专利名称：电池电路控制装置、充电控制装置和使用它们的电子设备的利记博彩app
技术领域：
本技术涉及一种用于电池的充电控制技术。
背景技术：
具有充电电压上限的蓄电池配备有保护电路，该保护电路对电池电压进行监视， 以便防止电池的过充电，并且如果电池电压超过上限电压，则该保护电路停止充电操作。此外，通过使用充电电路来执行蓄电池的充电操作。充电电路是电流恒定和电压恒定的电路，该电路可以控制充电电流和充电电压。在这种情况下，执行充电控制，以便使充电电压不超过预定的上限电压。
发明内容
然而，通过保护电路对电池电压进行监视和通过充电电路对充电电压进行监视可能具有误差。因此，虽然充电状态实际上不是充满状态，但充电操作可能由于保护电路和充电电路的误差而停止，从而导致充电不足状态。本技术的一个目的是提供一种充电控制技术，其通过减小当对具有保护电路的蓄电池进行充电时的上述检测误差的影响，能够将蓄电池充电到所期望的充电状态。为了解决以上问题，本技术采用了以下描述的结构。在本技术的一方面中，将描述一种用于电池电路的控制装置，该电池电路包括电压检测单元，其对电池电压进行检测； 电池保护电路，当电压检测单元所检测到的电池电压超过了保护电压的时候，该电池保护电路停止对电流进行充电；以及充电电路，其能够改变用于对电池充电的充电电流值。该控制装置包括输入接口，其读取由电压检测单元所检测到的电池电压；确定单元，其确定读取的电池电压与保护电压的接近程度是否已经到预定的极限值；输出接口，其输出用于控制充电电流的信号；以及电流控制单元，当确定读取的电池电压与保护电压已经接近到预定的极限值时，该电流控制单元通过输出接口而将充电电流限定在预定的极限值。根据这种结构，充电电流被限制在以下状态，在该状态中电池电压接近于保护电压。因此，能够尽可能地避免电池电压超过保护电压从而停止充电电流的情况。这里，所述电池由串联的多个单元组构成，这些单元组中的每一个均包括一个单元或多个单元，并且所述电压检测单元可以包括对这些单元组中的每一个的电压进行检测的测量电路。结果，所述确定单元确定这些单元组中的任何一个的电压与该单元组的所述保护电压是否已经接近到预定的极限值，以及如果确定这些单元组中的任何一个的电压与该单元组的所述保护电压已经接近到所述预定的极限值，则所述电流控制单元仅需对所述充电电流进行限定。根据该结构，能够确定每个单元组的电压与该单元组的保护电压是否已经接近到预定的极限值。换句话说，可以基于这些单元组中的每一个的电压而不是整个电池的电压来确定是否应当对充电电流进行限定。在本技术的另一方面中，提供了一种用于电池电路的控制装置，该电池电路包括 电压检测单元，其对电池电压进行检测；电池保护电路，当所述电压检测单元检测到的所述电池电压超过保护电压时，所述电池保护电路停止充电电流；以及充电电路，其能够改变用于对电池充电的充电电流值，所述控制装置可以包括输入接口，其输入指示了所述电池保护电路的运行状态的信号；输出接口，其输出用于控制所述充电电流的信号；保护状态确定单元，其确定所述电池保护电路是否已经停止了所述充电电流；电压状态确定单元，在所述电池保护电路停止所述充电电流之后，所述电压状态确定单元确定所述电池电压是否已经达到所述保护电压；以及充电控制单元，当所述电池电压尚未达到所述保护电压时，所述充电控制单元取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以经由所述输出接口而限定在预定的极限值的所述充电电流重新开始充电。换句话说，如果在电池保护电路暂时停止充电电流之后，电池电压尚未达到保护电压，则取消由电池保护电路执行的充电电流的停止过程，并且以经由输出接口而限定在预定的极限值的充电电流重新开始充电，因此可以尽可能长地继续对电池的充电。此外，另一方面可以是作为控制装置和电池电路的组合的充电控制装置。又一方面可以是作为电池、充电控制装置和负载的组合的电子设备。因此，当对配备有保护电路的蓄电池进行充电时，可以减小上述检测误差的影响， 以便能够尽可能将蓄电池充电到所期望的充电状态。
图1为例示电子设备的硬件结构的一个例子的示意图。图2为例示充电电路结构的一个例子的框图。图3例示了充电控制装置的操作的一个例子。图4为例示由微计算机执行的常规控制顺序的示意图。图5为例示没有受到保护电路保护的电流和电压的变化的示意图。图6为例示当保护电路工作时的电流和电压的变化的示意图。图7为例示在根据第一实施方式的充电控制下的电流和电压变化的示意图。图8为例示根据第一实施方式的充电控制过程的示意图。图9为例示充电电流减小控制过程的细节的示意图。图10例示了充电电流随着时间逐步减小的例子。图11例示当充电电压达到规定电压时，充电电流大致减小到接近于零，和充电电流进一步逐步增大的例子。图12为例示保护电路复位过程的一个例子的示意图。图13例示了电子设备的详细结构的一个例子。图14为例示根据第三实施方式的充电控制过程的例子的示意图。
具体实施例方式此后，将参考附图描述蓄电池的充电电路和使用了根据实施方式的充电电路的电子设备。以下描述的实施方式中的结构仅仅为举例，并且该技术并不限于实施方式中的结构。(第一实施方式)此后，将参考图1到图9描述充电电路和电子设备。图1为例示电子设备的硬件结构的一个例子的示意图。这种电子设备为便携式设备，例如笔记本型(或膝上型)个人计算机、个人数字助理、移动电话、便携式游戏机、电子辞典、便携式音乐播放器、便携式视频播放器、便携式电视接收机、便携式收音机等。这种电子设备包括电池组1和连接到电池组1的主体部2，来自电池组1的电力将供应至该主体部2。电池组1可具有嵌入到主体部2中的形式，或者可具有从外部连接到主体部2的形式。应注意，也可以通过AC适配器3从商业AC电源对主体部2进行供电。电池组1 (对应于电池)包括多个电池单元11-1到11-4。在该例子中，电池单元 11-1和11-2并联，以便形成电池单元组BLK1。此夕卜，电池单元11-3和11_4并联，以便形成电池单元组BLK2。此外，电池单元组BLKl和BLK2串联。然而，虽然图1示出了电池单元11-1到11-4，但电池单元的数量并不限于四个。 此外，电池单元组不限于两个电池单元的结构。三个或者更多个电池单元可以串联或并联， 以便形成电池单元组。此外，三个或多个电池单元组可以串联或并联，以便形成电池组。此后，如果总体上提到电池单元，则简单地将其称为电池单元11。通过开关12和电流感测电阻15从外部终端对电池组1的电池单元11提供用于充电的电力。开关12是诸如晶体管等的半导体开关。开关12由来自保护电路13(对应于电池保护电路)的控制信号控制，以便将其打开和关闭。对保护电路13供应来自A/D转换器14(对应于电压检测单元)的数字信号，以便检测电池单元11的电压。在此，对单元组BLKl和BLK2在其中串联的电池的电压(在图 1所示的点Al处的电势)进行A/D转换，并且将其发送到保护电路13。然后，保护电路13将来自A/D转换器14的电池电压与预定的参考值(此后称为保护电压)进行比较，以便输出用于打开和关闭开关12的信号。保护电路13可以由微计算机和控制程序构成。然而，保护电路13也可以简单地由对作为图1所示的点Al处的电压值(在A/D转换之前的电压)的模拟信号与模拟参考电压进行比较的比较器和基于来自比较器的输出信号打开或关闭开关12的电路构成。在任何情况下，当由串联和并联的电池单元11构成的电池组1的这些单元(单元组)中的任何一个的电压变为预定保护电压时， 保护电路13关闭开关12。因此，保护电路13防止了电池单元11过度地充电。将这种过程称为过充电保护过程。应注意，A/D转换器14对点Al处的电压和单个电池单元组的电压执行A/D转换， 并且通过I2C总线将A/D转换的结果发送给主体部2。此外，电流感测电阻15产生与充电电流成比例的电压降。A/D转换器14还对电流感测电阻15两端的电压执行A/D转换，并且将A/D转换的结果通过I2C总线发送到主体部2。I2C总线为串口总线线路。此外，虽然在该充电电路中将使用I2C总线的结构作为例子，但主体部2与A/D转换器14之间的电连接并不限于I2C总线。主体部2包括负载20和电源控制单元4，该电源控制单元4控制将要供应至负载 20的电力和用于对电池组1充电的电力。此外，电源控制单元4包括将电力供应至负载20 的电源电路21，对电池组1进行充电的充电电路23，和对电源电路21和充电电路23进行控制的微计算机22。负载20是用于实现电子设备的功能的主要部件。电源电路21是所谓的恒压电路， 例如DC到DC转换器等。电源电路21将来自电池组1的电压或来自AC适配器3的电压转换为负载20规定的电压。充电电路23是恒压恒流电路，该电路根据来自微计算机22的控制信号通过来自 AC适配器3的电力对电池组1进行充电。在图1所示的例子中，来自微计算机22的控制信号是D/A转换器执行D/A转换后的模拟信号。微计算机22 (对应于控制单元)具有CPU、存储器、I2C等的接口(对应于输入接口)、D/A转换器及其输出端(对应于输出接口)等，它们在图中没有示出。微计算机22的 CPU执行存储器上的程序，以便产生用于电源电路21和充电电路23的控制信号。例如，微计算机22通过连接到I2C总线的电路(对应于测量电路)而监视电池单元11的各个部分(在点A1、A2等、电流感测电阻15等处的单元组)的电压。然后，微计算机22根据监视电压通过充电电路23控制用于对电池组1进行充电的电压和电流。此外，微计算机22将开和关信号供应至保护电路13的打开和关闭输入端，以便使开关12可以切换到关闭状态。在打开状态，保护电路13执行上述过充电保护过程。相反， 在关闭状态，开关12保持在关闭状态，而不考虑由保护电路13所执行的过电压保护过程的状态。此外，在保护电路13所执行的过充电保护过程中确定过充电时设置了所谓的滞后。例如，当充电电压变为4. 25伏的时候，过充电保护过程工作，以便使开关12关闭。在这种情况下，过充电保护过程没有停止，以便使开关12维持在关闭状态，直到充电电压变为4. 20。当充电电压变为4. 20伏或更低的时候，过充电保护过程停止，以便使开关12打开。因此在这种情况下，在用于确定过充电保护过程开始的4. 25伏的充电电压与用于确定过充电保护过程结束的4. 20伏充电电压之间存在0. 05伏的滞后。在该实施方式中，当微计算机22关闭了保护电路13的打开和关闭输入端时，保护电路13使开关12原样维持在关闭状态。在这种情况下，保护电路13无滞后地工作(然而， 开关12维持在关闭状态)。此外，微计算机22关闭保护电路13，然后打开保护电路13，以便保护电路13根据单元组的电压无滞后地重新开始打开或关闭开关12的动作。一旦开关 12打开，则形成滞后。图2示出了作为一个例子的充电电路23的框图。充电电路23包括充电控制装置 231，其接收来自微计算机22的设定，并且控制充电电流和充电电压；FET 232和FET 233， 它们通过充电控制装置231在打开状态和关闭状态之间切换；线圈234，其通过FET 232和 FET 233产生的脉冲波形而产生电动势；以及电流感测电阻235，其接收来自线圈234的输出，由此产生与流过的电流成比例的电压降。虽然在图2中略去，但也可以设置用于将电流感测电阻235与线圈234之间的节点接地的电容器。上述FET 232和FET 233以及线圈2；34构成了 DC到DC转换器(同步整流电路)。 通过用于充电控制装置231的脉冲信号的占空比来确定该DC到DC转换器的输出电压值或输出电流值，以便打开或关闭FET 232和FET 233。充电控制装置231设置有充电电流设定输入端236和充电电压设定输入端237。 图1所示的微计算机22通过D/A转换器将参考电压供应至充电电流设定输入端236。此外，图1所示的微计算机22通过D/A转换器将参考电压供应至充电电压设定输入端237。充电控制装置231将电流感测电阻235两端的电压与充电电流设定输入端236处的参考电压进行比较，以便控制将要供应至FET 232和FET 233的脉冲信号。更具体地，充电控制装置231控制具有负反馈的脉冲信号的占空比，从而使电流感测电阻235两端的电压与参考电压之间的差变小。此外，充电控制装置231将电流感测电阻235与电池组1之间的点C处的电势 (即，点C与地之间的电压)与充电电压设定输入端237处的参考电压进行比较，以便控制将要供应至FET 232和FET 233的脉冲信号。更具体地，充电控制装置231控制具有负反馈的脉冲信号，从而使电池组1的输入(点C)处的电势与参考电压之间的差变小。图3例示了充电控制装置231的操作的一个例子。充电控制装置231根据均由外部规定的目标电压和目标电流而控制充电电流和充电电压。如图3所示，充电控制装置231 通过将时间轴划分为恒定电流范围和恒定电压范围而执行控制顺序。首先，当开始充电并且在电池组1内积累充足的电荷之前，充电控制装置231由于FET 232和FET 233的缘故而控制脉冲的占空比，从而使电流感测电阻235两端的电压降变为充电电流设定输入值。结果，从充电开始时起以恒定电流执行充电，直到电池电压变为预定的极限值。由于是以恒定电流执行充电，充电电压随着电池内的电荷积累而增大。相反，当电池组1充电到预定程度时，充电控制装置231将充电控制在恒定电压控制范围内。在这种情况下，充电控制装置231由于FET 232和FET 233的缘故而控制脉冲的占空比，从而使作为电池组的输入的点C处的电压变为充电电压设定值。结果，充电电流在这种状态中逐渐下降。更具体地，由于电荷以恒定电压在电池内积累，充电电流逐渐减小。(常规问题)图4例示了由微计算机22执行的常规控制顺序。该过程是通过由微计算机22执行的控制程序实现的。在该过程中，微计算机22首先开始充电(S501)。例如在AC适配器 3供电时，由触发器启动充电。然后，微计算机22执行下列步骤。更具体地，微计算机22获得与图1所示的点B对应的电池组1的端电压。此外，微计算机22检测来自图2所示的电流感测电阻235的充电电流(S5(X3)。然后，微计算机22 根据电池组1的端电压和充电电流估计剩余电池电荷(S504)。例如通过对表进行查找而对剩余的电池电荷进行估计，其中端电压值、充电电流值以及电池组1的充电量与充满量的比之间的关系作为表而存储在微计算机22的存储器上。另选地，示出了端电压值、充电电流值和电池组1的充电量与充满量的比之间的关系的经验公式可以嵌入到微计算机22的控制程序内。然后微计算机22确定电池组1是否充满(S504)。如果确定电池组1没有充满， 则微计算机22的控制过程返回到步骤S502。相反，如果确定电池组1充满，则微计算机20 停止充电(S505)。然而，该规程具有下述问题。如以上参考图2描述的那样，充电控制装置231控制图2所示的点C处的充电电流和充电电压(对应于图1所示的点B)。相反，电池组1设置有保护电路13，以便监视电池单元11的电压。当电池单元11的电压(例如在图1所示的点Al处的电压)达到极限值的时候，保护电路13关闭开关12。该过程称为过充电保护操作。在这种情况下，在点C处(图1所示的点B)测得的充电电压(即，供应至充电控制装置231的充电电压)具有测量误差。此外，在图1所示的点Al处测得的供应至保护电路13 的电压也具有测量误差。因此，即使微计算机22精确地规定了用于充电控制装置231的充电电压和充电电流，也可能发生以下情况，其中由于测量误差，在充电控制装置231使得充电状态充分接近充满状态之前，保护电路13停止充电。例如，针对4. 2伏单元电压的充电电压具有-0. 05伏和+0. 05伏之间的误差。相反，如果保护电路13具有-0. 03伏和+0. 03伏之间的误差，则有必要在4. 28伏或更高值 (其为充电电路23的4. 25伏的上限电压加上0.03伏的值)执行过充电保护操作。否则， 充电可能停止。相反，如果保护电路13在4. 25伏停止充电，则充电实际上可能在4. 22伏的充电电压处停止。因此，充电电路23能够以将误差考虑在内的4. 25伏的单元电压的充电电压执行充电，从而迫使充电在4. 22伏停止而没有达到充满状态。(在充电时电流和电压变化的例子)图5例示了在没有保护电路13保护的情况下以4. 25伏的充电电压执行充电时， 充电电压、剩余电荷量和充电电流随时间的变化。在这种情况下，以恒定电流执行充电，直到充电电压变为4. 25伏。当充电电压变为4. 25伏的时候(在时间点TO)，充电电路23在恒定电压控制范围内工作，同时充电电流逐渐减小，直到将电池充电到充满状态。图6例示了在受到保护电路13保护时充电电压、剩余充电量和充电电流随时间的变化。在此，假定保护电路13对单元电压的测量结果具有0. 03伏的误差，并且假定保护电路13工作在4. 22伏的充电电压下(在时间点Tl)。然后，保护电路13关闭开关12，从而充电电流变为0。即使在开关12关闭之前充电电压为4. 22伏，充电电压以及由此电池组1的端电压也由于关闭了开关12的缘故而减小特定的值。可以将端电压的减小值表示为充电电流I和电池组1的内阻RO的乘积 (IXRO)。因此，端电压从充电电路13用来执行充电的充电电压起减小了保护电路13的测量误差AV和由于内阻RO而引起的电压降IXR0。结果，充电状态相对于充满而变得少了短缺量AQ。这一短缺导致了能够从电池组1向负载20供应电力的时段减小。图7例示了当微计算机22利用根据本实施方式的充电电路23执行充电控制时电流和电压的变化的例子。如图1所示，微计算机22通过I2C总线监视电池单元11的各单元的电势(例如在点Al和Α2处的电势)。例如，如果单元组BLKl的输入(点Al)处的电势达到预定值，例如4. 2伏(在时间点Τ2)，则微计算机22改变用于充电电流设定输入端 236的充电电路23的设定值，以便随着时间逐渐减小充电电流。结果，由电池组1的内阻RO引起的电压降IXRO随着充电电流的减小而减小。因此，如图7所示，当充电电压超过了 4. 2伏之后，充电电压的增大程度减小。因此，充电电压没有达到4. 22伏。结果，在保护电路13没有进行保护操作的情况下维持了充电电流。换句话说，以比图6情况下的充电电流更小的充电电流继续充电，因此可以充电到比保护电路13执行如图6所示的保护操作的情况更高的充电状态。图8例示了由微计算机22执行的充电控制过程的例子。在该过程中，微计算机22 首先对充电电流设定输入端236设置用于控制恒定电流值的参考电压，并且对充电电压设定输入端237设定用于控制恒定电压值的参考电压。因此，微计算机22命令充电控制装置 231开始充电(Si)。
接下来，微计算机22根据在电流感测电阻15两端的电压来检测充电电流的值 (参考图1)。此外，微计算机22通过I2C总线检测由A/D转换器14检测到的串联的单元组BLKl和BLK2两端的电压(在图1所示的接地与点Al之间的电压)(S2)。然后微计算机22对剩余的电池电荷进行估计(S； )。如上所述，应当由计算机程序基于存储有作为一组的电池组ι的充电电流值、充电电压(图1所示的点Al处的电压)和剩余的电池电荷的表，或基于用于根据电池组1的充电电流值和充电电压计算剩余电池电荷的经验公式，来计算剩余的电池电荷。接下来，微计算机22获得由A/D转换器14检测到的各单元组BLKl和BLK2的电压(点Al与A2之间的电压，以及点A2与地之间的电压)(S4)。接下来，微计算机22确定单元组BLKl和BLK2中的任何一个的电压是否为规定的电压或更高(SO。执行该过程的微计算机22对应于确定单元。这里，将规定的电压设定为比保护电路13关闭开关12时的保护电压低预定的值。 例如，保护电压为如图7所示的4. 25伏，规定电压为4. 2伏。该4. 2伏的规定电压应当为以下值，该值足以抑制针对4. 25伏的保护电压由于电流减小而导致的保护电路13的产生， 该值应当通过实验确定。然后，如果单元组中的任何一个的电压是规定电压或更高，则微计算机22执行充电电流减小控制过程(S6)。执行该过程的微计算机22对应于电流限定单兀。然后，微计算机22确定是否充满(S7)。如果没有充满，则由微计算机22执行的控制过程返回到S2。相反，如果充满，则微计算机22停止在充电电路23内产生脉冲波形的操作。此外，微计算机22关闭图2所示的FET 232和FET 233，并随后关闭开关12。此外，微计算机22将充电电流设定输入端236和充电电压设定输入端237的设定清除掉。因此，微计算机22停止充电(SS)0图9例示了充电电流减小控制过程的细节(图8中的S6)。在该过程中，微计算机 22检测充电电压Vl (S61)。更具体地，微计算机22通过I2C总线从电池组1的端电压(在图1所示的点Al处的电势)获得了图1所示的A/D转换器14所产生的数字值。接下来，微计算机22计算保护电压与检测到的充电电压Vl之间的差AV(S62)。 此外，微计算机22通过将差AV除以内阻RO而计算极限电流值(AV/R0)。然后，将电流值Il确定在小于极限电流值的范围内(S63)。该电流值Il可以是极限电流值本身，或可以是通过将极限电流值乘以预定的安全因子(例如0.9)而获得的值。然后，微计算机22对充电电流设定输入端236设定参考电压，以便将充电电流控制为Il (S64)。结果，充电电流被控制为II。因此，当电压随着充电电流而增大时，充电电压Vl也没有超过保护电压。然后，微计算机22完成过程，并且控制过程进行到图8中的S7。在图8的S2-S7的循环中重复从S61到S64的过程。结果，电流值Il随着充电状态的进行而逐渐减小。此外，根据保护电压与检测到的充电电压Vl之间的差而确定电流值II。如上所述，该实施方式的充电电路减小了充电电流，从而当电池组1的端电压超过预定的规定值时，充电电压不会达到保护电压。因此，保护电路13不关闭开关12，因此充电电路23可以持续充电。然后，随着充电电压接近保护电压，充电电流通过步骤S63中的过程(图9)逐渐减小。因此，保护电路13没有工作，因此几乎可以将电池组1充电到充满状态。
此外，在该实施方式中，充电电压由A/D转换器14检测。然后，A/D转换器14检测到的充电电压用于保护电路13和微计算机22。因此，能够减小保护电路13与微计算机 22之间的测量误差的不一致的产生。(变型)在第一实施方式中，充电电流Il减小，从而由充电电流Il和内阻RO引起的充电电压的增大不会超过保护电压与检测到的充电电压Vl之间的差AV，如图9所示。然而，如果根据例如实验结果或实践经验而预先知道充电时充电电压的增大过程，则能够简单地随着时间而减小充电电流。图10例示了这种情况下的控制。在该例子中， 假定充电电压在时间点Τ2达到了规定的电压。在这种情况下，微计算机22随时间逐步减小充电电流，如图10所示。减小的梯度可以大于充电电压随着时间增大的梯度。充电电压随着时间增大的梯度可以预先通过实验测得并存储在微计算机22的存储器内。另选地，可以将导致充电电流的这种减小的单位时间的变化存储在微计算机22的存储器内。相反，当充电电压在时间点Τ2达到规定电压的时候，充电电流可以显著地减小到几乎为零，如图11所示。此后，充电电流可以随时间逐渐增大。然而在该情况下，能够利用充电电流在不超过保护电压与充电电流所检测到的充电电压Vl之间的差△ V的情况下逐步增大充电电流。在上述实施方式中，当充电电压超过了规定电压并且接近保护电压时，充电电流减小到其中保护电路13不工作的范围内的一个值，并且继续充电。在这种情况下，如果在保护电路13的过充电保护功能暂时工作之后开关12就关闭，则直到充电电压由于滞后特性而减小到预定的极限值时开关12才打开。因此，可以采用另一种结构，在该结构中，即使暂时执行了过充电保护过程，微计算机22也会监视单元组BLKl和BLK2的电压，并将保护电路13复位，使得如果充电电压从保护电压减小，则将滞后特性复位到初始状态。图12例示了由微计算机22执行的保护电路13的复位过程。该过程是在保护电路13的过充电保护过程开始之后执行的。例如可以通过由微计算机22经由I2C总线读取指示了保护电路状态的寄存器值而确定保护电路13的过充电保护过程是否已经开始。此夕卜，例如可以经由电流感测电阻15来检测充电电流。更具体地，即使经由充电电路23以图 6所示恒定的电流和恒定的电压执行充电，如果充电电流值非常小(例如等于或小于对应于开关12的泄漏电流的值)，也可以确定保护电路13的过充电保护过程已经开始。在该过程中，微计算机22经由I2C总线获得单元组BLKl和BLK2的电压(Sll)。然后，微计算机22确定单元组中的任何一个的电压是否为保护电压或更高的电压(S12)。执行该过程的微计算机22对应于状态确定单元。如果单元组中的任何一个的电压为保护电压或更高的电压，则微计算机22执行的控制过程返回到步骤S11。相反，如果所有的单元组电压都低于保护电压，则微计算机22首先关闭保护电路 13(S13)。因此，保护电路13停止工作，并且开关12暂时变为打开。在这种情况下，保护电路13停止了单元组BLKl和BLK2等的电压与保护电压之间的比较，以便将开关12设定为打开。接下来，微计算机22打开保护电路13(S14)。因此，保护电路13从头开始单元组 BLKl和BLK2等的电压与保护电压之间的比较。结果，在没有滞后的状态中将单元组BLKl 和BLK2等的电压与保护电压进行比较，因此从头执行过充电保护过程。执行步骤S13和S14中的过程的微计算机22对应于取消单元。通过这种方式，保护电路13在暂时关闭后打开时，可以初始化过充电保护过程的滞后，以再次执行该过程。因此，即使在过充电保护暂时工作之后充电电压减小，也能够避免作为滞后效果的结果而在其中没有再次供应充电电流的继续状态。(第二实施方式)图13例示了电子设备详细结构的例子。电力经由AC适配器3而供应至电子设备的主体部2。主体部2包括电池组1、电源控制电路4和负载20。负载20包括用于执行程序的CPU 111、存储由CPU 11执行的程序或由CPU 111处理的数据的存储器112、经由接口 113连接到CPU 111的键盘114A和指示设备114B。指示设备114B是鼠标、轨迹球、触摸板、具有静电传感器的平面设备等。此外，负载的20包括经由接口 115连接到该负载20上的显示器116。显示器116 从显示键盘114A提供的信息或由CPU 111处理的数据。显示器116例如是液晶显示器或电致发光(EL)面板。此外，负载20包括经由接口 117连接到该负载20上的通信单元118。通信单元 118为局域网(LAN)板、无线通信接口(包括天线)、无线接收单元(包括天线)等。此外，负载20包括经由接口 119连接到其上的外部存储设备120。外部存储设备 120是例如硬盘驱动器。此外，主体部2包括经由接口 121连接到其上的可移除存储介质访问设备122。可移除存储介质例如为光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、闪存卡等。同样地，电子设备是便携式设备，例如笔记本类型(膝上型)个人计算机、个人数字助理、移动电话、便携式游戏机、电子辞典、便携式音乐播放器、便携式视频播放器、便携式电视接收机、便携式收音机等。如上所述，将保护电路13所参照的单元组的电压经由I2C总线提供至微计算机 22。微计算机22基于单元组的被提供的电压而控制充电电路23。根据该结构，电池组1可以被充电到非常接近保护电压的电压。结果，利用电池组1，电子设备的使用时间可以很长。(第三实施方式)在第一实施方式中，确定单元组BLKl和BLK2中的任何一个的电压是否为规定电压或更高的电压，并且如果该电压为规定电压或更高电压，则执行减小充电电流的过程。因此，保护电路13可以将充电电流控制在其中过充电保护过程没有开始的范围内。因此，上述充电电路和电子设备可以持续充电到接近于充满状态的状态。与该控制不同，在本实施方式中，保护电路13检测过充电保护过程是否开始，并且如果开始了过充电保护过程，则保护电路13减小充电电流，以便控制在其中没有执行过充电保护过程的状态内。根据该过程，与第一实施方式类似，充电也可以持续到接近于充满状态的状态。其它结构和动作与第一实施方式中的结构和动作相同。因此，相同的结构元件用相同的标号或符号表示，并且省略了其描述。此外，在必要的情况下参考图1到图13 中的附图。应注意，也可以将根据本实施方式的对过充电保护电路的控制应用于图13所示的第二实施方式中的电子设备。图14例示了由微计算机22执行的保护电路13的复位过程。微计算机22正常地经由I2C总线获得单元组BLKl和BLK2的电压和充电电流(S102)。单元组BLKl和BLK2的电压经由过A/D转换器14获得。此外，基于电流感测电阻15两端的电压经由A/D转换器14还获得充电电流。然后，微计算机22对剩余的电池电荷(即电池的充电状态)进行估计(Sl(XB)。充电状态指的是相对于充满状态的单元的当前充电状态。然后，微计算机22确定该充电状态是否为充满状态的(S104)。如果估计出是充满状态，则微计算机22的控制过程返回步骤 S102，并且继续对电压和电流进行监视。换句话说，微计算机22对由在此之后的放电而引起的电池组的充电状态的改变进行监视。相反，如果在步骤S104中确定不是充满状态，则微计算机22获得保护电路13的过充电保护状态(S105)。保护电路13的过充电保护状态指的是关于保护电路13的过充电保护过程是否已经开始以便切断充电电流的状态。例如可以通过由微计算机22经由I2C 总线读取指示了保护电路13的状态的寄存器值而确定保护电路13的过充电保护过程是否已经开始。此外，例如可以经由电流感测电阻15来检测充电电流。更具体地，即使以如图 6所示的恒定电流和恒定电压经由充电电路23执行充电，如果充电电流值非常小(例如等于或小于对应于开关12的泄漏电流的值)，也可以确定保护电路13的过充电保护过程已经开始。然后，微计算机22确定是否由过充电保护过程停止了充电(S106)。执行该过程的微计算机22对应于保护状态确定单元。如果由过充电保护过程停止了充电，则与图12中的步骤S13和14类似，微计算机22将过充电保护过程复位。这里，微计算机22首先经由I2C总线读取各单元组的电压，并且确定这些单元组中的任何一个的电压是否为保护电压或更高的电压(S107)。执行该过程的微计算机22对应于电压状态确定单元。如果这些单元组中的任何一个的电压为保护电压或更高的电压 (S108中的否)，则微计算机22的控制过程返回到步骤S102。相反，如果所有的单元组的电压都低于保护电压(S108中的是)，则微计算机22取消过充电保护过程(S109)，并且将充电电流设定为预定值，例如大约为当以恒定电流充电时的充电电流的一半(S110)。执行步骤S109和SllO中的过程的微计算机22对应于充电控制单元。应注意，以上针对图5所示的恒定电流描述了以恒定电流进行的充电。相反，如果充电没有被过充电保护过程停止，则微计算机22将充电电流设定为最大值。然后，微计算机22开始充电(SlU)。然后，微计算机22经由I2C总线获得单元组 BLKl和BLK2的电压和充电电流(S120)。然后，微计算机22确定充电电流是否停止(S121)。 如果充电电流停止，则微计算机22停止对充电的控制(S124)，并且控制过程返回到步骤 S102。在此，停止充电电流的原因除了包括与步骤S106类似的过充电之外，还包括例如检测到电池单元11的异常状态(例如发热)和电池单元11和11之间的电压的平衡的异常状态。例如，存在以下情况，其中电池单元11的温度由于发热而超过了预定的极限值。此外，存在以下情况，其中互相串联的电池单元11中的任何一个的电压比其他电池单元11的电压低得多。这里，在过充电的情况下，微计算机22确定可以切断充电电流，因为过充电保护电路13执行的保护是基于对步骤SllO中的充电电流进行限定。此外，在电池单元11的异常状态的情况下，微计算机22停止充电电流，因为难以进一步继续充电。相反，如果充电没有被过充电保护过程停止，则微计算机22对剩余的电池电荷进行估计(S12》。然后，微计算机22确定充电状态是否为充满状态(S12!3)。如果确定是充满状态，则微计算机22停止对充电的控制(SlM)，并且控制过程返回到步骤S102，以便继续监视电压和电流。相反，如果在S123中确定不是充满状态，则微计算机22的控制过程返回到步骤 S120,以便继续该过程。如上所述，在该实施方式的充电电路和配备有该充电电路的电子设备中，保护电路13确定充电电流是否由过充电保护过程切断。此外，如果充电电流被过充电保护过程切断，则确定单元组的电压是否为保护电压或更高的电压。然后，如果单元组的电压低于保护电压，则将保护电路13复位。此外，以充分小的电流值(例如在上述图14中的情况下，当以正常恒定电流充电时的电流值的一半)重新开始充电，从而与充电电流引起的电压降对应的电压没有使单元组的电压达到保护电压。换句话说，根据该实施方式中的过程，与第一实施方式中的情况(在该情况下，以比保护电压低的规定电压执行充电电流减小过程)不同，如果有可能，在保护电路13暂时执行过充电保护过程之后，执行另外的充电。根据该过程，与第一实施方式类似，电池单元11也可以充电到接近于充满状态的状态。应注意，将电流值设定为用于在根据第三实施方式的S106的过程中充电的正常恒定电流值的一半。然而，该充电控制电路的过程并不限于该值。更具体地，在保护电路13 暂时执行过充电保护过程之后，可以在能够执行充电的充分小的充电电流范围内进一步继续充电。该充电电流的范围可以根据实验预先确定。例如，该充电电流的范围可以基于电池单元11的内阻而预先确定。
1权利要求
1.一种用于电池电路的控制装置，该电池电路包括 电压检测单元，其对电池电压进行检测；电池保护电路，当所述电压检测单元检测到的所述电池电压超过保护电压时，所述电池保护电路停止充电电流；以及充电电路，其能够改变用于对电池充电的充电电流值，所述控制装置包括 保护状态确定单元，其确定所述电池保护电路是否已经停止了所述充电电流； 电压状态确定单元，在所述电池保护电路停止所述充电电流之后，所述电压状态确定单元确定所述电池电压是否已经达到所述保护电压；以及充电控制单元，当所述电池电压尚未达到所述保护电压时，所述充电控制单元取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以限定在预定的极限值的充电电流重新开始充电。
2.根据权利要求1所述的用于电池电路的控制装置，其中，所述电池由串联的多个单元组构成，这些单元组中的每一个均包括一个单元或多个单元，当这些单元组中的任何一个的电压达到该单元组的保护电压时，所述电池保护电路停止所述充电电流，所述电压检测单元包括对这些单元组中的每一个的电压进行检测的测量电路， 在所述电池保护电路停止了所述充电电流之后，所述电压状态确定单元确定这些单元组中的任何一个的电压是否已经达到该单元组的保护电压，以及当所有单元组的电压均低于单元组的所述保护电压时，所述充电控制单元取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以限定于所述极限值的所述充电电流重新开始充电。
3.—种控制充电电流的充电控制装置，该充电控制装置包括 电压检测单元，其对电池电压进行检测；电池保护电路，当所述电压检测单元检测到的所述电池电压达到保护电压时，所述电池保护电路停止充电电流；充电电路，其能够改变用于对电池充电的充电电流值； 保护状态确定单元，其确定所述电池保护电路是否已经停止了所述充电电流； 电压状态确定单元，在所述电池保护电路停止所述充电电流之后，所述电压状态确定单元确定所述电池电压是否已经达到所述保护电压；以及充电控制单元，当所述电池电压尚未达到所述保护电压时，所述充电控制单元取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以限定在预定的极限值的充电电流重新开始充电。
4.根据权利要求3所述的控制充电电流的充电控制装置，其中，所述电池由串联的多个单元组构成，这些单元组中的每一个均包括一个单元或多个单元，当这些单元组中的任何一个的电压达到该单元组的保护电压时，所述电池保护电路停止所述充电电流，所述电压检测单元包括对这些单元组中的每一个的电压进行检测的测量电路，在所述电池保护电路停止了所述充电电流之后，所述电压状态确定单元确定这些单元组中的任何一个的电压是否已经达到该单元组的保护电压，以及当所有单元组的电压均低于单元组的所述保护电压时，所述充电控制单元取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以限定于所述极限值的所述充电电流重新开始充电。
5.一种电子设备，其包括电压检测单元，其对电池电压进行检测；电池保护电路，当所述电压检测单元检测到的所述电池电压超过保护电压时，所述电池保护电路停止充电电流；以及充电电路，其能够改变用于对电池充电的充电电流值； 电池，其经由充电电路在控制单元的控制下被充电； 负载，其从被充电的所述电池被供应电力；保护状态确定单元，其确定所述电池保护电路是否已经停止了所述充电电流； 电压状态确定单元，在所述电池保护电路停止所述充电电流之后，所述电压状态确定单元确定所述电池电压是否已经达到所述保护电压；以及充电控制单元，当所述电池电压尚未达到所述保护电压时，所述充电控制单元取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以限定在预定的极限值的充电电流重新开始充电。
6.一种控制电池电路的方法，该电池电路具有对电池电压进行检测的电压检测单元、当所述电压检测单元检测到的所述电池电压超过保护电压时停止充电电流的电池保护电路、能够改变用于对电池充电的充电电流值的充电电路以及控制单元，所述控制单元执行的所述方法包括保护状态确定步骤，确定所述电池保护电路是否已经停止了所述充电电流； 电压状态决定步骤，在所述电池保护电路停止所述充电电流之后，确定所述电池电压是否已经达到所述保护电压；以及取消步骤，当所述电池电压尚未达到所述保护电压时，取消由所述电池保护电路执行的所述充电电流的停止过程，并以限定在预定的极限值的充电电流重新开始充电。
全文摘要
本发明涉及电池电路的控制装置、控制充电电流的充电控制装置和使用它们的电子设备。一种对电池电路进行控制的控制装置，该电池电路包括电压检测单元，对电池电压进行检测；电池保护电路，当电压检测单元检测到的电池电压超过保护电压时，电池保护电路停止充电电流；以及充电电路，能够改变用于对电池充电的充电电流值，控制装置包括保护状态确定单元，确定电池保护电路是否停止了充电电流；电压状态确定单元，在电池保护电路停止充电电流之后，确定电池电压是否已经达到保护电压；以及充电控制单元，当电池电压尚未达到保护电压时，充电控制单元取消由电池保护电路执行的充电电流的停止过程，并以限定在预定的极限值的充电电流重新开始充电。
文档编号H02J7/00GK102176629SQ20111013115
公开日2011年9月7日 申请日期2008年9月25日 优先权日2007年12月14日
发明者奥村匡史, 福田秀夫 申请人:富士通株式会社