用于具有蓄電池的小電器的電路和用于測量充電電流的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電池驅(qū)動的小電器的電路，其具有可再充電電池（B）、用于測量可再充電電池（B）的充電電流的控制電路（uC）、和從所述電池為控制電路（uC）和可能的另外的負(fù)荷供電的DC-DC轉(zhuǎn)換器（DC/DC）。該電路還具有電流感測電阻器（R1），所述電流感測電阻器的一端處在基準(zhǔn)電位并且其另一端連接到電池（B）。控制電路（uC）具有處在基準(zhǔn)電位的端子和與所述基準(zhǔn)電位相關(guān)的測量輸入端。一種用于測量可再充電電池的充電電流的方法包括：所述控制電路（uC）僅當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷斷開時才測量充電電流，或當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷在所述電流的測量期間未斷開時，所述控制電路（uC）為所測量的充電電流提供至少一個校正值。
【專利說明】用于具有蓄電池的小電器的電路和用于測量充電電流的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電池驅(qū)動的小電器的電路，所述電路包括用于測量可再充電電池的充電電流的控制電路和用于為控制電路和任選地其它負(fù)荷供電的DC-DC轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明還涉及一種用于測量蓄電池的充電電流的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)電池電壓不足以高到為控制電路供電時，例如，由于蓄電池僅具有一個電池時，具有控制電路的電池供電的電器將需要DC-DC轉(zhuǎn)換器來為控制電路供電。如果將控制電路用于測量蓄電池的充電電流，則所測量的充電電流值由于DC-DC轉(zhuǎn)換器和任何其它負(fù)荷的電流消耗而失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于測量充電電流的方法和用于電池驅(qū)動的小電器的簡單電路，所述電路使足夠精確地測量蓄電池的充電電流成為可能。
[0004]該目的通過具有以下結(jié)構(gòu)的電路來實現(xiàn)。
[0005]-用于測量電池的充電電流的控制電路由DC-DC轉(zhuǎn)換器從電池供電。
[0006]-電流感測電阻器的一端處在基準(zhǔn)電位，并且其另一端連接到電池。
[0007]-控制電路具有處在基準(zhǔn)電位的端子、和與基準(zhǔn)電位相關(guān)的測量輸入端。
[0008]在該電路中，DC-DC轉(zhuǎn)換器因此不處在基準(zhǔn)電位。
[0009]優(yōu)選地，控制電路的測量輸入端經(jīng)由低通濾波器連接到電流感測電阻器的另一端。
[0010]該電路尤其適用于電池驅(qū)動的小電器，諸如電動牙刷或電動剃刀，其蓄電池僅具有一個電池，并因此電池電壓必須由DC-DC轉(zhuǎn)換器增加至足以用于控制電路和任選地其它負(fù)荷的電壓。
[0011]在一種優(yōu)選的小電器中，存在至少一個另外的負(fù)荷，例如顯示裝置，其處在基準(zhǔn)電位，可由控制電路控制，并且由DC-DC轉(zhuǎn)換器供電。在這種情況下，控制電路僅當(dāng)其已斷開了所述至少一個另外的負(fù)荷時才測量充電電流，或當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷未禁用時，控制電路為所測量的充電電流值提供至少一個校正值。假設(shè)附加負(fù)荷的電流消耗是已知的，并且對應(yīng)的校正值存儲在控制電路中。
[0012]所述小電器還可包括電動馬達(dá)，所述電動馬達(dá)經(jīng)由用控制電路控制的可控開關(guān)連接到電池。由于馬達(dá)電流不流過電流感測電阻器，因此其不使充電電流的測量失真。
[0013]一種方法，所述方法用如下電路來測量蓄電池的充電電流，其中電池電壓由DC-DC轉(zhuǎn)換器增加至足以用于控制電路(所述控制電路用于測量充電電流)和任選地其它負(fù)荷的電壓，其特征在于所述控制電路僅當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷斷開時才測量充電電流，或當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷在所述電流測量期間未斷開時，控制電路為所測量的充電電流提供至少一個校正值。該方法優(yōu)選地用于包括上述電路的小電器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下文使用附圖所示的示例性實施例來說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0015]附圖所示的電路具有充電線圈LI，其經(jīng)由二極管D1、第一可控開關(guān)SI和電流感測電阻器Rl連接到電池B。充電線圈LI的一端連接到二極管Dl的陽極。充電線圈LI的另一端用作基準(zhǔn)電位并且經(jīng)由電流感測電阻器Rl連接到電池B的負(fù)極。二極管Dl的陰極連接到第一可控開關(guān)SI。并聯(lián)于電池B，電容器Cl與電動馬達(dá)M和第二可控開關(guān)S2的串聯(lián)電路連接。另外，DC-DC轉(zhuǎn)換器DC/DC連接到電池B。DC-DC轉(zhuǎn)換器DC/DC具有輸出端子，第三電容器C3的一端連接到所述輸出端子。第三電容器C3的另一端連接到電池B的負(fù)端子。控制電路uC具有用于其電源的兩個端子，其中之一連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器DC/DC的輸出端，并且另一個連接到基準(zhǔn)電位?？刂齐娐穟C還具有輸入端和兩個輸出端，所述輸入端經(jīng)由第二電容器C2連接到基準(zhǔn)電位并且經(jīng)由第二電阻器R2連接到電池B的負(fù)端子，所述兩個輸出端之一連接到第一可控開關(guān)SI并且另一個連接到第二可控開關(guān)S2。
[0016]下文將說明該電路的操作。在對電池B進(jìn)行充電期間，控制電路UC經(jīng)由低通濾波器(第二電容器C2、第二電阻器R2)測量充電電流，即電流感測電阻器Rl處的電壓。控制電路以常規(guī)方式隨著時間的推移整合所測量的充電電流，例如通過計數(shù)器來整合，并且當(dāng)電池被充分充電時，通過對應(yīng)地啟動第一可控開關(guān)SI來終止充電?？煽紤]對充電電流的測量因控制電路的電流消耗而產(chǎn)生歪曲。當(dāng)另外的負(fù)荷連接到控制電路時或當(dāng)由控制電路控制的另外的負(fù)荷連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器時，例如附圖中未示出的顯示裝置，由這些另外的負(fù)荷所消耗的電流在充電電流的測量期間也被考慮到，或?qū)Τ潆婋娏鞯臏y量僅不時地發(fā)生，并且所述另外的負(fù)荷將僅在不發(fā)生測量時被接通。由于馬達(dá)電流和DC-DC轉(zhuǎn)換器的電流均不流過電流感測電阻器R1，因此這些電流不使所述測量失真。
[0017]該電路具有如下優(yōu)點:電流感測電阻器Rl的電阻可極小，因為電流感測電阻器Rl和控制電路uC均處在基準(zhǔn)電位(無需差值測量)，并因此控制電路uC在其輸入端可包括A/D轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器可用對應(yīng)小的基準(zhǔn)電壓來驅(qū)動，以便獲得高測量精度。
[0018]控制電路uC優(yōu)選地被實現(xiàn)為微控制器。
[0019]本文所公開的量綱和值不旨在被理解為嚴(yán)格地限于所述的精確值。相反，除非另外指明，每個這樣的量綱旨在表示所引用的值以及圍繞該值功能上等同的范圍。例如，公開為“40mm”的量綱旨在表示“約40mm”。
【權(quán)利要求】
1.用于小電器的電路，包括電池(B)、用于測量所述電池(B)的充電電流的控制電路UC)、和DC-DC轉(zhuǎn)換器(DC/DC)，所述轉(zhuǎn)換器從所述電池為所述控制電路(uC)供電， 并且還包括電流感測電阻器(R1)，所述電流感測電阻器的一端處在基準(zhǔn)電位，并且其另一端連接到所述電池(B)， 其中所述控制電路UC)具有處在基準(zhǔn)電位的端子、和與所述基準(zhǔn)電位相關(guān)的測量輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述控制電路UC)的測量輸入端經(jīng)由低通濾波器(R2，C2)連接到所述電流感測電阻器(Rl)的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其中提供至少一個另外的負(fù)荷，所述至少一個另外的負(fù)荷連接到基準(zhǔn)電位，其可由所述控制電路(uC)控制，并且其由所述DC-DC轉(zhuǎn)換器(DC/DC)供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中所述控制電路(uC)僅當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷斷開時才測量所述充電電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷未斷開時，所述控制電路(uC)為所測量的充電電流提供至少一個校正值。
6.小電器諸如電動牙刷或電動剃刀，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的小電器，其中所述小電器還包括電動馬達(dá)(M)，所述電動馬達(dá)經(jīng)由用所述控制電路UC)控制的可控開關(guān)(S2)連接到所述電池(B)。
8.一種方法，其用于通過電流感測電阻器(Rl)和用于測量所述電池(B)的充電電流的控制電路(uC)來測量電池(B)的充電電流，其中DC-DC轉(zhuǎn)換器(DC/DC)從所述電池(B)為所述控制電路UC)和至少一個另外的負(fù)荷供電， 其中所述控制電路UC)僅當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷斷開時才測量所述充電電流，或當(dāng)所述至少一個另外的負(fù)荷在所述電流測量期間未斷開時，所述控制電路UC)為所測量的充電電流提供至少一個校正值。
【文檔編號】H02J7/00GK103797697SQ201280044272
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】T·凱勒曼, L·法蘭達(dá), K·H·屈希勒爾 申請人:博朗有限公司