專利名稱：控制充電的集成電路及充電設(shè)備、檢測蓄電池連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制蓄電池充電的集成電路，更具體地，涉及用于根據(jù)蓄電池的充電狀態(tài)、確定蓄電池是否被置于充電設(shè)備中的集成電路。另外，本發(fā)明還涉及使用該集成電路的充電設(shè)備，以及用來確定蓄電池是否被置于充電設(shè)備中的方法。
背景技術(shù)：
目前為止，人們使用以下方法來確定蓄電池是否被置于充電設(shè)備中。
(1)使用開關(guān)的方法，當(dāng)蓄電池被置于充電設(shè)備中時，該開關(guān)達(dá)到接通狀態(tài)；而當(dāng)沒有放置蓄電池時，該開關(guān)達(dá)到斷開狀態(tài)(在例如已公開未審日本專利申請(此后稱為JP-A)第10-285812號中公開)；以及(2)將電流施加到包含在電池組中的溫度檢測熱敏電阻的方法，用來檢查熱敏電阻端子的電壓，從而確定是否存在電池(在例如日本專利(此后稱為JP)第2927354號(即JP-A 01-186126)中公開)。
第一種方法具有要配備開關(guān)、從而增加了設(shè)備的尺寸與成本的缺點(diǎn)。第二種方法具有以下缺點(diǎn)該方法不能用于沒有熱敏電阻的電池；并且需要連接端子與熱敏電阻，從而增加了設(shè)備的尺寸與成本。另外，雖然第一與第二種方法可以確定電池是否被置于充電設(shè)備中，但是不能確定電池是否與充電設(shè)備的端子電連接。
另外，人們提出了不使用開關(guān)或者熱敏電阻的以下方法(例如JP 3203538(即JP-A 08-168188))(3)當(dāng)在與電池連接的充電設(shè)備的端子之間檢測到不小于預(yù)定電壓的電壓時、將充電電流施加到電池的方法，其中當(dāng)充電電流大于充滿電狀態(tài)下的預(yù)定門限電流時，判定電池連接；并且當(dāng)充電電流小于該門限電流時，判定電池充滿。另外，靠近上述門限電流，設(shè)置兩個附加的門限電流。當(dāng)將電流從附加門限電流之一改變?yōu)榱硪粋€所需的時間不小于預(yù)定時間時，判定電池充滿。另外，當(dāng)該時間小于該預(yù)定時間時，判定電池被撤離充電設(shè)備。
另外，人們提出了不使用開關(guān)或者熱敏電阻的以下方法(例如JP-A10-225001)(4)進(jìn)行間斷充電、同時在充電過程中測量與電池連接的端子之間的電壓以及充電電流的方法，其中根據(jù)該結(jié)果確定電池是否連接。
但是，第三種方法具有不能為過放電的電池充電的缺點(diǎn)。具體地，當(dāng)對過放電的電池進(jìn)行充電、同時向其施加大電流時，可能發(fā)生嚴(yán)重事故，例如發(fā)熱或者起火，因此必須在施加小電流的同時為電池充電，直到電池達(dá)到預(yù)定電壓。因此，用于判定電池是否存在的門限電壓必須被設(shè)置得大于過放電電池的電壓。另外，靠近上述門限電流(即充滿電電流)、設(shè)置兩個附加門限電流、以確定電池是否連接以及電池是否充滿的方法具有電路規(guī)模增加的缺點(diǎn)。
除一般恒定電流-恒定電壓充電之外，第四種方法還必須進(jìn)行間斷充電，因此必須提供間斷充電設(shè)備。相應(yīng)地，該方法具有充電設(shè)備的尺寸與成本增加的缺點(diǎn)。
因?yàn)檫@些原因，需要一種集成電路(以及充電設(shè)備)，其能夠確定蓄電池是否與充電設(shè)備正確連接，同時具有小尺寸與低成本。

發(fā)明內(nèi)容
作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于通過放電晶體管對蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測電路，其檢測從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測電路和電壓比較電路輸出的信號，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電。在開始向蓄電池充電時，對于預(yù)定時間T1，充電控制電路停止施加充電電流。當(dāng)在預(yù)定時間T1內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理(例如停止施加充電電流)。
可替換地，在該集成電路中，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，充電控制電路停止施加充電電流，并且當(dāng)在時間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，在該集成電路中，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
作為本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于對蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括充電晶體管，用于控制充電電流施加到蓄電池；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為上述集成電路。
作為本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；在開始充電操作時，對于預(yù)定時間T1，停止施加充電電流，同時檢查時間T1內(nèi)的蓄電池的電壓；以及當(dāng)在時間T1內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時，進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了一種用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；檢查蓄電池的電壓；當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，停止施加充電電流；以及當(dāng)在時間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了一種用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；當(dāng)施加到蓄電池的電流變得小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定時間T4，檢查施加到蓄電池的電流；以及當(dāng)在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，進(jìn)行異常連接處理。
通過以下結(jié)合附圖的對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述，將會看出本發(fā)明的這些以及其他目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1為顯示本發(fā)明的充電設(shè)備的示例實(shí)施例的示意圖；
圖2為顯示圖1所示的充電設(shè)備的操作的流程圖；圖3為顯示圖1所示的充電設(shè)備中充電電流(ich)以及電池電壓(Vb)之間關(guān)系的圖示；圖4為顯示本發(fā)明的充電設(shè)備的另一示例實(shí)施例的示意圖；圖5為顯示圖4所示的充電設(shè)備的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及用于控制蓄電池充電的集成電路，該集成電路用于充電設(shè)備，并且其通過放電晶體管、向蓄電池施加充電電流，以給蓄電池充電，其中該集成電路控制充電晶體管的操作。
在第一集成電路中，該集成電路包括充電電流檢測電路，其檢測從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測電路和電壓比較電路輸出的信號，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電。在該集成電路中，在開始向蓄電池充電時，對于預(yù)定時間T1，充電控制電路停止施加充電電流。當(dāng)在預(yù)定時間T1內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理(例如停止施加充電電流)。
另外，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，充電控制電路停止施加充電電流。在這方面，當(dāng)在時間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V2-(其大于電壓V1且小于電壓V2)時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時，對于預(yù)定時間T3，充電控制電路停止施加充電電流。在這方面，當(dāng)在時間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V3-(其大于電壓V2且小于電壓V3)時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供另一集成電路(第二集成電路)，其包括充電電流檢測電路；電壓比較電路；以及充電控制電路，其中當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時，對于時間T2，充電控制電路停止施加充電電流到蓄電池；并且其中當(dāng)在時間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的電壓V2-時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在這方面，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在該集成電路中，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時，對于預(yù)定時間T3，充電控制電路停止施加充電電流。在這方面，當(dāng)在時間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V3-(其大于電壓V2且小于電壓V3)時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供另一集成電路(第三集成電路)，其包括充電電流檢測電路；電壓比較電路；以及充電控制電路，其中，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在第一集成電路中，電壓比較電路可以包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號S1到充電控制電路。電壓比較電路還可以包括第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號S2到充電控制電路。在這方面，第二比較器包含根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制的第一滯環(huán)(hysteresis)，其中電壓V2-為電壓V2與第一滯環(huán)之間的差。
電壓比較電路還可以包括第三比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V3，并且生成與輸出包含該比較信息的第三信號S3到充電控制電路。在這方面，第三比較器包含根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制的第二滯環(huán)，其中電壓V3-為電壓V3與第二滯環(huán)之間的差。
在第二集成電路中，電壓比較電路可以包括第二比較器、或者第二比較器與第三比較器的組合。
第一到第三電壓比較電路還可以包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其與該輸入端子連接，同時根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號，控制電流源的驅(qū)動，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。在這方面，當(dāng)在沒有向蓄電池施加充電電流的同時、輸入為減少消耗電流的信號的外部信號時，充電控制電路允許電流源操作。另外，當(dāng)停止輸入此類外部信號時，充電控制電路停止電流源的操作。
當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時，優(yōu)選地，充電控制電路停止施加充電電流到蓄電池。
作為本發(fā)明另一方面，提供了用于對蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，其包括充電晶體管，用于控制充電電流施加到蓄電池；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為上述的第一、第二或者第三集成電路。
作為本發(fā)明另一方面，提供了用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；以及在開始充電操作時，對于預(yù)定時間T1，停止施加充電電流，同時檢查時間T1內(nèi)的蓄電池的電壓。當(dāng)在時間T1內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
當(dāng)蓄電池的電壓變得小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時，該方法還包括對于預(yù)定時間T2，停止施加充電電流，同時檢查時間T2內(nèi)的蓄電池的電壓。在這方面，當(dāng)在時間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V2-(其大于電壓V1且小于電壓V2)時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，可以檢查充電電流。當(dāng)充電電流變得小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定時間T4檢查電流。當(dāng)在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的電流i1時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；檢查蓄電池的電壓；以及當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，停止施加充電電流。當(dāng)在時間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
在這方面，當(dāng)充電電流變得小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定時間T4檢查電流。當(dāng)在時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
另外，當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V3時，對于預(yù)定時間T3，停止到蓄電池的充電電流。當(dāng)在時間T3內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V3-(其大于電壓V2且小于電壓V3)時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
可替換地，提供了用于確定蓄電池是否連接的方法，其包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；以及檢查蓄電池的電流。當(dāng)該電流變得小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定時間T4測量該電流。當(dāng)在時間T4內(nèi)該電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
當(dāng)判定蓄電池連接異常時，優(yōu)選地，停止向蓄電池施加充電電流。
接著將參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。
第一實(shí)施例圖1為顯示本發(fā)明的用于對蓄電池充電的充電設(shè)備的示例實(shí)施例的示意圖。
參照圖1，充電設(shè)備1具有諸如AC轉(zhuǎn)接器的DC電源5，并且對諸如鋰離子電池的蓄電池6(此后稱為電池)進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電。電池6與負(fù)載7連接，并且向負(fù)載7施加電力。
充電設(shè)備1包括功率晶體管Q1，用于根據(jù)輸入到其基極的信號，向電池6施加電流，以對電池充電，其中該功率晶體管包括PMOS晶體管；以及電阻器R1，其被配置來檢測功率晶體管Q1向電池6施加的電流ich。另外，充電設(shè)備1還包括二極管D1，其被配置來防止從電池6到DC電源5的電流回流；以及充電控制電路2，其被配置來控制功率晶體管Q1的操作，以根據(jù)關(guān)于電池6的電壓Vb以及充電電流ich(其可以從電阻器R1兩端的電壓確定)的信息，對電池6進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電。
充電控制電路2集成在IC中，并且包括端子P1，其與DC電源連接；端子P2，用來輸出充電控制信號；第一電流檢測端子P3；第二電流檢測端子P4；以及與電池6連接的端子P5與P6，其中端子P6接地。電池6具有電池端子B+與B-。與電池6的正極連接的電池端子B+與端子P5連接，并且與電池6的負(fù)極連接的電池端子B-與端子P6連接。
另外，充電控制電路2包括電源電壓檢測電路11，用于確定是否從DC電源5施加電力；充電電流控制電路12，用來根據(jù)輸入的控制信號，控制功率晶體管Q1的操作；充電電流檢測電路13，用來根據(jù)電阻器R1端子之間的電壓差，確定充電電流ich。
另外，充電控制電路2包括基準(zhǔn)電壓生成電路14，其被配置來生成與輸出預(yù)定基準(zhǔn)電壓Vr；比較器15；比較器16與17，每個都具有對應(yīng)于輸入控制信號的滯環(huán)；電阻器R11-R14；以及控制電路18，其被配置來控制充電電流控制電路12的操作、以及比較器16與17每個的滯環(huán)。
在這方面，功率晶體管Q1作為充電晶體管，并且充電控制電路2作為用于控制對蓄電池充電的集成電路。另外，基準(zhǔn)電壓生成電路14、比較器15-17、電阻器R11-R14構(gòu)成電壓比較電路。另外，充電電流控制電路12與控制電路18構(gòu)成充電控制電路。另外，比較器15、16、17分別為第一、第二、第三比較器。
通過端子P1，由DC電源5提供的電源電壓Vdd輸入到電源電壓檢測電路11，同時輸入到功率晶體管Q1的源極。功率晶體管Q1的柵極通過端子P2與充電電流控制電路12連接。當(dāng)端子P1的電壓變得不小于預(yù)定電壓時，電源電壓檢測電路11輸出預(yù)定信號Sv到控制電路18，以通知從DC電源5提供了電力。當(dāng)從控制電路18收到控制信號Sc時，通過端子P2，充電電流控制電路12輸出充電控制信號到功率晶體管Q1的柵極，以控制充電電流ich。
功率晶體管Q1的漏極通過電阻器R1與二極管D1的陽極連接。二極管D1的陰極與電池端子B+與端子P5的每一個連接。功率晶體管Q1的漏極與第一電流檢測端子P3連接。電阻器R1與第一電流檢測端子P3以及第二電流檢測端子P4連接。充電電流檢測電路13根據(jù)電阻器R1兩端之間的電壓差(即施加到第一電流檢測端子P3的電壓與施加到第二電流檢測端子P4的電壓之間的差)確定電流ich，并且輸出包含所檢測的電流信息的信號Si到控制電路18。
電阻器R14、R13、R12、R11串聯(lián)連接在從基準(zhǔn)電壓生成電路14輸出的基準(zhǔn)電壓Vr與地電壓之間。第一電壓V1(其為在電阻器R11與R12之間的連接點(diǎn)處的電壓)輸入到比較器15的反向輸入端子。第二電壓V2(其為在電阻器R12與R13之間的連接點(diǎn)處的電壓)輸入到比較器16的反向輸入端子。第三電壓V3(其為在電阻器R13與R14之間的連接點(diǎn)處的電壓)輸入到比較器17的反向輸入端子。從比較器15輸出的第一電壓檢測信號S1、從比較器16輸出的第二電壓檢測信號S2、以及從比較器17輸出的第三電壓檢測信號S3中的每一個都輸出到控制電路18。
另外，控制電路18分別向比較器16與比較器17輸入用于控制比較器16的滯環(huán)的第一控制信號Sh1、以及用于控制比較器17的滯環(huán)的第二控制信號Sh2。
比較器15比較電池電壓Vb(其為端子P5處的電壓)與第一電壓V1。當(dāng)電池電壓Vb變得不小于第一電壓V1時，從比較器15輸出的第一電壓檢測信號S1從低電平改變?yōu)楦唠娖?。相反，?dāng)電池電壓Vb變得小于第一電壓V1時，第一電壓檢測信號S1從高電平改變?yōu)榈碗娖健?br> 比較器16比較電池電壓Vb與第二電壓V2。當(dāng)Vb不小于V2時，從比較器16輸出的第二電壓檢測信號S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?。?dāng)Vb小于V2-(其通過從第二電壓V2中減去比較器16的滯環(huán)電壓獲得)時，從比較器16輸出的第二電壓檢測信號S2從高電平改變?yōu)榈碗娖?。比較器16具有輸入端子(通過其從控制電路18輸入第一控制信號Sh1)，以根據(jù)控制信號Sh1將滯環(huán)電壓設(shè)置為所希望的值。
比較器17比較電池電壓Vb與第三電壓V3。當(dāng)Vb不小于V3時，從比較器17輸出的第三電壓檢測信號S3從低電平改變?yōu)楦唠娖健．?dāng)Vb小于V3-(其通過從第三電壓V3中減去比較器17的滯環(huán)電壓獲得)時，從比較器17輸出的第三電壓檢測信號S3從高電平改變?yōu)榈碗娖?。比較器17具有輸入端子(通過其從控制電路18輸入第二控制信號Sh2)，以根據(jù)控制信號Sh2將滯環(huán)電壓設(shè)置為所希望的值。
控制電路18由邏輯電路構(gòu)成，并且根據(jù)從電源電壓檢測電路11輸出的輸出信號Sv、從充電電流檢測電路13輸出的輸出信號Si、以及分別從比較器15、16、17輸出的第一、第二、第三電壓檢測信號S1、S2、S3，確定充電模式。另外，控制電路18確定是否進(jìn)行充電，并且利用控制信號Sc，通過放電電流控制電路12，控制充電電流、以及充電電壓。
圖2為圖1所示的充電設(shè)備1的操作的流程圖。圖3為顯示圖1所示的充電設(shè)備中充電電流ich以及電池電壓Vb隨時間變化的圖示。將參照圖2與3解釋圖1所示的充電設(shè)備的操作。
首先，將解釋在充電操作開始時的蓄電池的連接確認(rèn)操作。
參照圖2，當(dāng)在步驟S1、DC電源5與充電控制電路2連接時，在步驟S2，控制電路18允許充電電流控制電路12進(jìn)行復(fù)位操作，即斷開功率晶體管Q1以具有斷開狀態(tài)。在步驟S3，電源電壓檢測電路11檢查從DC電源連接端子P1施加的電源電壓Vdd。
當(dāng)在步驟S3、電源電壓Vdd小于預(yù)定電壓時，該操作返回到步驟S2。當(dāng)在步驟S3、電源電壓Vdd不小于預(yù)定電壓時，對于預(yù)定充電開始等待時間T1，控制電路18允許充電電流控制電路12斷開功率晶體管Q1以具有斷開狀態(tài)(步驟S4)，從而停止施加充電電流ich。然后，控制電路18根據(jù)第一、第二、第三電壓檢測信號S1、S2、S3，檢查電池電壓Vb(步驟S5)。
當(dāng)在步驟S5、電池電壓Vb小于第一電壓V1時，該操作行進(jìn)到步驟S22，其中控制電路18判定電池6未連接或者電池6異常。在這種情況下，在預(yù)定充電開始等待時間T1之后，控制電路18繼續(xù)允許充電電流控制電路12斷開功率晶體管Q1以具有斷開狀態(tài)，從而停止充電電流ich(即停止向電池6充電)，隨后重新執(zhí)行步驟S5。當(dāng)不小于第一電壓V1的電壓輸入到電池連接端子P5時(當(dāng)連接正常的蓄電池時，該電壓不小于第一電壓V1)，從比較器15輸出的第一電壓檢測信號S1處于高電平。當(dāng)在步驟S5、電池電壓Vb不小于第一電壓V1且小于電壓V2-時，該操作行進(jìn)到步驟S6，其中控制電路18允許充電電流控制電路12進(jìn)行預(yù)充電模式操作。
在預(yù)充電模式操作中，進(jìn)行充電、同時流動相對較少量、數(shù)十毫安的電流直至電池電壓達(dá)到預(yù)定電壓。這是因?yàn)楫?dāng)對過放電狀態(tài)下的鋰離子電池進(jìn)行充電、同時流動大量電流時，可能發(fā)生諸如生熱或起火的問題。在圖3中，字符“i1”表示預(yù)充電中的充電電流。
當(dāng)在步驟S5、電池電壓Vb不小于電壓V2時，從比較器16輸出的輸出信號S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?，并且該操作行進(jìn)到步驟S10，其中以恒定電流充電模式進(jìn)行充電。在這方面，電壓V1被設(shè)置為其上可以進(jìn)行預(yù)充電的最小電壓，并且第二電壓V2被設(shè)置為其上可以進(jìn)行流動大量電流的快速充電的最小電壓。
充電開始等待時間T1為幾毫秒大小的極短時間。但是，當(dāng)連接DC電源5的同時、沒有連接電池或者連接諸如短路電池等異常的電池時，該電壓迅速減少，如點(diǎn)線A所示，即使電池端子P5的電壓不小于電壓V1也如此。具體地，在等待時間T1內(nèi)，該電壓變得小于電壓V1(幾乎0V)。因此，當(dāng)在步驟S5、在等待時間T1之后、從比較器15發(fā)送的第一電壓檢測信號S1處于低電平時，控制電路18判定沒有連接電池或者連接短路電池，并且禁止充電(在步驟S22)。即使當(dāng)在步驟S22、充電設(shè)備處于充電禁止?fàn)顟B(tài)時，也執(zhí)行步驟S5的電池電壓檢查操作。因此，當(dāng)電池電壓Vb變得不小于電壓V1、并且從比較器15發(fā)送的第一電壓檢測信號S1改變?yōu)楦唠娖綍r，對電池進(jìn)行充電。
接著，將解釋在從預(yù)充電模式操作轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝豢焖俪潆娔Ｊ讲僮?即恒定電流充電模式操作)時的電池連接確認(rèn)操作。
在進(jìn)行預(yù)充電(步驟S6)期間，控制電路18執(zhí)行步驟S7中的操作，即檢查電池電壓。當(dāng)電池電壓Vb變得不小于電壓V2時，從比較器17輸出的第二電壓檢測信號S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?，并且該操作行進(jìn)到步驟S8(即第一充電停止時間T2)。在圖3中第一充電停止時間表示為T2。在第一充電停止時間T2中，控制電路18輸出停止充電電流ich的信號到充電電流控制電路12。第一充電停止時間T2為幾毫秒大小的極短時間。當(dāng)連接正常電池時，在第一充電停止時間T2中，電池電壓Vb幾乎不改變，如圖3實(shí)線所示。
當(dāng)在預(yù)充電操作中將電池6從充電設(shè)備去除時，電池連接端子P5處的電壓迅速增加到第二電壓V2，如點(diǎn)線B所示，并且由此來自比較器16的第二電壓檢測信號S2從低電平改變?yōu)楦唠娖?。但是，在這種情況下，停止施加充電電流ich，電池連接端子P5處的電壓迅速減少以至低于電壓V2-(其通過從第二電壓V2中減去比較器16的滯環(huán)電壓獲得)，如點(diǎn)線B′所示。因此，來自比較器16的第二電壓檢測信號S2從高電平改變?yōu)榈碗娖健?br> 在第一充電停止時間T2中，控制電路18檢查電池電壓(步驟S9)。當(dāng)電池電壓Vb不小于電壓V2-、并且來自比較器16的第二電壓檢測信號S2維持高電平時，該操作行進(jìn)到步驟10，即執(zhí)行第一快速充電模式操作。
在第一快速充電模式操作中，電池6經(jīng)受恒定電流充電，即施加大量電流以快速充電。在圖3中，第一快速充電模式操作中的充電電流表示為i3。
如上所述，在將電池從充電設(shè)備去除的情況下，在步驟S9中，電池電壓Vb變得小于電壓V2-，并且第二電壓檢測信號S2變?yōu)榈碗娖?。在這種情況下，控制電路18判定沒有電池，并且進(jìn)行預(yù)定的異常檢測操作(在步驟S23)，例如控制電路18允許充電電流控制電路12斷開功率晶體管Q1，使得功率晶體管達(dá)到斷開狀態(tài)。
接著，將解釋在從第一快速充電模式操作轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙焖俪潆娔Ｊ讲僮?即恒定電壓充電模式操作)時的電池連接確認(rèn)操作。
在控制電路18通過放電電流控制電路12允許功率晶體管Q1進(jìn)行第一快速充電模式操作期間(步驟S10)，控制電路18總是檢查電池電壓Vb(步驟S11)。當(dāng)電池電壓Vb不小于第三電壓V3時，從比較器17輸出的第三電壓檢測信號S3從低電平改變?yōu)楦唠娖?，并且充電設(shè)備進(jìn)行第二充電停止時間T3，其在圖3中表示為T3。
在第二充電停止時間T3中，控制電路18允許充電電流控制電路12停止通過功率晶體管Q1施加充電電流ich。第二充電停止時間T3為幾毫秒大小的極短時間。在這種情況下，連接正常電池，在第二充電停止時間T3中，電池電壓Vb幾乎不改變，如圖3實(shí)線所示。但是，當(dāng)在第一快速充電操作中將電池6從充電設(shè)備去除時，電池端子P5處的電壓迅速增加，如圖3點(diǎn)線C所示。當(dāng)該電壓達(dá)到電壓V3時，來自比較器17的第三電壓檢測信號S3從低電平改變?yōu)楦唠娖?。在這種情況下，當(dāng)停止施加充電電流ich時，電池端子P5處的電壓迅速減少，如點(diǎn)線C′所示。當(dāng)電池端子P5處的電壓變得低于電壓V3-(其通過從第三電壓中減去比較器17的滯環(huán)電壓獲得)時，第三電壓檢測信號S3從高電平改變?yōu)榈碗娖健?br> 因此，在第二充電停止時間T3中，控制電路18檢查電池電壓(步驟S13)。當(dāng)在步驟S13、根據(jù)第三電壓檢測信號S3發(fā)現(xiàn)電池電壓Vb不小于電壓V3-時，對電池執(zhí)行步驟S14的第二快速充電模式操作(即恒定電壓充電操作)。從圖3中的充電電流曲線可以看出在第二快速充電模式操作中，充電電流ich逐漸減少。在第二快速充電模式操作中，控制電路18總是根據(jù)從充電電流檢測電路13發(fā)送的輸出信號Si，檢查充電電流ich(步驟S15)。
如上所述，在第一快速充電模式操作中將電池從充電設(shè)備去除的情況下，在步驟S13中，電池電壓Vb變得小于電壓V3-，并且第三電壓檢測信號S3變?yōu)榈碗娖?，控制電?8確定沒有連接電池，并且該操作行進(jìn)到步驟S23。
接著將解釋完成充電時的電池連接確認(rèn)操作。
如上所述，在步驟S14中的第二快速充電模式操作中，控制電路18總是檢查充電電流ich。當(dāng)充電電流ich小于電流i2(即充滿電流，其小于第一快速充電模式操作中的電流i3且不小于預(yù)充電中的電流i1)時，充電設(shè)備進(jìn)行充滿等待時間T4，其在圖3中表示為T4，并且其中仍然向電池施加充電電流ich。
充滿等待時間T4為幾毫秒大小的極短時間。當(dāng)連接正常電池時，充滿等待時間T4中充電電流ich的變化很小，如如圖3實(shí)線所示。
然而，當(dāng)在第二快速充電模式操作中將電池從充電設(shè)備去除時，充電電流ich迅速減少以至低于預(yù)充電中的電流i1，如圖3點(diǎn)線D所示。當(dāng)在充滿等待時間T4中、充電電流ich不小于電流i1且小于i2時，控制電路18確定電池充滿，并且該操作行進(jìn)到步驟S18(即充電操作結(jié)束)。當(dāng)在充滿等待時間T4中、充電電流ich變得小于電流i1時，控制電路確定沒有連接電池并且該操作行進(jìn)到步驟S23。
接著將解釋開始重新充電中的連接確認(rèn)操作。
即使在充電結(jié)束時(步驟S18)，控制電路18也檢查電池電壓Vb(步驟S19)。當(dāng)電池電壓Vb變得低于電壓V3-(其通過從第三電壓V3中減去比較器17的滯環(huán)電壓獲得)時，來自比較器17的第三電壓檢測信號S3改變?yōu)榈碗娖?，并且由此充電設(shè)備進(jìn)行重新充電開始等待時間T5(步驟S20)，其在圖3中表示為T5，并且其中不施加充電電流ich。因?yàn)橹匦鲁潆婇_始等待時間T5為幾毫秒大小的極短時間，所以如果連接正常電池6，則在重新充電開始等待時間T5中電池電壓的變化不大，如圖3實(shí)線所示。但是，當(dāng)在在充電結(jié)束處、將電池從充電設(shè)備去除時，電池電壓Vb迅速減少，如圖3點(diǎn)線E所示，并且來自比較器16的第二電壓檢測信號S2、或者來自比較器15的第一電壓檢測信號S1改變?yōu)榈碗娖健?br> 因此，在重新充電開始等待時間T5中，控制電路18檢查電池電壓Vb。當(dāng)來自比較器16的第二電壓檢測信號S2處于高電平時，控制電路18判定在電池仍然連接的同時、電池電壓Vb減少，并且重新執(zhí)行步驟S10的操作(即執(zhí)行恒定電流充電操作)。當(dāng)來自比較器16的第二電壓檢測信號S2處于低電平、或者來自比較器15的第一電壓檢測信號S1處于低電平時，控制電路18判定電池6從其去除，或者電池具有短路狀態(tài)，并且該操作行進(jìn)到步驟S22。另外，當(dāng)?shù)谌妷簷z測信號S3處于高電平時，該操作返回到步驟S18，其中控制電路18再次檢查電池電壓Vb。
在確定在開始重新充電處電池是否連接時，在考慮重新充電開始等待時間T5與當(dāng)去除電池時電池連接端子P5處的電壓下降速度之間關(guān)系的同時、確定是使用來自比較器15的輸出信號還是來自比較器16的輸出信號。具體地，當(dāng)端子P5處的電壓逐漸減少、或者重新充電開始等待時間T5足夠短，使得預(yù)計在重新充電開始等待時間中端子P5處的電壓不會達(dá)到第二電壓V2時，應(yīng)該對其使用來自比較器16的第二電壓檢測信號S2。相反，當(dāng)預(yù)計在重新充電開始等待時間中端子P5處的電壓不會達(dá)到第一電壓V1時，應(yīng)該對其使用來自比較器15的第一電壓檢測信號S1。
由此，在本發(fā)明的充電設(shè)備的第一示例實(shí)施例中，在5個等待/停止時間T1-T5處，檢查電池連接端子P5處的電壓或者充電電流ich，以確定是否連接電池。因此，不需要進(jìn)行間斷充電，并且可以對過放電電池充電。在常規(guī)充電設(shè)備中，使用過等待/停止時間來確認(rèn)充電模式的變化。另外，在常規(guī)恒定電流-恒定電壓充電方法中，測量過本發(fā)明中用于判定電池連接的電壓與電流，以判定是否改變充電模式。因此，只要通過替換某些常規(guī)比較器為滯環(huán)比較器，就可以確認(rèn)蓄電池的連接。因此，可以避免諸如充電設(shè)備尺寸增加以及制造成本增加等問題。
另外，可以通來自控制電路18的控制信號，將比較器16與17的滯環(huán)電壓設(shè)置為所希望的電壓。具體地，應(yīng)該將滯環(huán)電壓設(shè)置為考慮到要充電的電池、以及諸如充電電流等充電條件的適當(dāng)電壓。因此，該充電設(shè)備可以用于為各種蓄電池充電。
另外，如果不必在每個等待/停止時間T1-T5執(zhí)行電池連接確認(rèn)操作，則可以在等待/停止時間T1-T5的所希望的點(diǎn)處執(zhí)行電池連接確認(rèn)操作。另外，可以在其中形成充電控制電路2的IC中、形成所有電池連接確認(rèn)程序或者某些電池連接確認(rèn)程序。在這種情況下，在IC的制造過程中，例如通過使用諸如切斷微調(diào)熔絲(trimming fuse)等方法，進(jìn)行適合于應(yīng)用的連接確認(rèn)方法的選擇。
另外，在制造過程中，可以通過微調(diào)(trimming)方法，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3、第一電流i1、第二電流i2、第三電流i3、以及等待/停止時間T1-T5。通過利用該制造方法，產(chǎn)生的IC(其由僅僅一種電路構(gòu)成)可以用于各種充電應(yīng)用。
另外，可以將用于外部信號的端子添加到充電IC，從而可以利用外部信號改變充電IC的充電條件和/或連接確認(rèn)條件。通過利用該方法，產(chǎn)生的IC可以用于各種充電應(yīng)用。
第二示例實(shí)施例在第一示例實(shí)施例中，電池連接端子P5與接地端子P6之間的阻抗相當(dāng)高。因此，由于連接端子P5與端子P6的線路，而具有大寄生電容，從而出現(xiàn)以下問題電荷存儲在該寄生電容中，由此在端子P5與P6之間生成電壓。一般地，寄生電容非常小，因此所生成的電壓很快被放掉。但是，在阻抗非常大的上述情況中，可能會發(fā)生以下問題在等待/停止時間中，不能放掉所生成的電壓。因此，優(yōu)選地，在等待/停止時間T1、T2、T3、以及T5中，接通電流負(fù)載20(在圖4中顯示)，以放掉在寄生電容中存儲的電荷。在這種情況下，可以更安全地檢測電池6的連接。接著將參照附圖描述該第二示例實(shí)施例。
圖4為顯示本發(fā)明的充電設(shè)備的第二示例實(shí)施例的示意圖。在圖1與圖4中，相同的附圖標(biāo)記表示相同對應(yīng)部件。此處省略對圖1所示部件的解釋或者對其簡單解釋，將主要解釋圖1與4所示設(shè)備之間的差異。
其間的差異如下。
(1)電流負(fù)載20插入電池連接端子P5與接地端子P6之間；以及(2)在充電控制電路2中，配備輸入端子P7，通過P7輸入外部信號到控制電路18。
由于這些差異，圖4所示的充電設(shè)備與充電控制電路分別具有附圖標(biāo)記1a與2a。電流負(fù)載20作為電流源。
在圖4中，充電設(shè)備1a包括DC電源5(諸如AC轉(zhuǎn)接器)，并且通過進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電，對蓄電池6(諸如鋰離子電池)充電。
充電設(shè)備1a包括功率晶體管Q1、電阻器R1、二極管D1、以及充電控制電路2a，充電控制電路2a控制功率晶體管Q1以根據(jù)關(guān)于電池電壓Vb以及根據(jù)第一與第二充電電流檢測端子P3與P4之間電壓差獲得的充電電流ich的信息、對電池6進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電。
充電控制電路2a(其集成在一個集成電路中)包括DC電源連接端子P1充電控制信號輸出端子P2、第一電流檢測端子P3、第二電流檢測端子P4、電池連接端子P5、接地端子P6、以及外部信號輸入端子P7。外部信號Se(例如允許負(fù)載7達(dá)到休眠狀態(tài)的休眠信號)輸入到外部信號輸入端子P7。另外，充電控制電路2a還包括電源電壓檢測電路11、充電電流控制電路12、充電電流檢測電路13、基準(zhǔn)電壓生成電路14、比較器15-17、電阻器R11-R14、控制電路18、以及電流負(fù)載20(其經(jīng)受根據(jù)來自控制電路18的控制信號的驅(qū)動控制)。
電流負(fù)載20插入端子P5與P6之間，并且將控制信號從控制電路18輸入到電流負(fù)載20的控制端子，以根據(jù)該控制信號對電流負(fù)載20進(jìn)行驅(qū)動控制。當(dāng)收到外部信號Se時，控制電路18在停止/等待時間T1、T2、T3以及T5中接通電流負(fù)載20。在其他周期中，獨(dú)立于外部信號Se地、控制電路18斷開電流負(fù)載20。當(dāng)接通電流負(fù)載20時，預(yù)定電流流經(jīng)電流負(fù)載20。當(dāng)斷開電流負(fù)載20時，該電流負(fù)載達(dá)到斷開狀態(tài)。
在該第二實(shí)例實(shí)施例中，當(dāng)通過外部信號輸入端子P7輸入允許負(fù)載7達(dá)到休眠狀態(tài)的外部信號Se時，控制電路18在每個停止/等待時間T1、T2、T3以及T5中接通電流負(fù)載20，并且在其他周期中斷開電流負(fù)載20。
一般地，充電控制電路2a中電池端子P5與接地端子P6之間的阻抗相當(dāng)高。另外，由于連接端子P5與端子P6的線路，而具有大寄生電容。因此，電荷存儲在該寄生電容中，由此在端子P5與P6之間生成電壓。一般地，該寄生電容非常小，因此所生成的電壓很快被放掉。但是，在阻抗非常大的上述情況中，存在以下可能在等待/停止時間中，不能放掉所生成的電壓。因此，在該示例實(shí)施例中，在每個停止/等待時間T1、T2、T3以及T5中接通電流負(fù)載20(圖4中顯示)，以放掉在寄生電容中存儲的電荷，并且安全地檢測電池6的連接。由于放電而流經(jīng)電流負(fù)載20的電流從0到幾毫安培。優(yōu)選地，在充電設(shè)備制造過程中，在考慮該阻抗與寄生電容的情況下，確定該電流(即選擇適當(dāng)?shù)碾娏?，或者通過從外部信號輸入端子P7輸入外部信號來確定該電流。當(dāng)收到外部信號Se時，控制電路18確定停止/等待時間T1-T5中的有效(或者無效)停止/等待時間；電流負(fù)載20中的電流；以及其他目標(biāo)，例如第一到第三電壓V1-V3、第一到第三電流i1-i3、以及所選停止/等待時間的周期。
圖5為顯示圖4所示充電設(shè)備的操作的流程圖。在圖2與5中，相同的附圖標(biāo)記表示相同對應(yīng)操作。此處省略對圖2所示操作的解釋或者對其簡單解釋，將主要解釋圖2與5所示操作之間的差異。圖3也可以用于圖4所示的充電設(shè)備。
其間的差異如下。
(1)在圖5所示操作中，在每個步驟S4a、8a、S12a、以及S20a中，接通電流負(fù)載20。
具體地，在每個步驟S4a、8a、S12a、以及S20a中，當(dāng)通過外部信號輸入端子P7收到允許負(fù)載7達(dá)到休眠狀態(tài)的外部信號Se時，控制電路18接通電流負(fù)載20。
由此，在該第二示例實(shí)施例中，將電流負(fù)載20(其可以放掉在存在于端子P5與P6之間的寄生電容中存儲的電荷)添加到充電設(shè)備第一示例實(shí)施例的充電控制電路中。因此，除第一示例實(shí)施例充電設(shè)備的效果之外，第二示例實(shí)施例充電設(shè)備還具有諸如可以更安全地檢測電池連接的優(yōu)點(diǎn)。另外，可以通過外部信號自由地設(shè)置充電條件與電池連接確認(rèn)條件。因此，該充電設(shè)備可以用于各種應(yīng)用，即使該充電設(shè)備只使用一種IC也如此。
該文件要求2006年2月28日提交的日本專利申請第2006-052699號的優(yōu)先權(quán)，其通過引用融入本文。
完整描述本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離此處所列的本發(fā)明的精神與范圍的前提下，可以進(jìn)行許多修改與變化。
權(quán)利要求
1.一種用于通過放電晶體管對蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測電路，其檢測從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測電路和電壓比較電路輸出的信號，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電，其中，在開始向蓄電池充電時，對于預(yù)定時間T1，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在預(yù)定時間T1內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于預(yù)定電壓V1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在時間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于大于電壓V1且小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其中電壓比較電路包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號S1到充電控制電路；以及第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號S2到充電控制電路，其中，第二比較器具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制的滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與該滯環(huán)之間的差。
4.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其中，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
5.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其中，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時，對于預(yù)定時間T3，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在時間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于大于電壓V2且小于電壓V3的電壓V3-時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路，其中電壓比較電路包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號S1到充電控制電路；第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號S2到充電控制電路；以及第三比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V3，并且生成與輸出包含該比較信息的第三信號S3到充電控制電路，其中第二和第三比較器分別具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制的第一滯環(huán)與第二滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與第一滯環(huán)之間的差，電壓V3-為電壓V3與第二滯環(huán)之間的差。
7.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
8.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中電壓比較電路包括比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V1，并且生成與輸出包含該比較信息的信號S1到充電控制電路。
9.如權(quán)利要求1所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其施加電流、同時根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號，控制電流源的驅(qū)動，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。
10.如權(quán)利要求9所述的集成電路，其中當(dāng)在沒有向蓄電池施加充電電流的同時、輸入為減少消耗電流的信號的外部信號時，充電控制電路允許電流源操作，并且其中當(dāng)停止輸入該外部信號時，充電控制電路停止電流源的操作。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時，充電控制電路停止向蓄電池施加充電電流。
12.一種用于通過放電晶體管對蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測電路，其檢測從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測電路和電壓比較電路輸出的信號，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電，其中，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在預(yù)定時間T2內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中電壓比較電路包括比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的信號S2到充電控制電路，其中該比較器具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制的滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與該滯環(huán)之間的差。
14.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其中，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
15.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中，當(dāng)電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V2的預(yù)定電壓V3時，對于預(yù)定時間T3，充電控制電路停止施加充電電流，并且其中當(dāng)在預(yù)定時間T3內(nèi)、電壓比較電路檢測到蓄電池的電壓變得小于大于電壓V2且小于電壓V3的預(yù)定電壓V3-時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
16.如權(quán)利要求15所述的集成電路，其中電壓比較電路包括第一比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V2，并且生成與輸出包含該比較信息的第一信號S2到充電控制電路；以及第二比較器，其比較蓄電池的電壓與電壓V3，并且生成與輸出包含該比較信息的第二信號S3到充電控制電路，其中第一和第二比較器分別具有根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制的第一滯環(huán)與第二滯環(huán)，其中電壓V2-為電壓V2與第一滯環(huán)之間的差，電壓V3-為電壓V3與第二滯環(huán)之間的差。
17.如權(quán)利要求12所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其施加電流、同時根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號，控制電流源的驅(qū)動，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。
18.如權(quán)利要求17所述的集成電路，其中當(dāng)在沒有向蓄電池施加充電電流的同時、輸入為減少消耗電流的信號的外部信號時，充電控制電路允許電流源操作，并且其中當(dāng)停止輸入該外部信號時，充電控制電路停止電流源的操作。
19.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時，充電控制電路停止向蓄電池施加充電電流。
20.一種用于通過放電晶體管對蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測電路，其檢測從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成與輸出包含充電電流信息的信號；電壓比較電路，其比較蓄電池的電壓與一或多個預(yù)定電壓，并且生成與輸出包含電壓比較信息的信號；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于蓄電池電壓的信息、以及從充電電流檢測電路和電壓比較電路輸出的信號，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行輸出預(yù)定電流的恒定電流充電、或者輸出充電電流使得蓄電池具有預(yù)定電壓的恒定電壓充電，其中，當(dāng)充電電流檢測電路檢測到施加到蓄電池的充電電流變得小于預(yù)定電流i2、并且進(jìn)一步檢測到在預(yù)定時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，充電控制電路判定蓄電池連接異常，并且進(jìn)行異常連接處理。
21.如權(quán)利要求20所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入端子，其與蓄電池連接，并且向其輸入蓄電池的電壓；以及電流源，其施加電流、同時根據(jù)從充電控制電路輸入的控制信號控制該電流源，其中充電控制電路根據(jù)外部控制信號，控制電流源的驅(qū)動，以控制從蓄電池向其加電的負(fù)載的消耗電流。
22.如權(quán)利要求21所述的集成電路，其中當(dāng)在沒有向蓄電池施加充電電流的同時、輸入為減少消耗電流的信號的外部信號時，充電控制電路允許電流源操作，并且其中當(dāng)停止輸入該外部信號時，充電控制電路停止電流源的操作。
23.如權(quán)利要求20所述的集成電路，其中當(dāng)充電控制電路判定蓄電池連接異常時，充電控制電路停止向蓄電池施加充電電流。
24.一種用于對蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括DC電源，其被配置來向充電晶體管施加DC電源；充電晶體管，其被配置來向蓄電池施加充電電流；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為如權(quán)利要求1所述的集成電路。
25.一種用于對蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括DC電源，其被配置來向充電晶體管施加DC電源；充電晶體管，其被配置來向蓄電池施加充電電流；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為如權(quán)利要求12所述的集成電路。
26.一種用于對蓄電池進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電的充電設(shè)備，包括DC電源，其被配置來向充電晶體管施加DC電源；充電晶體管，其被配置來向蓄電池施加充電電流；以及充電控制集成電路，用于根據(jù)關(guān)于施加到蓄電池的充電電流、以及蓄電池的電壓的信息，控制充電晶體管，其中充電控制集成電路為如權(quán)利要求20所述的集成電路。
27.一種用于檢測蓄電池連接的方法，包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；在開始充電操作時，對于預(yù)定時間T1，停止施加充電電流，同時檢查時間T1內(nèi)的蓄電池的電壓；以及當(dāng)在時間T1內(nèi)、蓄電池的電壓小于預(yù)定電壓V1時，進(jìn)行異常連接處理。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，在時間T1內(nèi)、蓄電池的電壓不小于預(yù)定電壓V1，該方法還包括當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于大于電壓V1的預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，停止施加充電電流，同時檢查該預(yù)定時間T2內(nèi)的蓄電池的電壓；以及當(dāng)在時間T2內(nèi)、蓄電池的電壓小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，進(jìn)行異常連接處理。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，在時間T1內(nèi)、蓄電池的電壓不小于預(yù)定電壓V1，該方法還包括當(dāng)充電電流變得小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定時間T4檢查電流；以及當(dāng)在時間T4內(nèi)充電電流變得小于小于電流i2的電流i1時，進(jìn)行異常連接處理。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述異常連接處理執(zhí)行步驟包括停止向蓄電池施加充電電流。
31.一種用于檢測蓄電池連接的方法，包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；檢查蓄電池的電壓；當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V2時，對于預(yù)定時間T2，停止施加充電電流；以及當(dāng)在時間T2內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于小于電壓V2的預(yù)定電壓V2-時，進(jìn)行異常連接處理。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，在時間T2內(nèi)、蓄電池的電壓不小于預(yù)定電壓V2，該方法還包括當(dāng)施加到蓄電池的充電電流小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定第二時間T4檢查充電電流；以及當(dāng)在時間T4內(nèi)充電電流小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，進(jìn)行異常連接處理。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包括在所述充電電流檢查步驟之前，當(dāng)蓄電池的電壓變得不小于預(yù)定電壓V3時，對于預(yù)定時間T3，停止到蓄電池的充電電流；以及當(dāng)在時間T3內(nèi)、蓄電池的電壓變得小于大于電壓V2且小于電壓V3的預(yù)定電壓V3-時，進(jìn)行異常連接處理。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述異常連接處理執(zhí)行步驟包括停止向蓄電池施加充電電流。
35.一種用于檢測蓄電池連接的方法，包括通過放電晶體管向蓄電池施加充電電流；當(dāng)電流變得小于預(yù)定電流i2時，對于預(yù)定時間T4，檢查蓄電池的電流；以及當(dāng)在預(yù)定時間T4內(nèi)電流變得小于小于電流i2的預(yù)定電流i1時，進(jìn)行異常連接處理。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述異常連接處理執(zhí)行步驟包括停止向蓄電池施加充電電流。
全文摘要
一種用于對蓄電池充電的集成電路，包括充電電流檢測電路，其檢測從充電晶體管輸出的充電電流，并且生成包含充電電流信息的信號；電壓比較電路，其比較電池電壓與一或多個預(yù)定電壓，并且生成包含電壓比較信息的信號；以及充電控制電路，其根據(jù)關(guān)于電池電壓的信息、以及從充電電流檢測電路和電壓比較電路輸出的信號，控制充電晶體管，從而充電晶體管進(jìn)行恒定電流充電或者恒定電壓充電，其中，在開始充電時，對于預(yù)定時間，充電控制電路停止施加充電電流，并且當(dāng)在該預(yù)定時間內(nèi)、電池的電壓變得小于預(yù)定電壓時，充電控制電路判定蓄電池連接異常。
文檔編號H02J7/10GK101051763SQ20071000587
公開日2007年10月10日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者釜谷智彥 申請人:株式會社理光