CN101237158A

CN101237158A - 充电器及充电方法

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Publication number: CN101237158A
Application number: CNA2007101999501A
Authority: CN
Inventors: 冈田真实
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: TW200828727A; TWI353704B; JP4877181B2; CN101237158B; JP2008136338A; US20080094038A1; US7843173B2

Abstract

提出一种充电器，包括：输入端，被施加来自电源单元的正和负电压；输出端，当被施加来自输入端经由正和负电源线的电压时，生成给副电池充电的输出；第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管，具有被插入和连接在正和负电源线的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且分别具有与无电电流反向极性的第一寄生二极管和与充电电流反向极性的第二寄生二极管；第一检测电路和第二检测电路，具有被插入正电源线和负电源线之间的串联连接的多个电阻器，第一电路在输入端和第一晶体管之间，且第二电路在第一晶体管和第二晶体管之间；和充电控制单元，被提供了第一和第二检测电压，并为第一和第二晶体管的栅极生成导通/截止控制信号。

Description

充电器及充电方法

技术领域

本发明涉及一种用于副电池的充电器，及一种充电方法。

背景技术

已经知道一种基于组合恒定电流充电和恒定电压充电的给副电池充电的方法。图1说明了该充电方法，其中横轴表示充电电流(A)，纵轴表示电池电压(V)。区域(a-b)对应于恒定电压充电的范围，而区域(c-d)对应于恒定电流充电的范围。用于充电的电源单元在区域(a-b)中执行恒定电压调节，而在区域(c-d)中执行恒定电流调节。

例如，在电池电压Vb为4.1V或更低的区域内，为500mA的充电电流Ib执行恒定电流充电。当电池电压超过4.1V时，该电源单元执行恒定电压调节以逐渐降低充电电流Ib。电池电压Vb朝4.2V的电源单元的输出电压Vo增长，充电结束。

在图2中示出相关技术的充电器的示例。图2中所示配置目的在于说明作为检测充电状态的方法的电流检测和ΔV检测，且供应其中任何一种都足够。电源单元1用其间的AC连接器CN11与商用电源连接，并向输出端1a和1b输出例如为4.2V的输出电压Vo。用其间的检测/充电单元3把电源单元1的输出电压供应给副电池2，由此，副电池2被充电。

由充电控制单元4控制该检测/充电单元3。该充电器包括检测/充电单元3和充电控制单元4。该充电控制单元4控制该副电池2的充电和放电，并典型地被设置成包括微型计算机的IC电路。虽然没有在图中使出，电源单元1的正输出电压被供应给调节器并在其中被调节成预定电压，该预定电压被供应到充电控制单元4作为电源电压。在电源单元1的正输出端1a和副电池2的正端之间串联连接了开关元件S11和具有关于充电电流Ib的正向极性的二极管D11。由充电控制单元4控制该开关元件S11。当开关元件S11被截止时，没有供应充电电流Ib。

在电源单元1的负输出端1b和副电池2的负端之间串联用于电流检测的电阻器Rx。串联连接的电阻器R11和R12并联于电源单元1的输出端1a和1b之间的电源单元1。串联连接的电阻器R13和R14连接于二极管D11的阴极侧，并联于副电池2的正负端之间的副电池2。

从电阻器R11和R12之间的中间连接点提取的电压Vx，以及从电阻器R13和R14之间的中间连接点提取的电压Vy被供应给充电控制单元4。在电阻器Rx的两端，生成对应于充电电流Ib的电压Ex。该电压Ex被供应给运算放大器OP11，并与由电压源IC1生成的检测电压Ei相比较。运算放大器OP11的输出电压被供应给充电控制单元4。

电流检测系统利用当在充电的最终阶段调节恒定电压时充电电流Ib减少的事实。在该系统中，通过电阻器Rx把充电电流Ib转换成电压Ex，比较该电压Ex与检测电压Ei以确定充电状态。该系统对具有相对小的充电电流Ib的器件是有效的，因为电阻器Rx由于充电电流Ib导致损耗。ΔV检测系统测量电源单元1的输出电压Vo和被连接到检测/充电单元3的副电池2的电池电压Vb，并基于其间的差ΔV来确定充电状态。ΔV系统对于具有相对大的充电电流Ib的器件是有效的，因为通过电压测量确定充电状态。在日本专利申请公开No.JP H6-014473(专利文献1)中描述了基于ΔV系统的示例充电器。

发明内容

将说明如图2所示配置的充电器的精确度。首先，将说明电流检测系统的精确度。

假设检测电阻器为Rx，检测电流为Ix，运算放大器的正输出端和负输出端之间所呈现的偏移电压为Vio，该检测电压Ex为

Ex＝Ix×Rx......(1)

当检测电压Ei等于Ex时，由于偏移电压而生成的测量误差Q为：

Q＝Vio÷Ei......(2)

可通过分别对运算放大器OP11，电压源IC1和检测电阻器Rx采用高精度组件来提高检测精确度，但组件的成本将增加。也可通过提高检测电压Ei来提高检测精确度，但是由于电阻器Rx的损耗P，其被表述成：

P＝Ib×Ib×Rx......(3)

将降低该效率，且将需要大功率型的产品，由此成本增加，组件的小型化将变困难。

接下来将参照图1说明ΔV系统的检测精确度。充电控制单元4一般包括单片微型计算机等等，且该单元的操作电压低于电源单元1的输出电压Vo，因此被输入到该单元的检测电压必须通过电阻器分压来降低。

从电阻器R11和R12之间的中点提取的检测电压Vx被写成：

Vx＝Vo×R12÷(R11+R12)......(4)

类似地，从电阻器R13和R14之间的中点上获取的电压检测电压Vy被写成：

Vy＝Vb×R14÷(R13+R14)......(5)

如果定义

R11÷R12＝A

则等式(4)变成

Vx＝Vo÷(A+1)......(6)

通过将电阻器R11的精确度表示成G，电阻器R12的精确度表示成H，在相同的Vo下使Vx大的条件量(condition)Bh被写成：

Bh＝(1-G)÷(1+H)......(7)

以及使Vx小的条件量Bs被写成：

Bs＝(1+G)÷(1-H)......(8)

通过考虑电阻器误差来表示Vx分别为Vxh和Vxs，它们被表述为：

Vxh＝Vo÷(A×Bh+1)......(9)

Vxs＝Vo÷(A×Bs+1)......(10)

结果，由于电阻器分压的电阻器值的精确度而影响的检测误差Q被写成：

Qh＝(Vxh-Vx)÷Vx......(11)

Qs＝(Vxs-Vx)÷Vx......(12)

其中，如果G＝H，则保持Qh≈Qs。

现在假设(R11＝R13，R12＝R14：条件1)，Vy将具有相似于Vx的误差。例如，假如Vo＝10V，R11到R14＝10kΩ±0.5％，Vx和Vy将分别具有±0.5％的误差。具有±0.5％的精确度的电阻器被理解为高精度组件。这意味着当检测到ΔV(＝Vo-Vb)时，由于电阻器误差而导致不可检测大约Vo的1％。如果Vo＝10V，则不可检测100mV。

一般而言，充电状态的检测必须敏感到数毫伏到数十毫伏的ΔV。换句话说，不可检测的100mV电压引起某些对策的需要。通过设定电阻器R14为可变电阻器并调节该电阻器可提高精确度，但将留下调节误差，由此导致成本的增加并抑制小型化。另一个问题在于副电池2在充电完成后由于与其连接的电阻器R13和R14而被放电，从而导致在电池的容量中的减小，并由于再充电而导致电池老化。

此外，另一问题在于，当连接副电池2到电源单元1时电源单元1的操作停止，即使给充电控制单元4的操作源电压为0V，该电池电压通过电阻器R13被施加到充电控制单元4以导致反向电压的状态，因此，有必要对组成充电控制单元4的IC等进行保护。另一方面，为防止当电源单元1的输出电压Vo被置于过电压状态时充电控制单元4被施加反向电压，Vx的值必须等于或小于充电控制单元4的操作源电压。此外，小商(Vx÷Vo)或Vo与Vx的大比值将降低检测精确度，因为Vx的改变量相对于Vo的改变量变得很小。

专利文献1描述了实施例1(图1)、实施例2(图7)和实施例3(图13)。在此将说明这些实施例中的问题。

在实施例1中，在充电期间在比开关单元8更靠近于副电池9侧的位置上测量充电输出电压Vol。这意味着修改测量的结果，因为Vol的测量包含了由于在测量期间的充电电流和开关单元8的阻抗而导致的电压降。

在专利文献1的实施例2中，在某间隔时切断充电电流，以及当测量在切断状态下在电源侧的输出电压VA1和电池侧的电压VA2之间的电压差时，用单个检测电路通过开关选择连接点来测量在多个点的电压。这样可成功地排除当检测电路被提供给单独的测量点时在检测电路中可能产生的测量误差，但是增加了由组件导致的、用于开关的成本。而且，专利文献1的实施例3包括了与实施例2的那些相似的问题。

因此，有意提供一种充电器及一种充电方法，该充电器和充电方法能够基于ΔV检测以高精确度的方式检测充电量，同时减少由电阻器的精确度和周围环境中的改变带来的影响。

根据本发明的实施例，提供一种充电器，包括：

输入端，允许被施加来自电源单元的正电压和负电压；

输出端，当被施加来自输入端通过正电源线和负电源线的电压时，生成用于给副电池充电的输出；

第一场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且包括与充电电流反向极性的第一寄生二极管；

第二场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且包括与充电电流同向极性的第二寄生二极管；

第一检测电路，具有被插入在输入端的一个和第一场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间的串联连接的多个电阻器，且允许从电阻器的(多个)分压点提取第一检测电压；

第二检测电路，具有在第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的串联连接的多个电阻器，且允许从电阻器的(多个)分压点提取第二检测电压；和

充电控制单元，被提供了第一检测电压和第二检测电压，并生成用于第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管的栅极的导通/截止控制信号。

当截止第一场效应型晶体管且导通第二场效应型晶体管时，充电器中的充电控制单元计算该第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，并判断该第一电压差是否具有不导通该第二寄生二极管的值；

如果该第一电压差被判断为具有能够导通该第二寄生二极管的值，则通过导通该第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来进行充电操作；

然而，如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则对该第一检测电路和第二检测电路施加与其相同的电压，且通过导通第一场效应型晶体管并截止第二场效应型晶体管来计算第二电压差；以及

该充电器的充电控制单元比较由如此检测到的第二电压差校正的第三电压差与参考电压，以检测充电结束状态。

根据本发明的实施例，还提供了一种充电器，包括：

输入端，允许被施加来自电源单元的正电压和负电压；

输出端，当被施加来自输入端通过正电源线和负电源线的电压时生成给副电池充电的输出；

第一场效应型晶体管，具有被插入在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且包括与充电电流反向极性的第一寄生二极管；

第二场效应型晶体管，具有被插入在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且包括与充电电流正向极性的第二寄生二极管；

当截止第一场效应晶体管且导通第二场效应晶体管时，该充电器的充电控制单元计算该第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，并判断该第一电压差是否具有不导通该第二寄生二极管的值；

如果该第一电压差被判断为具有导通该第二寄生二极管的值，则导通该第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管，且进行充电操作；

然而，如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则对其中校正了用于判断是否到达了充电结束状态的参考值中的误差的校正后的参考值进行计算；以及

该充电器的充电控制单元比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与校正后的参考电压来检测充电结束状态。

根据本发明的实施例，还提供了一种充电方法，包括：

通过当截止第一场效应型晶体管以切断充电电流时施加来自电源单元的空载电压到第一检测电路来检测第一检测电压且通过当导通第二场效应型晶体管时施加副电池的开路电压到第二检测电路来检测第二检测电压的步骤，

计算第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，且判断该第一电压差是否具有不导通该第二场效应型晶体管的第二寄生二极管的值的步骤；

如果该第一电压差被判断具有能够导通该第二寄生二极管的值，则导通该第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管且进行充电操作的步骤；

如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则当该对第一检测电路和第二检测电路施加相同的电压时导通第一场效应型晶体管并截止该第二场效应型晶体管，以计算第二电压差的步骤；以及

比较由如此检测到的第二电压差校正的第三电压差与参考电压，以检测充电结束状态的步骤。

根据本发明的实施例，还提供了一种充电方法，包括：

计算第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，且判断该第一电压差是否具有不导通第二寄生二极管的值的步骤；

如果该第一电压差被判断具有能够导通该第二寄生二极管的值，则导通该第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管以进行充电操作的步骤；

如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则对其中校正了用于判断是否到达了充电结束状态的参考值中的误差的校正后的参考值进行计算的步骤；以及

比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与校正后的参考电压以检测充电结束状态的步骤。

根据本发明的实施例，提供了一种充电器，包括：

输入端，允许被施加来自电源单元的正电压和负电压；

输出端，当被施加来自输入端经由正电源线和负电源线的电压时，生成用于给副电池充电的输出；

第一场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且包括与充电电流反向极性的第一寄生二极管；

第二场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且包括与充电电流正向极性的第二寄生二极管；

第一检测电路，包括被插入在输入端的一个和第一场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间的多个串联连接的电阻器，且允许从电阻器的分压点提取第一检测电压；

第二检测电路，包括在第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的多个串联连接的电阻器，且允许从电阻器的分压点提取第二检测电压；和

当导通第一场效应型晶体管且截止第二场效应型晶体管时，该充电控制单元判断充电电流是否流动，如果判断充电电流流动，则通过导通第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来进行充电操作；

如果判断充电电流没有流动，则当通过导通状态的第一场效应型晶体管对第一检测电路和第二检测电路施加与其相同的电压时，计算第二电压差；以及

比较由如此检测到的第二电压差校正的第三电压差与参考电压，来检测充电结束状态。

根据本发明的实施例，还提供了一种充电器，包括：

输入端，允许被施加来自电源单元的正电压和负电压；

当导通第一场效应型晶体管且截止第二场效应型晶体管时，该充电控制单元判断充电电流是否流动，

如果判断充电电流流动，则通过导通第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来进行充电操作；

如果判断充电电流没有流动，则计算校正后的参考值，即用于判断是否到达充电结束状态的参考值的校正后误差值；以及

比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与校正后的参考电压来检测充电结束状态。

根据本发明的实施例，还提供了一种给充电器充电的方法，其中，通过安排第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管串联连接来充电副电池，由具有多个电阻器的第一检测电路检测第一场效应型晶体管的输入侧的电压，且由具有多个电阻器的第二检测电路检测第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管之间的连接点的电压。

该充电方法包括：

判断当导通该第一场效应型晶体管且截止该第二场效应型晶体管时充电电流是否经由该第二场效应型晶体管的寄生二极管流入该副电池；

如果判断充电电流流动，导通第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来对副电池进行充电操作；

当判断充电电流没有流动时，计算当经由导通状态的第一场效应型晶体管对第一检测电路和第二检测电路施加电压时的电压差；以及

通过比较电压差校正的电压差与参考电压来检测充电结束状态。

根据本发明的实施例，还提供了一种充电充电器的方法，其中，通过安排第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管串联连接来充电副电池，由具有多个电阻器的第一检测电路检测第一场效应型晶体管的输入侧的电压，且由具有多个电阻器的第二检测电路检测第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管之间的连接点的电压。

该充电方法包括：

当判断充电电流没有流动时，计算校正后的参考值，即用于判断是否到达充电结束状态的参考值的校正后的误差值；以及

通过比较第一检测电路和第二检测电路之间的电压差与校正后的参考电压来检测充电结束状态。

附图说明

图1是说明充电方法的示意图；

图2是示例相关技术的充电器的连接图；

图3是示出本发明的一个实施例的连接图；

图4是示出本发明的部分修改的示例的连接图；

图5是示出本发明的一个实施例中的处理流程的流程图；

图6是示意地示出本发明中的电阻器误差的影响的示意图；

图7是示意地示出本发明中的电阻器误差的影响的示意图；

图8是示出本发明的另一个实施例中的处理流程的流程图；

图9是示出本发明的又一个实施例中的处理流程的流程图；

图10是示出根据本发明的第四实施例的连接图；

图11是示出根据本发明的第四实施例的处理流程的流程图；

图12是示出根据本发明的第五实施例的处理流程的流程图；

图13是示出根据本发明的第六实施例的处理流程的流程图；

图14A和14B是示出说明当处理从充电操作进行到误差检测和误差校正时用于检测电流的方法的示意图。

具体实施方式

下述段落将参照图3说明本发明的一个实施例。该实施例涉及基于恒定电流充电和恒定电压充电的组合来进行充电的充电器，且采用ΔV检测系统作为检测充电状态的方法。电源单元1通过AC连接器CN11被连接到商用电源，并通过AC-DC转换来向输出端1a和1b输出输出电压Vo。电源单元1的输出电压通过检测/充电单元30被供应给副电池2(例如，锂离子电池)，以给副电池2充电。输出电压Vo是当没有向其连接电池时所观察到的电压(下文偶尔也称作“空载电压(no-load voltage)”)，且被典型地被设置为例如4.2V，即副电池2的全负荷(full-charged)电压。该检测/充电单元30被充电控制单元40控制。该充电器包括该检测/充电单元30和充电控制单元40。

在连接电源单元1的正输出端1a和副电池2的正电极之间的正电源线中，串联插入作为开关元件的P-沟道型场效应晶体管(下文简称为FET)Q21和Q22。该FET Q21和Q22分别在其源极和漏极之间具有寄生二极管D21和D22。该寄生二极管D21具有关于充电电流Ib的反向极性和关于放电电流的正向极性，而寄生二极管D22具有关于充电电流Ib的正向极性和关于放电电流的反向极性。

FET Q21是用于充电控制的开关元件，FET Q22是用于放电控制的开关元件。从充电控制单元40供应充电控制信号到FET Q21的栅极，从充电控制单元40供应放电控制信号到FET Q22的栅极。PET Q21和Q22是P-沟道型，且因此当栅极电位低于预定值或高于源极电位时导通。

典型地配置该充电控制单元40作为包括微型计算机的IC电路。虽然没有在图中示出，例如电源单元1的正输出电压被供应给调节器，被调节器转换成预定的操作源电压(一般低于电源单元1的输出电压Vo)，该得到的操作源电压被供应给充电控制单元40。该充电控制单元40通过控制FET Q21和Q22的导通/截止来控制副电池2的充电和放电。作为充电控制单元40的一个功能，保护功能保护副电池2免遭过充电、过放电或过电流。

将说明该保护操作。在充电控制单元40检测到过充电时，关闭FET Q21的充电控制信号给供应给FET Q21的栅极。剩下FET Q22导通。然后，切断来自电源单元1的充电电流Ib，而允许放电电流流经FET Q22和寄生二极管D21。通过该保护操作，可以避免典型地由于电源单元1的故障而导致的过充电状态。

可选地，该副电池2如果被连接与代替电源单元1的负载的情况下可能变为故障，并被置于过放电状态。该充电控制单元40检测电池电压变得等于或低于预定的电压值(如2.7V)，则使用放电控制信号关闭FET Q22，以切断放电电流。而剩下FET Q21导通，充电电流Ib可以流动。进一步地，当电池2的正端和负端之间的空间电路被短路，流动其间的大电流可能导致异常加热。当不小于预定值的放电电流流动时，该充电控制单元40关闭用于放电控制的FET Q22，以切断放电电流。进一步地，通过关闭FET Q22，防止电流从副电池2流向电源单元1。

这些保护功能与相关技术的电池组所拥有的保护功能相同。在本发明的一个实施例中，该充电控制单元40分别测量电源单元1的空载电压Vo和副电池2的开路电压Vb，并基于两者之间的电压差ΔV(＝Vo-Vb)来判断充电状态。该充电状态表示相对于被连接到该检测/充电单元30的副电池2的充电容量的充电量。

在位于电源单元1的正输出端1a和FET Q21(源极)中间的点与负侧电源线之间，插入串联连接的电阻器R21和R22。该串联连接的电阻器R21和R22形成了第一检测电路31。在FET Q21(漏极)和FET Q22(源极)中间的点与负侧电源线之间，插入串联连接的电阻器R23和R24。该串联连接的电阻器R23和R24形成第二检测电路32。从电阻器R21和电阻器R22之间的连接中点提取的电压Vx和从电阻器R23和电阻器R24之间的连接中点提取的电压Vy被供应给充电控制单元40。

在上述本发明的实施例中，通过截止FET Q21停止电流Ib的流，且被设置成全负荷电压的空载电压Vo被施加到检测电路31。通过导通FET Q22，该检测电路32被施加了该副电池2的开路电压Vb。分别基于Vx和Vy而间接测量这些空载电压Vo和开路电压Vb，由此可以获得电压差ΔV。由于关系式ΔV＝(充电量)普遍成立，从电压差ΔV中估计该充电量，基于ΔV而控制诸如停止充电或充电显示等的操作。

现在，被检测电路31检测的电压Vx和被检测电路32检测的电压Vy包括了依赖于电阻器R21、R22、R23和R24的精确度的误差。例如，即使设定恒量为：R21＝R22＝R23＝R24，且即使相同电位被施加到检测电路31和检测电路32，由于在单独的电阻器中的电阻器值的不同而在Vx和Vy之间产生误差。在这种情况下，即使针对所有电阻器使用高精度的产品来抑制电阻器值的变化到0.5％，ΔV也将导致±1.0％的误差。

如图4所示，同样可允许把FET Q21连接到正侧电源线，而把FET Q22连接到负侧电源线。FET Q22的源极被连接到副电池2的负电极，FET Q22的漏极被连接到电源单元1的负输出端1b。寄生二极管D22具有相对于放电电流的相反的极性。对于FET Q22，使用N-沟道型晶体管，其在栅极电压等于或大于预定值时导通。同样也可以把FET Q21和Q22均插入到负侧电源线。

根据本发明的一个实施例的充电器在低于被设为不高于空载电压的电压Vc的情况下操作恒定电流充电，且在低于空载电压Vo时操作恒定电压充电。例如，在电池电压区域Vb＝4.1V或更低时，在Ib＝500mA上继续恒定电流充电。当电池电压超过4.1V时，电源单元1执行恒定电压控制操作，以逐渐减少充电电流Ib。电池电压Vb向电源单元1的输出电压Vo＝4.2V增加，然后充电结束。作为一个示例中，在检测到ΔV＝40mV时检测该充电结束状态。当检测该充电状态时，立即停止充电，或当在充电的显示改变后经过预定时间时可以终止充电。

现在，给定Vo＝4.2V，和Vb＝4.16V。假设R21＝R22＝R23＝R24，ΔV＝40mV意味着Vx和Vy之差等于20mV，且Vx＝2.1V，因此期望检测Vy＝2.08V。然而，由于电阻器R21到R24的产品质量的不同，检测精确度降低。根据为提高检测精确度的本发明的一个实施例，测量由于存在于检测电路31和32之间的电阻器精确度而生成的误差，且重新计算ΔV检测的设定值或参考值以校正误差。

将参照如图5所示的流程图说明本发明的上述实施例中的操作。由充电控制单元40中的微型计算机执行在流程图中所示的控制操作。在充电前，三个合适的参考值ΔVp，ΔVq，Vys被存储在充电控制单元40的微型计算机的存储器中。典型地当确定电阻器R21到R24的值时设定这些参考值，且典型地在充电控制单元40的存储器中存储这些参考值。比较参考值ΔVp，ΔVq与被测量的Vx和Vy之间的电压差ΔVxy以判断充电状态。

在此的ΔVp是用于判断是否应当执行稍后描述的校正操作的参考值，ΔVq是用于判断是否应当终止充电的参考值。ΔVp被设定为使对应于ΔVp的差Vo-Vb不大于FET Q22的寄生二极管D22的正向电压Vf。需要用一定的富余(margin)来设定ΔVp，因为如上所述，在检测电路31和检测电路32之间可能会导致某种误差。然而，ΔVp(例如0.3V)＞＞ΔVq(40mV)的关系式通常成立，因此ΔVp不影响ΔVq的检测。

(Vo-Vb＝ΔV)指示充电结束状态，其中假设在此状态下的ΔVxy(＝Vx-Vy)为ΔVq。例如，假定电阻器R23和R24的中心值(也称作标称值)分别为R23、R24，ΔVq被表述如下：

ΔVq＝ΔV×R24÷(R23+R24)......(13)

ΔVq是由将被采用的电池的特性等所确定的值，其典型地跨越从数毫伏到数十毫伏。

假定电阻器R23和R24的中心值分别为R23和R24，且空载电压Vo的额定值为Vo′，Vys是当检测电路32被施加了Vo′时所获得的Vy的值，Vys被等式(14)表述如下：

Vys＝Vo′×R24÷(R23+R24)......(14)

通过将副电池2连接到检测/充电单元30而触发该充电操作。在步骤S1，截止FET Q21，导通FET Q22，且在步骤S2，在充电控制单元40分别测量电压Vx、Vy。通过截止FET Q21隔离检测电路31和32，从而阻断充电电流Ib。切断充电电流Ib可排除例如FET Q21的导通电阻器的影响。电源单元1的空载电压Vo被施加到检测电路31。通过导通FET Q22，副电池2的开路电压被施加到检测电路32。在步骤S3，通过计算(Vx-Vy)确定ΔVxy。

在步骤S4，比较ΔVxy和参考电压ΔVp为如下：

(ΔVxy＝Vx-Vy)＞ΔVp......(15)

如关系式(15)所示，如果指示所测量的Vx和Vy之间的差的电压ΔVxy大于在充电控制单元40中设定的参考电压ΔVp，则在步骤S5导通FET Q21和FET Q22，用充电电流Ib充电副电池2。在步骤S6，与启动充电同步，充电控制单元40的计时器T1开始计数。该计时器T1规定了电压测量的间隔，例如，5分钟。

在步骤S7，判断计时器T1的计数是否到达了设定值。更具体地，判断是否经过了预定的时间。当计时器T1的计数到达设定值时，处理返回到步骤S1。在步骤S1，截止FET Q21，以把充电电流Ib置于截止模式。在步骤S2，分别测量电压Vx、Vy，再次确定ΔVxy，然后在步骤S3，比较ΔVxy和参考电压ΔVp。如果ΔVxy＞ΔVp，再次重复充电操作。

如果在步骤S4中发现ΔVxy不大于参考电压ΔVp，则判断可能进行误差校正。在该状态下，电源单元1的空载电压Vo和副电池2的开路电压Vb之间的差具有不大于寄生二极管D22的正向电压的值。为了数字地表述存在于检测电路31和检测电路32之间的误差，执行步骤S8及后续步骤中的操作。

在步骤S8，导通FET Q21，截止FET Q22，且在步骤S9中分别测量Vx、Vy。因为ΔVp被设定为不大于FET Q22的寄生二极管D22的正向电压Vf，即使FET Q21处于导通状态，FET Q22的寄生二极管D22也不导通，充电电流Ib不流入副电池2，且检测电路31和检测电路32均等同地被施加电源单元1的输出电压Vo。

假定在步骤S9中测量的电压Vx和Vy分别为Vx′和Vy′，在步骤S 10中计算(ΔVxy′＝Vx′-Vy′)。由于当电阻器R21到R24被设定为相同时Vx′＝Vy′应成立，因此ΔVxy′表述存在于检测电路31和检测电路32之间的误差。

在步骤S11，截止FET Q21，导通FET Q22，在步骤S12中分别测量Vx、Vy，从而计算(ΔVxy＝Vx-Vy)。由于FET Q21被截止，FET Q22被导通，因此检测电路31被施加电源单元1的空载电压Vo，且检测电路32被施加副电池2的开路电压Vb。因此，ΔVxy是用于判断是否到达充电结束状态的电压。被包含在该电压中的误差被校正。现假定被校正的ΔVxy为ΔVxyq，在步骤S13中通过计算下式确定ΔVxyq：

ΔVxyq＝ΔVxy-ΔVxy′......(16)

步骤S14中，通过使用在校正误差后获得的电压差来判断是否到达了充电结束状态。更具体地，如果ΔVxyq＞ΔVq，在步骤S16中导通FET Q21和Q22，且启动(维持)充电。同步于充电的启动，充电控制单元40的计时器T2开始计数，且当完成计时器T2的计数操作时，或经过了预定的时间时，处理返回到步骤S11。与前述类似，如果在步骤S14中判断ΔVxyq为不大于参考电压ΔVq，则判断副电池2充满电，然后在步骤S15中截止FET Q21和Q22，且充电结束。同样在检测到充电结束状态时，也可允许改变LED等的显示，以及可允许在经过了预定长度的时间后终止充电。

优选地，每次当进行充电操作以校正随诸如温度的环境变化和随年份改变的电阻器值中产生的误差时，执行图5中的流程图所示的用于校正电阻器误差的操作。然而，也可以允许采用仅当制造充电器时校正误差的方法和存储被校正的值ΔVxyq到非易失性存储器的方法。

将参考图6和图7说明根据本发明的一个实施例的上述ΔV检测的精确度，预设R21＝R22＝R23＝R24。

如图6所示，当包括具有±S％的精确度的电阻器的检测电路31被施加电压时，被检测的电压Vx最大到Vx+，最小到Vx-。类似地，当包括具有±T％的精确度的电阻器的检测电路32被施加电压时，被检测的电压Vy最大到Vy+，最小到Vy-。

在ΔV检测系统中，基于Vx检测Vy的值。因此，从基于Vx+的角度在Vy-中包括的误差最大到大约-(S+T)％，从基于Vx-的角度在Vy+中包括的误差最大到大约+(S+T)％。这是在检测电路中发现的误差。

根据本发明的一个实施例，可以用数字表述归因于电阻器值精确度的差(图6中的ΔVxy′)。因此，通过从基于Vx的角度校正被包含在Vy内的差ΔVxy′，归因于电阻器值精确度的、在检测电路之间发现的误差能够被减少到0％。换句话说，无论作为参考的Vx的电位如何，现在都可以完美地校正在Vx和Vy之间的差。这意味着在检测电路31内的R21和R22的分压比和电阻器的精确度完全不能影响检测精确度。

此外，如图7所示，由于电阻器R23和R24的精确度，用于检测所需的ΔV的Vy的值在±T％的范围内变化。由于如等式(13)所示，由电阻器R23和R24的中心值R23和R24确定用于检测是否到达充电结束状态的参考值ΔVq，因此该参考值ΔVq受电阻器R23和R24中的误差的影响。因此，为更精确地检测ΔV，优选地用±T％的范围内的电阻器R23和R24的精确度调整被设定于充电控制单元40上的ΔVq。

图8中的流程示出根据另一个实施例的校正处理，该处理使得均能够校正被包含于上述实施例中被检测的电压内的误差和参考电压ΔVq内的误差。在步骤S10中，计算被检测的电压内的误差ΔVxy′，接下来在步骤S21中，校正参考电压Vq内的误差。

能通过Vy′和在充电控制电路40上预先设定的参考值Vys建立归因于电阻器精确度的检测电路32中的误差(如等式(14)所示)。检测电路32的误差Q被下式表述：

Q＝(Vy′-Vys)÷Vys......(17)

如前所述，由通过电阻器R23、R24的中心值确定在充电控制电路40上预先设定的ΔVq的值，且被额外附加了电阻器R23和R24的精确度的ΔVq′被下式表述：

ΔVq′＝ΔVq×Q......(18)

在步骤S21中，由等式(18)计算被校正后的参考值Vq′。在步骤S11中截止FET Q21，导通FET Q22，在步骤S12中测量电压Vx、Vy，在步骤S13中计算其中校正了误差的电压ΔVxyq。在步骤S22中根据关系式(19)比较校正误差后的电压差ΔVxyq与ΔVq′，以判断是否到达了充电结束状态。

(ΔVxyq＝Vx-Vy-ΔVxy′)＞ΔVq′......(19)

如果关系式(19)成立，通过在步骤S16中导通FET Q21和FET Q22来重新启动充电。同步于充电的重新启动，充电控制单元40的定时器T2开始计数。如果计时器T2的计数到达设定值，处理返回到步骤S11以通过截止FET Q21来切断充电电流Ib，且在步骤S12，再次测量Vx、Vy且确定ΔVxyq，且在步骤S22，比较ΔVxyq和参考电压ΔVq′。如果关系式(19)不成立，则判断到达充电结束状态，截止FET Q21和Q22，且充电结束(步骤S15)。如前所述，分别使用其中校正误差的两个值ΔVxy′和ΔVq′允许极高精度的ΔV检测。

在另一实施例中，基于由等式(17)确定的值通过数字来表述检测电路32中的误差，且由等式(18)完成检测电路32中的误差。通过该校正，可以使检测电路32内的电阻器R23和R24的分压比和电阻器精确度不影响检测精确度。

可选地，还允许在不校正被检测的电压ΔVxy的情况下仅校正参考电压Vq。图9是示出根据本发明的又一实施例的这种处理的流程图。与图8所示的流程图中的步骤S21相似，在步骤S21中校正参考电压Vq内的误差，且计算ΔVq′。然后，在步骤S23中计算ΔVxy(＝Vx-Vy)，在步骤S24中比较ΔVxy和ΔVq′，如果ΔVxy＞ΔVq′，重新启动充电，如果ΔVxy≤ΔVq′，终止充电。没有校正被检测的电压ΔVxy中的误差。

最后，将说明归因于电源单元1的空载电压Vo的调整中的变化而生成的误差。典型地，通过可变电阻器等调整该电压Vo到Vo±U％。将不在此说明本领域内所公知的电压Vo的调整。在充电控制单元40上预先设定的参考电压Vys包括±U％的误差，因为Vo被设定为额定值Vo′。因此，从等式(17)和(18)中可知，同样由于电压Vo的±U％的调整精确度，ΔVq′包含±U％的误差。

通过上述等式(19)和下述等式(20)表述被施加到副电池2的开路电压Vb上误差的影响：

Vb＝Vy×(R23+R24)÷R24......(20)

从等式(19)和(20)来看，ΔVq′与Vy的比值被理解为被施加到Vb上的ΔVq′的影响。现假定(ΔVq′÷Vy×100)为W％，Vb将最终具有近似±(U/100×W/100)×100(％)的误差。

等式(19)的变换为：

ΔVq′/ΔVq≈ΔVxy/ΔVy

≈ΔV/Vo......(21)

充电器的ΔV一般小于输出电压的1％。

现假定电源单元1的空载电压Vo的调整精确度为0.2％，当终止充电时根据本发明的实施例的充电器所观察到的电压Vb的精确度近似为±0.002％，提供了高精度检测的可能性。

若预先测量等式(14)中的Vo′值，并将其输入充电控制单元40，就可以精确地设定参考电压Vys。

在本发明的一个实施例(图5中的流程图)中，在未确定ΔVq′的情况下仅校正了被校正的值ΔVxy′。在这种情况下，对应于等式(19)的等式如下所示：

(ΔVxyq＝Vx-Vy-ΔVxy′)＞ΔVq......(22)

表达式(22)变换后将给出下述关系式(23)，其类似于关系式(21)：

ΔVq/Vy ≈ΔV/Vo......(23)

从等式(20)中可知，ΔVq包括由于电阻器R23、R24的T％精确度而产生的误差。如果R23＝R24，ΔVq将具有T％的误差。

从等式(20)和(23)来看，电源单元1的空载电压Vo将具有近似±(T/100×W/100)×100(％)的误差。在这种情况下，将不会出现由于输出电压的调整精确度而产生的检测误差，但将出现由于检测电路32内的电阻器精确度和分压比而产生的误差。

现假定电阻器的精确度T为0.5％，当终止充电时由本实施例的检测电路所观察到的电压Vb的精确度近似为0.005％，提供了高精度检测的可能性。

在实施例1到3中，在截止FET Q21，导通FET Q22的情况下，当被检测的电压Vx和Vy之间的电压差Vxy变得等于或小于参考电压Vp时，操作进行到检测电压的误差的检测和校正。也就是说，当电源单元1的空载电压Vo和副电池的开路电压Vb之间的电压差ΔV变得小于寄生二极管D22的正向电压Vf时，导通FET Q21，截止FET Q22，使得操作进行到校正操作。由于关系(Vo-Vb)＜Vf，充电电流Ib不经过FET Q22的寄生二极管D22。

因此，当导通FET Q21，截止FET Q22时，通过检测充电电流Ib的不流动，操作可以从充电操作进入校正操作。在如下所述的实施例4到6中，通过假定检测到充电电流Ib的不流动，操作从充电操作进入校正操作。

在图10中描述实施例4的配置，该配置与图3中描述的第一实施例的配置相同。电源单元1通过其间的AC连接器CN11与商用电源连接，通过AC-DC转换输出输出电压Vo(空载电压)到输出端1a和1b。电源单元1的输出电压通过检测/充电单元130被供应给副电池2，诸如锂离子电池，以给副电池2充电。该充电器包括充电控制单元140和由充电控制单元140控制的检测/充电单元130。

P-沟道型FET Q2l和Q22等被串联连接在正侧电源线中，以连接电源单元1的正输出端la和副电池2的正电极。寄生二极管D21和D22分别位于FET Q21和Q22的漏极和源极之间。

例如，该充电控制单元140采用包括微型计算机的IC的形式。例如，虽然没有在图中示出，但电源单元1的正输出电压被供应到调节器，以被转换成预定的操作源电压(典型地，低于电源单元1的输出电压Vo)，然后，该操作源电压被供应给充电控制单元140。该充电控制单元140通过控制FETQ21和Q22的导通/截止来控制副电池2的充电和放电。如此通过充电控制单元140的控制，可防止副电池2过充电，过放电和过电流。

在本发明第四个实施例中，通过充电电流Ib的流动或不流动来判断充电状态。该充电状态指示被连接到检测/充电单元130的副电池2的相对于充电容量的充电量。如果Vf大于ΔV，则充电电流Ib不流动。实际上，由于漏电(leak current)等因素少量的充电电流Ib流动，在说明书的描述中，充电电流Ib的不流动包括上述与泄漏相关的少量流动的情形。

电阻器Rx位于充电电流路径中以检测充电电流Ib是否流动。例如，电阻器Rx的一端被连接到副电池2的负侧，另一端被连接到电源单元l的负侧输出端。在电阻器Rx的一端和另一端(地)之间生成的电压降被供应给充电控制单元140，且当电阻器Rx的电压降几乎为0时，该单元判断没有充电电流Ib流动。

串联连接的电阻器R21和R22(第一检测电路31)被连接到位于电源单元l的正侧输出端1a和FET Q21(源极)之间的范围。串联连接的电阻器R23和电阻器R24(第二检测电路)被连接到FET Q21(漏极)和FET Q22(源极)之间的范围。从电阻器R21和电阻器R22之间的连接中点提取的电压Vx和从电阻器R23和电阻器R24之间的连接中点提取的电压Vy被供应给充电控制单元140。

在本发明的第四实施例中，通过截止FET Q21，防止充电电流Ib流动，且充满电的空载电压Vo被施加到检测电路31。通过导通FET Q22，副电池2的开路电压Vb被施加到检测电路32。间接地通过Vx和Vy来分别测量空载电压Vo和开路电压Vb，以获得电压差ΔV。由于ΔV等于充电量的典型关系成立，从电压差ΔV中估计该充电量，且基于ΔV控制诸如停止充电或改变充电显示的操作。

与实施例1到3中的情形类似，依赖于电阻器R21、R22、R23和R24的精确度，在被检测电路31检测的电压Vx和被检测电路32检测的电压Vy之间存在误差。测量和校正该误差。

FET Q21可以被连接到正侧电源线，而FET Q22被连接到负侧电源线。使用N-沟道型FET Q22，其通过相比于源极等于或大于预定值的栅极电压来被导通。进一步，可能将FET Q21和Q22均插入到负侧电源线。

将参考图11的流程图描述本发明中第四实施例的操作。通过充电控制单元140内的微型计算机进行流程图中所示的控制操作。采用相同附图标记的示出第一实施例中操作的图5的流程图中的步骤(S9到S18)与第四实施例中的步骤彼此对应。

在启动充电之前，参考值ΔVq和Vys被存储于充电控制单元140中的微型计算机的存储器中。在例如确定电阻器R21到R24的值时设定这些参考值，并将其存储于充电控制单元140的存储器中。ΔVq是用于判断是否应当终止充电的参考值。参考值ΔVq与被测量的Vx和Vy之间的电压差值ΔVxy比较以判断充电状态。

(Vo-Vb＝ΔV)指示充电结束状态，在这一点上ΔVxy(＝Vx-Vy)等于ΔVq。作为一个示例，设定电阻器R23和R24的中心值(或标称值)分别为R23、R24，且ΔVq被设定为式(13)。

Vys是当设定R23和R24的电阻器中心值为R23和R24、设定空载电压Vo的额定值为Vo′、并将Vo′施加给检测电路32时的Vy的值，Vys被式(14)表述。

首先，副电池2被连接到检测/充电单元130以启动充电操作。在步骤S101，导通FET Q21，截止FET Q22，在步骤S102，测量充电电流Ib，且步骤S104判断充电电流Ib是否≈0。通过把充电电流Ib与预定的阈值相比较进行该判断。可使用100mA作为阈值。在(Vo-Vb)小于Vf的情况下，(Vf：寄生二极管D22的正向压降Vf)，充电电流变成(Ib≈0)，否则，充电电流Ib流动。

如果在步骤S104中(Ib≈0)不成立，在接下来的步骤S105中，导通FET Q21和FET Q22以给副电池2充电。在步骤S106中，当开始充电时，充电控制单元140的计时器T1开始计数。该计时器T1的电压测量间隔为例如5分钟。

在步骤S107，判断计时器T1的是否到达了设定值，即，判断是否经过了预定期间。如果计时器T1的计数到达设定值，则处理返回到S101。在步骤S101，通过截止FET Q21来切断充电电流Ib。在步骤S102，测量充电电流Ib，在步骤S104判断是否Ib≈0。如果判断Ib≈0不成立，则再次重复充电操作。

在步骤S104判断Ib≈0意味着允许误差的校正。在该阶段，电源单元1的空载电压Vo和副电池2的开路电压Vb之间的差是等于或小于寄生二极管D22的正向电压降的值。进行步骤S9及后续步骤的操作，以使检测电路31和检测电路32之间的误差成为数值。

由于在步骤S101导通FET Q21，截止FET Q22，所以不需要根据图5的流程图的步骤S8的处理。由于步骤S9及后续步骤的操作与第一实施例相同(图5中的流程图)，将说明该处理的概述。

在步骤S9中，分别测量电压Vx′和Vy′，在步骤S10中计算(ΔVxy′＝Vx′-Vy′)。在电阻器R21到R24相等的设置下，Vx′应该等于Vy′，因此ΔVxy′是检测电路31和检测电路32之间的差值。

在步骤S11中，截止FET Q21，导通FET Q22，在步骤S12中分别测量Vx、Vy以计算(ΔVxy＝Vx-Vy)。如果在差值校正后ΔVxy被表述为ΔVxyq，在步骤S13中通过计算(ΔVxy-ΔVxy′)得到ΔVxyq。

步骤S14中，如果ΔVxyq大于ΔVq，在步骤S16将导通FET Q21和Q22，以启动(继续)充电。同步于充电的启动，充电控制单元140的计时器T2开始计数，且当完成计时器T2的计数时，即当经过了预定时间段时，该处理返回到步骤S11。在步骤S14中，如果ΔVxyq被判断为等于或小于参考电压ΔVq，副电池2被判断为充满电，则在步骤S15截止FET Q21和Q22以停止充电。即使检测到充电结束状态，也可通过改变LED等的显示、在预定时间后停止充电。

优选地每次当进行充电操作时进行图11的流程图所示的电阻器误差的校正，因为电阻器值的误差依赖于诸如温度的环境条件的变化和年份的流逝而改变。然而，也可以仅当制造充电器时进行差值的校正以将校正的值ΔVxyq存储到非易失性存储器中。

在第四实施例中，与第一实施例中的情况类似，计算检测电压的差ΔVxy′，且计算校正误差后的电压差ΔVxyq。当电压差ΔVxyq等于或少于参考值ΔVq时结束充电。

下面，将参考图12的流程图描述本发明的第五实施例。在第五实施例中，如同第二实施例中的情况一样，进行检测电压误差和参考电压ΔVq的误差的校正。

图12中的步骤S101(导通FET Q21，截止FET Q22)、步骤S102(测量充电电流Ib)、步骤S104(判断是否充电电流Ib≈0)、步骤S105(导通FETQ21和Q22)、步骤S106(计时器T1开始计数)、步骤S107(计时器T1结束)与本发明的第四实施例中的步骤相同。

在步骤S104中对Ib≈0判断意味着允许误差的校正。在该状态下，电源单元1的空载电压Vo和副电池2的开路电压Vb之间的差是等于或小于寄生二极管D22的正向电压降的值。进行步骤S9及其后续步骤的操作，以校正位于检测电路31和检测电路32之间的电压差的误差，且校正参考电压的误差。

能通过检测电压Vy′和预先被设定到充电控制单元140的参考值Vys(参考等式14)得到归因于检测电路32的电阻器精确度的误差。被等式17即(Q＝(Vy′-Vys)÷Vys)表述检测电路32的误差Q。

通过R23、R24的中心值预先计算被设定给充电控制单元140内的ΔVq值。R23和R24的电阻器精确度被附加到ΔVq值，如果ΔVq被设定为ΔVq′，则由等式18即(ΔVq′＝ΔVq×Q)表述ΔVq′。

在步骤S21，基于等式18计算校正后的值即参考值Vq′。在步骤S11中截止FET Q21，导通FET Q22，在步骤S12中测量电压Vx和Vy，在步骤S13中计算校正了其误差的电压ΔVxyq，在步骤S22如等式19即(ΔVxyq＝Vx-Vy-ΔVxy′)＞ΔVq′所示，通过比较校正其误差的电压差ΔVxyq与ΔVq′，来判断是否应该停止充电。

当满足等式19中的关系时，在步骤S16导通FET Q21和FET Q22以恢复充电。关联于充电的启动，充电控制单元140的定时器T2开始计数。当计时器T2的计数到达设定值时，处理返回到步骤S11，且通过截止FET Q21以切断充电电流Ib。在步骤S12测量Vx和Vy，然后在步骤S22计算ΔVxyq，并比较ΔVxyq与参考电压ΔVq′。如果不满足等式19中的关系，判断为充电结束状态，且截止FET Q21和Q22以停止充电(步骤S15)。通过使用如此被校正的两个值ΔVxy′和ΔVq′，可以检测高精确度ΔV。

在第五实施例中，通过等式17将检测电路32的误差转换为数值，且通过等式18完成误差校正。通过该校正，可以防止在检测电路32内的电阻器R23和R24的分段比和电阻器精确度影响检测精确度。

下面，将参考图13的流程图描述本发明的第六实施例。在第六实施例中，如同第三实施例中的情况一样，可以仅校正参考电压Vq，而不校正检测电压ΔVxy。

图13中的下列步骤与本发明的第四和五实施例中的步骤相同：步骤S101(导通FET Q21，截止FET Q22)、步骤S102(测量充电电流Ib)、步骤S104(判断Ib是否≈0)、步骤S105(导通FET Q21和FET Q22)、步骤S106(计时器T1开始计数)和步骤S107(判断结束计时器T1)。

在步骤S21，校正参考电压Vq的误差，且计算ΔVq′，在步骤S23中计算ΔVxy(＝Vx-Vy)。在步骤S24中比较ΔVxy和ΔVq′，如果ΔVxy大于ΔVq′，恢复充电，如果ΔVxy等于或小于ΔVq′，停止充电。不进行检测电压ΔVxy的误差校正。

在第一实施例到第三实施例中，截止FET Q21，导通FET Q22，且当被检测的电压Vx和Vy的电压差Vxy变得等于或小于参考电压Vp时，处理进行到检测电压误差的检测和校正。也就是说，如(Vo-Vb)小于Vf，则处理进入误差的检测和校正。另一方面，在第四实施例到第六实施例中，通过当导通FET Q2且截止FET Q22时检测充电电流Ib的不流动，处理从充电操作进入校正操作。检测充电电流Ib的不流动的方法与电压检测方法相比提供误差所引起的更少的影响。

参见图14，图14A示出电压检测方法。在电压范围Vo到(Vo-Vf)中，该范围W1(Vo-Vb＜Vf)是检测范围。由于在当还没有校正用于检测Vo和Vb的检测电路的误差时的阶段检测电压，因此该检测范围W1从误差影响的角度来看需要变宽。例如，应该通过比较(Vo-Vf)与低于Vf的0.3V来进行判断。另一方面，ΔVq应充分小于Vf。如果检测误差增大且检测范围W1变宽，则可能有ΔVq的检测范围W2变小的影响。

在用于检测电流的方法中，判断集中在充电电流Ib是否流动，而无需高精度的检测电路的组件，因此检测范围W11可以很小，如图14B所示。所以，参考电压ΔVq的检测范围W12可以很大。因此，无需设定ΔVq足够小于Vf，而可以更自由地设定ΔVq。

本发明决不限定于上述实施例，允许基于本发明的技术主旨的多种修改。例如，虽然上述充电器包括电源单元1、检测/充电单元30和充电控制单元40，且副电池2被连接到该充电器，但同样也可允许具有检测/充电单元30和充电控制单元40的充电器被集成到副电池2。同样也可允许将充电器置于于电子装置的主单元中。

将列举基于本发明的实施例的效果和操作如下：

1、可以以低的成本用高精的精确度检测ΔV，而没有增加任何具体电路或元件，因为，在ΔV检测电路中，通过控制用于调节充电和放电的场效应型晶体管来校正误差；

2、可以抑制由再充电导致的电池充电容量的减少和电池的老化，因为在完成充电后的副电池将不会导致由于用于检测开路电压Vb的电阻器(R23、R24)而产生的放电；

3、无需保护但在可靠性上改进了组成充电控制单元的IC，因为在完成充电后基于电压而完全地隔离副电池的电池电压和充电控制单元；

4、可以减少成本，因为无需使用高精度组件作为用于检测电压的电阻器；

5、在每次充电时可用的校正允许高精度检测，不易受诸如环境温度的环境改变的影响；和

6、可以提高充电控制单元的可靠性，因为检测电压Vx、Vy分别相对于电源单元的输出电压Vo和电池的开路电压Vb的电阻器分压比(Vx/Vo，Vy/Vb)不影响检测精确度，从而可以减少分压比。

本领域技术人员应该明白，可以基于设计需要和在其它因素的范围内，在落入该附加的权利要求或与其等同的范围内作出各种修改，组合，子修改和替换。

Claims

1、一种充电器，包括：

输入端，被施加来自电源单元的正电压和负电压；

第一场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且具有与充电电流反向极性的第一寄生二极管；

第二场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且具有与充电电流同向极性的第二寄生二极管；

第一检测电路，具有在输入端和第一场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的串联连接的多个电阻器，且允许从电阻器的分压点提取第一检测电压；

第二检测电路，具有在第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的串联连接的多个电阻器，且允许从电阻器的分压点提取第二检测电压；和

充电控制单元，被提供了第一检测电压和第二检测电压，并生成用于第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管的栅极的导通/截止控制信号；

其中当截止第一场效应型晶体管且导通第二场效应型晶体管时，该充电控制单元计算该第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，并判断该第一电压差是否具有不导通该第二寄生二极管的值；

如果该第一电压差被判断为具有导通该第二寄生二极管的值，则导通该第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管以进行充电操作；

然而，如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则当对该第一检测电路和第二检测电路施加相同的电压时导通第一场效应型晶体管并截止第二场效应型晶体管以计算第二电压差；以及

通过比较第三电压差与参考电压来检测充电结束状态，该第三电压差由该第二电压差校正。

2、如权利要求1所述的充电器，其中：

当截止第一场效应型晶体管并导通第二场效应型晶体管时，通过用第二电压差校正第一检测电压和第二检测电压之间的电压差来获得第三电压差。

3、一种充电器，包括：

输入端，被施加来自电源单元的正电压和负电压；

输出端，当被施加来自输入端的电压时生成给副电池充电的输出，其中正电源线和负电源线位于输入端和输出端之间；

第一场效应型晶体管，具有被插入在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且具有与充电电流反向极性的第一寄生二极管；

第二场效应型晶体管，具有被插入在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且具有与充电电流正向极性的第二寄生二极管；

第一检测电路，具有在输入端和第一场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的串联连接的多个电阻器，允许从电阻器的分压点提取第一检测电压；

通过比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与校正后的参考电压来检测充电结束状态。

4、如权利要求3所述的充电器，其中：

当截止第一场效应型晶体管并导通第二场效应型晶体管时，通过比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与该校正后的参考电压来判断是否到达充电结束状态。

5、一种充电方法，包括：

通过当截止第一场效应型晶体管以切断充电电流时施加来自电源单元的空载电压到第一检测电路来检测第一检测电压，并且通过当导通第二场效应型晶体管时施加副电池的开路电压到第二检测电路来检测第二检测电压；

计算第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，且判断该第一电压差是否具有不导通该第二场效应型晶体管的第二寄生二极管的值；

如果该第一电压差被判断具有导通该第二寄生二极管的值，则导通该第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管以进行充电操作；

如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则当对该第一检测电路和第二检测电路施加相同的电压时导通第一场效应型晶体管并截止该第二场效应型晶体管以计算第二电压差；以及

比较由如此检测到的第二电压差校正的第三电压差与参考电压，以检测充电结束状态。

6、如权利要求5所述的方法，其中：

当截止第一场效应型晶体管并导通第二场效应型晶体管时，通过使用第二电压差校正第一检测电压和第二检测电压之间的电压差来获得该第三电压差。

7、一种充电方法，包括：

通过当截止第一场效应型晶体管以切断充电电流时施加来自电源单元的空载电压到第一检测电路来检测第一检测电压，并且通过当导通第二场效应型晶体管时施加副电池的开路电压到第二检测电路来检测第二检测电压，

计算第一检测电压和第二检测电压之间的第一电压差，且判断该第一电压差是否具有不导通该第二场效应晶体管的第二寄生二极管的值；

如果该第一电压差被判断为具有不导通该第二寄生二极管的值，则对其中校正了用于判断是否到达了充电结束状态的参考值中的误差的校正后的参考值进行计算；以及

比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与校正后的参考电压以检测充电结束状态。

8、如权利要求7所述的充电方法，其中：

当截止第一场效应型晶体管且导通第二场效应型晶体管时，通过比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与该校正后的参考电压来判断是否到达充电结束状态。

9、一种充电器，包括：

输入端，被施加来自电源单元的正电压和负电压；

第一场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且具有与充电电流反向极性的第一寄生二极管；

第二场效应型晶体管，具有被插入和连接在正电源线和负电源线中的至少一条中的漏极和源极之间的区域，且具有与充电电流正向极性的第二寄生二极管；

第一检测电路，包括在输入端和第一场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的多个串联连接的电阻器，且允许从电阻器的分压点提取第一检测电压；

其中当导通第一场效应型晶体管且截止第二场效应型晶体管时，该充电控制单元判断充电电流是否流动，如果判断充电电流流动，则通过导通第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来进行充电操作；

如果判断充电电流没有流动，则当经由导通状态的第一场效应型晶体管对第一检测电路和第二检测电路施加相等的电压时，计算第二电压差；以及

通过比较由如此检测到的第二电压差校正的第三电压差与参考电压，来检测充电结束状态。

10、如权利要求9所述的充电器，其中：

当截止第一场效应型晶体管且导通第二场效应型晶体管时，通过用第二电压差校正第一检测电压和第二检测电压之间的电压差来获得第三电压差。

11、一种充电器，包括：

输入端，被施加来自电源单元的正电压和负电压；

第一检测电路，包括在输入端和第一场效应型晶体管之间的正电源线和负电源线之间插入的串联连接的多个电阻器，且允许从电阻器的分压点提取第一检测电压；

12、如权利要求11所述的充电器，其中：

13、一种给充电器充电的方法，其中，

经由串联连接的第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来充电副电池，由具有多个电阻器的第一检测电路检测第一场效应型晶体管的输入侧的电压，且由具有多个电阻器的第二检测电路检测第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管之间的连接点的电压；

该充电方法包括：

判断当导通该第一场效应型晶体管且截止该第二场效应型晶体管时充电电流是否经由该第二场效应型晶体管的寄生二极管流入副电池；

当判断充电电流流动时，通过导通第一场效应型晶体管和第二场效应型晶体管来对副电池进行充电操作；

当判断充电电流没有流动时，计算当经由导通状态的第一场效应型晶体管施加与第一检测电路和第二检测电路的电压相等的电压时的电压差；以及

通过比较由上述电压差校正的电压差与参考电压来检测充电结束状态。

14、如权利要求13所述的充电方法，其中：

当截止第一场效应型晶体管且导通第二场效应型晶体管时，通过用所述电压差校正第一检测电压和第二检测电压之间的电压差来获得校正后的电压差。

15、一种给充电器充电的方法，其中，

该充电方法包括：

16、如权利要求15所述的方法，其中：

当截止第一场效应型晶体管且导通第二场效应型晶体管时，通过比较第一检测电压和第二检测电压之间的电压差与校正后的参考电压来判断是否到达充电结束状态。