專利名稱：恒流自動調整充電方法與充電器的制作方法
技術領域：
本發明涉及可充電電池恒流充電器電路。特別地，它涉及一種具有自動調整充電器恒流充電電流的充電方法，并且通過這種方法實現了恒流自動調整充電器。
背景技術：
目前主流的充電器采用得充電模式為:先是涓流、再變為大電流恒流、再轉為恒壓充電，這種充電模式存在以下問題:1、可充電電池自身存在一定的導線阻抗，并且其電池正極“ + ”與電池負極與充電器連接存在接觸電阻；2、大電流充電使充電電池內部存在電荷集聚，需要時間散開使電池電荷均勻，電壓不容易充滿。在涓流或小電流充電情況下，在上述阻抗和接觸電阻上形成的壓降很小，對電池充滿精度的影響幾乎可以忽略不計，并且沒有電荷集聚現象，電池電勢比較穩定。但是，在大電流充電的情況下，在大電流充電情況下，在上述阻抗和接觸電阻上形成的壓降就比較顯著，對電池充滿精度的影響完全無法忽略，并且明顯的電荷集聚現象，電池電勢在充電時很高，顯示為充滿，但當充電結束后短時間內電勢下降明顯，遠未充滿。目前解決上述問題的方法均為對充滿電壓比較器進行遲滯，然而該方法存在比較大的問題，即當遲滯電壓設置較小時，充電系統容易震蕩，當遲滯電壓設置較大時，充電電壓不容易充滿，完全達不到大電流快速充電的目的。
發明內容
本發明就是為了解決前述問題而提出的，本發明提出了一種具有自動調整充電器恒流充電電流的充電方法，并且通過這種方法實現了恒流自動調整充電器。恒流自動調整借用逐次逼近原理，依次減小充電電流，從而減小了充電器輸出到充電電池的寄生電阻上的充電壓降，以及減弱了充電時的電荷集聚現象，使充電電池能夠真正充滿。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器電路包括三個部分:恒流源開關組模塊、采樣和比較模塊、移位寄存和開關控制模塊，其中恒流源開關組模塊包括:
恒流源Iref [I]，它的輸入端連接信號VDD ；
開關管K[l]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[l]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ；
恒流源Iref [2]，它的輸入端連接信號VDD ；
開關管K[2]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[2]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ；
恒流源Iref [3]，它的輸入端連接信號VDD ；
開關管K[3]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[3]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ；
恒流源Iref [n-1](其中η為大于O的整數)，它的輸入端連接信號VDD ；開關管K[n-1]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[n-1]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ；
恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)，它的輸入端連接信號VDD ；
開關管Κ[η](其中η為大于O的整數)，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[n]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ；
其中采樣和比較模塊包括:
電壓采樣電路Sampling，它的輸入端in連接到信號BAT_P，它的中間一端連接到信號
GND ；
電壓比較器COMP，它的正輸入端連接到電壓采樣電路Sampling的輸出端，它的負輸入端連接到參考電壓信號Vref ； 反相器invl，它的輸入端連接到電壓比較器COMP的輸出端；
反相器inv2，它的輸入端連接到反相器invl的輸出端；
其中移位寄存和開關控制模塊包括:
觸發器DFF[I]，它的D輸入端連接信號C2，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ；
觸發器DFF[2]，它的D輸入端連接觸發器DFF[I]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ；
觸發器DFF[3]，它的D輸入端連接觸發器DFF[2]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ；
觸發器DFF[n-l](其中η為大于O的整數)，它的D輸入端連接觸發器DFF[n-2]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ；觸發器DFF[n](其中η為大于O的整數)，它的D輸入端連接觸發器DFF[n-l]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ；
雙輸入與門AND[1]，它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[1]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[l]的控制端；
雙輸入與門AND [2],它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[2]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[2]的控制端；
雙輸入與門AND [3],它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[3]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[3]的控制端；
雙輸入與門AND [n-1](其中η為大于O的整數)，它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[n-l]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[n-1]的控制端；
雙輸入與門AND[n](其中η為大于O的整數)，它的一個輸入端來自輸入信號Cl，它的另一個輸入端連接觸發器DFF[n]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[n]的控制端。
本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流源開關組模塊中的恒流源 Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n-1]、Iref [η](其中 η 為大于 O 的整數)的電流值可以完全相等，也可以完全不同，也可以成一定的比例，根據實際設計的需要來選擇；所述恒流源開關組模塊中的恒流源Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n-1] >Iref [η](其中η為大于O的整數)和開關管K[l]、Κ[2]、Κ[3]、…、Κ[η_1]、Κ[η](其中η為大于O的整數)可以是電路設計中任何設計恒流源和對應的開關管的方法實現，比如，可以由P型金屬氧化物硅MOS晶體管的源極接信號VDD、柵極接一個固定偏置電壓Vbias的方式組成所述恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)，并且其漏極串聯一個由P型金屬氧化物硅MOS晶體管和N型金屬氧化物硅MOS晶體管組成的復合開關管K [η](其中η為大于O的整數)，復合開關管Κ[η](其中η為大于O的整數)的另一通路端接信號ΒΑΤ_Ρ ；又比如，可以由P型金屬氧化物硅MOS晶體管的源極接信號VDD、漏極接信號ΒΑΤ_Ρ、柵極受控要么接一個固定偏置電壓Vbias，要么接信號VDD的方式組成所述恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)和開關管Κ[η](其中η為大于O的整數)，在此處，固定偏置電壓Vbias可以是正電源與負電源(或地)之間的某一個電壓，也可以是負電源(或地)，具體要根據實際設計需要選擇。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，所述采樣和比較模塊中的電壓采樣電路Sampling，它可由電阻分壓網絡實現，也可由其它器件分壓網絡實現，它的輸入端in連接到信號BAT_P，它的中間一端連接到信號GND，它的輸出端Out連接到電阻分壓網絡的分壓點上；它的輸入端in甚至可以直接連接到它的輸出端Out，主要根據所述電壓比較器COMP的負輸入端連接到的參考電壓信號Vref的電壓與充電器充滿時信號BAT_P的電壓的相對關系決定:若參考電壓信號Vref的電壓與充電器充滿時信號BAT_P的電壓相等，則所述采樣和比較模塊中的電壓采樣電路Sampling的輸入端in就直接連接到它的輸出端Out ;若參考電壓信號Vref的電壓與充電器充滿時信號BAT_P的電壓成某一比例，貝1J所述米樣和比較模塊中的電壓米樣電路Sampling的輸入端in電壓與它的輸出端Out電壓成相應的分壓比例，這時它可由電阻分壓網絡實現，也可由其它器件分壓網絡實現。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，所述電壓比較器COMP的正、負輸入端與外部信號的連接可以互換，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化；所述觸發器DFF[η](其中η為大于O的整數)可以是電子電路行業已知的任何一種觸發器，可以是D觸發器 、JK觸發器或者其它類型的觸發器，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化；所述雙輸入與門AND [η](其中η為大于O的整數)也可由多輸入與門、多輸入或非門、或其它邏輯實現，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化；所述信號Cl和所述信號C2可以分別為高也可以為低，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流自動調整充電的原理是借用逐次逼近原理，依次減小充電電流，從而減小了充電器輸出到充電電池的寄生電阻上的充電壓降，以及減弱了充電時的電荷集聚現象，使充電電池能夠真正充滿；充電時，C2為高，所述信號CLR首先輸出低電平將所述觸發器DFF[1] , DFF[2] , DFF[3]、…、DFF[n-1] , DFF[η](其中η為大于O的整數)全部清零，然后所述信號CLR輸出高電平，所述開關管1([1]、1([2]、1([3]、…、K[n-l]、K[n](其中η為大于O的整數)全部導通，所述恒流源 Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n_l]、Iref [η](其中 η 為大于 O 的整數)的電流全部通過所述信號BAT_P流入充電電池，當所述電壓比較器COMP檢測到所述信號BAT_P的電壓高于所述參考電壓信號Vref的電壓時，當所述電壓比較器COMP輸出高電壓，并作為所述時鐘信號CLK的上升沿將所述觸發器DFF[1]的Q輸出端置為高，所述開關管K[l]斷開，所述恒流源Iref[l]斷開，通過所述信號BAT_P流入充電電池的電流減小Iref [I]，使充電器輸出到充電電池的寄生電阻Rsp和寄生電阻Rsn上的充電電壓降低，從而使所述信號BAT_P的電壓降低，低于所述參考電壓信號Vref的電壓，所述電壓比較器COMP輸出低電壓；所述恒流源開關組模塊保持電流不變繼續充電，當所述電壓比較器COMP檢測到所述信號BAT_P的電壓高于所述參考電壓信號Vref的電壓時，當所述電壓比較器COMP再次輸出高電壓，并作為所述時鐘信號CLK的上升沿將所述觸發器DFF[1] ,DFF[2]的Q輸出端置為高，所述開關管K[1]、K[2]斷開，所述恒流源Iref[l]、Iref[2]斷開，通過所述信號BAT_P流入充電電池的電流減小Iref [I]+ Iref [2]，使充電器輸出到充電電池的寄生電阻Rsp和寄生電阻Rsn上的充電壓降低，從而使所述信號BAT_P的電壓降低，低于所述參考電壓信號Vref的電壓，所述電壓比較器COMP輸出低電壓；所述恒流源開關組模塊保持電流不變繼續充電，…，這個過程一直繼續，直到所述開關管K[l]、K[2]、K[3]、…、Κ[η-1]、K [η](其中η為大于O的整數)全部斷開,所述恒流源Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n-1], Iref [η](其中η為大于O的整數)的全部斷開，通過所述信號BAT_P流入充電電池的電流為零,這時充電電池基本上已經充滿。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流自動調整充電方法在所述恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)的電流比較大時，充電器輸出到充電電池的寄生電阻Rsp和寄生電阻Rsn上的充電電壓比較顯著，導致充電電池依然充不滿，可以將最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]的工作過程作些調整，即:將所述電壓比較器COMP輸出信號和所述信號CLR相與后，再作為最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]對應的所述觸發器DFF[n]的清零信號，這樣，在所述充電過程中，當所述恒流源Iref[l]、Iref [2] > Iref [3] >…、Iref [n_l]、Iref [η](其中η為大于O的整數)的全部斷開時,最后一個關斷的所述恒流源Iref[n]對應的所述觸發器DFF[η]的Q輸出端輸出高電壓，而通過所述信號ΒΑΤ_Ρ流入充電電池的電流`為零，這時所述電壓比較器COMP輸出電壓再次由高電壓變為低電壓，和所述信號CLR相與后將最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]對應的所述觸發器DFF[n]清零，其Q輸出端由高電壓變為低電壓，所述開關管K[n]重新閉合，所述恒流源Iref [η]重新導通,通過所述信號ΒΑΤ_Ρ流入充電電池的電流為Iref [η],所述恒流源開關組模塊保持電流不變繼續充電，…，這個過程一直繼續，直到最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]關斷后，所述電壓比較器COMP輸出電壓不再由高電壓變為低電壓，這時充電電池就已經完全充滿，充電過程結束。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流自動調整充電方法可以實現涓流充電功能，其原理是首先增加一個比較器C0MP2和一個參考電壓信號Vref2，比較器COMP的負輸入端連接到電壓采樣電路Sampling的輸出端，它的正輸入端連接到參考電壓信號Vref2;其次，根據涓流充電電流大小，選擇相同輸出電流大小的恒流源，從而找到對應的觸發器和雙輸入與門，除開該雙輸入與門，在所有其它的恒流源通道對應的雙輸入與門的后面分別串接一個雙輸入或門，這個雙輸入或門的一個輸入端接對應的雙輸入與門的輸出端，這個雙輸入或門的另外一個輸入端接比較器C0MP2的輸出端，這個雙輸入或門的輸出端連接到對應的所述開關管的控制端；充電開始時，C2為高，所述信號 CLR 將所述觸發器 DFF[I] > DFF[2] > DFF[3]、…、DFF[n_l] > DFF[η](其中 η 為大于O的整數)全部清零，若參考電壓信號Vref2高于電壓采樣電路Sampling的輸出端電壓，比較器C0MP2的輸出電壓為高電平，所有與之輸出相連的雙輸入或門的輸出端為高電平，對應的所述開關管全部保持斷開，只有沒有串接所述雙輸入或門的那個通道的所述開關管導通，對應的所述恒流源的電流通過所述信號BAT_P流入充電電池，進行涓流充電，當所述電壓比較器C0MP2檢測到所述信號BAT_P的電壓高于所述參考電壓信號Vref2的電壓時，所述電壓比較器C0MP2輸出低電平，并作為所述時鐘信號CLK的上升沿將所述觸發器DFF[1]的Q輸出端置為高，所述開關管K[l]斷開，所有與之輸出相連的雙輸入或門的輸出端變為低電平，對應的所述開關管全部閉合，所述恒流源Iref[l]、Iref[2]、Iref[3]、…、Iref [n-1] ,Iref [η](其中η為大于O的整數)的全部電流通過所述信號BAT_P流入充電電池，開始正常的所述大電流充電過程。本發明提出的恒流自動調整充電方法與充電器，其特征在于，利用所述恒流自動調整充電方法可以設計一個充電速度較快、精度較高的充電器，只要符合本發明基本原理的電路實施方案都屬于本發明要求的權利保護范圍，本發明實現的電路可以是集成電路，也可以是分離元器件，或者是二者的組合。
參照附圖會更好地理解下面公開的本發明，其中:
圖1為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的基本原理2為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器增加了充滿功能的基本原理3為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器增加了涓流充電和充滿功能的基本原理圖
圖4為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的第一實施例的主體電路圖 圖5為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的第二實施例的主體電路圖
具體實施例方式現在考察附圖，圖4為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的第一實施例的主體電路圖，圖5為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的第二實施例的主體電路圖，這兩個圖的電路是充電器的基本單元，再加上參考電壓產生電路如帶隙基準(Bandgap)、振蕩器、計數器、顯示驅動等模塊，就構成了一個完整的充電器。當然，本發明還可以與自動電壓極性轉換功率開關、其它模塊電路組合構成全自動萬能充電器。圖3為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器增加了涓流充電和充滿功能的基本原理圖，圖4中為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的第一實施例的主體電路圖，相對圖3，在圖4 中，P型金屬氧化物硅MOS晶體管PM0S[1]、PM0S[2]、PM0S[3]、...、PMOS [n-1]、PMOS [η](其中η為大于O的整數)和它們的柵極控制信號K[l]、K[2]、Κ[3]、…、Κ[η-1]、Κ[η](其中η為大于O的整數)，代替了所述恒流源Iref [I] ,Iref [2],Iref [3]、…、Iref [n-1]、Iref [η](其中η為大于O的整數)和所述開關管K[l]、Κ[2]、K[3]、…、Κ[η-1]、Κ[η](其中η為大于O的整數)，另外增加了一個雙輸入或門，這個雙輸入或門的一個輸入端接最后一個的雙輸入與門AND[n]的輸出端，這個雙輸入或門的另外一個輸入端接控制信號CLK2，這個雙輸入或門的輸出端連接到對應的所述開關管的控制端K[n]，控制信號CLK2的引入可以在從P型金屬氧化物硅MOS晶體管PM0S[n]、采樣電路Sampling、比較器C0MP、雙輸入與門ANDa、觸發器DFF[n]、與控制信號CLK2相連的雙輸入或門的循環通路上插入延遲控制，有效防止充電器的振蕩；若P型金屬氧化物硅MOS晶體管PMOS [I]、PMOS [2]、PMOS [3]、…、PMOS [n-1], PMOS [η]的溝道長度較長的話，可以近似看成是恒流充電。圖5為顯示本發明恒流自動調整充電方法與充電器的第二實施例的主體電路圖，相對圖4，在圖5中，P型金屬氧化物硅MOS晶體管PMOS [I]、PMOS [2]、PMOS [3]、PMOS [4]通過漏柵相連的P型金屬氧化物硅MOS晶體管PM0S
進行了偏置，成為真正的恒流源，同時，P 型金屬氧化物硅 MOS 晶體管 K [I]、K [2]、K [3]、K [4]與 K [5]、K [6]、K [7]、K [8]代替了圖4中所述開關管K [I]、K [ 2]、K [3]、K [4]，工作過程與圖4中的電路類似。
權利要求
1.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器電路包括三個部分:恒流源開關組模塊、采樣和比較模塊、移位寄存和開關控制模塊，其中恒流源開關組模塊包括: 恒流源Iref [I]，它的輸入端連接信號VDD ； 開關管K[l]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[l]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ； 恒流源Iref [2]，它的輸入端連接信號VDD ； 開關管K[2]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[2]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ； 恒流源Iref [3]，它的輸入端連接信號VDD ； 開關管K[3]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[3]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ； 恒流源Iref [η-1](其中η為大于O的整數)，它的輸入端連接信號VDD ； 開關管Κ[η-1]，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[n-1]的輸出端，它的另一個傳輸端連接信號BAT_P ； 恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)，它的輸入端連接信號VDD ； 開關管Κ[η](其中η為大于O的整數)，它的一個傳輸端連接第一恒流源Iref[n]的輸出端，它的另一個 傳輸端連接信號BAT_P ； 其中采樣和比較模塊包括: 電壓采樣電路Sampling，它的輸入端in連接到信號BAT_P，它的中間一端連接到信號GND ； 電壓比較器COMP，它的正輸入端連接到電壓采樣電路Sampling的輸出端，它的負輸入端連接到參考電壓信號Vref ； 反相器invl，它的輸入端連接到電壓比較器COMP的輸出端； 反相器inv2，它的輸入端連接到反相器invl的輸出端； 其中移位寄存和開關控制模塊包括: 觸發器DFF[1]，它的D輸入端連接信號C2，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ； 觸發器DFF[2]，它的D輸入端連接觸發器DFF[I]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ； 觸發器DFF[3]，它的D輸入端連接觸發器DFF[2]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ； 觸發器DFF[n-l](其中η為大于O的整數)，它的D輸入端連接觸發器DFF[n-2]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ；觸發器DFF[n](其中η為大于O的整數)，它的D輸入端連接觸發器DFF[n-l]的Q輸出端，它的時鐘輸入端CLK來自反相器inv2的輸出端，它的清零端CLR來自信號CLR ； 雙輸入與門AND[1]，它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[1]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[l]的控制端；雙輸入與門AND [2],它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[2]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[2]的控制端； 雙輸入與門AND [3],它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[3]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[3]的控制端； 雙輸入與門AND [η-1](其中η為大于O的整數)，它的一個輸入端來自輸入信號Cl,它的另一個輸入端連接觸發器DFF[n-l]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[n-1]的控制端； 雙輸入與門AND[n](其中η為大于O的整數)，它的一個輸入端來自輸入信號Cl，它的另一個輸入端連接觸發器DFF[n]的Q輸出端，它的輸出端連接到開關管K[n]的控制端。
2.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流源開關組模塊中的恒流源 Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n-1]、Iref [η](其中 η 為大于 O 的整數)的電流值可以完全相等，也可以完全不同，也可以成一定的比例，根據實際設計的需要來選擇；所述恒流源開關組模塊中的恒流源Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [η-1] >Iref [η](其中η為大于O的整數)和開關管K[l]、Κ[2]、Κ[3]、…、Κ[η_1]、Κ[η](其中η為大于O的整數)可以是電路設計中任何設計恒流源和對應的開關管的方法實現，比如，可以由P型金屬氧化物硅MOS晶體管的源極接信號VDD、柵極接一個固定偏置電壓Vbias的方式組成所述恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)，并且其漏極串聯一個由P型金屬氧化物硅MOS晶體管和N型金屬氧化物硅MOS晶體管組成的復合開關管K [η](其中η為大于O的整數)，復合開關管Κ[η](其中η為大于O的整數)的另一通路端接信號ΒΑΤ_Ρ ；又比如，可以由P型金屬氧化物硅MOS晶體管的源極接信號VDD、漏極接信號ΒΑΤ_Ρ、柵極受控要么接一個固定偏置電壓Vbias，要么接信號VDD的方式組成所述恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)和開關管Κ[η](其中η為大于O的整數)，在此處，固定偏置電壓Vbias可以是正電源 與負電源(或地)之間的某一個電壓，也可以是負電源(或地)，具體要根據實際設計需要選擇。
3.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，所述采樣和比較模塊中的電壓采樣電路Sampling，它可由電阻分壓網絡實現，也可由其它器件分壓網絡實現，它的輸入端in連接到信號BAT_P，它的中間一端連接到信號GND，它的輸出端Out連接到電阻分壓網絡的分壓點上；它的輸入端in甚至可以直接連接到它的輸出端Out，主要根據所述電壓比較器COMP的負輸入端連接到的參考電壓信號Vref的電壓與充電器充滿時信號BAT_P的電壓的相對關系決定:若參考電壓信號Vref的電壓與充電器充滿時信號BAT_P的電壓相等，貝1J所述采樣和比較模塊中的電壓采樣電路Sampling的輸入端in就直接連接到它的輸出端Out ;若參考電壓信號Vref的電壓與充電器充滿時信號BAT_P的電壓成某一比例，則所述米樣和比較模塊中的電壓米樣電路Sampling的輸入端in電壓與它的輸出端Out電壓成相應的分壓比例，這時它可由電阻分壓網絡實現，也可由其它器件分壓網絡實現。
4.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，所述電壓比較器COMP的正、負輸入端與外部信號的連接可以互換，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化；所述觸發器DFF[n](其中η為大于O的整數)可以是電子電路行業已知的任何一種觸發器，可以是D觸發器、JK觸發器或者其它類型的觸發器，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化；所述雙輸入與門AND [η](其中η為大于O的整數)也可由多輸入與門、多輸入或非門、或其它邏輯實現，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化；所述信號Cl和所述信號C2可以分別為高也可以為低，根據需要進行選擇，同時相應的邏輯關系作相應的變化。
5.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流自調整充電的原理是借用逐次逼近原理，依次減小充電電流，從而減小了充電器輸出到充電電池的寄生電阻上的充電壓降，以及減弱了充電時的電荷集聚現象，使充電電池能夠真正充滿；充電時，C2為高，所述信號CLR首先輸出低電平將所述觸發器DFF[I] ,DFF[2] ,DFF[3]、…、DFF[n-1] ,DFF[η](其中η為大于O的整數)全部清零，然后所述信號CLR輸出高電平，所述開關管K[l]、Κ[2]、Κ[3]、…、Κ[η-1]、Κ[η](其中η為大于O的整數)全部導通，所述恒流源 Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n-1]、Iref [η](其中 η 為大于 O 的整數)的電流全部通過所述信號ΒΑΤ_Ρ流入充電電池，當所述電壓比較器COMP檢測到所述信號ΒΑΤ_P的電壓高于所述參考電壓信號Vref的電壓時，當所述電壓比較器COMP輸出高電壓，并作為所述時鐘信號CLK的上升沿將所述觸發器DFF[1]的Q輸出端置為高，所述開關管K[l]斷開，所述恒流源Iref [I]斷開,通過所述信號ΒΑΤ_Ρ流入充電電池的電流減小Iref [I],使充電器輸出到充電電池的寄生電阻Rsp和寄生電阻Rsn上的充電電壓降低，從而使所述信號ΒΑΤ_Ρ的電壓降低,低于所述參考電壓信號Vref的電壓,所述電壓比較器COMP輸出低電壓；所述恒流源開關組模塊保持電流不變繼續充電，當所述電壓比較器COMP檢測到所述信號ΒΑΤ_Ρ的電壓高于所述參考電壓信號Vref的電壓時，當所述電壓比較器COMP再次輸出高電壓，并作為所述時鐘信號CLK的上升沿將所述觸發器DFF[1]、DFF[2]的Q輸出端置為高，所述開關管K[1]、K[2]斷開，所述恒流源Iref[l]、lref[2]斷開，通過所述信號BAT_P流入充電電池的電流減小Iref [I]+ Iref [2]，使充電器輸出到充電電池的寄生電阻Rsp和寄生電阻Rsn上的充電壓降低，從而使所述信號BAT_P的電壓降低，低于所述參考電壓信號Vref的電壓，所述電壓比較器COMP輸出低電壓；所述恒流源開關組模塊保持電流不變繼續充電，…，這個過程一直繼續，直到所述開關管K[1]、K[2]、K[3]、…、Κ[η-1]、Κ[η](其中η為大于O的整數)全部斷開,所述恒流源Iref [I]、Iref [2]、Iref [3]、…、Iref [n_l]、Iref [η](其中η為大于O的整數)的全部斷開，通過所述信號BAT_P流入充電電池的電流為零，這時充電電池基本上已經充滿。
6.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流自調整充電方法在所述恒流源Iref [η](其中η為大于O的整數)的電流比較大時，充電器輸出到充電電池的寄生電阻Rsp和寄生電阻Rsn上的充電電壓比較顯著，導致充電電池依然充不滿，可以將最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]的工作過程作些調整，即:將所述電壓比較器COMP輸出信號和所述信號CLR相與后，再作為最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]對應的所述觸發器DFF[n]的清零信號，這樣，在所述充電過程中，當所述恒流源Iref[l]、Iref[2]、Iref [3] >…、Iref [n-1]、Iref [η](其中η為大于O的整數)的全部斷開時,最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]對應的所述觸發器DFF[n]的Q輸出端輸出高電壓，而通過所述信號BAT_P流入充電電池的電流為零，這時所述電壓比較器COMP輸出電壓再次由高電壓變為低電壓，和所述信號CLR相與后將最后一個關斷的所述恒流源Iref [η]對應的所述觸發器DFF[n]清零， 其Q輸出端由高電壓變為低電壓，所述開關管K[n]重新閉合，所述恒流源Iref [η]重新導通，通過所述信號ΒΑΤ_Ρ流入充電電池的電流為Iref [η]，所述恒流源開關組模塊保持電流不變繼續充電，…，這個過程一直繼續，直到最后一個關斷的所述恒流源Iref[n]關斷后，所述電壓比較器COMP輸出電壓不再由高電壓變為低電壓，這時充電電池就已經完全充滿,充電過程結束。
7.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，所述恒流自調整充電方法可以實現涓流充電功能，其原理是首先增加一個比較器C0MP2和一個參考電壓信號Vref2,比較器COMP的負輸入端連接到電壓采樣電路Sampling的輸出端，它的正輸入端連接到參考電壓信號Vref2 ;其次，根據涓流充電電流大小，選擇相同輸出電流大小的恒流源，從而找到對應的觸發器和雙輸入與門，除開該雙輸入與門，在所有其它的恒流源通道對應的雙輸入與門的后面分別串接一個雙輸入或門，這個雙輸入或門的一個輸入端接對應的雙輸入與門的輸出端，這個雙輸入或門的另外一個輸入端接比較器C0MP2的輸出端，這個雙輸入或門的輸出端連接到對應的所述開關管的控制端；充電開始時，C2為高，所述信號 CLR 將所述觸發器 DFF[I] > DFF[2] > DFF[3]、…、DFF[n_l] > DFF[η](其中 η 為大于O的整數)全部清零，若參考電壓信號Vref2高于電壓采樣電路Sampling的輸出端電壓，比較器C0MP2的輸出電壓為高電平，所有與之輸出相連的雙輸入或門的輸出端為高電平，對應的所述開關管全部保持斷開，只有沒有串接所述雙輸入或門的那個通道的所述開關管導通，對應的所述恒流源的電流通過所述信號BAT_P流入充電電池，進行涓流充電，當所述電壓比較器C0MP2檢測到所述信號BAT_P的電壓高于所述參考電壓信號Vref2的電壓時，所述電壓比較器C0MP2輸出低電平，并作為所述時鐘信號CLK的上升沿將所述觸發器DFF[1]的Q輸出端置為高，所述開關管K[l]斷開，所有與之輸出相連的雙輸入或門的輸出端變為低電平，對應的所述開關管全部閉合，所述恒流源Iref[l]、Iref[2]、Iref[3]、…、Iref [n-1] ,Iref [η](其中η為大于O的整數)的全部電流通過所述信號BAT_P流入充電電池，開始正常的所述大電流充電過程。
8.本發明提出的恒流自調整充電方法與充電器，其特征在于，利用所述恒流自調整充電方法可以設計一個充電速度較快、精度較高的充電器，只要符合本發明基本原理的電路實施方案都屬于本發明要求的權利保護范圍，本發明實現的電路可以是集成電路，也可以是分離元器件，或者是二者的 組合。
全文摘要
本發明提出了一種可充電電池恒流充電器電路。特別地，它涉及一種具有自動調整充電器恒流充電電流的充電方法，并且通過這種方法實現了恒流自調整充電器。
文檔編號H02J7/00GK103178570SQ201110442020
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者曹先國 申請人:曹先國