一种锂电设备的充电电路及其充电方法与流程

本发明属于模拟电路设计，涉及一种锂电设备的充电电路及其充电方法。

背景技术：

1、锂电设备的充电电路应用越来越广泛。请参阅图1，图1所示为现有技术中锂电设备的充电电路的示意图。如图1所示，该电路包括充电芯片001和作为充电芯片负载的锂电池002。

2、充电芯片001包含电池检测模块003、充电电流设置模块004和充电单元模块005。其中，电池检测模块003的作用是监测锂电池002的电压的变化，当锂电池002的电压低于涓流充电电平(一般为2.4v)，则指示充电电流设置模块004设定充电电流为涓流充电电流(一般设置为c/10)，充电电流设置模块004驱动充电单元模块005。充电单元模块为功率mos，其流出设定的电流给锂电池002。当锂电池002的电压高于涓流充电电平而小于浮充电平(锂电池充满的截止电平)，则以设定的恒流电流c为锂电池002充电。

3、目前，现有技术有以下两种：

4、方案1：以恒流电流c对锂电池002充电，直至电池检测模块003监测到电平(滤波后)等于设定的浮充电压，即停止充电。等待电池检测模块003监测到锂电池002的电平达到复充电平(一般为浮充电平减去200mv或300mv)，再次恒流充电，如此往复。

5、方案2：以恒流电流c对锂电池002进行充电，直至恒流恒压切换点电平，充电电流逐渐减小，锂电池002的电压升高，直至充电电流减小到恒流充电电流的1/10。此时的电平就是浮充电平。等待电池检测模块003监测到锂电池002的电平达到复充电平，再次恒流充电，如此往复。

6、然而，从上述现有技术方案可以看出，如果锂电池002内阻或者电池线阻很大的情况下，在方案1实施时，电池检测模块003获得的电平为锂电池002电平+ir droop(线阻上的压降)，因此，锂电池002的电平并未达到真实的浮充点，会导致低的复充时间，而且，电池不能达到100％的使用。

7、在方案2实施时，锂电池002被充电存在一个电流逐渐减小的充电时间。由于irdroop大，会让锂电池002在大容量电平区间变为小电流充电，影响充电时间(如图2所示)。

8、也就是说，上述的现有技术，通常为充电无补偿或固定线补偿的方案，在大电流情况下，需要更大的充满和复充的回差；特别是在大电池内阻或者电池线阻很大的情况下，需要更多的充电时间或更短的复充时间。因此，产生更多的充电时间或电池不能100％的利用，不仅影响了用户体验，浪费了资源。

技术实现思路

1、为解决的上述技术问题，本发明提出一种锂电设备的充电电路及其充电方法，属于快速充电的解决方案，其可以减少内阻大的锂电设备和线阻大的锂电设备的充电时间。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种锂电设备的充电电路，用于对作为负载的锂电设备进行充电，其包括：

3、电池检测模块，用于在充电过程中监测锂电设备的电压变化；所述锂电设备充满的电压值为v0；

4、充电电流设置模块，用于设置n次恒流恒压点的n个阶段(第一阶段,第二阶段…第n阶段)的转换条件，充电的第一阶段的恒流电流为电流i1；其中，所述转换条件为充电过程中所述锂电设备的电压值v1以及后续n次恒流恒压点的电流值(电流i1,电流i2,…电流ii,…电流in)，所述电压值v1小于所述电压值v0，n为正整数，所述电流值(电流i1,电流i2,…电流ii,…电流in)为依次递减的值；

5、充电电流切换模块，其接收所述电池检测模块检测的锂电设备电压，依次判断每一阶段的充电电压是否达到电压值v1，如果是，将充电电流切换成相应阶段的电流值(电流i2,…电流ii,…电流in)中的一个电流ii；

6、充电模块，接收所述电流ii，在第i阶段采用所述电流ii基于线性减少电流值的方式或恒流的方式对所述锂电设备进行充电，直到进入到第n阶段，完成将所述锂电设备充满成电压值v0为止。

7、进一步地，所述n为2，在所述第一阶段中，采用所述电流i1进行恒流充电直到所述锂电设备的电压值达到所述电压值v1后，所述充电电流切换模块将充电电流切换到电流i2进入到所述第二阶段，所述充电模块基于线性减少电流值的方式，完成将所述锂电设备充满成电压值v0为止。

8、进一步地，所在所述第一阶段中，采用所述电流i1进行恒流充电直到所述锂电设备的电压值达到所述电压值v0后，所述充电电流切换模块将充电电流切换到电流i2进入到所述第二阶段，从所述第二阶段到所述第n-1阶段，所述充电模块基于恒流的方式对所述锂电设备进行充电，直到所述第n-1阶段充电过程中，所述锂电设备的电压值达到所述电压值v1后，在所述第n阶段，所述充电模块基于线性减少电流值的方式，完成将所述锂电设备充满成电压值v0为止。

9、进一步地，所述充电切换模块包括电流比较器512、状态机513和电流切换单元514，所述电流比较器512判断恒压运放和恒流运放的结果，用于判断在i1电流下是否进入恒流恒压切换点，所述电流比较器512的输出接入所述状态机513，所述状态机513判断所述充电电路已进入所述n个阶段中的某个阶段，控制所述电流切换单元514选定相应阶段的恒流电源，并指示接入电流切换单元514进行电流切换，同时所述状态机513另一个输出在进行电流切换时暂时关闭所述切换模块的恒压输出，等切换完成后，打开所述切换模块的恒压输出。

10、为实现上述目的，本发明的又一技术方案如下：

11、一种锂电设备的充电方法，其包括如下步骤：

12、步骤s1：设定所述锂电设备充满的电压值为v0，设置n次恒流恒压点的n个阶段(第一阶段,第二阶段…第n阶段)的转换条件，充电的第一阶段的恒流电流为电流i1；其中，所述转换条件为充电过程中所述锂电设备的电压值v1以及后续n次恒流恒压点的电流值(电流i1,电流i2,…电流ii,…电流in)，所述电压值v1小于所述电压值v0，n为正整数，所述电流值(电流i1,电流i2,…电流ii,…电流in)为依次递减的值；

13、步骤s2：在充电过程第一阶段，设定恒流充电电流为i1，给所述锂电设备进行第一阶段的恒流充电，监测所述锂电设备的电压变化；

14、步骤s3：判断锂电设备的电压是否到达所述锂电设备的电压值v1，如果是，设定恒流电流为i2，给所述锂电设备进行第二阶段的恒流充电，监测所述锂电设备的电压变化；

15、步骤s4：继续判断锂电设备的电压是否到达所述锂电设备的电压值v1，如果是，设定恒流充电电流i3，给所述锂电设备进行第三阶段的恒流充电，…，如此这般，继续监测所述锂电设备的电压变化，直到设定检测时充电电流为in，进入第n阶段的给所述锂电设备进行第n阶段的恒流充电，完成将所述锂电设备充满成电压值v0为止。

16、从上述技术方案可以看出，本发明中的锂电设备的充电电路，其通过增加了内部电源的控制电路，可在只需要一个输入电源并保证经济性的情况下，满足集成电路的成品修调的电源需求。

17、也就是说，本发明实施例中的快速充电的解决方案，不仅可以减少大内阻电池和大线阻电池的充电时间，且该方法不限于线性充电方法，也同样适用于开关的充电方法。