[發(fā)明專利]一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置及方法

無效

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• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102624054A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 郭鍵;朱杰;劉軍;閻芳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京物資學院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及充電技術(shù)領域，尤其涉及一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有充電電池的集成充電管理芯片所能達到的最高充電電壓有限，以鋰離子電池集成充電芯片為例，現(xiàn)有集成鋰離子充電芯片最多可以給6節(jié)串聯(lián)電池充電，則電池的最大輸出電壓為25.2V。但在許多工業(yè)應用中要求電池的輸出電壓可達36V，因此集成充電芯片無法滿足這類需求。

以鋰離子充電電池為例，在恒流恒壓充電方法中其充電過程為：先恒流充電，當電池電壓達到預置電壓后再轉(zhuǎn)入恒壓充電。在恒壓充電階段，通過檢測充電電流的變化，決定是否結(jié)束充電。

對于恒流恒壓充電過程的兩個階段，可以簡單認為是兩種電源在起作用：一個恒流源，一個是恒壓源。無論是恒流源還是恒壓源都屬于直流電源。

直流電源的產(chǎn)生方法很多，一般可分為線性電源和開關電源兩種。

如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中線性恒流源的原理圖，其中誤差放大器負輸入端連接于基準電壓VREF，誤差放大器正輸入端連接輸出電流反饋。

如圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中boost拓撲結(jié)構(gòu)的開關恒流電源原理圖，開關電源基本電路包括誤差放大器、基準電壓源、鋸齒波發(fā)生器、PWM比較器、開關管、二極管和電感等，圖中Z1和Z2是電阻電容組成的補償網(wǎng)絡，V_FB是電流反饋轉(zhuǎn)換后的電壓信號，V_IN是電壓源，V_REF是基準電壓。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下不足，現(xiàn)有技術(shù)只是通過反饋控制實現(xiàn)對電池充電區(qū)分為恒流源充電和恒壓源充電兩個階段，但是在恒流充電階段電流不可調(diào)，無法適應具有不同充電電流要求的電池，應用范圍窄，并且為了應對多種充電電流需要多個充電器來進行匹配，這樣造成了資源浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種在恒流源充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中恒流充電過程中電流不可調(diào)，造成充電效率低，并且對于不同電流的電池來說，充電成本高的問題。

本發(fā)明實施例提供了一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置，包括，

充電驅(qū)動部分，電流采樣單元，控制單元；

所述充電驅(qū)動部分對電池進行充電；

所述電流采樣單元將充電的輸出電流進行采樣，并將采樣到的電流值轉(zhuǎn)換為電壓信號；

所述控制單元輸出設定電壓，該設定電壓與所述電流采樣單元輸出的電壓信號合并成電流的反饋電壓反饋給所述充電驅(qū)動部分。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置的一個進一步的方面，所述控制單元輸出的設定電壓和所述電流采樣單元輸出的電壓信號直接合并成電流的反饋電壓反饋給所述充電驅(qū)動部分，或者所述控制單元與所述電流采樣單元共同連接到電流反饋單元，所述電流反饋單元將所述設定電壓和所述電壓信號合并成電流的反饋電壓反饋給所述充電驅(qū)動部分。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置的再一個進一步的方面，電壓采樣單元和電壓反饋單元，所述電壓采樣單元采集電池的電壓，將電池電壓傳送給電壓反饋單元，所述電壓反饋單元將所述電池電壓作為電壓的反饋電壓反饋給充電驅(qū)動部分；

所述電流的反饋電壓與所述電壓的反饋電壓并聯(lián)，如果電流的反饋電壓比電壓的反饋電壓高，則電流的反饋電壓向充電驅(qū)動部分輸出反饋，如果電壓的反饋電壓比電流的反饋電壓高，則電壓的反饋電壓向充電驅(qū)動部分輸出反饋。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置的另一個進一步的方面，所述控制單元，還用于獲取電壓采樣單元采集的電池電壓，當所述電池電壓低于第一門限值時，則通過設定電壓調(diào)節(jié)充電驅(qū)動部分對電池進行小電流預充電；當所述電池電壓大于所述第一門限值時，則通過設定電壓調(diào)節(jié)充電驅(qū)動部分對電池進行相應的恒流充電；當所述電池電壓大于第二門限值時，則電壓的反饋電壓大于電流的反饋電壓，對所述電池進行恒壓充電；當所述充電驅(qū)動部分輸出電流小于第三門限值時，則控制單元輸出控制信號結(jié)束對電池的充電。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電裝置的另一個進一步的方面，還包括溫度傳感器，與所述控制單元相連接，用于采集電池的溫度，當所述電池的溫度超過門限值時，所述控制單元調(diào)節(jié)設定電壓，降低充電驅(qū)動部分輸出的充電電流。

本發(fā)明實施例還提供了一種在恒流充電階段輸出電流可調(diào)的充電方法，包括，