专利名称：一种镍氢电池的充电装置及方法
技术领域：
本发明涉及镍氢电池，尤其涉及一种镍氢电池的充电装置及方法。
背景技术：
现有的无线终端中，有些无线终端使用镍氢电池。镍氢电池大部分采用 恒压充电方式。恒压充电方式带来四个问题第一，充电电流随电池电压的 上升而下降，充电时间长；第二、由于采样反馈电阻的影响，充电电压有一 定的误差，使产品的充电效果差一致性差；第三、当充电器过放后，无法将 电池完全充满，满足不了待机时间要求，而电池充电电压过高时，会出现过 充现象，存在事故隐患；第四、不同厂家的镍氢电池性能不同，同一充电电 压下充电效果也不同。以上问题不但影响无线终端的性能，而且对镍氢电池 的使用寿命影响很大。
发明内容
本发明要解决技术问题是提供一种镍氢电池的充电装置及方法，解决 镍氢电池使用恒压充电方式带来的问题，以增加镍氢电池的使用寿命。
本发明提供了一种镍氢电池的充电装置，包括相互连接的电源管理单元、 充电单元、镍氢电池，所述电源管理单元包括充电控制模块，所述充电单元 包括涓流充电控制电路、恒流控制电路、恒压控制电路、充电模式控制电路、 充电电路，所述充电模式控制模块与所述充电控制模块连接，所述涓流充电 控制电路、所述恒流控制电路和所述恒压控制电路并联且分别与所述充电电 路和所述充电控制模块连接，所述充电电路用于连接镍氢电池，所述充电控 制模块依据镍氢电池的电压控制所述充电单元选择恒流充电、涓流充电或者 恒压充电模式进行充电。
还包括用于计算充电时间的定时控制模块，所述定时控制模块与所述充 电控制模块连接，所述充电控制模块用于判断充电时间是否超时。
还包括镍氢电池的电池温度检测电路，所述电池温度检测电路与所述充 电控制模块连接，所述充电控制模块用于判断电池温度是否超限。 所述镍氢电池的电池本体包括热敏电阻。
还包括镍氢电池的电池ID电路，所述电池ID电路与所述充电控制模块 连接，所述充电控制模块用于对电池ID进行识别，并设置所述镍氢电池充 电参数。
还包括电源切换电路和电源适配器，所述电源切换电路分别和所述电源 管理单元、所述充电单元、所述电源适配器、所述镍氢电池连接；所述电源 适配器还与所述电源管理单元连接。
所述电源管理单元还包括外部电源检测模块，所述外部电源检测模块分 别与所述电源适配器、所述电源切换电路和所述充电控制电路连接。
本发明提供了一种镍氢电池充电方法，包括
步骤l，电源管理单元对镍氢电池的电压进行检测，判断是否需要充电， 如果不需要充电，停止充电或者由适配器供电，如果需要充电，执行步骤2;
步骤2，电源管理单元判断镍氢电池是否过放，如果否，进行恒流充电， 如果是，进行涓流充电；
步骤3，进行涓流充电时，电池电压达到第一预设值，则进行恒流充电；
步骤4，进行恒流充电时，如果电压达到第二预设值，则进行恒压充电。 进行恒流充电时，还包括步骤901，电源管理单元的充电控制模块判断
充电时间是否超时，用于判断是否停止充电。
进行恒流充电时，还包括步骤1001，电源管理单元的充电控制模块判断 电池温度是否超限，用于调整恒流充电电流。
所述步骤1之前还包括步骤1101，电源管理单元的充电控制模块识别电 池ID，并设置电池充电参数。
步骤1中，如果不需要充电，并且由适配器供电后，判断电池电压是否 放电第二预设值，如果是，进行涓流充电，并且判断电池电压是否达到第三 预设值，否则，继续由适配器供电；如果电池电压达到第三预设值，则停止 充电，否则，继续进行涓流充电。
还包括步骤1301，充电完成后，由适配器供电。
本发明能够提高镍氢电池充电性能，延长镍氢电池寿命，并且保证了电 池的安全性。
图1是本发明提供的镍氢电池充电装置结构图； 图2是本发明提供的镍氢电池充电方法流程图。
具体实施方式
本发明提供的技术方案中在电池本体上增加热敏电阻，利用充电控制 模块，实现充电的自动温度控制；通过获取电池的电压、电流、温度等测量 值，实现对电池状态、充电状态的控制，通过涓流充电、恒流快速充电、恒 压小电流充电等模式保证了电池的性能；不同厂家的电池，其识别号(ID) 不同，通过充电控制模块对电池ID的识别，启用不同的恒压充电电压，适 应不同厂家电池的性能，因为各厂家的电池性能不同，所以恒压充电电压有 所不同，如同为7.2V电池，甲厂使用8.4V充电效果最好，乙厂却用8.6V 充电效果最好；加入充电定时控制模块，对异常的电池进行保护；对电源适 配器进行自动切换，在电网正常的情况下，如果电池是充满电的，终端只用 适配器供电，如果电池电量不足，则适配器同时给终端供电和给电池进行充 电；如果电网不正常则采用镍氢电池供电，最大限度延长镍氢电池使用寿命。下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。在图1中，镍氢电池100与电源管理单元200、充电单元300相连；电 源管理单元200除与镍氢电池100相连外，还与电源适配器10、充电单元300 和终端400相连；电源适配器10除与电源管理单元200相连，还与电源切换 电路30相连；另外定时控制模块20与电源管理单元200相连，电源切换电 路30分别与镍氢电池100、电源管理单元200、充电单元300和电源适配器 10相连。在图1所示实施例中，连接着电源适配器10的终端400开机后，电源管 理单元200中的外部电源检测201检测电源适配器10供电是否正常；同吋充 电控制模块203收到来自电池ID电路102、电池电压采样模块202、外部电 源检测201送来的信号，综合判断电池是否需要充电，采用哪种电池参数充 电。电池参数根据电池ID电路102而定。如果不需要充电，则由电源切换
电路30切换为电源适配器10供电，否则启动充电功能。同时电源适配器IO
通过电源分配模块204为终端供电。如果外部电源检测201没有检测到电源 适配器10或电源适配器10供电不正常，则电源切换电路30切换到镍氢电池 100通过电源分配模块204为终端供电。充电过程中，充电控制模块203根 据电池电压采样模块202实时采样到的镍氢电池100电压、电池温度检测电 路103测量的镍氢电池100温度、定时控制模块20信号综合控制镍氢电池 IOO的充电过程。
在整个充电过程中，由电源适配器10供电，充电模式控制电路305根据 充电控制模块203的不同控制信号启动恒流控制电路302、恒压控制电路303 和涓流控制电路304。充电由充电电路301完成，三个控制电路只是控制充 电电路完成不同的充电模式。在充电过程中，电池温度检测电路103、电池 电压采样模块202、外部电源检测201和定时控制模块20实时将各自的信息 传递给充电控制模块203，由充电控制模块203控制充电过程。电源分配模 块204完成直流/直流功能，为终端400提供多种电压。
镍氢电池100由电池本体101、电池ID电路102和电池温度检测电路 103构成。
在图2所示实施例中，是本发明提供的充电方法流程图，它是通过图1中 各电路或模块对电池当前状态、充电状态和控制信息进行更新，通过图1中 各电路或模块进行电池状态、适配器的检测以及充电和对硬件的控制。
具体的实施中，终端开机后，会对电池ID进行识别，非终端标配电池 终端给出提示后关机，识别是标配电池后对充电参数进行设置，如此电池的 标准充电电压等，与此同时获取电池的电压、电流、温度等测量值，这些测 量值是以平均值为参考标准。同时检测适配器是否连接，供电是否正常，没 有连接或供电不正常则使用电池供电。检测到适配器连接且供电正常则根据 获取电池的电压、电流、温度等测量值决定是否充电，电池电量满时不充电， 继续由适配器供电，需要充电时，充电计时工作，同时根据电池的电压决定 充电模式。在充电过程中，根据实时获取电池的电压、电流、温度等测量值 决定充电状态。为了保护电池，充电计时到后充电也会终止。
在适配器和电池均存在的情况下，供电主要由适配器承担，但电池会发 生慢放电，根据获取电池的电压降至某一电压时，充电部分会对电池进行涓 流充电，直到达到电池满电量时的电压，涓流充电结束。 图2所示镍氢电池充电方法流程如下
终端开机，开始充电流程501，终端识别电池ID 502，如果非原配电池， 建议使用原配电池后，关机503，如果是原配电池，设定电池充电参数504， 检测适配器是否连接505，如果否，电池供电506，如果是，进行电池电压检 测524，并且判断是否需要充电507:
如果否，适配器供电508，并判断电池是否放电到某电压(即电压2)521， 如果否，则适配器供电508，如果是则涓流充电522，并判断电池电压是否到 达电压3 (即电池最大电压)，如果是，则进行涓流充电522，否则停止充电 520，适配器进行供电508;
如果是，进行充电计时509，进行电池电压检测524，并且判断电池是否 过放510，如果是，涓流充电511，判断电池是否达到电压l (即关机电压) 512，如果否，涓流充电511，如果是恒流充电513，如果电池没有过放，则 进行恒流充电513，并进行电池温度检测525，判断电池温度是否超限514， 如果是，调整恒流充电电流526，进行恒流充电513，如果电池温度没有超限， 则进行电池电压检测524，并且判断充电是否超时515，如果是，停止充电 520，适配器进行供电508，否则，判断电池电压是否达到电压2 (即低压警 告电压)516，如果否，进行恒流充电513，如果是，进行恒压充电517，并 判断温度是否超限518，如果是，停止充电520，适配器进行供电508，如果 否，则判断充电是否超时519，如果否，进行恒压充电517，如果是，停止充 电520，适配器进行供电508。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条 件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限 于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1.一种镍氢电池的充电装置，包括相互连接的电源管理单元、充电单元、镍氢电池，其特征在于，所述电源管理单元包括充电控制模块，所述充电单元包括涓流充电控制电路、恒流控制电路、恒压控制电路、充电模式控制电路、充电电路，所述充电模式控制模块与所述充电控制模块连接，所述涓流充电控制电路、所述恒流控制电路和所述恒压控制电路并联且分别与所述充电电路和所述充电控制模块连接，所述充电电路用于连接镍氢电池，所述充电控制模块依据镍氢电池的电压控制所述充电单元选择恒流充电、涓流充电或者恒压充电模式进行充电。
2. 如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括用于计算充电时间的定时控制模块，所述定时控制模块与所述充电控制模块连接，所述充电 控制模块用于判断充电时间是否超时。
3. 如权利要求l所述的充电装置，其特征在于，还包括镍氢电池的电池 温度检测电路，所述电池温度检测电路与所述充电控制模块连接，所述充电 控制模块用于判断电池温度是否超限。
4. 如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述镍氢电池的电池本体包括热敏电阻。
5. 如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，还包括镍氢电池的电池 ID电路，所述电池ID电路与所述充电控制模块连接，所述充电控制模块用 于对电池ID进行识别，并设置所述镍氢电池充电参数。
6. 如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，还包括电源切换电路和 电源适配器，所述电源切换电路分别和所述电源管理单元、所述充电单元、 所述电源适配器、所述镍氢电池连接；所述电源适配器还与所述电源管理单 元连接。
7. 如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述电源管理单元还包 括外部电源检测模块，所述外部电源检测模块分别与所述电源适配器、所述 电源切换电路和所述充电控制电路连接。
8. —种利用权利要求1-7中任意一种所述充电装置的镍氢电池充电方 法，其特征在于，包括 步骤l，电源管理单元对镍氢电池的电压进行检测，判断是否需要充电， 如果不需要充电，停止充电或者由适配器供电，如果需要充电，执行步骤2;步骤2，电源管理单元判断镍氢电池是否过放，如果否，进行恒流充电， 如果是，进行涓流充电；步骤3，进行涓流充电时，电池电压达到第一预设值，则进行恒流充电;步骤4，进行恒流充电时，如果电压达到第二预设值，则进行恒压充电。
9. 如权利要求8所述的充电方法，其特征在于，进行恒流充电时，还包 括步骤901，电源管理单元的充电控制模块判断充电时间是否超时，用于判 断是否停止充电。
10. 如权利要求8所述的充电方法，其特征在于，进行恒流充电时，还 包括步骤1001，电源管理单元的充电控制模块判断电池温度是否超限，用于 调整恒流充电电流。
11. 如权利要求8所述的充电方法，其特征在于，所述步骤l之前还包 括步骤1101，电源管理单元的充电控制模块识别电池ID，并设置电池充电参 数。
12. 如权利要求8所述的充电方法，其特征在于，步骤1中，如果不需 要充电，并且由适配器供电后，判断电池电压是否放电第二预设值，如果是， 进行涓流充电，并且判断电池电压是否达到第三预设值，否则，继续由适配 器供电；如果电池电压达到第三预设值，则停止充电，否则，继续进行涓流 充电。
13. 如权利要求8至12任意一项所述的充电方法，其特征在于，还包括 步骤1301，充电完成后，由适配器供电。
全文摘要
本发明涉及一种镍氢电池的充电装置，包括相互连接的电源管理单元、充电单元、镍氢电池，其特征在于，所述电源管理单元包括充电控制模块，所述充电单元包括涓流充电控制电路、恒流控制电路、恒压控制电路、充电模式控制电路、充电电路，所述充电模式控制模块与所述充电控制模块连接，所述涓流充电控制电路、所述恒流控制电路和所述恒压控制电路并联且分别与所述充电电路和所述充电控制模块连接，所述充电电路用于连接镍氢电池，所述充电控制模块依据镍氢电池的电压控制所述充电单元选择恒流充电、涓流充电或者恒压充电模式进行充电。本发明能够提高镍氢电池充电性能，延长镍氢电池寿命，并且保证了电池的安全性。
文档编号H01M10/44GK101110521SQ20071012050
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月20日 优先权日2007年8月20日
发明者张宏伟, 蔡成亮 申请人:中兴通讯股份有限公司