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CN1369944A - 充电/放电控制电路和充电型电源单元 - Google Patents

充电/放电控制电路和充电型电源单元 Download PDF

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Abstract

提供了一种充电/放电控制电路,用于即使一个开关电路被关闭时,也能阻止充电电流通过一个寄生二极管和一个电阻器流入可充电电池中,其中该电阻器允许从一个过电流状态中返回。本发明使用了这样一个配置,其中:检测一个充电器的连接,并因此从一个过电流检测终端断开连接该电阻器,借此即使当该开关电路被关闭、且充电器被连接时,也能阻止充电电流流过该寄生二极管。

Description

充电/放电控制电路和充电型电源单元
发明背景技术
1.发明领域
本发明通常涉及一种用于控制一个可充电电池的充电和放电的充电/放电控制电路，以及一种带有包含该充电/放电控制电路的一个可充电电池的充电型电源单元。
2.相关背景技术
如图4中的电路框图所示的电源单元被称为一种包含一个可充电电池的传统充电型电源单元。这样一种配置在例如公开号为4-75430的日本专利申请“ACharging-TypePower-SupplyUnit”中公开了。也就是说，一个可充电电池101通过一个开关电路102连接到一个外部终端-V0或+V0。此外，一个充电/放电控制电路110与该可充电电池101并联连接。这个充电/放电控制电路110具有一个检测该可充电电池101电压的功能。
当该可充电电池101处于一个过量充电状态(该电池电压高于一个预定电压的状态：以下称为一个“过量充电保护状态”)或是一个过量放电状态(该电池电压低于一个预定电压的状态：以下称为一个“过量放电保护状态”)时，从该充电/放电控制电路110输出一个信号以使该开关电路102被关闭。此外，开关电路102被设置为当外部终端+V0达到一定电压时关闭以停止放电，以使通过该开关电路102的一个电流能够是有限的。换句话说，当流经一个过多的电流时能够停止放电(过电流能够被控制)。在下文中，这个状态被称为一个“过电流保护状态”。该充电/放电控制电路起到保护电池免于这种状态的作用。
有必要使这个充电/放电控制电路110输出一个控制信号，用于在实现过电流保护状态之后当一个负载103从终端+V0和-V0之间断开连接时打开该开关电路102。
图2是显示了包含一个传统的充电/放电控制电路的一个充电型电源单元的方框图。当负载103连接、且一个过电流检测终端的电压超过一个参考电压源122的电压时，该充电/放电控制电路检测过电流。当检测到过电流时，一个过电流检测比较器120输出一个高电平电压，它起一个过电流检测信号的作用。来自于这个过电流检测比较器120的输出信号起到一个到一个内部控制电路210的输入信号的作用。内部控制电路输出一个用于关闭该开关电路102的信号。这时，内部控制电路210输出一个信号到一个N沟道晶体管201的栅极，以使过电流检测终端能够通过一个电阻器123在该可充电电池101的一个低电压边上与一个VSS终端相连。然后，当负载103从终端+V0和-V0断开连接时，过电流检测终端的电压跌至与VSS终端的电压相同的电位，这是由于该过电流检测终端通过电阻器123与该VSS终端相连。在这种情况下，来自于该过电流检测比较器120的输出信号是反向的，且内部控制电路210输出一个信号用于打开该开关电路102以取消过电流状态。
然而，在使用上述电路配置的情况下，存在这样一个问题：当连接一个充电器104时，该可充电电池101进入一个过量充电状态，因此关闭该开关电路102。在该过量充电状态中，开关电路102被关闭，以便禁止对可充电电池101的充电。然而，在如图2中所示的电路配置中，尽管开关电路102被关闭了，但是在该N沟道晶体管201中存在一个寄生二极管202。因此，存在这样一个问题：一个充电电流可以通过电阻器123和该寄生二极管202流入该可充电电池101中。
发明概述
为了解决上述问题，在本发明中，检测到：连接了一个充电器，然后一个电阻器从一个过电流检测终端断开连接，以便即使当一个开关电路关闭、并因此连接该充电器时阻止一个充电电流通过一个寄生二极管流入一个可充电电池中。
附图简要说明
在附图中：
图1是一个显示了依据本发明的一个充电型电源单元的电路模块说明图；
图2是一个显示了传统的充电型电源单元的一个实施例的说明图；
图3是一个显示了依据本发明的充电型电源单元的另一个电路模块说明图；以及
图4是一个显示了传统的充电型电源单元的一个电路模块说明图；
最佳实施例的详细说明
图1是显示了包含一个本发明的充电/放电控制电路的一个充电型电源单元的方框图。本发明的一个实施例结合图1描述如下。一个可充电电池101的阳极与一个外部电源终端+V0相连。由一个充电/放电控制电路110检测可充电电池101的电压。依据该检测结果，对一个开关电路102进行开关控制。该充电/放电控制电路110包含：一个参考电压电路122，用于施加一个预定参考电压Vr到一个过量充电检测比较器121的一个输入终端；一个分压电路111，由电阻器R1和R2组成，用于分开该可充电电池101的终端电压；一个参考电压电路122，用于施加一个预定参考电压Vr到一个过电流检测比较器120的一个输入终端；一个内部控制电路210；一个充电器检测电路211，用于检测一个充电器；一个开关电路203，用于依据来自于该充电器检测电路的一个输出信号从该过电流检测终端断开连接一个电阻器123；一个N沟道晶体管201，用于当检测到过电流时连接该电阻器123到一个VSS电位；以及一个该N沟道晶体管的寄生二极管202。该过电流检测终端连接在开关电路102和一个充电器连接终端之间。
开关电路102由该充电/放电控制电路110的输出进行控制。
在外部电源终端+V0和-V0之间连接用于充电该可充电电池101的充电器104、和一个由该可充电电池101向其提供电流的负载103。
通过将由分压电路111电阻器R1和R2进行的可充电电池101终端电压的分压获得的分压输出与参考电压电路122的参考电压Vr进行比较，过量充电检测比较器121具有一个检测过量充电状态的功能。
当输入到它的阳性输入终端的分压输出的电压超过该参考电压Vr时，过量充电检测比较器121的输出达到一个高电平。
通过将一个过电流检测终端电压与参考电压电路122的参考电压Vr进行比较，过电流检测比较器120具有一个检测电压的功能。
当输入到它的阳性输入终端的过电流检测终端电压超过参考电压Vr时，过电流检测比较器120的输出达到一个高电平。
内部控制电路210使用来自于过量充电检测比较器121和过电流检测比较器120的输出作为输入信号以输出一个用于控制开关电路102的信号。
当达到一个过量充电状态时，过量充电检测比较器121的输出达到一个高电平，因此内部控制电路210输出一个用于控制开关电路102的信号。
当检测到一个充电器时，充电器检测电路211输出一个用于控制开关电路203的信号，以从过电流检测终端断开连接电阻器123。
在使用了这个电路配置的情况下，有可能当可充电电池101进入一个过量充电状态以及开关电路102被关闭以停止充电时，阻止一个充电电流通过电阻器123和寄生二极管202流入可充电电池101。
本发明的另一个实施例将结合图3进行描述。
在如图3所示的实施例中，一个充电器检测电路211由一个恒流电路206和一个N沟道晶体管205组成。开关电路203使用一个N沟道晶体管204实现。该N沟道晶体管204的栅极电压连接在恒流电路206和N沟道晶体管205之间。当充电器104的电压和可充电电池101的电压处于同一电位时，该N沟道晶体管204打开。
当充电器104的电压超过可充电电池101的电压、且超过N沟道晶体管205的阈值电压时，在N沟道晶体管205的源极电压和栅极电压之间的电位差达到该阈值电压或一个更高电压，因此该N沟道晶体管205被打开。N沟道晶体管204的栅极电压变得与N沟道晶体管204的源极电压相同，因此该晶体管被关闭。因此，通过从一个过电流检测终端断开连接一个电阻器123，当开关电路102被关闭以停止充电时，充电电流能够被阻止通过该电阻器123和寄生二极管202流入可充电电池101中。
显然，使用另一个电压检测装置作为充电器检测装置也能够实现同一配置。
当多个可充电电池串联连接时，也能够实现同一配置。
依据本发明，当一个充电型电源单元的一个充电/放电控制电路检测到一个充电器时，就断开连接一个充电电流流入一个内部控制电路的路径，借此就有可能可靠地停止充电而不会对其它功能造成损害。
本发明可以在没有背离它的精神或实质特征的情况下以其它形式实现。在这个申请中公开的这些实施例在各个方面都将被认为是作为说明，而不是用于限制。本发明的范围由附加的权利要求而不是由上述描述表明，而且在这些权利要求的等效含义和范围内的所有改变都被认为是包含在其中。

Claims (4)

1.一种充电/放电控制电路，包含：
用于一个可充电电池的一个过量充电电压检测装置和一个过电流电压检测装置；
一个内部控制电路，用于输出一个信号用于通过对来自于过量充电电压检测装置或过电流电压检测装置的一个信号进行输入处理来控制充电和放电；
一个自动返回电阻器，用于当一个过电流负载断开连接时允许从一个过电流状态自动返回；以及
一个晶体管，用于连接该电阻器，
其中该充电/放电控制电路另外具有一个充电器检测装置和一个开关，当输入一个来自充电器检测装置的信号、且连接了一个充电器时，该开关能够切断该自动返回电阻器的连接。
2.一种充电型电源单元，包含：
一个可充电电池，通过一个开关电路连接到一个外部电源终端；
一个充电/放电控制电路，包含：
一个过量充电电压检测装置和一个过电流检测电路中的一个，用于控制该开关电路；
一个内部控制电路；以及
一个电流控制开关电路；
一个自动返回电阻器，用于当一个过电流负载断开连接时允许从一个过电流状态自动返回；以及
一个晶体管，用于连接该电阻器，
其中，该充电型电源单元另外具有一个充电器检测装置和一个开关，当输入一个来自充电器检测装置的信号、且连接了一个充电器时，该开关能够切断该自动返回电阻器的连接。
3.如权利要求1所述的充电/放电控制电路，其特征在于：用于断开连接该自动返回电阻器的开关由一个晶体管组成。
4.如权利要求1所述的充电/放电控制电路，其特征在于：该充电器检测装置由一个恒流电源和一个连接到该恒流电源的晶体管组成。
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