專利名稱：電池充電保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護裝置，尤其涉及一種電池充電保護裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的手機或電腦電池內(nèi)一般設(shè)置有熱敏電阻，其用于感測電池充電時的溫度。 現(xiàn)有的電池充電保護電路也大致包括兩種，一種是使用單獨的充電保護電路進行控制，該充電保護電路與該熱敏電阻連接。當(dāng)熱敏電阻的阻值隨溫度改變時，充電保護電路上的電壓也發(fā)生改變，當(dāng)該電壓大于或小于設(shè)定值時，該充電保護電路斷開電源與電池的電連接， 從而停止充電。然而，該種控制方式只能夠偵測高溫或者低溫兩種情況，無法針對精確的溫度進行控制。另外一種是在熱敏電阻與充電保護電路之間串聯(lián)一微處理芯片，用戶通過對微處理芯片進行編程，將其偵測到的電壓與精確的溫度范圍對應(yīng)起來，并輸出對應(yīng)的數(shù)字控制信號，以控制充電保護電路根據(jù)所述精確的溫度范圍來控制電池是否充電或調(diào)整電池的充電電流等等。然而，當(dāng)微處理器出現(xiàn)故障或者內(nèi)部程序跑亂時，充電保護電路可能會停止輸出控制信號或者輸出錯誤信號，導(dǎo)致充電保護電路無法正常工作。例如，當(dāng)溫度超出充電設(shè)定值(如70°C )時，電池仍然充電，此時，電池有可能因溫度上升及產(chǎn)生氣體而導(dǎo)致破裂或爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種電池充電保護裝置，其能夠避免因錯誤判斷而導(dǎo)致電池錯誤充電的現(xiàn)象發(fā)生。一種電池充電保護裝置，其包括溫度感測模塊，其用于感測電池的溫度并將溫度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓信號輸出；充電控制模塊，其與該溫度感測模塊電連接，用于獲得該電壓信號，并根據(jù)該電壓信號與一參考電壓范圍的比較結(jié)果輸出一第一控制信號，該第一控制信號為充電信號或者停止充電信號；微處理器模塊，其與該溫度感測模塊電連接，用于同時獲得該電壓信號，并根據(jù)該電壓信號所在的電壓范圍輸出一第二控制信號，該第二控制信號至少包括有充電信號或者停止充電信號；以及分析模塊，其用于將該第一控制信號與第二控制信號識別為相同類型的信號并比較，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號均包含有充電信號或停止充電信號時，根據(jù)第二控制信號對電池充電或停止充電；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號分別包含充電信號和停止充電信號時，根據(jù)第一控制信號執(zhí)行對電池充電或停止充電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，無論微處理器模塊處于正常工作狀態(tài)或發(fā)生故障狀態(tài)情況下， 分析模塊均識別充電控制模塊輸出的控制信號以及微處理器模塊輸出的控制信號，并當(dāng)兩者輸出的控制信號(第一控制信號與第二控制信號)表示不同的命令時，以充電控制模塊輸出的控制信號為準(zhǔn)來控制是否對電池充電，從而能夠避免由于微處理器模塊無法使用或錯誤判斷而導(dǎo)致電池錯誤充電的現(xiàn)象發(fā)生。


圖1為本發(fā)明實施方式提供的電池充電保護裝置的功能模塊圖；圖2為圖1的電池充電保護裝置的電路框圖。主要元件符號說明電池充電保護裝置100電池200溫度感測模塊10熱敏電阻11恒定電阻13調(diào)節(jié)電阻15參考電壓端17第一外部電源19充電控制模塊20偵測端21參考電壓輸入端23充電電壓輸入端25充電電壓輸出端27比較器29微處理器模塊30判斷單元31信號輸入端33控制信號輸出端 35分析模塊40識別單元41比較單元43執(zhí)行單元45場效應(yīng)管開關(guān)451第二外部電源300
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進ー步的詳細(xì)說明。請參閱圖1，為本發(fā)明較佳實施方式的ー種電池充電保護裝置100，其包括溫度感 測模塊10、充電控制模塊20、微處理器模塊30以及分析模塊40。所述充電控制模塊20以 及微處理器模塊30用于同時接收電池200的溫度信號，當(dāng)微處理器模塊30處于正常工作 狀態(tài)，即充電控制模塊20與微處理器模塊30包括相同的判斷結(jié)果吋，從微處理器模塊30 輸出信號給充電控制模塊20，以控制分析模塊40開始或停止給電池200充電；當(dāng)微處理器 模塊30發(fā)生故障，即微處理器模塊30與充電控制模塊20的判斷結(jié)果相悖吋，充電控制模 塊20單獨輸出信號控制分析模塊40對電池200開始或停止充電。具體的，所述溫度感測模塊10設(shè)置在電池200內(nèi)，其用于實時感測電池200的溫度并將溫度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓信號輸出。所述充電控制模塊20與所述溫度感測模塊10電連接，用于獲得該電壓信號，并根據(jù)該電壓信號與一參考電壓范圍的比較結(jié)果輸出一第一控制信號，該第一控制信號為充電信號或者停止充電信號。具體的，當(dāng)該電壓信號在所述參考電壓范圍內(nèi)時，所述第一控制信號為充電信號；當(dāng)該電壓信號不在所述參考電壓范圍內(nèi)時，所述第一控制信號為停止充電信號。所述微處理器模塊30與溫度感測模塊10電連接。所述微處理器模塊30用于獲得溫度感測模塊10輸出的電壓信號，并根據(jù)該電壓信號輸出一第二控制信號，該第二控制信號至少包含充電信號或者停止充電信號。本實施方式中，當(dāng)所述第二控制信號包含有充電信號時，所述第二控制信號還包含有關(guān)于電流調(diào)整的信號和/或電壓調(diào)整的信號。具體的， 所述微處理器模塊30內(nèi)預(yù)先設(shè)置有多個電壓范圍以及一判斷單元31，所述第二控制信號的各類信號及其組合分別與所述多個電壓范圍分別對應(yīng)，該判斷單元31用于判斷所述電壓信號所在的電壓范圍，并根據(jù)其判斷結(jié)果輸出對應(yīng)的第二控制信號。例如，假設(shè)多個電壓范圍包括連續(xù)的第一電壓范圍、第二電壓范圍以及第三電壓范圍，該電壓信號的值處于第一電壓范圍內(nèi)時，則該第二控制信號為充電信號；如果該電壓信號處于第二電壓范圍內(nèi)時， 則該第二控制信號為充電信號及對電池進行恒流充電的信號；如果該電壓信號處于第三電壓范圍內(nèi)時，則該第二控制信號為停止充電信號。所述分析模塊40包括一識別單元41、一比較單元43以及一執(zhí)行單元45?？梢岳斫?，所述識別單元41可獨立設(shè)置，也可以集成在充電控制模塊20上。所述識別單元41用于分別識別該第一控制信號與第二控制信號。本實施方式中， 所述第一控制信號與第二控制信號均為數(shù)字信號。當(dāng)然，也可以均為模擬信號(電壓信號或電流信號)。所述識別單元41內(nèi)預(yù)先存儲有與第一控制信號與第二控制信號對應(yīng)的識別符，當(dāng)識別單元41獲得第一控制信號與第二控制信號時，將第一控制信號與第二控制信號分別與預(yù)先存儲的識別符進行比較，并對應(yīng)輸出相匹配的識別符。本實施方式中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮槌潆娦盘枙r，輸出識別符“1”，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮橥Ｖ钩潆娦盘枙r，輸出識別符 “0”;當(dāng)?shù)诙刂菩盘枮槌潆娦盘枙r，輸出識別符“001”，當(dāng)?shù)诙刂菩盘枮閷﹄姵剡M行恒流充電的信號時，輸出識別符“011”，當(dāng)?shù)诙刂菩盘枮橥Ｖ钩潆娦盘枙r，輸出識別符“000”。 當(dāng)然，識別符不限于上述形式，還可以為其他數(shù)字組合形式。所述比較單元43用于將第一控制信號與第二控制信號進行比較，并判斷第一控制信號與第二控制信號是否均包含充電信號或停止充電信號。本實施方式中，所述比較單元43比較第一控制信號的首位與第二控制信號的末位。例如，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮椤?”，第二控制信號為“001”時，比較單元43比較第一控制信號“1”與第二控制信號的最后一位“1”， 兩者相同，判斷第一控制信號與第二控制信號均包含充電信號。所述執(zhí)行單元45用于根據(jù)所述比較單元43的比較結(jié)果，執(zhí)行對電池200充電或停止充電。具體的，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號均包含有充電信號或停止充電信號時， 根據(jù)第二控制信號對電池200充電或停止充電；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮槌潆娦盘柖诙刂菩盘柊Ｖ钩潆娦盘枙r，或者第一控制信號為停止充電信號而第二控制信號包含充電信號時，根據(jù)第一控制信號對電池200充電或停止充電。本實施方式中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮椤?1 ”， 第二控制信號為“001”時，執(zhí)行單元45根據(jù)第二控制信號對電池200充電；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮椤?”，第二控制信號為“011”時，執(zhí)行單元45也根據(jù)第二控制信號對電池200充電；而當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮椤?”，第二控制信號為“001”時，執(zhí)行單元45根據(jù)第一控制信號對電池 200停止充電。在通常情況下，由于所述微處理器模塊30包括可編程的半導(dǎo)體芯片，而充電控制模塊20為硬件電路，微處理器模塊30較容易失控，例如，在充電過程中微處理模塊30死機，其中的程序可能無法執(zhí)行偵測到溫度感測模塊10輸出的電壓信號的工作，并根據(jù)所偵測到的電壓信號輸出準(zhǔn)確的第二控制信號；然而，充電控制模塊20 —般不會受到程序的影響，因此控制準(zhǔn)確度較高。此時，通過識別單元41識別第一控制信號與第二控制信號，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號均包含有充電信號或停止充電信號時，可以理解充電控制模塊 20與微處理器模塊30均為正常工作狀態(tài)，所以可以根據(jù)微處理器模塊30輸出的第二控制信號來精確控制充電過程；而當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號輸出的信號相互矛盾時，說明微處理器模塊30已經(jīng)發(fā)生錯誤判斷，如果繼續(xù)由微處理器模塊30控制充電過程，有可能導(dǎo)致電池200在過高溫或過低溫的情況下也進行充電，因此，改由充電控制模塊20輸出的第一控制信號來控制充電過程，以提高準(zhǔn)確度。請結(jié)合圖2，為了獲得上述效果，所述溫度感測模塊10包括一熱敏電阻11以及一與該熱敏電阻11串聯(lián)的恒定電阻13，該熱敏電阻11的阻值隨溫度變化而變化。該熱敏電阻11 一端接地。該恒定電阻13的一端連至該熱敏電阻11，該恒定電阻13的另一端同時連接該充電控制模塊20和該微處理器模塊30，以及通過一調(diào)節(jié)電阻15與一參考電壓端17 連接。所述參考電壓端17與一第一外部電源19連接，用于提供一個恒定的參考電壓。本實施方式中，所述第一外部電源19提供3. 3V參考電壓。該溫度感測模塊10輸出的電壓信號為恒定電阻13以及熱敏電阻11的壓降之和，其隨著溫度的改變而改變。本實施方式中，所述分析模塊40集成在所述充電控制模塊20中，且該執(zhí)行單元45 至少包括一個場效應(yīng)管開關(guān)451。集成后的充電控制模塊20包括一偵測端21、一參考電壓輸入端23、一充電電壓輸入端25以及一充電電壓輸出端27。該偵測端21連接該溫度感測模塊10的恒定電阻13另一端，用于偵測該恒定電阻13以及熱敏電阻11的壓降之和。該參考電壓輸入端M與該參考電壓端17連接，并用于獲得該參考電壓端17的參考電壓以供充電控制模塊20工作。該充電電壓輸入端25連接該場效應(yīng)管開關(guān)451的源極與一第二外部電源300 (如5V直流電源)，并通過該執(zhí)行單元45將第二外部電源300的電能輸出至所述充電電壓輸出端27，該充電電壓輸出端27與電池200的充電端口(圖未示)連接。本實施方式中，所述充電電壓輸出端27為場效應(yīng)管開關(guān)451的漏極。所述充電控制模塊20內(nèi)還設(shè)置有一個比較器四，所述比較器四的輸入端分別與參考電壓輸入端23以及偵測端21 連接，輸出端與所述場效應(yīng)管開關(guān)451的柵極連接，所述比較器四用于將偵測端21接收到的電壓信號與所述參考電壓范圍比較，當(dāng)電壓信號在參考電壓范圍內(nèi)時，該比較器四輸出充電信號以控制該第一外部電源19對電池200充電；當(dāng)電壓信號不在參考電壓范圍內(nèi)時， 該比較器四輸出停止充電信號以控制該第一外部電源19停止對電池200充電?？梢岳斫?，所述分析模塊40也可獨立設(shè)置，所述充電電壓輸入端25以及所述充電電壓輸出端27分別設(shè)置在分析模塊40的執(zhí)行單元45上。所述微處理器模塊30包括一信號輸入端33以及控制信號輸出端35，該信號輸入端33與該溫度感測模塊10連接，該控制信號輸出端35與該識別單元41連接。當(dāng)信號輸入端33接收到溫度感測模塊10輸出的電壓信號后，通過該判斷單元31進行判斷，微處理器模塊30將判斷結(jié)果轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的第二控制信號，該第二控制信號從該控制信號輸出端35 輸出至該識別單元41，識別單元41將比較器四輸出的信號以及控制信號輸出端35輸出的控制信號進行識別之后，輸出至所述比較單元43，并將比較結(jié)果輸出至執(zhí)行單元45，使得執(zhí)行單元45能夠根據(jù)識別后的信號控制電池200是否充電。為了避免所述信號輸入端33 輸入阻抗的阻值影響到充電控制模塊20內(nèi)分壓而造成偵測端21偵測不準(zhǔn)確，將所述信號輸入端33的輸入阻抗設(shè)定為高阻抗。本實施方式中，所述信號輸入端的輸入阻抗為10兆歐。當(dāng)微處理器模塊30發(fā)生故障時，其控制信號輸出端35輸出錯誤的控制信號。此時，識別單元41識別充電控制模塊20輸出的控制信號以及微處理器模塊30輸出的控制信號，并當(dāng)控制信號表示相反的充電命令時，以充電控制模塊20輸出的控制信號為準(zhǔn)來控制是否對電池200充電，從而能夠避免由于微處理器模塊30無法使用或錯誤判斷而導(dǎo)致電池 200錯誤充電的現(xiàn)象發(fā)生。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，但是，凡依據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池充電保護裝置，其包括溫度感測模塊，其用于感測電池的溫度并將溫度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓信號輸出；充電控制模塊，其與該溫度感測模塊電連接，用于獲得該電壓信號，并根據(jù)該電壓信號與一參考電壓范圍的比較結(jié)果輸出一第一控制信號，該第一控制信號為充電信號或者停止充電信號；微處理器模塊，其與該溫度感測模塊電連接，用于同時獲得該電壓信號，并根據(jù)該電壓信號所在的電壓范圍輸出一第二控制信號，該第二控制信號至少包括有充電信號或者停止充電信號；以及分析模塊，其用于將該第一控制信號與第二控制信號識別為相同類型的信號并比較， 當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號均包含有充電信號或停止充電信號時，根據(jù)第二控制信號對電池充電或停止充電；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號分別包含充電信號和停止充電信號時，根據(jù)第一控制信號執(zhí)行對電池充電或停止充電。
2.如權(quán)利要求1所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述充電控制模塊內(nèi)設(shè)置有一個比較器，用于比較該電壓信號與所述參考電壓范圍，當(dāng)該電壓信號在所述參考電壓范圍內(nèi)時，所述第一控制信號為充電信號；當(dāng)該電壓信號不在所述參考電壓范圍內(nèi)時，所述第一控制信號為停止充電信號。
3.如權(quán)利要求1所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述第二控制信號還包含有對充電電流進行調(diào)整的信號或者對充電電壓進行調(diào)整的信號。
4.如權(quán)利要求1所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述微處理器模塊內(nèi)預(yù)先設(shè)置有多個電壓范圍以及一判斷單元，所述第二控制信號與所述多個電壓范圍分別對應(yīng)，該判斷單元用于判斷所述電壓信號所在的電壓范圍，并根據(jù)其判斷結(jié)果輸出對應(yīng)的第二控制信號。
5.如權(quán)利要求1所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述分析模塊包括一識別單元、一比較單元以及一執(zhí)行單元，所述識別單元內(nèi)預(yù)先存儲有與第一控制信號與第二控制信號對應(yīng)的相同類型的識別符，當(dāng)識別單元獲得第一控制信號與第二控制信號時，將第一控制信號與第二控制信號分別與預(yù)先存儲的識別符進行比較，并對應(yīng)輸出相匹配的識別符；所述比較單元用于將第一控制信號與第二控制信號進行比較，并判斷第一控制信號與第二控制信號是否均包含充電信號或停止充電信號，如果是，則觸發(fā)該執(zhí)行單元根據(jù)第二控制信號對電池充電或停止充電；如果第一控制信號為充電信號而第二控制信號包含停止充電信號，或者第一控制信號為停止充電信號而第二控制信號包含充電信號時，則觸發(fā)該執(zhí)行單元根據(jù)第一控制信號執(zhí)行對電池充電或停止充電。
6.如權(quán)利要求1所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述溫度感測模塊包括一熱敏電阻以及一與該熱敏電阻串聯(lián)的恒定電阻，該熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，該熱敏電阻一端接地，該恒定電阻的一端連至該熱敏電阻，該恒定電阻的另一端同時連接該充電控制模塊和該微處理器模塊，以及通過一調(diào)節(jié)電阻與一參考電壓端連接，該電壓信號為恒定電阻與熱敏電阻的壓降之和。
7.如權(quán)利要求6所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述參考電壓端與一第一外部電源連接，所述第一外部電源提供3. 3V參考電壓。
8.如權(quán)利要求5所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述分析模塊集成在所述充電控制模塊中，所述充電控制模塊包括一偵測端、一參考電壓輸入端、一充電電壓輸入端以及一充電電壓輸出端，該偵測端連接該溫度感測模塊，該參考電壓輸入端與該參考電壓端連接，該充電電壓輸入端與一第二外部電源連接，該第二外部電源用于通過該執(zhí)行單元對電池充電，該充電電壓輸出端與電池連接。
9.如權(quán)利要求5所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述微處理器模塊包括一信號輸入端以及控制信號輸出端，該信號輸入端與該溫度感測模塊連接，該控制信號輸出端與該識別單元連接。
10.如權(quán)利要求9所述的電池充電保護裝置，其特征在于，所述信號輸入端的輸入阻抗為高阻抗。
全文摘要
一種電池充電保護裝置，其包括溫度感測模塊，用于感測電池的溫度并轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出；充電控制模塊，用于根據(jù)該電壓信號與一參考電壓范圍的比較結(jié)果輸出一第一控制信號，該第一控制信號為充電信號或者停止充電信號；微處理器模塊，用于根據(jù)該電壓信號輸出一第二控制信號，該第二控制信號至少包括有充電信號或者停止充電信號；以及分析模塊，其用于識別并比較第一控制信號與第二控制信號，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號均包含有充電信號或停止充電信號時，根據(jù)第二控制信號對電池充電或停止充電；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柵c第二控制信號分別包含充電信號和停止充電信號時，根據(jù)第一控制信號執(zhí)行對電池充電或停止充電，從而避免電池錯誤充電的現(xiàn)象。
文檔編號H02J7/00GK102280902SQ20101019711
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者陳建亨, 黃仲鑫 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司