，該方法進一步包括感測電池上之該經 濾波之電流及該電壓，且據此控制經濾波之電流。 在一項實施例中，該方法進一步包括感測第一電流及經 滤波之電流，且據此控制經滤波之電流。 在一項實施例中’該電源係通用串列匯流排埠。 在另一實施例中’本發明包含電池充電器，其包括：切 換式穩壓器，該切換式穩壓器包含至少一個切換式電晶 體，該切換式電晶體具有第一輸入以接收第一輸入電壓及 第一輸入電流，及第一輸出，其耦合至電池以提供第一輸 出電壓及第一輸出電流；電流控制器，其用於控制至電池 之第一輸出電流，電流控制器具有用於感測至電池之第一 輸出電流之至少一個輸入、用於響應於控制信號而調節第 一輸出電流之第二輸入，及耦合至切換式電晶體之第一輸 出；及控制器，其具有耦合至切換式穩壓器之第—輸入或 電池之第一輸入，及耦合至電流控制器之第二輸入之至少 一個輸出，其中控制器響應第一輸入電流或第一輸出電壓 之增加，且其中若第一輸入電流或第一輸出電壓增加，則 控制器改變電流控制器之第二輸入處之控制信號以減少第 一輸出電流，其中切換式穩壓器向電池提供第—輪出電 流，該第一輸出電流大於第一輸入電流，且复 T乐一1輪出 電流隨著電池上之第一輸出電壓增加而減少。 在-項實施例中，該電池充電器進—步包括輪出感測電 118225.doc 1363465 阻器’其搞合至切換式電晶體之第_輸出以便感測第一輸 出電流，且電流控制器耦合至輸出感測電阻器之第一及第 二端子以便控制第一輸出電流。 在-項實施例中，該電池充電器進一步包括輸入感測電 阻器’其耦合至切換式電晶體之第_輸入以便感測第一輸 入電流，且該控制器叙人, 揭σ至輸入感測電阻器之第一及第二 端子。 在-項實施例中’控制器包括類比控制器，且該類比控 制器在電流控制器之第二輸入處產生控制電壓，以便響應 於第一輸入電流而減少第一輸出電流。 在-項實施例中，控制器包括數位控制器，該電路進一 步包括：類比轉數位轉換器，其具有輕合在輸入感測電阻 器上之輸人及輕合至數位控制器之輸出；輕合至數位控制 器之暫存器；及數位轉類比轉換器，其具有耦合至暫存器 之輸入及耦合至電流控制器第二輸入之輸出，纟中 制器響應於第-輸人電流之增加，而重新程式化暫存器， 且據此減少第一輸出電流。 在-項實施例中’該電池充電器進一步包括非揮發.己 憶體’且數位控制器利用儲存在非揮發性記憶體中 而重新程式化暫存器。 在-項實施例中，該電池充電器進一步包括揮發性記憶 且數位控制器利用儲存在揮發性記憶體 新程式化暫存ϋ。 k參數而重 在一項實施例中，該控制器之第一輸入耦合至電池。 H8225.d, -16- 1363465 在-項實施例中，該控制器包括類比控制器，其中類比 控制器在電流控制器之第二輸人處產生控制電壓，以便響 應於第一輸出電壓而減少第一輸出電流。 在一項實施例中，能制器包括數位控制器，該電路進 -步包括：類比轉數位轉換器，其具有耦合至電池之輸入 及耦口至數位控制器之輸出；耦合至數位控制器之暫存 器，及數位轉類比轉換器，其具有耦合至暫存器之輸入及 耗合至電流控制器之第二輸入之輸出，其中數位控制器響 應於第一輸出電壓之增加而重新程式化暫存器，且據此減 少第一輸出電流。 在一項實施例中，該電池充電器進一步包括非揮發性記 憶體，且數位控制器利用儲存在非揮發性記憶體令之參數 而重新程式化暫存器。 在一項實施例中，該電池充電器進一步包括揮發性記憶 體’且數位控制器利用儲存在揮發性記憶體中之參數而重 新程式化暫存器。 在一項實施例中，該控制器及電流控制器在同一積體電 路上。 在一項實施例中，該控制器及電流控制器在不同積體電 路上。 在另一實施例中’本發明包含電池充電器，其包括：切 換式穩壓器’該切換式穩壓器包含至少一個切換式電晶 體’該切換式電晶體具有第一輸入以接收第一輸入電壓及 第一輸入電流’及第一輸出，其耦合至電池以提供第一輸 C S' H8225.doc 出電屋及第-輸出電流；電流控制器構件，其搞合至切換 式㈣器，以便感测及控制至電池之輸出電流，且響應於 控制信號而改變至電池之第一輸出電流；及控制器構件， 其用於響應於第-輸入電流或第一輸出電廢而產生控制信 號至電流控制器構件，纟中切換式穩壓器向電池提供第一 輸出電流’該第一輸出電流大於第一輸入電流，且其中隨 著電池上之電壓增加而調節第一輸出電流。 在-項實施例中’該電池充電器進一步包括用於感測第 一輸入電流之感測電路構件。 在-項實施例中，該電池充電器進一步包括用於感測第 一輸出電流之感測電路構件。 在一項實施例中，該控制器構件包括類比電路。 在一項實施例中，該控制器構件包括數位電路。 在項實施例中，該電流控制器構件包括用於接收對應 於第一輸出電流之電壓之第一及第二輸入，及用於接收2 制信號以隨著電池上之電壓增加而減少第一輸出電流之第 二輸入。 在一項實施例中，該電池充電器進一步包括用於控制第 一輸出電壓之電壓控制構件。 在一項實施例中，該切換式穩壓器進一步包括用於將切 換信號提供至切換式電晶體之控制端子之切換電路構件。 以下實施方式及附圖提供對本發明之性質及優點的更好 的理解。 【實施方式】 118225.doc 1363465 實例。然而’應瞭解，以下實例僅用於說明性目的，且其 他類型之（例如）具有不同電壓及充電規格之電池（例如鋰聚 合物電池、鎳氫電池或鎳鎘電池）亦可使用本文所述之技 術進行有利充電。 圖2說明包含根據本發明一項實施例之切換式穩壓器203 之切換式電池充電器201。裝置電子元件202包含電源端子 ("Vcc")，該電源端子從電池250接收電力。當電池250耗盡 時，可藉由將電壓及電流從電源210經由切換式穩壓器203 及遽波器2 04而箱合至電、池250來對其進行再充電。舉例而 吕’電源可為DC電源。應瞭解，本文所述之技術亦可應 用於AC電源》因此’圖2係使用DC電源之一個示範性系 統。切換式穩壓器203可包含切換裝置221 '切換電路（"切 換器"）222、可調節式電流控制器223、輸出感測電路225 及輸入感測電路224 »切換式穩壓器203區別於線性穩壓 器’因為切換式穩壓器203包含切換電路222，該切換電路 222在電晶體221之控制端子處產生切換控制信號222A ^舉 例而言’切換裝置221可為PMOS電晶體。然而，應瞭解， 可使用（例如）其他類型之裝置（例如，一或多個雙極或M〇s 電晶體）來構建該切換裝置》 在電流控制模式下’輸出感測電路225感測進入電池中 之輸出電流。電流控制器223耦合至輸出感測電流225以便 控制輸出電流《電流控制器223從輸出感測電路接收對應 於輸出電流之輸入。電流控制器223使用該等輸入來控制 切換電路222，切換電路222進而向修改輸出電流之切換裝 118225.doc

•21- (S J 1363465 置221之控制端子提供信號。示範性切換控制方案可包含 對切換裝置221之控制端子進行脈寬調變。切換式穩壓器 2〇3之輸出經由濾波器2〇4而耦合至電池25〇之端子。藉由 感測電池電壓或進入電池之電流而控制電池端子處之電壓 或電流。在電流控制模式下，電流控制器223可接收所感 測之電池電流並修改控制信號222Α以改變切換電路222及 切換裝置221之行為來將電池電流維持在一受控值。類似 地，在電壓控制模式下，電壓控制器（下文描述）可接收所 感測之電池電壓，並修改控制信號222Α以改變切換電路 222及切換裝置221之行為來將電池電壓維持在一受控值。 因此，可將進入電池之電壓或電流維持在受控值。如下文 將更詳細描述，電流控制器223可包含耦合至電池上之電 壓或至切換式穩壓器之輸入電流之另一輸入，以隨著電池 上之電壓增加而控制對電池電流的修改。因為電池電壓或 輸入電流可用於此目的，所以系統可包含輸入感測電路 224或可不包含輸入感測電路224。 在一項實施例中，切換式穩壓器2〇3從電源21〇接收電壓 及電流，並向電池提供充電電流，該充電電流大於從電源 接收之電流。舉例而言，若從電源接收之電壓大於電池電 壓，則切換式穩壓器可將大於到達切換式穩壓器之輸入電 流之充電電流提供至電池中。當切換式穩壓器之輸入處之 電壓大於電池上之電壓時（有時稱為"補償（Buck)"組態）， 切換式穩壓器之，，理想”電壓_電流關係給定如下： •22- 118225.doc

Vout = C * Vin ;及 lout = Iin/C， ;，為吊數》舉例而言，在脈寬調變之切換式穩壓器 "，C為切換裝置之控制輸入處之切換波形之"工作循環 X上等式說明輸出電流係輸入電流、輸入電壓及輸出 電壓之函數，如下： lout = Iin * (VinAVoiit) 〇 應瞭解，以上等式適用於"理想"補償穩壓器。在實際實施 方案中，輸出由於非理想性（即，效率損失）而降級，降級 1可約為10¼(即，效率η = 90。/。）。以上等式說明進入電池 中之充電電流可能大於輸入電流（即，輸入電壓Vin大 於輸出電壓的情況）。此外，在充電循環開始時，電池電 壓比在充電循環中梢後之時間點小。因此，在充電循環開 始時，進入電池中之電流可能大於（即，當vin/Vbatt較大 時，其中Vbatt == Vout)在充電循環中稍後之時間點處（即， 當Vin/Vbatt較小時）進入電池中的電流。在一項實施例 中，控制進入電池中之電流（即，切換式穩壓器之輸出電 流）並將其設定為初始值，且隨著電池電壓增加，輸出電 流減小。以上等式說明隨著電池電壓增加，進入切換式穩 壓器中之電流將開始增加以獲得切換式穩壓器之輸出處之 給定電流。此效果係由於以上展示之切換式穩壓器上之電 壓-電流關係的緣故。舉例而言，若lout及Vin為固定的， 則Iin必須隨著V〇ut增加而增加。因此，不同實施例可感測 輸出電壓或輸入電流，並隨著電池電壓增加而減小進入電 118225.doc -23- 1363465 電池進行充電。在301處，在切換式穩壓器之輸入處接收 輸入電壓及輸入電流。在3〇2處，將切換式穩壓器之輸出 處之切換輸出電流及電壓耦合至電池的端子。舉例而言， 可經由濾波器將切換式電晶體之輸出端子耦合至電池端 子。在303處，在切換式穩壓器之輸出處產生輸出電壓 (即，電池電壓）及輸出電流（即，電池輸入電流）。在3〇4 處，隨著電池上之輸出電壓增加而減小進入電池中之電 流。如上文所提及，切換式穩壓器可藉由直接感測電池電 塵、輸入電流或其他相關參數來彳貞測電池電壓的升高。 圖4 Α-Β說明使用根據本發明實施例之切換式穩壓器對電 池進行充電。圖4八_之曲線圖展示描繪在右侧垂直軸上之 電流及左側垂直轴上之電池上的電壓與水平轴上的時間。 線401展示隨著時間過去電池上之電壓，線4〇2展示進入電 池中之電流，且線403展示進入切換式穩壓器中之電流。 此實例說明對深度耗盡之Li+電池進行充電之充電循環。 以兩種基本模式對電池進行充電：電流控制模式（t = 〇、 t2)及電壓控制模式（t = t2、t3)。在此實例中，電池上之電 壓初始地在某一特定臨限值（例如，3伏）以下，從而指示電 池被深度耗盡。因此，電流控制模式可初始地產生恆定預 充電電流41〇(例如，1〇〇 mA)。恆定預充電電流41〇將使電 池電壓開始增加。當電池電壓增加至預充電臨限值42〇(例 如，3伏）以上時，系統將増加供給至電池的電流❶第二電 流有時稱為"快速充電"電流。 如圖4 A中所示，進入電池中之電流可能大於由切換式穩 H8225.doc -25- 1363465 壓器接收之電流。舉例而言，在快速充電循環開始時，進 入電池中之電流可初始地設定為750 mA，而進入切換式穩 壓器中之電流為500 m A。因此，隨著電池被充電，電池上 之電壓將開始增加。隨著電池電壓增加，進入電池中之電 流可減小使得輸入電流保持近似怪定。如上文所提及，若 電池上之電壓增加’且若由切換式穩壓器供應之電流保持 恆定’則進入切換式穩壓器中之電流將開始增加。在一些 應用中’可能需要將輸入電流保持在某些臨限值以下，使 得進入切換式穩壓器中之總電力不會超過電源處可用之總 電力。在此實例中，輸入電流維持近似恆定，且進入電池 中之電流隨著電池電壓增加而減小。舉例而言，當電池電 壓增加至420B處之3伏以上時，進入電池中之電流減小至 約700 mA。從圖4A可看出，電流隨著電池上之電壓增加 而連續減小以維持輸入電流近似恆定。如上文所提及，可 使用類比或數位技術來控制電池電流。或者，系統可感測 到達切換式穩壓器之輸入電流或電池電壓以實施電池電流 控制。 當在時間t2處電池上之電壓增加至臨限值43〇A以上時， 系、、充可自動地變換以將向電池提供恆定電壓（即，"浮動"電 壓）田電/;IL控制模式期間電池增加至浮動電壓時，系統 將變換至電壓控制模式並維持電池處之浮動電壓。當系統 處於電壓控制模式時，進人電池中之電流㈣將開始減小 (即’逐漸衣減"或"下降"、. ,. 乂卜降）。在一些實施例中，可能需要 在電流到達草—M. » ¢1-,.,,,, 八最小L限值44〇之後切斷充電器。因此， 118225.doc -26 - (s.) 1363465 當電池電流下降至最小值以下時，在時間t3處系統可自動 停閉充電器並結束充電循環。 圖4B說明到達切換式穩壓器之輸入電流及由切換式穩壓 器提供之電池電流與電池電壓。圖4B中之曲線圖展示描繪 在左側垂直袖上之電流及水平軸上之電池電壓 初始地， 電池電壓在某一臨限值（例如’ 3伏）以下，系統處於預充電 模式’且切換式穩壓器經設定以向電池提供恆定預充電電 流410A(例如，1〇〇 mA)。因此，輸入電流4l〇B小於電池電 流（例如’< 100 mA)。當系統變換至快速充電模式（例如， 由於電池電壓增加至某一臨限值（例如，3伏）以上的緣故） 時’電池電流可從預充電值重設為最大值4〇2A(例如，7〇〇 mA)。當從切換式穩壓器供應至電池之電流增加時，輸入 電流類似地增加至新的值403A(例如，約475 mA)。然而， 隨著電池電壓增加至臨限值以上’若輸出電流保持恆定， 則輸入電流將增加。在一些應用中，電源（例如，USB電 源）可能不能夠將某一最大值（例如，對於USB而言為5〇〇 mA)以上的輸入電流供應至切換式穩壓器。在設定進入電 池中之電流時可考慮該最大輸入值。因此，當輸入電流增 加至某一臨限值（如，例如500 mA之最大容許位準）時，系 統可將電池電流重設為小於先前值之新的值4〇2B，使得輸 入電流相應地減小至403B處之臨限值（例如，約45〇 mA)以 下。進入電池中之輸出電流可隨著電池上之輸出電壓增加 而遞增減小，使得輸入電流保持在如圖忉中所示之臨限值 以下。在一項實施例中，輸出電流響應於感測到達切換式 -27- 118225.doc 1363465 穩壓器之輸入電流及判定輸入電流已增加至臨限值以上而 遞增減小。在另一實施例中’輸出電流響應於感測電池電 壓而遞增減小。 圖5說明根據本發明一項實施例之電池充電系統5〇〇之示 範性實施方案《此實例說明一個可能的實施方案，其使用 數位控制器545及可程式化儲存器來隨著電池電壓增加而 調節電池電流❶電池充電器500包含切換式穩壓器51〇，其 具有用於從電源接收輸入電壓及電流之輸入。切換式穩壓 器5 10之輸出經由包括電感器5〇3及電容器5〇4之濾波器而 耦合至電池550。電流感測電阻器501亦可包含在到達電池 之電流路徑中。電流控制器520具有用於感測電池電流之 麵合至電流感測電阻器501之第一端子的第一輸入，及麵 合至電流感測電阻器501之第二端子的第二輸入。在電流 控制模式下，電流控制器520接收所感測之電池電流並向 切換式穩壓器510之控制輸入提供控制信號。在此實例 中’電流控制器520係可調節之電流控制器，且包含接收 控制信號以便調節由切換式穩壓器產生之輸出電流之控制 輸入520A。系統500進一步包含用於充電循環之電壓控制 模式之電壓控制器530。電壓控制器53〇包含耦合至電池端 子以便感測電池電壓之第一輸入。在電壓控制模式下，電 壓控制器530之輸出向切換式穩壓器51〇產生控制信號。在 此實例中，電壓控制器530係可調節之電壓控制器，且包 含控制輸入530A以便調節由切換式穩壓器產生之輸出電 流。 118225.doc < S' )· 28- 1363465 流。暫存器521可儲存數位預充電參數值，且暫存器522可 儲存一或多個快速充電參數值。不同的快速充電參數值可 選擇性地耦合至電流控制器520，以基於所感測之電池電 或所感測之電池電流而設定供應至電池的電流。在此實 例中’暫存器525可保持數位值以便設定預充電臨限值》 暫存器525之位元可為對於數位轉類比轉換器（，，DAC")526 之輸入，該數位轉類比轉換器（"DAC")526可將位元解譯成 (例如）類比參數，例如電壓。DAC 526之電壓輸出可用作 參考，且可與比較器527中之電池電壓相比較。當電池電 壓在經程式化之預充電臨限值以下時，比較器可使用選擇 電路523(例如，多工器）將暫存器521中之所儲存之預充電 電流值輕合至DAC 524 e DAC 524進而接收對應於預充電 電流之數位值’並產生類比參數以便控制穩壓器傳送經程 式化之電流值。當電池電壓增加至在暫存器525中程式化 的值以上時’比較器改變狀態，且選擇電路523將暫存器 522中之所儲存之快速充電電流值耦合至DAC 524。DAC 524進而接忮對應於快速充電電流之新的數位值，並產生 類比參數以便控制切換式穩壓器傳遞新的經程式化之電流 值。應瞭解，以上電路僅為一個示範性實施方案。在另一 實例中，可使用電池電壓控制預充電臨限值以驅動分壓 了藉由可程式化暫存器來以數位方式選擇分壓器之特 定分接頭（tap)。接著，選定之分接頭可耦合至比較器並 與（例如）參考電壓相比較。 隨著電池電壓增加，數位控制器545可重新程式化暫存 118225.doc 31 · 1363465 器603及電容器604之濾波器而耦合至電池65〇。如針對圖5 之電池充電系統500所描述，在電流控制模式下，電流控 制器620感測輸出電流，並向切換式穩壓器61〇之控制輸入 提供控制k號，以便控制供給至電池的電流。在此實例 中，電流感測電阻器601包含在通往電池之電流路徑中， 且電流控制器620具有耦合至電流感測電阻器6〇1之第一端 子之第一輸入及耦合至電流感測電阻器6〇1之第二端子之 第二輸入，以便感測電池電流。與在圖5中之充電器5⑽中 一樣，電流控制器620係可調節式電流控制器，且包含接 收控制信號以便調節由切換式穩壓器產生之輸出電流之控 制輸入646。系統600進一步包含用於充電循環之電壓控制 模式之電壓控制器630。電壓控制器63〇包含耦合至電池端 子以便感測電池電壓之第一輸入。在電壓控制模式下，電 壓控制器630之輸出向切換式穩壓器61〇產生控制信號。 在此實例中，類比控制器645提供用於響應於第一輸入 電流或第一輸出電壓而向電流控制器產生控制信號的構 件。類比控制器645可耦合至電池端子以便感測電池電壓 或可麵合至輸入電流感測電路以便感測到達切換式穩壓器 之輸入電流。在此實例中，輸入電流感測電路係耦合至切 換式穩壓器6 10之輸入之電流感測電阻器6〇2。在此實例 中，類比控制器645可具有耦合至電池之輸入，或類比控 制器645可包含耦合在感測電阻器6〇1上之兩個輸入。響應 於感測輸入電流或電池電壓，類比控制器修改電流控制器 620之控制輸入646上之一或多個控制信號，以改變電池電 • 34· H8225.doc 1363465 流《類比控制器045可使用多種不同輸入或輸出電路技術 來感測輸入電流或電池電壓，並根據電流控制器62〇之特 定實施方案來產生合適之信號或多個信號。舉例而言，類 比控制器645可包含（例如）放大器、電流源、限制器及/或 比較電路，以便處理所感測之電壓或電流，並向電流控制 器620在控制輸入646上產生一或多個控制信號以調節電池 電流。應瞭解，可使用多種感測電路及類比電路。因此， 可藉由類比控制器645響應於所感測之電池電壓輸入或所 感測之輸入電流來調節在電流模式下產生的電池電流。因 此，電流控制器620可產生進入電池之電流，該電流大於 如上所述進入切換式穩壓器之電流。電流控制器62〇可感 測到達電池之輸入電流及來自類比控制器645之控制信 號’且電池電流可隨著電池上之電壓增加而減少。 圖7為根據本發明一項實施例之電池充電器之實例。電 池充電器700包含電壓控制器70 1、電流控制器7〇2及耦合 至電晶體707(例如，PMOS電晶體）之切換式穩壓器7〇3， 以便控制耦合在輸入端子708與輸出端子709之間的電壓及 電流。電流控制器702包含第一輸入端子71〇及第二輸入端 子711以便感測經由輸出電流感測電阻器（例如，〇1歐姆電 阻器）的電流。端子710耦合至電阻器之正端子，該正端子 耦合至電晶體707之端子709，且端子711耦合至電阻器之 負端子，該負端子耦合至電池（在切換式穩壓器中，端子 709耦合至電感器’且電感器之另一端子可耦合至端子 710) ^電流控制器702進一步包含控制輸入75〇，以便響應 118225.doc -35- 1363465 於在端子710與711之間所感測之電流來控制由切換式穩麼 器產生的電流里。電流控制器7〇2之輸出耦合至穩壓器7〇3 之輸入。電壓控制器7〇1包含（例如）耦合至電池之電池感測 輸入端子712，及可耦合至DAC之控制輸入751。電壓控制 器701之輸出亦耦合至切換式穩壓器7〇3之輸入。切換式穩 壓器703可包含誤差放大器7〇4，其具有耦合至參考電壓 714(例如，1伏）之第一輸入及耦合至電壓控制器7〇ι及電流 控制器702之輸出的第二輸入端子。誤差放大器之輸出 (例如）輕合至切換電路7〇5之輸入，例如脈寬調變（"pwM") 電路之工作循環控制輸入。應瞭解，可使用多種切換技術 來實踐本發明》節點713係穩壓器之負反饋節點。因此， 在電流控制或電壓控制下，迴路將把節點7丨3驅動為與誤 差放大器之參考電壓（例如，1伏）相同的電壓。 圖8係根據本發明一項實施例之電壓控制器之實例。電 壓控制器800僅為可用於實踐本發明不同實施例之控制電 路的一項實例。在此實例中，電池感測端子8〇1耦合至待 充電電池。第二輸入端子8〇2耦合至數位轉類比轉換器 (••VDAC”）之輸出以便將電池端子處之電壓設定為經程式化 電壓值。端子802可經由VDAC耦合至儲存充電參數之暫存 器或記憶體，以設定電池處之電壓。可藉由改變充電參數 來調節電池電壓’藉此在不同值範圍内改變端子8〇2處之 電壓。舉例而言，如上文所提及，電壓控制器8〇〇之輪出 DIFF將被驅動為與誤差放大器參考相同的電壓（其在此實 例中為1伏）。包含放大器804及805之差分求和網路及電阻 118225.doc •36· 1363465 器806-812之網路在輸出處之電壓〇卩戸、電池電壓88丑\8丑 及DAC電壓VDAC(V)之間建立以下關係： DIFF = BSENSE · (2.45V + VDAC(V))。 因此，當反饋迴路將DIFF驅動為1伏時，電池電壓為DAC 之輪出上之電壓的函數。 當 DIFF = 1伏時；BSENSE = 3.45 + VDAC(V) » 因此，可藉由改變耦合至DAC之輸入之位元的數位值來程 式化電池電壓。 圖9係根據本發明一項實施例之電流控制器之實例。電 流控制器900僅為可用於實踐本發明不同實施例之控制電 路的一項實例。在此實例中，正及負電流感測端子902-903耦合在待充電電池之輸入處之感測電阻器上。控制輸 入端子901耦合至控制電壓（"vctrl")以便響應於數位或類比 控制器來設定進入電池中之受控電流。舉例而言，Vctrl 可從類比電路接收響應於輸出電壓或輸入電流之類比電壓 以便隨著電池電壓增加而減小電池電流《或者，端子9〇! 可經由數位轉類比轉換器（"DAC”）耦合至儲存充電參數之 暫存器或記憶體以設定進入電池中的電流。數位控制器可 藉由改變充電參數來響應於電池電壓或輸入電流而調節電 池電流’藉此在不同值之範圍内改變端子9〇1處的電壓。 作為實例，如上文所提及’電流控制器900之輸出DIFF將 被驅動為與誤差放大器參考相同的電壓（其在此實例中為丄 伏）。包含放大器905及906之差分求和網路及電阻器9〇7_ 914之網路在輸出處之電壓DIFF、由電壓量測到的電池電 118225.doc -37- <S3 1363465 流CSENSE+及CSENSE-與控制電壓之間建立以下關係： DIFF = R2/R1 (CSENSE+ - CSENSE-) + Vctr卜 因此，當反饋迴路將DIFF驅動為1伏時，電池電流為Vctrl 上之電壓的函數。 當 DIFF = 1 伏且 R2/R1 = 5 時；（CSENSE+ - CSENSE-)= (IV - Vctrl)/5 » 因此，可藉由改變控制電壓（例如，經由改變耦合至DAC 之輸入之位元的數位值）來改變由切換式穩壓器供應至電 池的電流。雖然圖7-8中之以上電路使用差分求和技術， 但應瞭解，可使用其他電流及/或電壓求和技術來感測輸 出電池電流及電壓並產生控制信號以驅動切換式穩壓器之 控制輸入。 參看圖7-9，本發明之一個特徵可包含使用"有線-或 (wired-OR)"組態將電流控制器及電壓控制器之輸出連接至 穩壓器。舉例而言，在一項實施例中，電壓控制器800中 之放大器805之輸出下拉電晶體（output pull-down transistor)及電流控制器900中之放大器906之輸出下拉電 晶體係"弱"裝置。舉例而言，用於從DIFF節點汲取電流之 裝置遠小於放大器805及906中之用於將電流供給至DIFF節 點中的裝置。在電流控制模式期間，當電池電壓在由 VDAC(V)程式化的值以下時，放大器805之正輸入 (BSENSE)在負輸入以下，且放大器805之輸出將試圖從 DIFF汲取電流。然而，電流控制器放大器906之輸出將在 正方向上驅動DIFF節點。因此，因為放大器805之下拉輸 118225.doc -38- 1363465 出弱於放大器906之上拉輸出，所以系統將由恆定電流控 制器900支配。類似地，當電池上之電壓（bsense)增加至 放大器805之正輸入與負輸入相等的點時，電壓控制器將 起支配作用。在此點處，經由感測電阻器之電流將開始減 小，且放大器906之輸出將開始下拉。然而，因為放大器 906之下拉輸出弱於放大器8〇5之上拉輸出，所以系統將由 恆定電壓控制器800支配。 圖10說明根據本發明一項實施例之示範性類比控制器。 電流控制器1020包含耦合至"csense+"之第一輸入及輕合 至Csense-之第一輸入。此處，Csense+搞合至輸出電流 感測電阻器之正端子’且Csense-耦合至輸出電流感測電阻 器之負端子。電流控制器1020將向切換式穩壓器丨〇〇丨之控 制輸入1004產生控制信號。切換式穩壓器丨〇〇丨包含切換電 路1003，切換電路1003進而向切換式電晶體1〇〇2之閘極產 生切換信號（例如’脈寬調變信號）（切換式穩壓器1001亦可 包含已為了說明性目的而省略的誤差放大器）。電流控制 器1020進一步包含控制輸入Vctrl。Vctrl處之電壓可用於 控制電池電流。在此實例中，電流控制器1 〇2〇之控制輪入 處之電壓由電流源1045設定至電阻器i〇46("R1")中。當系 統處於預充電模式時，由電流源1 〇 4 5提供之電流可能小於 當系統處於快速充電模式時所提供之電流。當系統初始地 進入快速充電模式時，進入電阻器1046中之電流可對應於 最大期望輸出電流來設定Vctrl處之最大電壓。快速充電循 環開始時之最大輸出電流可藉由設計選擇以多種方式設 U8225.doc •39- 1363465 203 切換式穩壓器 204 滤波益 210 電源 221 切換裝置/電晶體 222 切換電路（"切換器"） 222A 切換控制信號/控制信號 223 可調節式電流控制器/電流 224 輸入感測電路 225 輸出感測電路 250 電池 401 線 402 線 402A 最大值 402B 新的值 403 線 403A 新的值 410 恆定預充電電流 410A 恆定預充電電流 410B 輸入電流 420 預充電臨限值 430 電流 430A 臨限值 440 最小臨限值 500 電池充電系統/電池充電器 118225.doc .42· i S' ί 1363465 550 電池 600 電池充電系統/電池充電器 601 電流感測電阻器 602 電流感測電阻器 603 電感器 604 電容器 610 切換式穩壓器 620 電流控制器 630 電壓控制器 645 類比控制器 646 控制輸入 650 電池 700 電池充電器 701 電壓控制器 702 電流控制器 703 切換式穩壓器 704 誤差放大器 705 切換電路 707 電晶體 708 輸入端子 709 輸出端子/端子 710 第一輸入端子/端子 711 第二輸入端子/端子 712 電池感測輸入端子 118225.doc • 44 · c s). 1363465

713 節點 714 參考電壓 750 控制輸入 751 控制輸入 800 電壓控制器 801 電池感測端子 802 第二輸入端子/端子 804 放大器 805 放大器 806 電阻器 807 電阻器 808 電阻器 809 電阻器 810 電阻器 811 電阻器 812 電阻器 900 電流控制器 901 控制輸入端子/端子 902 電流感測端子 903 電流感測端子 905 放大器 906 放大器 907 電阻器 908 電阻器 118225.doc -45- < s 1363465 909 電阻器 910 電阻器 911 電阻器 912 電阻器 913 電阻器 914 電阻器 1001 切換式穩壓器 1002 切換式電晶體 1003 切換電路 1004 控制輸入 1020 電流控制器 1045 電流源 1046 電阻器 1048 電晶體 118225.doc -46

Claims (1)

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第096105317號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(Ϊ00年8月） 十、申請專利範圍： 一種對一電池進行充電之方法，其包括： 在一切換式穩壓器之一輸入處接收一第一輸入電壓及 一第一輸入電流； 在該電池之該端子處產生一第一輸出電壓及一第一輸 ,出電流’纟中該切換式穩壓器控制該第一輸入電流及該 第輸出U之至少—者’且其中至該電池之該第一輸

出電流大於該第-輸人m該第-輸人電壓大於該第 一輸出電壓；及 隨著6亥電池上之該第一輸出電壓增加而減少該第一輸 出電流。 ”月求項1之方法，其進一步包括感測該電池上之該第 輸出電壓’且據此調節該第一輸出電流，使得該第一 輸入電流係低於一第一值。 3. t請求項1之方法，其進-步包括感測至該切換式穩麗 盗之該第一輸入電流，且據此調節該第一輸出電流，使 得該第一輸入電流係低於-第-值。 月求項1之方法，其進一步包括經由一濾波器將該切 換式穩壓益之一切換冑出電流及一切帛輸出電壓耦合至 該電池的該端子。 5·:哨求項1之方法，其中隨著該電池上之該第一輸出電 曰力而在複數個電流值範圍内減少該第一輸出電流。 6‘如°月求項1之方法’其中隨著該電池上之該第—輸出電 壓增加而持續減少該第一輸出電流。 118225-1000809.doc 10年0.1忠替換頁I

8. 9. 如請求項1之方法，其中隨著該電池 一 <邊第一輪中® 壓增加而遞減減少該第一輸出電流。 如凊求項1之方法，其中持續減少該一 枝s 4 輸出電流以維 持至該切換式穩壓器之一恆定第一輸入電流。 如請求項1之方法，其中若至該切換式穩壓器之該第— :入電流增加至—臨限值以上，則遞減減少該第一輸出 電流。 10·如請求項1之方法，其進一步包括： 感測該電池上之該第一輸出電壓；及 若該感測之第-輸出電壓大於—第—臨限值，則將一 可程f化資料儲存元件中之一充電參數從一對應於一第 -恆定輪出電流的第一值改變為一對應於一第二恆定輸 出電流的第二值，其中該第一恆定輸出電流大於該第： 恆定輸出電流。 η.如π求項ίο之方法，其進_步包括響應於該感測之第一 輸出電麼的增加，而在對應於複數個連續降低之怪定輸 出電流之值之一範圍内改變該充電參數。 12·如請求項1之方法，其進—步包括： 則將一 感測至該切換式穩壓器之該第一輸入電流；及 若該感測之第-輸入電流大於一第—臨限值， 可程式化資料儲存元件中之—充電參數從—對應於一第 -怪定輸出電流的第一值改變為一對應於一第二值定輸 出電流的第一值’其中該第一恆定輸出電流大於該第二 恆定輸出電流。 118225-1000809.doc 13·如請求項丨2之 势恭、 电其進—步包括響應於該感測之第一 夕"❿在對應於複數個連續降低之但定輸出電流 之值之一範固内改變該充電參數。 人求項1之方法’其中將該切換式穩壓器之該輪入耦 5至一通用串列匯流排埠。 15.如請求項丨夕士 合至一鋰離子電池 16. 如請求項1之方法 少該第一輪出電流 17. 如凊求項1之方法 制模式下減少。 、 法，/、申將該切換式穩壓器之該輪出耦 一鎳氫電池或一鎳鎘電池。 其中根據一預定義軟體演算法來減 其中該第一輸出電流係於一電流控 如哨求項1之方法，其中隨著該電池上之該第一輸出電 ••減^越過複數個電流值，該電池上之該第一輸出電壓 在同一時間週期增加越過複數個電壓值。 19. 一種電池充電器，其包括： 一切換式穩壓器，其具有一第一輸入、一第一輸出及 一控制輸入，其中該第一輸入接收一第一輸入電壓及一 第輸入電流’且該第一輸出耦合至一電池以提供一第 一輸出電壓及一第一輸出電流； 一可調節式電流控制器，其具有至少一個輸入耦合至 至少以下一者：該切換式穩壓器之該第一輸入以感測該 第一輸出電流、該電池以偵測該第—輸出電壓中的變 化、或該切換式穩壓器之該輸出以偵測該第一輸出電壓 中的變化’該可調節式電流控制器進一步具有至少一個 S 118225-1000809.doc 1363465 年月 1曰修正替換貝j 輪出耦合至該切換式穩壓 器之一控制輸入 其中該切換式穩壓器向該電池提供一第一輸出電流， 該第—輸出電流大於該第一輸入電流，且其中該第_^輸 出電流隨著該電池上之該電壓增加而減少。 20.如請求項19之電池充電器，其進一步包括一感測電阻 器°亥感測電阻器搞合在該切換式穩壓器之該第—輸出 與該電池之間以便感測該第一輸出電流，其中該可調節 式電流控制器之該至少一個輸入包括一輕合至該感測電 阻器之一第一端子的第一輸入及一耦合至該感測電阻器 之一第二端子的第二輸入。 21.如請求項19之電池充電器，其中該切換式穩壓器在一電 流控制模式下運作。 22. 如請求項19之電池充電器，其中該第一輸出電流經調節 使得該第一輸入電流保持在一第一值以下。 23. 如請求項19之電池充電器，其進一步包括一感測電路， 該感測電路感測該第一輸入電流，其中該可調節式電流 控希]器輕合至該感測電路以便偵測該第_輸入電流的變 化0 24.如請求項23之電池充電器，其中該感測電路包括一輕合 至該切換式穩壓器之該輸入之第一電阻器。 25·如請求項23之電池充電器，其進一步包括一第一控制 器’該類比或數位控制器耦合在該感測電路與該可調節 式電流控制器之間，其中若該第一輸入電流增加至一第 一臨限值以上，則該第一控制器改變該可調節式電流控 1 lS225-1000809.doc • 4 · 制态之該第二輸入處之一控制電壓。 一-- 26.如請ί項25之電池充電器…該第-控制器係—數位 控制斋，且其中若該第一輸入電流增加至一第—臨限值 :上’則該數位控制器改變至少一個可程式化錯存元件 中之數.位位元。 27·如請求項25之電池充電器，其令該第-控制器係-類比 控制器，且其中該類比控制器具有輕合至該感测電路之 至少-個輪人及輕合至該可調節式電流控制器之至少一 個輸出，且其中若該第—輸入電流增加至一第—臨限值 :上，則該類比控制器改變輕合至該可調節式電流控制 器之一電壓。 认如請求項19之電池充電器，其中該可調節式電流控制器 之該至少-個輸入耦合至該電池以便偵測該 壓的變化。 电 9.如請求項28之電池充電器’其進一步包括一數位控制 咨’該數位控制器具有搞合至該電池之至少―個輸人及 -搞合至該可調節式電流控制器之該至少—個輸入的輸 出，其中若該第一輸出電壓增加至一第一臨限值以上， 則該數位控制器改變至少一個可程式化資料儲存元件中 之數位位元，且據此改變該可調節式電流控制器之該至 少一個輸入處之一電壓以便減少該第—輸出電流。 如請求項29之電池充電器，其進一步包括一類比轉數位 轉換器，該類比轉數位轉換器耦合在該電池與該數位控 制器之該至少一個輸入之間；及一數位轉類比轉換器， ^8225-1000809.^(. 日修正替換只 該數位轉類比轉換器耦合在該可程式化資料儲存元件與 該可調節式電流控制器之該至少一個輸入之間。 31. 32. 33. 34. 35. 36. 如請求項29之電池充電器，其中該可程式化資料儲存元 件係—暫存器。 如印求項29之電池充電器，其中該可程式化資料儲存元 件係一暫存器，且其中該數位控制器藉由將數位位元從 揮發性記憶體載入至該暫存器中而改變該暫存器中之 數位位元。 如印求項29之電池充電器，其中該可程式化資料儲存元 件係一暫存器，且其中該數位控制器藉由將數位位元從 非揮發性記憶體載入至該暫存器中而改變該暫存器中 之數位位元。 如叫求項19之電池充電器，其中該切換式穩壓器進—步 包括-切換式電晶體、一誤差放大器及一切換電路，且 其中該可調節式電流控制器之該至少一個輸出經由該誤 差放大器及切換電路而㈣合至該切換式電晶體之一控制 端子。 其争該切換式穩壓器包括一 如請求項19之電池充電器 脈寬調變電路。 如清求項19之電池充電器，其中該可調節式電流控制号 向該切換式穩壓器產生一第一控制信號以產生一進入节 電池之該第-輪出電流，且其中該可調節式電流控制写 ㈣號以隨著該電池上之該電壓增加而持 續減少該苐一輪出電流。 I18225-I000809.doc 丄 丄 年月日修正替換頁丨 ^- 8. 〇 9 J :求項19之電池充電器’其中該可調節式電流控制器 :切換式編產生-第-控制信號以產生一進入該 一：之怪定第—輸出電流’且其令一控制器響應於該第 -輸入電流或第一輸出電屋之一增加而重新程式化輕合 至該可調節式電流控制器之至少一個資料儲存元件，且 據此該可調節式電流控制器改變該第一控制信號以遞增 減；該恒定第一輸出電流。 _ 3求項19之電池充電器’其進一步包括一暫存器，該 暫存器耦合至該可調節式電流控制器之該第二輸入，其 中響應於該第-輸人電流或第—輸出電壓之—增加將該 暫存器中之數位位元從一第一值改變為一第二值，且據 此減少該第—輸出電流。 月求項19之電池充電器，其中該第一輸出電流係於一 電流控制模式下減少。 4〇·如明求項19之電池充電器，其中隨著該電池上之該第一 • 輸出電流減少越過複數個電流值，該電池上之該第一輸 出電壓在同—時間週期增加越過複數個電壓值。 118225-1000809.doc S