專利名稱：用于平衡串聯(lián)連接的電池單元的充電的電路的制作方法
GTAAATGAAGCGGTGATGGAAGCTGGCGGCCCTGAGAATTTAGTCGCATCTGTTGAAAAACCTACACTTGAAACTGG
AAATATTATGTTCAAGAGTCCTGATGTTTCGCTATTAGTAGCGACAGGCGGACCTGGTGTAGTAACATCGGTTCTCT
CATCTGGCAAAAGGGCAATAGGAGCAGGAGCAGGAAATCCACCAGTTGTAGTTGATGAAACGGCAGATATAAAAAAA
GCTGCGAAAGATATAGTCGATGGTGCTACATTTGACAACAATTTGCCTTGTATTGCTGAAAAGGAAGTAGTTTCTGT
AGATAAAATAACAGATGAACTGATTTACTACATGCAACAGAATGGCTGCTACAAGATTGAGGGGCGAGAAATTGAAA
AGCTCATTGAACTTGTATTGGATCACAAAGGTGGCAAGATAACATTAAACAGGAAATGGGTTGGCAAAGATGCTCAT
TTAATACTAAAAGCTATAGGCATAGATGCTGATGAAAGCGTAAGGTGCATAATTTTTGAGGCGGAAAAAGACAATCC
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CACATTTACGATTGCAAGCAGAACAGGTGAAGGATTGACATCTGCAAGGACTTTTACTAAAAGTCGTAGATGTGTCT
TGGCAGATGGATTATCAATAAGATAGor218SEQ ID NO 82 MEVNQIDIEEIVKKILNDLRNEPKENIKESNSKIPSICRAAVLTDVKKIEVKEFNIPEINDDEMLVKVE GCGVCGTDVHEYKGDPFGLIPLVLGHEGTGEIVKLGKNVRRDSAGKEIKE⑶KIVTSWPCGECDICLNHPDKTNLC ENSKIYGLISDDNYHLNGWFSEYIVIRKGSTFYKVNDINLNLRLLVEPAAVVVHAVERAKSTGLMKFNSKVLVQGCG PIGLLLLSVVKTLGVENIIAVD⑶ENRLNMAKRLGATALINFTKYSNIDELVDAVKKASDGIGADFAFQCTGVPSAA SNIWKFVRRGGGLCEVGFFVNNGDCKINPHYDICNKEITAVGSWTYTPQDYLTTFDFLKRAKEIGLPIEELITHRFS LDKMNEAMEVNMKQEGIKVVYINDRFSEQ ID NO 83 ATGGAAGTCAATCAGATAGACATTGAGGAGATAGTTAAGAAAATATTAAATGATTTAAGAAATGAGCCT AAAGAAAACATTAAAGAGAGCAATTCAAAAATACCATCTATCTGCAGAGCTGCTGTACTTACAGATGTTAAAAAAAT AGAAGTAAAAGAATTTAATATTCCAGAAATAAATGATGATGAAATGCTTGTCAAGGTGGAAGGCTGTGGCGTTTGCG GTACTGATGTTCATGAATACAAAGGAGATCCTTTTGGACTTATACCATTGGTTTTAGGACACGAAGGTACAGGTGAG ATAGTCAAGCTGGGGAAAAACGTGAGACGAGATTCTGCTGGTAAAGAAATCAAAGAAGGCGATAAGATTGTTACATC TGTCGTTCCGTGCGGTGAATGCGATATATGTTTGAATCATCCAGACAAGACAAATTTGTGTGAAAACTCAAAGATTT ACGGCTTAATATCCGATGATAATTACCATTTAAATGGTTGGTTCTCAGAGTACATCGTCATAAGGAAAGGCTCAACA TTTTATAAGGTCAATGATATAAACCTTAATTTGAGGCTTTTGGTAGAACCGGCTGCAGTAGTCGTACATGCAGTAGA GCGCGCAAAATCCACAGGTCTTATGAAATTCAACAGTAAAGTTCTCGTACAAGGCTGTGGCCCTATAGGATTACTGC TATTGTCGGTTGTAAAGACGCTTGGAGTAGAAAATATCATAGCCGTCGACGGCGATGAGAATAGACTCAACATGGCT AAAAGATTAGGTGCTACAGCACTCATTAATTTTACTAAATACAGCAATATTGATGAGCTTGTTGATGCTGTTAAAAA AGCAAGCGATGGAATTGGCGCAGATTTTGCATTTCAATGTACAGGCGTTCCTTCTGCAGCGTCTAATATTTGGAAGT TTGTAAGGCGGGGAGGTGGTTTATGCGAAGTTGGATTTTTTGTAAATAATGGTGATTGTAAGATAAACCCCCATTAT GATATTTGCAATAAGGAGATAACAGCAGTTGGCTCATGGACTTACACTCCTCAAGACTATTTGACAACTTTTGATTT TCTCAAAAGAGCTAAAGAAATAGGACTTCCAATTGAAGAGCTGATAACACATAGATTTTCACTTGATAAAATGAATG AAGCTATGGAAGTTAATATGAAGCAGGAAGGGATAAAAGTAGTGTATATAAATGACAGATTTTAGor217SEQ ID NO 84
電池充電電路18包括電壓檢測(cè)器對(duì)，例如日本^^^) Instruments,Inc.出售的 檢測(cè)電壓值為3. 5伏的S-80835IC電壓檢測(cè)器。電池充電電路18進(jìn)一步包括電子開關(guān)28， 例如德克薩斯州，達(dá)拉斯，0丨00^8 Incorporated出售的型號(hào)為ZXMN6A07FTA的Zetex N* 道^^^了。電池充電電路18還包括常規(guī)黃光し￡0 36。在正常操作時(shí)，電池充電器18提供電流使之流過(guò)串聯(lián)連接的單元12。與每個(gè)單 元12相關(guān)的電壓檢測(cè)器M監(jiān)控跨其各自一個(gè)單元12的電壓。只要電壓足夠低，電壓檢測(cè) 器對(duì)的輸出便可將電子開關(guān)觀維持在斷開位置。因此充電電流將流過(guò)各自單元12。然 而，當(dāng)電壓檢測(cè)器M檢測(cè)到跨其各自單元12的電壓已達(dá)到范圍在3. 6伏到3. 68伏的電壓 吋，電壓檢測(cè)器M的輸出導(dǎo)致電子開關(guān)觀閉合，因此使該特定單元12周圍的充電電流分 流，流過(guò)電阻器30、32和34，并且有效地停止對(duì)該特定單元12充電。同樣這分流電流也點(diǎn) 亮し￡0 36。并聯(lián)使用多個(gè)電阻器以減小流過(guò)任何一個(gè)特定電阻器的電流，因此允許使用較 低瓦特?cái)?shù)的電阻器。如果跨該特定單元12的電壓隨后下降到低于3.5伏，那么電壓檢測(cè)器將導(dǎo)致電子 開關(guān)觀再次斷開，從而導(dǎo)致全部充電電流流過(guò)特定單元12。圖3中示出本發(fā)明的第二實(shí)施方案。所述第二實(shí)施方案在電池單元反極性地連接 到充電器的情況下保護(hù)電池單元。如果是反極性，那么由于通常典型的電池充電器的電流 限于只允許有限量的電流來(lái)對(duì)電池單元進(jìn)行充電，所以電池充電器是完好的。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)， 電池單元在常規(guī)充電器耗盡正被充電的電池單元的所存儲(chǔ)電荷之前通常不會(huì)被損壞。這 時(shí)，常規(guī)電池單元充電器通常會(huì)嘗試對(duì)電池單元反向充電。理想電容器而非電池單元會(huì)對(duì) 負(fù)極性充電。然而，由于所涉及的化學(xué)性質(zhì)，電池單元會(huì)趨于形成內(nèi)部短路。在圖2中所示的實(shí)施方案中，所用電壓檢測(cè)器確定何時(shí)進(jìn)行平衡電流泄放或溢 出，并且由于反向輸入極性，這個(gè)電壓檢測(cè)器可能被損壞。在圖3中示出電池充電電路18’的第ニ實(shí)施方案。這個(gè)電路18’是提供用于在電 池單元12反極性連接的情況下保護(hù)電壓檢測(cè)器對(duì)。電路18’在電路路徑中包括呈PNP晶體管40形式的ニ極管狀裝置以進(jìn)行分流，從 而為電壓檢測(cè)器M消除任何來(lái)自反極性連接的電流。根據(jù)第ニ實(shí)施方案的電池充電電路18’包括電壓檢測(cè)器對(duì)’，電壓檢測(cè)器對(duì)’的 檢測(cè)電壓值低于上述電壓檢測(cè)器24，以補(bǔ)償跨晶體管40的大約0. 2v電壓降。電壓檢測(cè)器 24’可以是由阿塞拜疆，菲尼克斯ON Semiconductor *,_NCP300LSNTlG電壓檢測(cè)器，或 者可以是由日本Seiko Instruments出售的S_80834CLMC_B6TT2G電壓檢測(cè)器。第ニ實(shí)施方案18’還包括第ニ電子開關(guān)28’和第ニ并聯(lián)電阻器對(duì)，第ニ電子開關(guān) 28’和第ニ并聯(lián)電阻器對(duì)與第ー電子開關(guān)和對(duì)應(yīng)并聯(lián)電阻器對(duì)并聯(lián)，以減小流過(guò)第ー電子 開關(guān)觀的分流電流量。第ー電子開關(guān)觀和第ニ電子開關(guān)28’包括在電池單元12以反向 偏壓方式安裝的情況下允許電流流動(dòng)的固有ニ極管特性。這電流流動(dòng)點(diǎn)亮紅光し￡0 46來(lái) 指示何時(shí)電流在錯(cuò)誤方向上流動(dòng)。電子開關(guān)18、18’和し￡0 36、46’不會(huì)受到反向電池單元 連接的不利影響。應(yīng)注意，即使在電路18’的情況下，也有可能將充電器反極性地連接到電池單元 12并且耗盡電池單元的電荷。極性保護(hù)是針對(duì)連接到電池單元時(shí)的平衡電路。盡管已闡釋并描述了具體實(shí)施方案，但是也可在不顯著背離本發(fā)明的精神下想出大量修改，并且保護(hù)范圍只受隨附權(quán)利要求書范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于防止對(duì)電池單元過(guò)度充電的電路，所述過(guò)度充電保護(hù)電路具有電壓檢測(cè)器，用于監(jiān)控跨所述電池單元的電壓；極性保護(hù)電路，用于保護(hù)所述電壓檢測(cè)器使其在所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器時(shí)不會(huì)被損壞，所述極性保護(hù)電路包括跨所述電壓檢測(cè)器的電壓檢測(cè)輸入端耦合的半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置適于在所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器時(shí)使跨所述電壓檢測(cè)器的所述電壓檢測(cè)輸入端的電流分流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的極性保護(hù)電路，其中所述半導(dǎo)體裝置包括晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的極性保護(hù)電路，其中所述晶體管包括雙極晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極性保護(hù)電路，其中所述雙極晶體管包括PNP晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的極性保護(hù)電路，其包括用于指示所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器的指示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的極性保護(hù)電路，其中所述指示器包括與所述半導(dǎo)體裝置串聯(lián)耦合的LED。
7.一種用于防止對(duì)電池單元過(guò)度充電的電路，其包括 電壓檢測(cè)器，其用于監(jiān)控跨電池單元的電壓，所述電壓檢測(cè)器配置為確定跨所述電池單兀的所述電壓何時(shí)大于第一閾值電壓； 電子開關(guān)，其對(duì)所述電壓檢測(cè)器作出響應(yīng)并且配置為在所述電壓檢測(cè)器已確定所述電池單元電壓大于所述第一閾值電壓時(shí)使所述電池單元周圍的電流分流；以及 半導(dǎo)體裝置，其跨所述電壓檢測(cè)器的電壓檢測(cè)輸入端耦合，所述半導(dǎo)體裝置適于在所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器時(shí)使跨所述電壓檢測(cè)器的所述電壓檢測(cè)輸入端分流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極性保護(hù)電路，其中所述半導(dǎo)體裝置包括晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的極性保護(hù)電路，其中所述晶體管包括雙極晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的極性保護(hù)電路，其中所述雙極晶體管包括PNP晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極性保護(hù)電路，其包括用于指示所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器的指示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的極性保護(hù)電路，其中所述指示器包括與所述半導(dǎo)體裝置串聯(lián)耦合的LED。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中 所述電壓檢測(cè)器配置為確定跨所述電池單元的所述電壓何時(shí)小于第二閾值電壓；以及 所述電子開關(guān)配置為在所述電壓檢測(cè)器已確定跨所述電池單元的所述電壓小于所述第二閾值電壓時(shí)停止使所述電池單元周圍的電流分流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路，其中所述第二閾值電壓小于所述第一閾值電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，其中所述電子開關(guān)包括半導(dǎo)體裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路，其中所述電子開關(guān)包括多個(gè)并聯(lián)耦合的半導(dǎo)體裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中所述電子開關(guān)包括MOSFET半導(dǎo)體裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中所述電子開關(guān)包括多個(gè)并聯(lián)耦合的MOSFET半導(dǎo)體裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其包括用于指示電流正在所述電池單元周圍被分流的指示器。
20.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其包括用于在視覺(jué)上指示電流正在所述電池單元周圍被分流的指示器。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中所述視覺(jué)指示器包括與所述電子開關(guān)串聯(lián)耦合的 LED。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于防止對(duì)電池單元過(guò)度充電的電路，所述過(guò)度充電保護(hù)電路具有電壓檢測(cè)器，其用于監(jiān)控跨所述電池單元的電壓；極性保護(hù)電路，其用于保護(hù)所述電壓檢測(cè)器使其在所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器時(shí)不會(huì)被損壞。所述極性保護(hù)電路包括跨所述電壓檢測(cè)器的電壓檢測(cè)輸入端耦合的半導(dǎo)體裝置。所述半導(dǎo)體裝置適于在所述電池單元反極性地連接到所述電壓檢測(cè)器時(shí)使跨所述電壓檢測(cè)器的所述電壓檢測(cè)輸入端的電流分流。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102668308SQ201080047656
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者蒂姆·A·桑德林 申請(qǐng)人:K2能源解決方案有限公司