怎样用一个开关电源做一个充电器?急~~~~~~~~~~~~~~【恢复】
我有15V10A的开关电源,怎样做一个充电器啊!需要什么?还请高手指教啊!小弟不甚感谢啊!!!!!!!!!!
希望来看的人给点意见啊。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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【53楼】&zsmbj&
谢谢诶啊，我现在准备用芯片做了，呵呵！不然太危险啊！！！！！！！！！呵呵
网上搜到的，给楼主一个参考：
BQ24740:多电池同步开关模式电池充电器
bq24740&是一款高效、同步电池充电器，该器件具备集成补偿与系统电源选择器逻辑，能够为受空间限制的多种化学电池充电应用提供低组件数。成比例的充电电流与电压设计可实现非常高的稳压精度，既与电阻器实现了硬连线，又可通过系统电源管理微控制器采用单个&DAC&或多个&GPIO&进行编程。
bq24740&可为&2、3&或是&4&节锂离子电池组充电，并支持高达&10&A&的充电电流，其采用&28&引脚&5x5&mm&超薄&QFN&封装。
bq24740&提供动态电源管理&(DPM)&与输入电源限制功能。这些特性可以在输入功率达到限制时降低电池充电电流，从而避免为负载与电池充电器同步供电过程中的&AC&适配器过载问题。高精度电流感应放大器可实现对&AC&适配器输入电流的精确测量，从而监控整体系统用电情况。如果适配器电流高于设定的低功率阈值，就会给主机发送讯息，这样系统就能根据适配器提供的信息优化电源性能。
NMOS-NMOS&同步降压转换器工作于&300&kHz&频率，可提供超过&95%&的效率；&
30ns&最短驱动器启动时间与&99.5%&的最大有效占空比；&
高精度电压与电流调节；&
±0.5%&的充电电压精度；&
±3%&的充电电流精度；&
±3%&的适配器电流精度；&
±2%&的输入电流感应放大器精度；
内部环路补偿；&
内部软启动；&
输入过压保护&(OVP)；&
具备状态指示器的动态电源管理功能&(DPM)；&
逆向导通保护输入&FET；&
支持&2、3&或&4&节锂离子电池；&
5&至&24&V&AC／DC&适配器工作电压范围；&
模拟输入，可通过电阻器或&DAC/GPIO&主机控制实现成比例编程；&
充电电压（每节电池&4&至&4.512&V）；&
充电电流（高达&10&A，具备&10&m&检测电阻器）；&
适配器电流限制&(DPM)；
状态与监控输出；&
带可编程电压阈值的&AC／DC&适配器；&
具备可调节阈值与滞后功能的低输入功率检测；&
DPM&有源环路；&
从输入电源导出电流；
不带适配器的电池放电电流感应，或可选择的低&Iq&模式；&
支持多种电池化学成分：Li+、NiCd、NiMH&与&Lead&Acid&等；&
充电启用；&
10&&A&断态电流；&
28&引脚&5x5&mm&QFN&封装；&
/lit/ds/symlink/bq24740.pdf
呵呵，45，49楼搞笑。
我一个同事长的和这个小孩极像，有一次他把msn头像改成了这个。结果我们还以为他真的有儿子了呢》
给楼主建议，如果你对硬件不是有很深的功底，不要弄分离元件或者单片机控制的方案。因为你设计的可能会不可靠，程序也可能有bug。15V，10A给锂电池充电也不是闹着玩的，弄不好会出人命。
建议寻找大公司的成熟的芯片方案，直接使用，可以申请开发板测试，要他们FAE现场支持。这样可以极大的提高产品的稳定性和产品的研发进度。
将开关电源的电压采样&改为电流采样就可以了&
真的可以吗？
将开关电源的电压采样&改为电流采样就可以了
【45楼】&yangyongwen&
等级：------
&&&&csg0203&电子小工的小孩真可爱&
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哈哈，我小孩还在她娘肚子里啊，这是网上下载的，借你吉言，希望我以后的小孩也这么漂亮哈。
1.你可以和你们老板说一下，将电源换高点，比如20V，这样你就可以只做个降压的DCDC电路就好了，效率也搞，好做，芯片好找，成本也相对低，这是最佳方案。
2.linear有一款叫LTC3780，专门做升降压的，同步整流的，效率高，价格也高，好像4块多美元，不过好像只能做50-60W，你可以去看看。
3.选用SEPIC方案做升降压，国半有LM等芯片，本论坛的开源充电器版有相关资料，你可以去看看，但电流也做不大。
4.用TINY26的高速PWM+同步整流做，单片机做这个电源肯定没问题，只是我还正在研究，不能帮你什么忙。
【47楼】&zsmbj&
是&啊。呵呵！我正在找芯片呢&！谢谢啊！小第刚出来混，所以好多不知道啊，还请见谅啊&！！！！！！！！！我去看看啊！呵呵
这个电源原来绝对是给&磷酸铁磷酸铁锂电池充电用的。磷酸铁锂极限电压是3.75v。4节电压刚好是15V。
再拿这个电源做锂电充电器，就有点搞笑了，锂电池最高电压4.2V，4节就是16.8V。低电压在3v，4节就是12v。
如30楼所说，你要做一个升降压的电路，10A的啊！能做好这个你就比较牛了。估计成本也巨高。
所以这个15v的电源根本不适合给锂电池做充电用，用这个方案是个错误。还不如重新选一个更高的电源再设计来的实在。
linear和Ti找找合适的充电芯片，自己设计不太现实。还是找现成的方案好。不过好像还没有10A的，linear最高有一个8A的。
本贴被 zsmbj 编辑过,最后修改时间：,09:28:27.
磷酸铁锂我有不用这个，我们公司锂电池是4.2V。啊知道的啊！！呵呵！电子小工多大了啊！
&&&csg0203&电子小工的小孩真可爱
【8楼】&ywl0409&老黄牛
不知道啊！，他们做好什么保护板了，就让我做充电器，我问大学老师，老师都说难，郁闷啊！！！！！！！我面试可没怎么说啊！着可冤枉我啦&！！！！！！！！呵呵
【7楼】&fsclub&绿林好汉
恩，是啊，可他们都做成一个整体了。全都是包装好的。所以就要最自己设计了啊！是的，真不知道他们怎么想的。当初面试也没跟我提要做这个，过来就吧这东西交给我了。我的同事都说不好做，像这东西不让他们做，让我刚来的做。想不通啊！！！！！！！
一定是你在公司领导面前说过大话了.比如面试的时候,还要不就是简历里面说自己精通和熟练某个东西.
要不然,怎么会让你去做这个东东?
领导难道不怕有做不出来的风险?还是钱太多,时间足够,让你慢慢地研究,学习?
当然还有一种可能,就是领导存心让你做不出来,然后砍掉你.
你知道星恒这家公司吗?他们就是做电动车的,电池就是锂电池,估计就是你说的那么大的容量的.
本贴被 ywl0409 编辑过,最后修改时间：,11:57:25.
楼主,有这样想法公司就不该聘你。
你可上美信看看应用笔记,是否串充?还是单节监控?我感觉必须单节,否则是个大炸_弹
才出来能接触到那些吗？我是不怎么懂，我也想不通公司怎么让我去做，我最多能看看图，做做简单的电路板，但这么大电流的锂电池充电器也确实为难我了。市面上这么大电流的锂电池充电器都没的买，我想买个参考参考都不行。网上查了许多资料了，可也没什么太大的用。主要他们要求也太多了，毕竟锂电池对电压电流要求很大&啊！所以我头都疼了，金融危机，刚毕业只能低着头做，哎~想不通啊！！！！！！！
【4楼】&workqu&
4A的时间太长了啊！我也想啊！可公司就让我做10A的，这是最少了，起初还要20A呢
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你们公司让一个刚毕业的人搞开关电源？不会是调侃你吧，你对开关电源的结构，工艺，调试方法，需要用到的材料……熟悉吗
4A的时间太长了啊！我也想啊！可公司就让我做10A的，这是最少了，起初还要20A呢，我头都大了，你说我&今年刚毕业怎么会啊！所以只能请教你们了&啊~~~~~~~~~~~~
锂电池，电压在15V左右，容量40AH,还请帮帮忙啊。&
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容量40AH，那充电电流只需4A足以啊，前面你说你有15V10A的开关电源，调节到16.5V试下。
本贴被 zcllom 编辑过,最后修改时间：,11:27:00.
锂电池，电压在15V左右，容量40AH,还请帮帮忙啊。
充什么电池？电压？容量？
磷酸铁锂&听说还可以高倍率充电,呵呵,很东西啊,听说聚合物锂,过充冒烟和产生大火苗,但是不会爆炸,是不是真的啊?
&晕白说了磷酸铁锂极限电压是3.75v不是4.2v。4节就是15V无需升压！&font color=#699bcd&本贴被 hemjidn
编辑过,最后修改时间：,17:38:11.
【37楼】&fsclub&绿林好汉 积分：3181 派别：
等级：------ 来自：
&恒流恒压共同作用,就自动得到电流减少的效果.&&原来是这样的,谢谢啊!谢谢&绿林好汉叔叔!我会努力把他做出来的.呵呵!还要多问,多找资料才是啊!
【38楼】&ZealotNH&发仔
那个好办,市场可以买,但是充电器与开关电源不一样啊!!!!!!!!
【36楼】&gyzzg2030&&
是吗,电流检测电路也只能保证电流不回过大输出把,至于比较器控制开关电源是可以控制电压.看来还是要多找点资料啊!!!!!!不用开关电源,自己做一个会简单一点吗?还是用开关电源简单一点啊!
实在没招你看这个吧,我一直用它在用锂电充电.
/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=509548&bbs_page_no=1&search_mode=1&search_text=很有突点&bbs_id=9999
找个15V10A的恒流开关电源研究，就有方向了。
恒流恒压共同作用,就自动得到电流减少的效果.
把电压跳到所要的，然后加一个电流检测电路，用比较器的输出去控制开关电源，保护电路要看要求，需要什么加什么
【32楼】&gyzzg2030&
我们自己开发啊,没的办法.其他东西都做差不多了,就充电器了啊.你啊有什么宝贵的意见提供提供啊!
【33楼】&csg0203&电子小工
en&&是的,后期电流会减小的,但减小到小的电流不容易啊.我来想想啊.10A电流还是个问题所在啊.回去要好好理理思路了啊.现在头都疼了.电压是好弄的啊,电流就不是的啊.你有什么办法啊?呵呵~~~~~~~~
哈哈，要是你能做一个自动升降压电路，那就是成功了一大半了，只要做到恒压16.8V，恒流10A（当然，充电后期是没有10A，除非再接个发电机），就好了，至于电流逐渐减小啊，你接上去它自然会减小的。
你是要做产品销售，还是做几个试验？用开关电源改，像是做几个，
【30楼】&csg0203&电子小工
就是4串,是的,最好要一个自动升降压电路,只个我可以解决的,但还要10A恒流我就不知道怎么办.当电压达到电池两端电压后,恒呀之后电流还要逐渐减小的啊!所以有点烦!!!!现在还没有头绪&的拉~~~~~~~~~~
也就是说，输入15V/10A，输出给电池组充电，还有一个关键，你这是几串电池？如果是4串LIPO电池，那就不好办了，因为电池没电时电压=3*4=12V，也就是初期充电要降压，快充饱时，电压又在15V以上，需要升压，也就是说，你要做一个自动升降压的电路。
至于爆炸，也没那么恐怖，不用担心。
【27楼】&hemjidn& 积分：903 派别：
怎么说的啊,呵呵!只能尽力了,爆炸我就跑.那也不能怪我啊!!!!!!!!呵呵~~~~~~~~~~谁叫他们不重视的拉!!!!!!!!我最多就是走了,损失了就不是我的事了啊&!!!!!!!!!
【26楼】&fsclub&绿林好汉
恩,是的.里面是多节电池组成的,还有一块保护板,当然不是智能的,我现在就是把它当15V锂电池,但电流要10A有点难办.还好刚开始呢?还有时间啊!!!!!以后就要多问问你们了啊!!!!!!!!!
不是智能的网上有文章论述过的
【16楼】&hemjidn& 积分：901 派别： 等级：------
来自：广东番禺 &不用管是否多节。锂电池组有均流保护板的你就当15V的锂电就是了&&
----------- 就是要看里面有什么板子啊,如果是符合智能电池标准的更好了,只管通电就是.
呵意思连自己都看不清。反正公司叫我干我就干，尽力而为。危险我就跑远点。
【23楼】&hemjidn& 积分：901
恩,我也不是很了解,我才来公司半个月啊!!!!!!!!呵呵~~~~~~~~让大家见笑拉~~~~~~~
无知无畏公司大概看中你这个。铁锂比其它锂离子安全你做锂电应该知得比较多
21楼】&hemjidn&
可我们公司就是做锂电池的啊!!!!!!没的办法拉~~~~~~~~~~~
&15V的应该是的4节磷酸铁锂的电池组比较安全。1节标称3.2最高3.75&font color=#699bcd&本贴被 hemjidn
编辑过,最后修改时间：,13:18:17.
【16楼】&hemjidn&& 有保护板的
【15楼】&csg0203&电子小工
就作为输入了,呵呵~~~~~~~~还需要控制电路把~~~~~~~~~不知道怎么做啊!!!!!!!
【13楼】&zcllom&&
没说,我看我半年不知道能不能做好,尽量把,呵呵~~~~~~~~~~~还请你们多给点意见啊!!!!!!!!!!!
【14楼】&fsclub&绿林好汉&
恩,我去看看啊,他们说有保护板的,不会爆炸.呵呵~~~~~~~~~~~不知道爆炸会怎样~~~~~~~~~
不用管是否多节。锂电池组有均流保护板的你就当15V的锂电就是了
我有15V10A的开关电源,怎样做一个充电器啊!需要什么?还请高手指教啊!小弟不甚感谢啊!!!!!!!!!!&
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你做的充电器和这开关电源有什么关系？在这上改？还是用这作为输入？ 你说的功能不难做，就是太麻烦。
如果只给你两条线,你这是完成不了的,温度你就无法监控. 上面的要求不算高.只是一个标准的锂电充电流程.
上美信的网站看看,能扩流的多节锂电充电方案. 这里可以选型:
http://para./cn/search.mvp?fam=batt_chrg&tree=powersupplies
另外,重要的是成本如何要求?不过多考虑成本你就用美信的片子做,考虑成本你就得用运放什么的来做比较器啊,电流控制啊什么的.
再者,你要给老板讲好,锂电不单独监控的话,就是一个炸_弹.
给你的开发周期是多长时间？我看至少5个月。
【11楼】&zcllom&&
要求:最好有预充功能,正负级接错保护,温度保护,充电:先是恒流,当电压达到电池两端电压后,恒压,之后电流逐渐减小,到50MA左右停止.
还请给点意见,你看能做成怎样的.我现在只要能充电就行.
你们公司要你开发的电源，技术要求是怎么写的？
阿莫电子论坛, 原"中国电子开发网"有充电模式转换功能的电池充电器的制作方法
专利名称有充电模式转换功能的电池充电器的制作方法
技术领域本发明涉及电池充电器(battery charging apparatus)，特别涉及用于便携式计算机中的电池充电电路，它能以恒流和恒压模式给电池充电。
近来，能重复充电的电池，即二次电池(secondary batteries)，已广泛用于以电池为电源的电子装置中，例如便携式盒式收录两用机，便携式计算机、摄录像机、蜂窝电话等。至今，碱性电池，如镍-镉(Ni_Cd)电池，或镍金属氢化物(Ni_MH)电池已通用作二次电池。目前，有机电解电池中的锂离子(Li_ion)电池具有高能量密度，低温特性和稳定的储存能力而广泛用于高级的便携式电子装置中。
上述重复充电电池需要为电池充电的充电器。充电器包括安装在有供电设备的电池(battery powered devices)中的内部充电器；该充电器用AC电源供电设备随时着手给电池充电。而且，还提供了外部电池充电器，该充电器有独立的电源，和用于接受一个或多个将要被充电的电池的连接器。
尽管再充电电池包括化学电池的各种类型电池组(battery pack)电压和电池组容量，(capacity)，但已经有一些对电池充电的方法适用于电池充电器。
通常，充电方法可分为恒压充电法和恒流充电法两种。恒压充电所加的恒定电压高于电池的额定电压。这种方法典型地用于不会出现频繁地充电/放电的备用电池的充电。充电电压连续加到电池另一方面，恒流充电加到电池上的恒定电流与充电过程中端电压的增加无关。该方法通常用于电池的快速(rapid)充电。但是，为避免电池因过充电而损坏，恒流充电有时间限制。
除便携式盒式收录两用机中用的电池充电器之外，大多数电池充电器采用恒压充电法，因为它结构简单价格便宜。但是，这种充电方法需要较长的时间，约10小时。因此，这类充电器对便携式装置不适用，而需要具有电池保护的更快速的充电方法。
为满足上述需要，已开发了充电模式可改变的充电器；这种充电器按恒流模式和恒压模式进行充电。这类充电器在电池放电时开始以恒流模式对电池充电，以进行快速(fast)充电工作，之后在预定充电电平上自动变成恒压充电，进行正常充电。因此，能避免因电池长时间连接到充电器而使电池损坏的事故，完成快速充电。
如附图说明
图1A所示，按现有的恒流充电法，在电池施加恒定电流的过程中，可在有限时间内(虚线)快速(rapid)和全(full)充电。但是，如图1B所示，按模式可变型充电法，在预定时间周期按恒流(CC)模式进行最初的充电，之后，变成按恒压(CV)模式充电，保持恒定电压使电池完全充电。
这种情况下，Ni_Cd和Ni_MH电池可要求恒流充电模式，Li_离子电池需用恒流和恒压两种充电模式。而且，按恒流充电模式，当电池完全充电时，检测电池的端电压增长来确定电池充电终止的结束时间。由于电池的完全充电时间随电池的残留容量变化，因此在检测准确充电结束点时会有问题。
在具体的快速充电器中，充电时间的确定方法是，开始充电时释放出一些电流，在电池端能检测到电压降，并按内部充电程序确定充电时间。但是，这种方法有在预定充电时间内电池不能保证完全充电的问题，因为其不能反映出电池老化。而且，若待充电电池不是由充电器制造商制造的，则其它类的电池不能用相同的全充电时间。
因此，由于充电电池的端电压随电池的残留容量和老化程度而变化，常规电池充电器则要在快速完全充电与电池保护之间寻求折衷方案。
图2示出用恒压充电模式和恒流充电模式给Li离子电池充电的常规充电器的一个例子。这里为Li离子电池5充电的充电器设置有电源1，开关控制器2，恒流控制电路3和恒压控制电路4。电源1包括(未示出)变压器，用于将AC输出电源变换成要求的电压源，供给DC电源用的整流和平滑电路，供给稳定的DC输出电压用的电压控制器(voltage regulator)。电源1中可包括开关控制器(regulator)2。恒流控制电路3包括设置在引到电池5的正端的电源线上的电流检测电阻器3a，和运算放大器3b，用于检测快速充电工作时最大电流加到电阻器3a上产生的预定电压范围内的电压降。而且，为从电池电源线获得分压，恒压控制电路4包括分压电阻器4a、4b，基准电压电容器4c，和比较分压与基准电压用的运算放大器4d，以产生要加到开关控制器2去的恒压控制信号。
该电池充电器控制开关控制器2的输出与电池5之间的电流或电压给电池供给充电电流。但是，上述模式可变型充电器的缺陷是，它总是进行恒定电压充电工作，这造成不必要的功耗。具体地说，Li离子电池充电时，在恒定电流充电之后，只需用恒压充电模式进行补充充电。而且，当电池组安装到装置上或从装置上拆下时，充电器的恒压控制电路会受到静电、噪声或浪涌电压的损坏。
本发明的目的是提供模式可转换(mode convertible)电池充电器，在需要时它能在恒流充电模式下进行恒压充电而与电池的种类无关。
本发明的另一目的是提供模式可转换型(mode convertible)电池充电器，它能防止充电控制电路因突然的电冲击而损坏。
按本发明的一个方案，提供了一种电池充电器，用它对电池进行按恒流模式和/或恒压模式充电，它包括由DC电压源产生开关电压的开关控制器；恒流充电控制装置，用于检测由开关控制器供给的DC输出电流，产生充电控制信号，使开关控制器按恒流模式工作；检测电池电压电平用的电池检测装置；控制装置，它响应从电池检测装置检测到的电压电平产生充电模式选择信号CHG_MOD，充电速度控制信号F_Q和充电起动信号CHG_EN；充电速度控制装置，它响应充电速度控制信号F_Q的输入电平使开关控制器执行快速(fast)或迅速(guick)充电工作；恒压充电控制装置，若电池电压电平达到预定电压电平，它给开关控制器的反馈输入端输出控制信号，使开关控制器按恒压充电模式工作；保护装置，它防止过大的浪涌电压损坏恒压充电控制电路；充电模式选择装置，它响应充电模式选择信号CHG_MOD起动恒压充电控制电路输出。
恒流充电控制装置最好包括检测加到电池上的开关控制器输出电流用的电阻器，和比较器，它按其电压增益的大小放大电阻器上的电压降，并向开关控制器的反馈输入端加已放大的电压。
而且，充电速度控制装置包括开关晶体管，晶体管的基极经电阻器与充电速度控制信号输入端F_Q连接，集电极与开关控制器的反馈输入端连接。
而且，恒压充电控制装置包括检测电池充电电压用的分压器；基准电压发生器；比较器，当分压电压高于基准电压时，它产生模式转换信号；和响应模式转换信号向开关控制器的反馈输入端提供充电电压的晶体管。
而且，保护装置包括响应充电模式选择信号CHG_MOD的高电平信号而导通的第1晶体管，和响应向恒压充电控制装置提供的充电电压而使第1晶体管处于导通态而导通的第2晶体管。
充电模式选择装置包括响应充电模式选择信号CHG_MOD使恒压充电控制装置的输出与开关控制器的反馈输入端连接或断开用的晶体管。而且，充电模式选择装置还包括二极管，用于阻断从恒流充电控制装置流到恒压充电控制装置的输出的电流。
参见以下附图和结合实施例对本发明的详细描述本领域的技术人员将更清楚地了解本发明的目的和优点。
图1A是按恒流充电模式对电池充电时电压随时间的变化曲线；图1B是电池按恒流和恒压充电模式充电时电压随时间的变化曲线；图2是能按恒流和恒压充电模式工作的常规电池充电器的电路图；图3是按本发明一个实施例的有充电模式变化功能的电池充电器的电路方框图；图4是图3所示电池充电器的快速/迅速(fast/quick)充电控制电路的详细电路图；图5是图3所示电池充电器的恒压充电控制电路的详细电路图；图6是图3所示电池充电器的保护电路的详细电路图；图7是图3所示电池充电器的充电模式选择电路的详细电路图；图8是按本发明另一实施例的电池充电器的电路方框图；图9是按本发明再一实施例的电池充电器的电路方框图。
以下将参见图3至9所示实施例详细说明本发明。
按本发明实施例的电池充电电路包括恒流充电控制电路20和恒压充电控制电路80，恒流充电控制电路20将加到电池上的充电电流变成电压信号，并响应充电速度控制信号F_Q将电压信号输出到开关控制器10的反馈输入端，恒压充电控制电路80当电池电压电平达到预定电压电平时给反馈输入端输出控制信号，以控制恒压充电，由此可在响应充电模式选择信号CHG_MOD而进行恒流充电期间进行恒压充电。可由设置有充电电路的微机90提供充电速度控制信号F_Q和充电模式选择信号CHG_MOD以及充电起动信号CHG_EN。该微机90检测按恒流模式充电的电池充电电压，并且，当检测到的电压达到预定电压电平时，为将充电模式变成恒压模式，微机90产生充电模式选择信号CHG_MOD。而且，为允许开关控制器10开始充电，在加上由电源电路适配器提供的电源时，响应代表时间点的信号A_IN，在微机90中产生充电启动信号CHG_EN。而且，产生充电速度控制信号F_Q，起动开关控制器进行快速充电操作。
实施例1参见图3，它展示出按本发明一个实施例的有充电模式转换功能的电池充电电路结构。电池充电电路包括开关控制器10，它由DC电源产生电池充电所需的DC输出；恒流充电控制电路20，用于检测开关控制器10供给的DC输出电流，产生充电控制信号；电池检测电路30，用于检测充电电压和电池40的温度，快速/迅速(fast/quick)充电控制电路50，响应充电速度控制信号F_Q、起动充电，以快速(fast)充电模式或迅速(quick)充电模式进行充电。而且，还包括恒压充电控制电路80，当电池电压电平达到预定电压电平时，向反馈输入端输出控制信号，控制恒压充电；保护电路70，用于防止恒压充电控制电路80因过大的浪涌电压而损坏；和充电模式选择电路60，它响应充电选择信号CHG_MOD起动恒压充电控制电路80。
电池组(pack)40具有多个任何种类的可重复充电电池的电池元件41(cell)。但是，本发明的充电电路最好用于锂离子电池。通常，锂离子电池组40有温度读出端T_BATT，用于读出电池元件的表面温度，它与电池组40的负端BATT(-)经热敏电阻器42耦连。而且，电池组40含有具有数据端和时钟端的电池控制器用于读出电池材料种类，并经全(full-up)电阻器R65和R64分别与正电源端BATT(+)耦连。甚至当电池组40是现有技术中所公知的被称为灵小(smart)的电池的电池组40时也能用微机构成电池控制器。
并且，电池检测电路30包括与由开关控制器10的输出经二极管D1引出的电源线耦连的分压电阻器R61和R62。在两个电阻器R61和R62的节点设置有电池电压检测端V-BATT。电池检测电路30还包括微机90，它具有接收从上述T-BATT端、V-BATT端、数据端和时钟端来的信号的输入端。微机90具有输出端，分别因响应输入信号向快速/迅速充电控制电路50、充电模式选择电路60，开关控制器供给控制信号F-Q、CHG_MOD和CHG_EN。
微机90从V_BATT端的电压电平和数据端和时钟端的电池类型确定电池充电状态。若数据端对应于逻辑低电平、时钟端是逻辑高电平，微机90判断电池组40为Ni_MH或Ni_Cd电池。反之，若数据端是高电平，时钟端是逻辑低电平，则判断电池是Li离子电池。
设置恒流充电控制电路20，以按如下方式操作，由响应开关控制器10的DC输出线中设置的电阻器R21上检测到的电压变化按PWM(脉冲宽度调制)形式产生DC输出。将在电阻器R21上检测的电压在运算放大器OP21按其电压增益大小放大。将DC输出电压加到分压电阻器R22，R23而分压后的电压加到运算放大器OP21的非反相输入端，在电阻器R21上检测的电压经电阻器R24加到运算放大器OP21的反相输入端。
图4示出电池充电器的快速/迅速(fast/quick)充电控制电路50的详细电路图。快速/迅速充电控制电路50包括晶体管Q51。它的基极经电阻器R52和R54与充电速度控制信号输入端F_Q相连，集电极经电阻器R51和R53与开关控制器10的反馈输入端相连。晶体管Q51的发射极接地。响应充电速度控制信号F_Q的高电平输入，晶体管Q51导通并使集电极端接地，它阻止快速充电信号加到开关控制器10的反馈输入端，使控制器10起动进行正常充电。另外，在低电平输入控制信号F_Q时晶体管Q51截止，开关控制器10响应恒流充电控制电路20的输出电压执行快速充电。
设定开关控制器10的反馈输入端FB为基准电压1.24伏。于是开关控制器10接通开关晶体管(未示出)，直至由恒流充电控制电路20供给的电压使反馈输入端FB达到基准电压为止。若反馈输入端FB的电压超过基准电压，开关晶体管将截止。与此相同，将由开关控制器10的开关晶体管的重复导通/截止产生的充电电流加到电池40，也能实现快速充电。
而且，当充电速度控制信号F_Q变成高电平和晶体管Q51导通时，恒流充电控制电路20的输出电平会因电阻器R51，R53而降低。这将使开关控制器10的开关晶体管的导通状态持续到反馈输入端FB达到基准电压1.24伏为止，并允许大充电电流流到电池40。
具体地说，快速/迅速(fast/quick)充电控制电路50的晶体管Q51导通时，可用以下等式获得加到开关控制器10的反馈输入端FB的电压VfbfVfbf=Va&(R53&R51R53+R51)R26+(R20&R21R20+R21)......(1)]]&式中，Va是恒流充电控制电路20的运算放大器OP21的输出电压。
而且，当晶体管Q51截止时，可用下式获得加到开关控制器10的反馈输入端FB的电压Vfbq。Vfbq=Va&R53R26+R53......(2)]]&式中，Va是恒流充电控制电路20的运算放大器OP21的输出电压。
该电路中，电压Vfbf通常大于电压Vfbq，但是，由于反馈输入端FB的基准电压是1.24伏，快速(fast)充电模式中的恒流输出大于迅速(quick)充电模式中的恒流输出。
图5示出充电器的恒压充电控制电路80的详细结构。这里，恒压充电控制电路80包括起比较器作用的运算放大器OP81，和开关晶体管Q81。运算放大器OP81的非反相输入端与分压电阻器R81、R82连接，用于施加由保护电路70的输出馈入的分压充电电压，而且，反相输入端与另一分压电阻器R83、R84连接。串联分压电阻器R81、R82的两端与齐纳(Zener)二极管D81并联。该二极管D81将防止因过大的静电电压或过大的浪涌电压输入而损坏恒压充电控制电路80。而且，电阻器R84的两端，即，比较器OP81的反相输入端与接地端之间设置另一齐纳二极管D82，用于供给基准电压。
该电路80中，若由分压电阻器R81、R82分压的充电电压小于由齐纳二极管D82供给的基准电压时，比较器OP81产生低电平输出，因此，晶体管Q81截止。这表示，在电池40的充电电压没达到规定电平，例如，在锂离子电池是4.1伏或4.2伏/电池(volts/cell)的情况。另一方面，若电池40的充电电压达到规定电平以上，比较器OP81产生高电平输出，使晶体管Q81导通。因此，经晶体管Q81向充电模式选择电路60的输入端A施加充电电压，之后，被加到开关控制器10的反馈输入端，以提高加到反馈输入端FB的电压电平。因此，恒流充电操作变成恒压充电模式。
电池充电器的保护电路70包括连到微机90的输出的信号输入端CHG_MOD，和连到恒流(CC)充电控制电路20的输出端的两电压输入端，和引到电池组40的电源线的二极管D1的输出端，如图6所示。而且，保护电路70由晶体管Q71和Q72和相关的偏置电阻器R71至R74构成。信号输入端CHG_MOD经电阻器R73连到晶体管Q71的基极，两个电源输入经电阻器R72与晶体管Q71的集电极连接，两个电源并与晶体管Q72的集电极连接。这里，晶体管Q71的集电极输出连到晶体管Q72的基极输入。晶体管Q71的发射极接地，晶体管Q72的发射极与恒压(CV)充电控制电路80的输入连接。电阻器R71连接到信号输入端CHG_MOD和恒流充电电路20的输出端之间。电阻器74连接在晶体管Q72的基极和发射极之间。
如图7所示，充电模式选择电路60包括晶体管Q61、偏置电阻器R61和二极管D61。晶体管Q61的基极与充电模式选择信号线CHG_MOD连接，晶体管Q61的集电极与恒压充电控制电路80的输出端A以及经二极管D61与开关控制器10的反馈输入端连接。
在工作中，当电池40与本发明的充电电路耦连时，充电操作按恒流模式采用已保持在逻辑高电平的充电模式选择信号CHG_MOD进行。微机90从电池检测电路30的V_BATT端的电压电平来检测电池的充电状态。若充电电压超过预定电压电平，或所检测的电压和温度电平等均对应于Li(锂)-离子电池的预定的转换条件，微机90产生低电平充电模式选择信号CHG_MOD，它将充电模式变成恒压模式。此时，低电平信号CHG_MOD被加给保护电路70的晶体管Q71的基极，使晶体管Q71截止，而晶体管Q72导通。低电平充电模式选择信号CHG_MOD也被加到充电模式选择电路60的晶体管Q61的基极，使晶体管Q61截止。结果，向恒压充电控制电路80提供电源线上的充电电压。
如上所述，当充电电压达到上述所要求的电平时，恒压充电控制电路80接收向电池40提供的充电电压，向充电模式选择电路60的输入端A经电阻器R85提供充电电压，之后，被加到开关控制器10的反馈输入端FB以提高反馈输入端FB的电压电平。因此，开关控制器10中进行的恒流充电操作变成恒压充电模式。
更具体地说，在充电模式选择电路60中，当充电模式选择信号CHG_MOD是高电平时，晶体管Q61导通，二极管D61的阳极，即晶体管Q61的集电极接地。因此，二极管D61截断恒压充电控制电路80的输出，恒压充电控制电路80的输出电压不影响恒流充电控制电路20的输出。
在上述配置中，当电池处于预定条件下则可以进行恒压充电模式而无需考虑电池的种类。此外，采用保护电路70，能有效防止因过大的静电或浪涌电压损坏恒压充电控制电路80。
图8和9展示出按本发明电池充电器的另一实施例。而且，在图8和9中的与图3中的相同标号表示了结构和功能相同的构件。
实施例2总的说来，图8所示电池充电器的电路结构与图3所示电池充电器的电路结构相同，只是省去了保护电路块70。因此，为电池40提供充电电压的恒流充电控制电路20的输出直接与恒压充电控制电路80的输入连接。
与第1实施例的工作相同。即，当电池40与图8所示充电电路耦连时，用已保持在逻辑高电平的充电模式选择信号CHG_MOD按恒流模式进行充电。微机90从电池检测电路30的V_BATT端的电压电平来检测电池的充电状态。若充电电压超过预定电压电平，或检测到的电压和温度电平等对应于为Li离子电池专门设置的转换条件，微机90产生低电平充电模式选择信号CHG_MOD，将充电模式变成恒压模式。
同时，给充电模式选择电路60的晶体管Q61的基极施加低电平充电模式选择信号CHG_MOD，使晶体管Q61截止。这就导致向恒压充电控制电路80提供电源线上的充电电压。
当充电电压达到上述所要求的电平时，恒压充电控制电路80接收向电池80所加的充电电压。并向充电模式选择电路60的输入端A经电阻器R85加充电电压，之后，被加到开关控制器10的反馈输入端，以提高反馈输入端FB的电压电平。因此，开关控制器10中进行的恒流充电工作变成恒压充电模式。
以该配置，能按预定条件进行CV(恒压)充电模式而不必考虑电池的类型。于是电池的充电电压和电池的表面温度等达到预定值。
实施例3图9展示出按本发明电池充电器的第3实施例。
总的说来，图9所示电池充电器的电路结构与图3所示电池充电器的电路结构相同，只是省略了启动开关控制器按恒压模式而不是按恒流模式充电的充电模式选择电路60。因此，从微机90施加的充电模式选择信号CHG_MOD能单独加到保护电路70的输入端，恒压充电控制电路80的输出端直接连接开关控制器10的反馈输入端该反馈输入端与恒流充电控制电路20的输出连在一起。
与第1实施例相同，在工作中，当电池40与图8所示充电电路耦连时，以保持在逻辑高电平的充电模式选择信号CHG_MOD按恒流模式进行充电。微机90从电池检测电路30的V_BATT端的电压电平来检测电池的充电状态。若充电电压超过预定电压电平，或所检测的电压和温度电平等相当于为锂(Li)-离子电池特别设置的预定变换条件时，微机90产生低电平充电选择信号CHG_MOD，使充电模式变成恒压充电模式。
此时，低电平信号CHG_MOD加到保护电路70的晶体管Q71的基极，使晶体管Q71截止，晶体管Q72导通。这就能向恒压充电控制电路80加电源线上的充电电压。当电池40的充电电压达到上述所要求的值时，恒压充电控制电路80接收充电电压，之后，经电阻器R85向开关控制器10的反馈输入端加充电电压，以提高反馈输入端FB的电压电平。因此，在开关控制器10中进行的恒流充电工作变成恒压充电模式。
同时，当充电模式选择信号CHG_MOD保持高电平，当电池组40被安装到充电电路中时，CV(恒压)充电控制电路80将不工作。
以上述配置，当电池按CV(恒压)充电模式充电时，特别是将锂(Li)离子电池用于本发明的充电电路中时能进行恒压充电工作。此外，由设置保护电路70，能有效防止CV(恒压)充电控制电路80因过大的静电和浪涌造成的破坏。
上述已依据实施例对本发明进行了描述，应注意，在本发明的精神和本发明的权利要求的范围内，可以对上述实施例作出修改。
1.一种电池充电器，供需要按恒流模式和/或恒压模式进行充电的电池使用，该电池充电器包括开关控制器，用于由DC电压源产生开关电压；恒流充电控制装置，用于检测由开关控制器供给的DC输出电流，以产生启动开关控制器按恒流模式工作的充电控制信号；电池检测装置，用于检测电池的电压电平；控制装置，用于响应从电池检测装置检测到的电压电平产生充电模式选择信号CHG_MOD和充电速度控制信号F_Q，和充电启动信号CHG_EN；充电速度控制装置，用于响应充电速度控制信号F_Q的输入电平启动开关控制器进行快速fast或迅速quick充电；恒压充电控制装置，用于给开关控制器的反馈输入端输出控制信号，若电池电压电平已达到预定电压电平时，以使开关控制器按恒压充电模式工作；保护装置，用于防止过大的浪涌电压破坏恒压充电控制电路；充电模式选择装置，用于启动恒压充电控制电路以便响应充电模式选择信号CHG_MOD而输出。
2.按照权利要求1的电池充电器，其中，电池检测装置包括检测电池元件表面温度的温度传感装置。
3.按照权利要求1的电池充电器，其中，恒流充电控制装置响应开关控制器的开关输出电压启动开关控制器产生按PWM模式的输出充电电压。
4.按照权利要求3的电池充电器，其中，恒流充电控制装置包括电阻器，用于检测加到电池上的开关控制器的输出电流；比较器，用于按其电压增益放大电阻器上的电压降，并将放大后的电压加到开关控制器的反馈输入端。
5.按照权利要求1的电池充电器，其中，充电速度控制装置响应充电速度控制信号F_Q的输入电平使恒流充电控制装置的输出接地，并阻止开关控制器的迅速quick充电。
6.按照权利要求5的电池充电器，其中，充电速度控制装置包括开关晶体管，其基极经电阻器与充电速度控制信号输入端F_Q连接，集电极与开关控制器的反馈输入端连接。
7.按照权利要求1的电池充电器，其中，控制装置在充电初始状态产生第1充电模式选择信号，当电池的电压电平达到预定电平时，产生将充电模式变成恒压模式的第2充电模式选择信号。
8.按照权利要求1的电池充电器，其中，恒压充电控制装置包括分压器，用于检测电池充电电压；基准电压发生器；比较器，在分压电压高于基准电压时，它产生模式转换信号；晶体管，它响应模式转换信号向开关控制器的反馈输入端提供充电电压。
9.按照权利要求8的电池充电器，其中，还包括与电压分压器并联连接的齐纳二极管，用于防止充电电压输入线引入过大的静电和浪涌。
10.按照权利要求1的电池充电器，其中，保护装置包括响应充电模式选择信号CHG_MOD的高电平而导通的第1晶体管，和响应第1晶体管的导通状态而导通的第2晶体管，向恒压充电控制装置供给充电电压。
11.按照权利要求15的电池充电器，其中，电池包括Ni_MH或Ni_Cd型电池。
12.按照权利要求1的电池充电器，其中，充电模式选择装置包括晶体管，用于响应充电模式选择信号CHG-MOD、使恒压充电控制装置的输出与开关控制器的反馈输入端连接或断开。
13.按照权利要求12的电池充电器，其中，充电模式选择装置还包括二极管，用于阻断电流从恒流充电控制装置的输出端流到恒压充电控制装置的输出端。
14.一种电池充电器，供需要按恒流模式和/或恒压模式充电的电池使用，该电池充电器包括开关控制器，用于从DC电压源产生开关电压；恒流充电控制装置，用于检测由开关控制器供给的DC输出电流，产生启动开关控制器按恒流模式充电的充电控制信号；电池检测装置，用于检测电池的电压电平；控制装置，用于响应由电池检测装置检测到的电压电平来产生充电模式选择信号CHG_MOD，充电速度控制信号F_Q和充电启动信号CHG_EN；充电速度控制装置，用于响应充电速度控制信号F_Q的输入电平启动开关控制器进行快速fast或迅速quick充电；恒压充电控制装置，用于向开关控制器的反馈输入端输出控制信号，当电池电压电平达到预定电压电平时，使开关控制器按恒压充电模式充电；和充电模式选择装置，用于响应充电模式选择信号CHG_MOD启动恒压充电控制电路输出。
15.按照权利要求14的电池充电器，其中，恒压充电控制装置包括电压分压器，用于检测电池充电电压；基准电压发生器；比较器，当分压电压高于基准电压时，产生模式变换信号；和晶体管，它响应模式变换信号向开关控制器的反馈输入端供给充电电压。
16.按照权利要求14的电池充电器，其中，充电模式选择装置包括晶体管，它响应充电模式选择信号CHG_MOD，使恒压充电控制装置的输出与开关控制器的反馈输入端连接或断开。
17.一种电池充电器，供需要按恒流模式和/或恒压模式充电的电池使用，该电池充电器包括开关控制器，它从DC电压源产生开关电压；恒流充电控制装置，用于检测由开关控制器产生的DC输出电流，产生启动开关控制器按恒流模式充电的充电控制信号；电池检测装置，用于检测电池电压电平；控制装置，用于响应从电池检测装置检测到的电压电平产生充电模式选择信号CHG_MOD；充电速度控制信号F_Q和充电启动信号CHG_EN；充电速度控制装置，用于响应充电速度控制信号F_Q的输入电平启动开关控制器进行快速fast充电或迅速quick充电；恒压充电控制装置，用于向开关控制器的反馈输入端输出控制信号，当电池电压电平达到预定电压电平时，开关控制器按恒压充电模式充电；和保护装置，用于保护恒压充电控制电路不被过大浪涌电压破坏。
18.按照权利要求17的电池充电器，其中，恒压充电控制装置包括用于检测电池充电电压的电压分压器；基准电压发生器；比较器，用于当分压电压高于基准电压时，产生模式变换信号；和晶体管，用于响应模式变换信号向开关控制器的反馈输入端供给充电电压。
19.按照权利要求17的电池充电器，其中，充电模式选择装置，包括晶体管，用于响应充电模式选择信号CHG_MOD使恒压充电控制装置的输出与开关控制器的反馈输入端连接或断开。
一种电池充电器,包括恒流充电控制电路20,响应充电速度控制信号F－Q将加到电池上的充电电流变成电压信号,并将电压信号输出给开关控制器10的反馈输入端,若电池电压电平达到预定电压电平,恒压充电控制电路80向反馈输入端输出控制信号用于控制恒压充电,由此,可在充电过程中响应充电模式选择信号CHG－MOD进行恒压充电。可用装有充电器的电池检测电路的微机90施加充电速度控制信号F－Q和充电模式选择信号CHG－MOD及充电启动信号CHG－EN。
文档编号H02J7/10GK11382
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者李昌钦 申请人:三星电子株式会社}