可進行均充的充電器及其充電方法
2023-04-30 07:29:01
專利名稱：可進行均充的充電器及其充電方法
技術領域：
本發明涉及一種可進行均充的充電器及其充電方法，特別是指一種該充電器的微處理器可以放電方式，使該充電器上的各電池的電壓值相等，進而使得該等電池的充電能夠均充。
背景技術：
科技日新月異，使得許多可攜式電子產品(如個人數字助理(PDA)、數字相機、隨身聽...等)的體積愈來愈小、功能齊全且價格日益低廉，而受到越來越多人的青睞，已經達到人手一機的地步。而隨著個人數字助理(PDA)、數字相機、隨身聽...等可攜式電子產品的需求日益增加，使得電池的使用量亦增大，相對的對電池的容量也要求愈大，且對充電時間要求愈短，並對充電器體積又要求愈輕薄；因此，體積小、充電效能高、且價格低廉的充電器，似乎是發展的一種趨勢。
然而，一般傳統的充電器，請參閱圖1所示，其尚無法達到前述預期的功效，故仍有改善的空間，茲說明如下該現有技術用的充電器將市電AC 100V～240V的交流電，以電源轉換器11使其轉換為DC 4.2～16.8V的電壓，並通過充電電路12對串聯連接的電池21、22、23、24進行充電；此等充電模式的優點是結構簡單、價格便宜，但其缺點是當其中一個電池充飽時，其餘電池如尚未充飽，則會造成已充飽的電池過度充電，而未充飽的電池使用容量不足，且容易降低電池的使用壽命。
究其原因，請參閱圖2所示，乃目前大多數充電器利用定電壓的方式充電時，流入電池的電流會隨著電池的電量逐漸飽和而逐漸降低，並藉由此種方式來控制電池充電的模式，但其餘未充飽的電池電壓仍在升高，因串聯電流相等，所以已充飽的電池會被繼續充電，而必須等未充飽電池的電壓亦上升時才會判飽，但已充飽的電池早已過度充電，影響其使用壽命，況且若其中一個電池異常，就容易產生危險。因此，實有必要開發設計出一種進行均充的充電裝置，以改善上述現有技術中過度充電的缺點。
發明內容
本發明的目的之一是提供一種可進行均充的充電器，該充電器的微處理器操控一限電流定電壓的脈寬調變器對電池的充電；該微處理器的電壓傳感器可以感測各電池的電壓值；並通過各電池的均充負載開關以放電的方式，使充電器上的各電池的電壓值相等，進而使得各電池的充電能夠均充，以克服現有技術中過度充電的缺點。
為達上述目的，本發明的所採用的技術方案如下一種可進行均充的充電器，其特徵是，包括一作為計算各電池的電壓值的微處理器，且微處理器連接有複數個作為感測電池電壓值的電壓傳感器；一作為限電流定電壓的脈寬調變器(PWM)，該脈寬調變器與一電源連接，並與該微處理器電氣連接，令該電源可經該脈寬調變器處理後輸出，同時，該微處理器可操控該脈寬調變器做限電流定電壓的輸出，且脈寬調變器可供與預設的電池呈電性連接；複數個可對預設電池進行放電的均充負載開關，且各均充負載開關可供連接預設的電池，並分別與電壓感測器電氣連接。
本發明的另一目的是提供一種均充的充電方法，該充電方法是通過充電和放電過程以調整該充電器上的各電池的電壓值相等，以完成該等電池能夠均充的目的。
為達上述目的，本發明的充電方法如下
一種可進行均充的充電方法，其特徵是，包括一微處理器，且微處理器連接有複數個電壓感測器；一作為限電流定電壓的脈寬調變器(PWM)，該脈寬調變器與一電源連接，並與該微處理器電氣連接，令該電源可經該脈寬調變器處理後輸出，同時，該微處理器可操控該脈寬調變器做限電流定電壓的輸出，且脈寬調變器可供與預設的電池呈電性連接；複數個均充負載開關，且各均充負載開關為可供連接預設的電池，並分別與電壓感測器電氣連接。
當利用該充電器對預設的電池進行充電時，該充電器的微處理器將依下列的步驟進行處理(A)首先，啟動充電電路的脈寬調變器(PWM)輸出電流，以對該等電池進行充電；(B)判斷該等電池中是否已經有電池充飽？若是，繼續步驟(C)；(C)操控脈寬調變器(PWM)停止充電動作；(D)是否所有的電池都已充飽？若否，繼續進行步驟(E)，若是，則進行步驟(G)；(E)計算各電池的電壓值，並找出電壓最低的那顆電池；(F)將已充飽的電池進行放電，直到該充飽的電池的電壓等於電壓最低的電池，再進行步驟(A)；(G)結束。
根據上述充電方法和充電器的技術特徵，可以看出，該微處理器將操控該脈寬調變器輸出定電流的電源，對該等電池進行充電，若其電壓傳感器感測到該等電池的其中一電池已經充飽時(即到達限制電壓)，則操控該脈寬調變器停止充電動作，並計算各該電池的電壓值，而找出電壓值最低的電池，並激活對應該充飽的電池的均充負載開關進行放電，直到該充飽的電池的電壓值與最低電壓的電池的電壓值相等，再重新激活該脈寬調變器對該等電池進行充電，如此，不斷地將各該電池的電壓值調整為相等，並完成充飽各該電池，以達到該等電池能均充的目的。
為能更進一步的認識與了解本發明的目的、構造裝置特徵及其功效，以下將根據實施例並配合附圖詳細說明。
圖1為現有技術用的充電器的電路方塊圖。
圖2為電池飽和點的示意圖。
圖3為本發明充電器的電路結構方塊圖。
圖4為本發明充電方法的流程圖。
圖中符號說明3、充電器31、脈寬調變器32、微處理器33、電池34、均充負載開關35、電源36、電壓傳感器具體實施方式
本發明為一種可進行均充的充電器，請參閱圖3所示，為充電器的結構框圖，該充電器3包括一作為限電流定電壓的脈寬調變器31(PWM)、一微處理器32、至少一個以上的電池33、與電池33數量相等的均充負載開關34。其中，該脈寬調變器31與一電源35連接，並與該微處理器32電氣連接，令該電源35可經該脈寬調變器31處理後輸出，同時，該微處理器32可操控該脈寬調變器31做限電流定電壓的輸出，而該脈寬調變器31又與該等電池33電氣連接，各該電池33分別與每一均充負載開關34電氣相連接，該等均充負載開關34則與該微處理器32電氣相連接，該等電池33並分別與該微處理器32的各電壓傳感器36電氣連接，令各電壓傳感器36可分別感測每一電池33的電壓值。
請參閱圖3、圖4所示，本發明的充電方法為，利用該充電器3進行充電時，該微處理器32將操控該脈寬調變器31輸出電流的電源，以對該等電池33進行充電，若其電壓傳感器36感測到該等電池33的其中一電池33已經充飽時(即到達限制電壓)，則操控該脈寬調變器31停止充電動作，並計算各該電池33的電壓值，而找出各電池33中最低電壓值的電池33，再對充飽的電池33激活對應該電池33的均充負載開關34進行放電，直到該充飽的電池33的電壓下降至與最低電壓值的電池33的電壓值相等，再重新激活該脈寬調變器31對該等電池33進行充電，如此，不斷地將各該電池33的電壓值調整為相等，並完成充飽各該電池33，使該等電池33的充電即能均充，不會發生某一電池33過度充電的情形。
復請參閱圖3所示，當進行放電時，該微處理器32將操控該脈寬調變器31的脈寬作定電流的放電，直到各該電池33的電壓值相等，且該微處理器32為可依電池33內的化學特性不同，而設定一誤差值，使各電池33的電壓值在誤差值的範圍內，即判定為相等，以避免因電池33的化學特性不同，而發生過充的情形，以延長電池的壽命。
復請參閱圖3所示，該充電器3的微處理器32可不斷地將各該電池33的電壓值調整為相等，並同時進行充電，使各該電池33的電壓於均充下，達到完成充飽的電壓值如4.2V±20mV。
請參閱圖4所示，為本發明所提供的充電器其充電步驟，該充電器3的微處理器32將依下列的步驟進行處理
步驟501(A)，首先，激活充電電路的脈寬調變器31(PWM)輸出電流，以對該等電池33進行充電；步驟502(B)，判斷該等電池33中是否已經有電池充飽？若是，繼續下列的步驟503(C)；否則，再進行步驟501(A)；步驟503(C)，操控脈寬調變器31(PWM)停止充電動作；步驟504(D)，判斷是否所有的電池33都已充飽？若是，則進行步驟507(G)，否則，再進行步驟505(E)；步驟505(E)，計算各電池33的電壓值，並找出各電池33中最低電壓值的電池33；步驟506(F)，將以充飽的電池33進行放電，直到該充飽的電池33的電壓等於電壓最低的電池33，再進行步驟501(A)；步驟507(G)，直到各該電池的電壓值調整為相等，並完成充飽，充電結束。
再者，本發明所連接的電源35可為直流電源或交流電源。
據上述可知，本發明利用放電方式，使該充電器上的各電池的電壓值相等，而能均充，以避免早已充飽的電池過度充電，影響其使用壽命；並能操控脈寬調變器(PWM)作限電流定電壓的輸出，使各種電池能於安全的電流範圍內，快速完成充電，避免發生危險。
以上所述，僅為本發明最佳具體實施例，本發明的構造特徵並不局限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案的專利範圍。
綜上所述，本發明的可進行均充的充電器於使用時具有顯著的功效增進，誠符合新穎性、發明性及進步性的專利要件，依法提出申請。
權利要求
1.一種可進行均充的充電器，其特徵是，包括一作為計算各電池的電壓值的微處理器，且微處理器連接有複數個作為感測電池電壓值的電壓傳感器；一作為限電流定電壓的脈寬調變器PWM，該脈寬調變器與一電源連接，並與該微處理器電氣連接，令該電源可經該脈寬調變器處理後輸出，同時，該微處理器可操控該脈寬調變器做限電流定電壓的輸出，且脈寬調變器可供與預設的電池呈電性連接；複數個可對預設電池進行放電的均充負載開關，且各均充負載開關可供連接預設的電池，並分別與電壓感測器電氣連接。
2.如權利要求1所述的可進行均充的充電器，其特徵是，各電池的電壓於均充下的充飽電壓值為4.2V±20mV。
3.如權利要求1所述的可進行均充的充電器，其特徵是，該微處理器可設定一誤差值，各電池的電壓值在誤差值的範圍內判定為相等。
4.如權利要求1所述的可進行均充的充電器，其特徵是，該電源可為直流電源。
5.如權利要求1所述的可進行均充的充電器，其特徵是，該電源可為交流電源。
6.一種可進行均充的充電方法，其特徵是，包括一微處理器，且微處理器連接有複數個電壓感測器；一作為限電流定電壓的脈寬調變器PWM，該脈寬調變器與一電源連接，並與該微處理器電氣連接，令該電源可經該脈寬調變器處理後輸出，同時，該微處理器可操控該脈寬調變器做限電流定電壓的輸出，且脈寬調變器可供與預設的電池呈電性連接；複數個均充負載開關，且各均充負載開關為可供連接預設的電池，並分別與電壓感測器電氣連接；當利用該充電器對預設的電池進行充電時，該充電器的微處理器將依下列的步驟進行處理(A)首先，啟動充電電路的脈寬調變器PWM輸出電流，以對該等電池進行充電；(B)判斷該等電池中是否已經有電池充飽？若是，繼續步驟(C)；(C)操控脈寬調變器PWM停止充電動作；(D)是否所有的電池都已充飽？若否，繼續進行步驟(E)，若是，則進行步驟(G)；(E)計算各電池的電壓值，並找出電壓最低的那顆電池；(F)將已充飽的電池進行放電，直到該充飽的電池的電壓等於電壓最低的電池，再進行步驟(A)；(G)結束。
7.如權利要求6所述的可進行均充的充電器，其特徵是，該步驟(B)若為否，則進行步驟(A)。
全文摘要
本發明為一種可進行均充的充電器及其充電方法，包括一限電流定電壓的脈寬調變器、一微處理器、至少一個以上的電池、以及至少一個以上的均充負載開關。充電時，微處理器控制脈寬調變器輸出定電流，對電池進行充電；若微處理器中的電壓傳感器感測到其中一電池已經充飽時，則控制該脈寬調變器停止充電，並可找出最低電壓值的電池，再激活對應已充飽的電池的均充負載開關，進行放電，直到各電池的電壓值相等；此時，再重新激活脈寬調變器對電池進行充電。根據上述充電方式，該等電池的充電即能均充，不會發生某一電池過度充電的情形。
文檔編號H02J7/02GK1764035SQ200410086399
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月19日 優先權日2004年10月19日
發明者賴俊中 申請人:永淮電子有限公司