专利名称：充放电器以及控制充放电器的充电的方法
技术领域：
本发明涉及一种在对可再充电电池充放电器进行充电时控制起始占空比和充放电器的方法。
背景技术：
现在，便携式装置(例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、上网本以及膝上型计算机)被广泛地使用。便携式装置从能够反复地充电和放电的可再充电电池接收电能。用于便携式装置的可再充电电池应该具有更大的充电容量，同时在大小和重量方面应该有所减小。 在制造可再充电电池的过程中，用于增加该可再充电电池的充电容量的充放电处理被执行。可再充电电池的充放电处理是通过反复对该可再充电电池进行充放电来增加所述可再充电电池的充电容量的处理。在可再充电电池的充放电处理中，最重要的是如何精确并连续地充放预定电流值。在此背景技术部分中公开的以上信息仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此，可能含有不构成在本国对本领域的普通技术人员来说已知的现有技术的信息。
发明内容
已努力作出本发明以提供一种具有这样的优点的方法和充放电器当对可再充电电池的充放电器进行充电时，通过精确地感测电流量来控制起始占空比。本发明的目的不限于上述目的，并且本领域的技术人员将从以下描述中了解其他目的。本发明的示例性实施例提供了一种控制电池的充电起始占空比的方法，所述方法包括感测提供给电池的第一电压；感测第二电压，所述第二电压是电池的电池起始电压；根据第一电压和第二电压的比率，控制第一开关和第二开关中的每一个的占空比，其中，所述第一开关形成电池的充电路径，所述第二开关形成电池的放电路径。控制占空比的步骤可包括将第一开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成正比；将第二开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成反比，并当第一开关接通时，所述电池可被充电，当第二开关接通时，所述电池可被放电。当第一开关接通时，第二开关可被断开，当第二开关接通时，第一开关可被断开，并且第一开关的接通时间段与第二开关的接通时间段之和可成为电池的充放电的周期。本发明的另一实施例提供了一种电池充放电器，包括转换器，将提供的AC电压转换为DC电压；第一开关，形成电池的充电路径；第二开关，形成电池的放电路径；占空比控制单元，控制第一开关和第二开关的占空比，其中，占空比控制单元感测提供给电池的第一电压，感测作为电池的电池起始电压的第二电压，并根据第一电压和第二电压的比率，控制第一开关和第二开关中的每一个的占空比。占空比控制单元可将第一开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成正比，并将第二开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成反比，并当第一开关接通时，所述电池可被充电，当第二开关接通时，所述电池可被放电。当第一开关接通时，第二开关可被断开，当第二开关接通时，第一开关可被断开，并且第一开关的接通时间段与第二开关的接通时间段之和可成为电池的充放电的周期。本发明提供了一种在对充放电器进行充电时，能够通过阻止逆电流来减小由起始误差带来的影响，并减小由可再充电电池的起始电压造成的响应延迟。
图I是示出根据本发明示例性实施例的充放电器的配置的框图。图2是示出占空比控制单元的一部分的电路图。图3是示出在进行充电时控制占空比控制单元的开关的开关波形的示图。
具体实施例方式在以下详细描述中，已经仅仅通过例证的方式仅显示并描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，在均不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改描述的实施例。因此，附图和说明将被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。在说明书中相同的标号始终指示相同的部件。以下将参照附图更充分地描述本发明，在附图中已显示了本发明的示例性实施例。图I是示出根据本发明的示例性实施例的充放电器的配置的框图。参照图1，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池充放电器包括占空比控制单元200和转换器300。可再充电电池500连接到充放电器。转换器300将输入的三相AC电转换为适合于对可再充电电池500进行充放电的输出电压。转换器300通常包括AC/DC转换器和DC/DC转换器，并主要将AC转换为DC然后将该DC转换为必要幅度的DC。占空比控制单元200产生控制开关的开关操作的脉冲宽度调制(PWM)信号，所述开关控制转换器300的操作。具体地，占空比控制单元200产生控制开关的开关操作的PWM信号，所述开关将输入到转换器300的三相AC输入全波整流为DC。此外，占空比控制单元200根据转换器300的输出电压产生开关的PWM信号，其中，所述开关根据所述PWM信号来控制转换器300将经过全波整流的DC转换为适合于进行充放电的输出电压。占空比控制单元200感测从转换器300输出的DC电压Vl以及存储在可再充电电池500的起始电压V2。图2是示出占空比控制单元的一部分的电路图。参照图2，转换器300包括第一开关Ql，第二开关Q2以及电感器L，通过控制第一开关Ql和第二开关Q2交替接通和断开，转换器300控制电容C的充放电。
当执行充电时，如果第一开关Ql接通，则第二开关Q2断开，并且因此流向图2的路径①的充电电流Ic增加。因此，流向电感器L的电流增加，从而每次充到可再充电电池500的电压增加。当第一开关Ql断开时，第二开关Q2接通，因此流向图2的路径①的充电电流Ic减少。因此，流向电感器L的电流减少，从而每次充到可再充电电池500的电压降低。第一开关Ql和第二开关Q2示出为n沟道型M0SFET，但它们不限于此，而是能够形成为pMOS或具有等同功能的任何开关，并且这对于本领域的普通技术人员而言变得清楚。图3是示出在进行充电时控制占空比控制单元的开关的开关波形的示图。参照图3，占空比控制单元200控制第一开关Ql和第二开关Q2 的占空比，从而调整流向电感器L的充电电流Ic的量，以对可再充电电池500进行充电。用于对可再充电电池500进行充电的合适的电流被预先设置，并且该电流被称为充电参考电流Ikefc。充电电流Ic达到充电参考电流Ikefc的时间段被称为充电起始时间段Tc，当充电电流Ic达到充电参考电流Ikefc时，充电起始时间段Tc结束。在充电起始时间段Tc期间，如上所述，第一开关Ql和第二开关Q2分别根据充电起始占空比QIl和QI2反复接通和断开,并增加充电电流Ic。当充电起始时间段Tc结束时，充电电流Ic达到充电参考电流IKEFC，然后当充电电流Ic超过充电参考电流Ikefc时，第一开关Ql断开且第二开关Q2接通。当第一开关Ql断开且第二开关Q2接通时，如上所述，充电电流Ic减少，并且因此充电电流Ic达到充电参考电流IKErc。当充电电流Ic比充电参考电流Ikefc小时，第一开关Ql再次接通并且第二开关Q2再次断开。当充电起始时间段Tc结束时，如上所述，第一开关Ql和第二开关Q2反复接通和断开，因此充电电流Ic维持充电参考电流IKEFC。通常，在充电起始时间段Tc，第一开关Ql的占空比QIl和第二开关Q2的占空比QI2被随机设置，但在本发明的示例性实施例中，充电起始时间段Tc中的第一开关的起始占空比QIl和第二开关Q2的起始占空比QI2根据以下等式被设置。(等式I)
VO0/1 = —xl00(%)(等式2)QI2 = I-QIlQIl是第一开关Ql的起始占空比，QI2是第二开关Q2的起始占空比。DC电压Vl是转换器300的输出电压，起始电压V2是被先前充到可再充电电池500的电压(即，图3中的t等于0时检测的电压)。转换器300的输出电压Vl可在转换器300内的DC-DC转换器中被控制，而被先前充到电容器可再充电电池C的电压V2具有可再充电电池500的电压范围内的一随机值。在一般情况下，当可再充电电池500的起始电压V2大于DC电压Vl时，发生逆电流，因此当最初对充放电器进行充电时，响应延迟的发生概率增加。例如，当DC电压Vl是12V且起始电压V2是3V时，根据等式I和等式2，QIl =25%且 QI2 = 75%。也就是说，当DC电压Vl大于起始电压V2时，不会明显地发生逆电流和响应延迟现象，因此第一开关Ql的占空比小于第二开关Q2的占空比。根据控制充放电电流量的传统方法，根据预定电流量与每个充电电流或放电电流之间的误差的比例 积分的结果，控制充电开关和放电开关的占空比。在该方法中，根据可再充电电池的起始电压状态存在逆向放电时间段，因此在达到预定电流量以前存在延迟的问题。根据本发明的示例性实施例，通过将与V2/V1的比率相关的占空比提供给可再充电电池的充电开关和放电开关，可防止发生逆向放电。因为阻止了由可再充电电池的起始电压产生的逆向放电，所以充放电器能够在没有延迟的情况下使充放电电流达到预定的充放电电流。尽管已结合现在被认为是实践的示例性实施例的内容描述了本发明，将理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是，相反，本发明意图覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同方案。〈符号说明〉200:占空比控制单元300:转换器500:可再充电电池Vl DC 电压V2:起始电压Ql :第一开关Q2 :第二开关
权利要求
1.一种控制电池的充电起始占空比的方法，所述方法包括 感测提供给电池的第一电压； 感测第二电压，所述第二电压是电池的电池起始电压；以及 根据第一电压和第二电压的比率，控制第一开关和第二开关中的每一个的占空比，其中，所述第一开关形成电池的充电路径，所述第二开关形成电池的放电路径。
2.如权利要求I所述的方法，其中，控制占空比的步骤包括 将第一开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成正比；以及 将第二开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成反比。
3.如权利要求2所述的方法，其中，当第一开关接通时，第二开关断开，以及 当第二开关接通时，第一开关断开。
4.一种电池充放电器，包括 转换器，将提供的AC电压转换为DC电压； 第一开关，形成电池的充电路径； 第二开关，形成电池的放电路径；以及 占空比控制单元，控制第一开关和第二开关的占空比， 其中，占空比控制单元感测提供给电池的第一电压，感测作为电池的电池起始电压的第二电压，并根据第一电压和第二电压的比率，控制第一开关和第二开关中的每一个的占空比。
5.如权利要求4所述的电池充放电器，其中，占空比控制单元将第一开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成正比，并将第二开关的起始占空比设置为与第二电压比第一电压的比率成反比。
6.如权利要求5所述的电池充放电器，其中，当第一开关接通时，第二开关断开，以及 当第二开关接通时，第一开关断开。
全文摘要
一种充放电器以及控制充放电器的充电的方法，所述方法包括感测提供给电池的第一电压；感测第二电压，所述第二电压是电池的电池起始电压；根据第一电压和第二电压的比率，控制第一开关和第二开关中的每一个的占空比，其中，所述第一开关形成电池的充电路径，所述第二开关形成电池的放电路径。
文档编号H02J7/00GK102738846SQ20111018932
公开日2012年10月17日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年4月8日
发明者南镇元 申请人:三星Sdi株式会社