TWI373899B - Charging circuit - Google Patents

Description

1373899 950072 22843twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種充電電路，且特別是有關於一種 適用於脈衝式充電方法的充電電路。 【先前技術】

以傳統的充電方法來說，對於電池容量較小的充電電 池，多半係以脈衝式充電(Pulse charge)的方式，據以達到 快速充電之目的。圖1是習知之充電系統的電路圖，請參

閱，1，在充電系統100中，係由充電電源12C)提供充電 電壓及充電電流至充電電路11〇’再由充電電路n〇中的 ，，控制器113控制充電開關U1的開啟及關閉，進而決 定是否要對充電電池130進行充電。感應元件115則係耦 接在充電控制器113與充電電池130之間，據以感測充電 ，池130的電池電壓。進一步來說，在充電電池13〇的電 壓較低時’充電系·统⑽是以定電流（Constant Current) 的方式充電；當充電電池130的電池電壓超過特定的上限 時，充電系統100便會改以脈衝式充電(ρ— 的方法繼續進行充電動作。當充電電池130的電池 埜超過上限值時，充電控制器113將關閉充電開關m， = 充電電源至充電電池⑽，直到充電電池130 ::: 至下限值時，充電控制器113便開啟 充電開關⑴，以再次地提供充電電源至充電電池。 對於^雷Γ衝式充電方法雖然具有充電快速等優點，但 子於充電電池的安全性卻有_定程度的影響。圖2是習知 5 1373899 950072 22843twf.doc/n 之脈衝式充電方法之充電電流及電壓變化的曲線圖。如圖 2所不，在對充電電池進行脈衝式充電時，當充電開關由 關閉狀轉換為開啟狀態，又絲是由·狀態轉換為關 閉狀態的_ ’電池電壓的上升及下降率(dv/dt)非常的大 (sharp) ’运種情況容易使得充電電池内部之化學物質的堆 積或解離變得獨定，進*造成電池胞⑽吻剛的損

壞，更嚴重來說甚至可能導致充電f池燃燒喊成相當大 的災害。 【發明内容】 有鐘於此’本發明提供—種充電電路，驗和脈衝式 安二階段時錢的上升率及下降率，進而增加充電電池的

本，明提出-種充電電路，此充電電路包括充電開 -、、/§/電谷、電阻’以及充電控制器。其中充電開關包括第 電’雷、ί極二第二源/汲極，及閘極，第二源/汲極耦接至充 阻的第容的第—端耦接至充電開關之第一源/汲極，電 、.她接至充電開關之閘極，並串聯至電容的第二 電㈣器則_至電阻的第二端及充電電源，用以 二1電開關之啟閉以提供充電電源至電池。 應元Γ照ΐ發明的較佳實施例所述之充電電路，更包括感 池電壓。接至充電控制器及電池，用以感測此電池之電 充電的較佳實施例所述之充電電路，更包括若 °過感應元件判斷電池電壓小於特定電壓，則 6 950072 22843twf.doc/n 控制充電開M啟以提供充電電源至電池。 依照本發明的較佳實施例所述之充電電路 ，照本發明的較佳實施例所述之充電電路，1中電阻 係為SMD電阻，其規格係為0402或0603。 依照本發明的較佳實施例 開關係為場效電晶體開關。 ㈣其中充電 本發明因採用在充電開關線路上增設電容及電阻的 過電容儲存部分的電容量，據此在脈衝式充電階 tit電壓上升及下降的速率，據此減少脈衝式充電 ^ 電池可造成的損害，並保持充電電池在使用上的 文全性。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 ，較佳實施例’並配合所關式，作詳細說明如下。 【實施方式】 ^般來說’當充電電池本身的電池電壓上升或下降速 ^幸乂大時’將會加速電池内部的化學物質產生變化，更嚴 重可忐還會導致電池爆炸的情況產生。本發明便是為了避 述情形進而發展出的一種充電電路，能在脈衝式充電 Ρ白段減緩電池電壓的變化率。為了使本發明之内容更為明 瞭以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。 圖3是依照本發明較佳實施例所繪示之充電系統的電 路圖。請參閲圖3 ’本實施例是說明在充電系統300中， 1373899 950072 22843twf.d〇c/n 在充電電路320中包括充電開關321、電容323、電 阻325、充電控制器327，以及感應元件329。其中，充電 1關321例如係為場效電晶體(FWd Transist〇r，pEp

開，，其具有源極幻2卜；及極D32卜及閘極G32卜在本 實知例中’充電㈣321的源極SMI係偶接至充電電源 “電容323的第一端耦接至充電開關321的汲極D32i。 ^阻325的第—端輕接至充電開關321之閘極G321，並串 如至電合323的第二端。在本實施例中，電阻325例如係 為=MD電阻，其規格可以是〇4〇2或〇6〇3，在此並不限制 其範圍。 充電控制器327係耦接在電阻325的第二端以及充電 電原31 〇之間，用以控制充電開關321的啟閉以提供充電

毛％路320如何利用充電電源所提供的充電電壓及 充電電流對充電電池330進行充電。 電源310至充電電池33〇。感應元件329則係耦接在充電 控制益327與充電電池330之間，據以感測充電電池33〇 的電池電壓。 ^在本實施例中，提供充電電源310以進行充電動作之 前，首先必須透過例如整流變壓器（未繪示）將一般的交流 轉換為直流電源。當充電系統3〇〇進入脈衝式充電階 奴時，倘若充電控制器327透過感應元件329判斷充電電 池330目前的電池電壓大於或等於特定上限電壓，則充電 控制器327便會控制充電開關321關閉以停止將充電電源 8 950072 22843twf.doc/n 310所提供的充電電壓及 於電容323可以錯存部份的：^出至充電電池顶。由 電開關321並停止充電 ^谷I，因此即便是在關閉充 儲存在電容323中的雷〜先前在充電開關321開啟時便 池電壓的下降速度。也二:將可減緩充電電池33〇之電 電電池==的下降率變得較為緩和，進而增加充 件:: 充電控制器327透過感應元

Mb# , 的電池電壓已經小於特定下限電 雷mn電控制器327將控制充電開關321開啟以將充電 =原310所提供的充電電壓及充電電流輸出至充電電池 。充電開關321開啟的狀態下，通過充電開關321 、分電容量將會儲存在電容323之中，因此充電電池330 的電池電壓上升速度將會變得較為缓慢。由於電池電壓的 上升率變小，故更能確保充電電池33〇本身的安全性。 圖4疋依如、本發明較佳實施例所繪示之充電電流及電 壓變化的曲線圖。在同時比較圖2與圖4後可以發現，在 以本發明所述之充電電路對充電電池進行脈衝式充電時， 無論充電開關的狀態係由關閉轉為開啟、或是由開啟轉為 關閉’充電電池的電池電壓之上升及下降曲線都會變得較 為缓和。據此降低了電池電壓的上升率與下降率，從而提 高充電電池在使用上的安全性。 矣示上所述，本發明所述之充電電路至少具有下列優 950072 22843twfd〇c/n 壓的行脈衝式充電時，透過降低充電電池之電池電 加充電電池的安全性。“ $祕燒的可能，以增 緩電電變電路中增加電容及電阻便可減 以達到節；=:須增設其他硬體的情況下，據 充電池本身的安全性’並可保持脈衝式 限定日ί發Γ已以較佳實施例揭露如上，然'其並非用以 士二’任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 因此太：：之精神ΐ範圍内’當可作些許之更動與潤飾， 為準。之保魏®當視後附之巾請專利範圍所界定者 【圖式簡單說明】 圖1是習知之一種充電系統的電路圖。 圖2疋習知之脈衝式充電時充電電流及電壓變化的曲 線圖。 圖3是依照本發明較佳實施例所繪示之充電系統的電 路圖。 圖4疋依知本發明較佳實施例所繪示之充電電流及雷 壓變化的曲線圖。 【主要元件符號說明】 i〇〇 :充電系統 11〇 :充電電路 1373899

950072 22843twf.doc/n 111 : 充電開關 113 ： 充電控制器 115 ： 感應元件 120 ： 充電電源 130 : 充電電池 300 ： 充電糸統 310 ： 充電電源 320 ： 充電電路 321 ： 充電開關 S321 :源極 D321 :汲極 G321 :閘極 323 ： 電容 325 ： 電阻 327 ： 充電控制器 329 ： 感應元件 330 ： 充電電池

Claims (1)

1373899 9车 10_湞曰修正本 十、申請專利範面： 種充電電路，該充電電路包括： 一充電開關，包括一第一源/汲極，一第二源/汲極， 及一閘極，其中該第二源/汲極耦接至一充電電源； 一電容，該電容的第一端耦接至該充電開關之該第一 源/沒極與一電池； 一電阻，該電阻的第一端耦接至該充電開關之該閘 極，並串聯至該電容的第二端；以及 一充電控制器，麵接至該電阻的第二端及該充電電 源，用以控制該充電開關之啟閉以使該充電電源對該電池 進行充電，其中，當該充電開關開啟時，該電容儲存電容 量，當該充電開關關閉時，該電容提供其所健存的電谷量 給該電池。 2.如申請專利範圍第1項所述之充電電路，更包括： 一感應元件，耦接至該充電控制器及該電池，用以感 測該電池之一電池電壓。 • 3.如申請專利範圍第2項所述之充電電路，更包括若 該充電控制器透過該感應元件判斷該電池電壓小於一特定 電壓’則控制該充電開關開啟以使該充電電源對該電池進 行充電。 4.如申請專利範圍第2項所述之充電電路，更包括若 該充電控制器透過該感應元件判斷該電池電壓大於或等於 —特定電壓，則控制該充電開關關閉以使該充電電源停止 #績電池進行充電。 12 1373899 99-10-13 5. 如申請專利範圍第1項所述之充電電路，其中該電 阻係為一 SMD電阻。 6. 如申請專利範圍第5項所述之充電電路，其中該 SMD電阻之規格係為0402 ? 7. 如申請專利範圍第5項所述之充電電路，其中該 SMD電阻之規格係為0603。 8. 如申請專利範圍第1項所述之充電電路，其中該充 電開關係為一場效電晶體開關。