专利名称：电池保护系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电池系统，更具体地说，涉及监视和保护可充电电池。
对于可携带电子装置，锂离子电池优于诸如镍镉电池和镍金属氢化物电池之类的其他类型的可充电电池，因为锂离子电池重量轻、能量密度高。然而，锂离子电池对过充电非常敏感，并且安全性是对其使用的主要担心。例如，对于锂离子电池的安全性的担心在于，在过充电时金属锂可能电镀到电池单元内的电极之一上。电镀的锂因为金属锂的易燃本质造成易燃。另一种安全的担心在于，当电池单元的温度太高时有害气体的排出。而且，在过充电状态下，跨过锂离子电池单元的电压降到欠电压极限以下，导致电池单元内电解液化学成分的变化。因此，电池单元的寿命可能显著缩短。所以，重要的是具有一种准确监视锂离子电池、且保证他们在其安全工作区域内工作的电池保护系统。
按常规，对锂离子电池充电需要一个专用锂电池充电器。当充电的锂离子电池的电压显著小于电池的全充电电压时，专用锂电池充电器在恒流模式中工作，并且以恒定的充电电流对电池充电。当电池电压接近电池的全充电电压时，专用锂电池充电器切换到恒压模式。在恒压模式下，流入电池的充电电流随着电池电压接近全充电电压而指数地减小，由此防止电池过充电。专用锂电池充电器包括一个充电控制电路，该电路确定专用锂电池充电器何时从恒流模式切换到恒压模式；在恒压模式期间多大的充电电流流经电池；及电池何时充分充电。为了把电池充电到其最大容量并有效地避免过充电，把充电控制电路设计成高精度的。典型地，充电控制电路的电压波动小于百分之一(％)。
高精度的充电控制电路显著增加了专用锂电池充电器的成本，并因此增加了使用锂离子电池的成本。而且，因为在恒压模式中，流入电池的充电电流随着电池电压接近全充电电压而指数地减小，所以充电过程的时间效率较低。例如，在恒流模式工作期间在一和两小时之间的时间间隔范围内，锂电池通常充电到其容量的80％。然后，专用锂电池充电器切换到恒压模式，并且花费至少三个小时把锂电池充电到其全容量。
因而，便利的是具有一种电池保护系统和一个用来对电池充电的方法。希望该系统和该充电方法是节省成本的。还希望该充电方法是方便的和节省时间的。
图1是根据本发明的一种电池系统的方块图；及图2是根据本发明用来对电池充电的方法的流程图。
一般地说，本发明提供了一种电池保护系统和一种用来对电池充电的方法。根据本发明，电池保护系统包括一个用来控制电池充电过程以及保护电池的精确控制电路。因而，本发明消除了对专用电池充电器的需要，并因此降低了使用电池的成本。而且，本发明的充电方法与先有技术的恒流/恒压充电方法相比是节省时间的。
图1是根据本发明的一种电池系统10的方块图。电池系统10包括一个由四个串联联接的可充电锂离子电池单元12、14、16、和18组成的电池组15。因此，电池系统10也称作可充电电池系统，并且电池组15也称作可充电电池组。电池系统10还包括一个监视电池组15且进行适当操作以保证电池组15在其安全工作区域工作的电池保护系统20。电池保护系统20带有一个正端子22和一个负端子24，这些端子分别用作电池系统10的正和负端子。电池保护系统20还带有一个正电池电极26和一个负电池电极28，这些电极分别连接到电池组15的正和负端子上。最好，电池系统10是一个集成电池组件，并且电池组15和电池保护系统20装在该集成电池组件中。
电池保护系统20包括p沟道绝缘栅场效应晶体管(FET)31和32、一个电感器34、一个电流检测电阻器36、及一个由齐纳二极管37和一个肖特基二极管39组成的整流器38。齐纳二极管37的阳极和肖特基二极管39的阳极连接在一起，形成整流器38的阳电极。齐纳二极管37的阴极和肖特基二极管39的阴极连接在一起，形成整流器38的阴电极。FET 31带有一个连接到电池保护系统20的正端子22上的源电极、和一个连接到FET 32的漏电极上的漏电极。电感器34带有一个连接到FET 32的源电极和整流器38的阴电极上的第一电极、和一个连接到电池保护系统20的正电池电极26上的第二电极。电流检测电阻器36带有一个连接到电池保护系统20的负电池电极28上的第一电极、和一个连接到整流器38的阳电极和电池保护系统20的负端子24上的第二电极。
电池保护系统20还包括一个带有电压检测输入41、42、43、44、和45，电流检测输入46和47，及输出48和49的电池监视电路40。电压检测输入41连接到电池单元12的正电极上。电压检测输入42连接到电池单元12的负电极上，并且连接到电池单元14的正电极上。电压检测输入43连接到电池单元14的负电极上，并且连接到电池单元16的正电极上。电压检测输入44连接到电池单元16的负电极上，并且连接到电池单元18的正电极上。电压检测输入45连接到电池单元18的负电极上。电流检测输入46和47分别连接到电流检测电阻器36的第一和第二电极上。输出49连接到FET 32的栅电极上。
电池保护系统20进一步包括一个比较器52、一个磁滞比较器54、及一个FET驱动器56。比较器52带有一个同相输入和一个分别连接到电流检测电阻器36的第一和第二电极上的反相输入。磁滞比较器54带有一个同相输入和一个分别连接到电流检测电阻器36的第一和第二电极上的反相输入。比较器52的输出连接到磁滞比较器54的启动端子上。磁滞比较器54的输出连接到FET驱动器56的第一输入上。FET驱动器56的第二输入连接到电池监视电路40的输出48上。FET驱动器56的输出连接到FET 31的栅电极上。
尽管图1表示了带有四个电池单元的电池组15，但应该理解，这不是对本发明的限制。根据本发明，电池组15可以包括任何数量的电池单元，如一个、两个、三个、五个、六个等。最好，电池监视电路40的电压检测输入的数量是这样的，从而能测量电池组15中每个电池单元的电压。还应该理解，电池单元12、14、16、和18不限于锂离子电池单元。他们能由诸如例如镍镉电池单元、镍金属氢化物电池单元等之类的其他类型电池单元代替。
在电池保护系统20中，FET 31和FET 32用作当相应过充电和过放电条件出现时用来分别中断流经电池组15的充电和放电电流的开关。因为其体二极管，FET 31当断开时仅中断充电电流，而FET 32当断开时仅中断放电电流。充电电流是经电池组15从其正端子流到其负端子的电流。放电电流是从电池组15的负端子流到其正端子的电流。应该理解，FET 31和FET 32不限于绝缘栅FET。带有一个控制电极和两个电流传导电极的任何切换装置都能代替FET 31或FET 32。如熟悉本专业的技术人员所知道的那样，当FET起开关的作用时，FET的栅电极起开关的控制电极的作用，并且FET的源和漏电极起开关的电流传导电极的作用。
还应该理解，电池保护系统20不限于采用诸如FET 31或FET 32之类的高侧开关来保护电池组15。在一个可选择实施例中，电池保护系统20包括两个低侧开关(未表示)，这两个开关联接在电流检测电阻器36与负端子24之间，当相应过充电和过放电条件出现时用来分别中断流经电池组15的充电和放电电流。在另一个可选择实施例中，电池保护系统20包括一个诸如FET 31之类的高侧开关，用来中断充电电流；和一个低侧开关(未表示)，联接在电流检测电阻器36与负端子24之间，当相应过充电和过放电条件出现时，用来中断流经电池组15的放电电流。在又一个可选择实施例中，电池保护系统20包括一个诸如FET 32之类的高侧开关，用来中断放电电流；和一个低侧开关(未表示)，联接在电流检测电阻器36与负端子24之间，当相应过充电和过放电条件出现时，用来中断流经电池组15的充电电流。最好，一个诸如FET 31或FET 32之类的高侧开关包括一个p沟道绝缘栅FET，而一个低侧开关包括一个n沟道绝缘栅FET。
电流检测电阻器36当电流流经它时产生跨过其两个电极的电压。它能由其他类型的电流检测元件，例如细丝代替。为了使当电池系统10向跨过端子22和24联接的负载(未表示)供给能量时的功率损失最小，电流检测电阻器36最好具有小电阻，例如小于约一欧姆(Ω)。在本发明的一个最佳实施例中，电流检测电阻器36约为十毫欧(Ω)。
在整流器38中，当中断流入电池组15的大放电电流时，齐纳二极管37防止跨过FET 31出现大的瞬时电压降，而肖特基二极管39当正向偏置时提供一个低电阻传导路径，并因此使整流器38的功率消耗最小。最好，齐纳二极管37具有大于电池组15的全充电电压的击穿电压。应该理解，整流器38能由其他类型的整流装置和电路元件代替。例如，整流器38可以包括一个击穿电压大于电池组15的全充电电压的单个二极管。
仅当充电电流流经电池组15时，比较器52接通磁滞比较器54，并且启动充电控制电路。当有流经电池组15的放电电流时，或当电池组15闲置时，比较器52在其输出处产生一个逻辑低电压电平。逻辑低电压电平传送到磁滞比较器54的启动端子，并且切断磁滞比较器54，由此禁止充电控制电路，并且使电池系统10的电流泄漏最小。应该理解，尽管是较佳的，但比较器52是本发明的一个可选择特征。
当流入电池组15的充电电流超过上限时，磁滞比较器54经FET驱动器56切断FET 31。磁滞比较器54通过检测跨过电流检测电阻器36的电压降，检测流入电池组15的充电电流。如上文讨论的那样，电流检测电阻器36最好具有小电阻。因而，磁滞比较器54最好能够响应在磁滞比较器54的输入处的小输入信号，例如电压在十毫伏特(mV)量级上的输入信号，经FET驱动器56切断FET 31。此外，磁滞比较器54可以包括一个温度补偿电路(未表示)，由此在电池系统10内的温度变化范围上为充电电流提供一个稳定的上限。
FET驱动器56用作一个响应从电池监视电路40和磁滞比较器54传送到FET驱动器56的两个输入的信号而接通和断开FET 31的缓冲器。最好，FET驱动器56能够以高频，象例如约100千赫兹(kHz)或更高，接通和断开FET 31。应该理解，FET驱动器56在电池保护系统20中是可选择的。在本发明的一个可选择实施例中，磁滞比较器54的输出和电池监视电路40的输出48直接到FET 31的栅电极上。在电池组15的充电过程期间接通和断开FET 31的频率由电感器34的电感确定。较大电感允许FET 31以低频切换，但增大了电感器34的尺寸、重量、和成本。最好，电感器34的电感在约一微亨利(μH)与100μH之间的范围内。用于电感器34的电感的标称值约为10μH。
电池监视电路40周期地对电池组15进行安全监视操作。通过电压检测输入41、42、43、44、和45，电池监视电路40测量在电池组15中的电池单元12、14、16、和18每一个的电压。通过电流检测输出46和47，电池监视电路40通过测量跨过电流检测电阻器36的电压，测量流入电池组15中的电流。根据这些测量，在电池监视电路40中的一个控制逻辑电路50进行适当的操作，以保证电池组15在其安全工作区域工作。
安全工作区域包括用于跨过电池组15中的电池单元12、14、16、和18每一个的电压的上和下限。它也包括用于流经电池组15的充电和放电电流的上限。如果超过了安全工作界限的任何一个，则控制逻辑电路50把对应参数调节到其界限内，或者结束引起对应参数超过其安全工作界限的状态。例如，如果检测到过电压状态，则控制逻辑电路50切断FET 31，并且如有必要，对电池组15进行电池单元平衡操作。如果检测到欠压状态，则切断FET 32，并且电池保护系统20进入特征在于极低功率消耗的休眠状态。当检测到流入正端子22的电流时，电池保护系统20醒来，即离开休眠状态，并且返回其正常工作状态。如果检测到过电流状态，则控制逻辑电路50切断FET 31或FET 32，以终止过电流状态。应该注意，如果过电流在电池组15中正在从正电池电极26至负电池电极28的方向上流动则切断FET 31，而如果过电流在电池组15中正在从负电池电极28至正电池电极26的方向上流动则切断FET 32。为了保证安全工作和实现电池组15的最大能量效率，在电池监视电路40中的控制逻辑电路50设计成高精度的。典型地，控制逻辑电路50的电压波动最好小于约百分之一(％)。
应该理解，电池监视电路40不限于监视每个电池单元的电压和流入电池组15的电流。在本发明的一个可选择实施例中，电池监视电路40还监视电池组15的环境温度。在本发明的另一个可选择实施例中，电池监视电路40包括一个检测电池组15中的电池单元的数量的电池单元检测电路(未表示)。诸如电池监视电路40之类的电池控制电路的操作在共同待决美国专利申请08/398,255中描述，代理人卷号为No.SC09078C，标题为“用于电池充电控制的电路和方法(CIRCUIT AND METHOD FOR BATTERY CHARGECONTROL)”，发明者为Troy L.Stockstad等，并且转让给摩托罗拉公司。美国专利申请08/398,255在此引入作为参考。
图2是根据本发明用来对电池充电的过程的流程图60。举例来说，表示在图1中的电池作为联接到电池保护系统20上的电池组15。
为了对在图1的电池系统10中的电池组15充电，电压源(未表示)的正和负端子分别联接到电池系统10的正端子22和负端子24上。FET 31由在其栅电极处的逻辑低电压电平接通。产生一个充电电流(图2中的标号61)，并且从电压源的正端子(未表示)经导通的FET 31、FET 32、电感器34、电池组15、和电流检测电阻器36流到电压源的负端子(未表示)。整流器38反向偏置并且是非导通的。因为电感器34，充电电流从零逐渐增大。而且，充电电流中的一部分电能转换成电磁能量。换句话说，使用充电电流产生电磁能量(图2中的标号62)，并且存储在电感器34中。
充电电流跨过电流检测电阻器36产生一个电压差。比较器52检测跨过电流检测电阻器36的电压差。借助于其同相输入处于比其反相输入的较高电压电平，比较器52在其输出处产生一个逻辑高电压电平。该逻辑高电压电平传送到磁滞比较器54的启动端子。磁滞比较器54被启动，并且检测跨过其两个输入的电压差，由此检测流入电池组15和电流检测电阻器36中的充电电流(图2中的标号63)。
跨过磁滞比较器54的两个输入的电压差与流入电池组15的电流成比例。当流经电池组15的充电电流小于一个预定电流值，例如约3安培(A)时，跨过磁滞比较器54的两个输入的电压差小于磁滞比较器54的第一阈值电压值，例如约30mV。磁滞比较器54在其输出处产生一个逻辑低电压电平。该逻辑低电压电平经FET驱动器56传送到FET 31的栅电极。FET 31保持导通，并且充电电流继续流经电池组15。当充电电流升高超过预定电流值，例如约3A时，在磁滞比较器54的同相输入处的电压电平高于在磁滞比较器54的反相输入处的电平，并且电压差大于第一阈值电压值，例如约30mV。磁滞比较器54在其输出处产生一个逻辑高电压电平。FET驱动器56把该逻辑高电压电平传送到FET 31的栅电极，FET 31被切断以中断充电电流从电压源(未表示)流到电池组15(图2中的标号64)。
响应FET 31被切断和充电电流被中断，存储在电感器34中的电磁能量被释放，以产生流经电池组15、电流检测电阻器36、和正向偏置的整流器38的瞬时电流(图2中的标号65)。磁滞比较器54继续检测跨过其两个输入的电压差，并因此检测流入电池组15中的瞬时电流(图2中的标号66)。当瞬时电流减小到另一个预定电流值，例如基本上等于零的电流值时，跨过磁滞比较器54的两个输入的电压差下降到一个对应电压值，例如基本上等于零的电压值，该值小于磁滞比较器54的第二阈值电压。在磁滞比较器54的输出处的电压电平切换回逻辑低电压电平。该逻辑低电压电平经FET驱动器56传送到FET 31的栅电极，由此接通FET 31，并且再产生经导通的FET 31从电压源(未表示)流到电池组15的充电电流(图2中的标号67)。然后，电感器34重复产生使用充电电流的电磁能量的步骤(图2中的标号62)，并且磁滞比较器54重复检测流入电池组15中的充电电流的步骤(图2中的标号63)。
如上文所述，在充电过程期间流入电池组15中的充电电流是由FET 31、电感器34、和磁滞比较器54调制的脉冲电流。中断和再产生充电电流的频率取决于电感器34的电感、由联接到正端子22和负端子24上的电压源(未表示)供给的充电电压、电池组15的电压、及磁滞比较器54切换其输出电压电平的阈值电压。一般地说，小电感和/或在充电电压与电池组15的电压之间的大电压差，将导致中断和再产生充电电流的频率较高。典型地，该频率在约50kHz与约200kHz之间。标称频率约为100kHz。
在充电过程期间，在电池监视电路40中的控制逻辑电路50在输出48处周期地产生一个逻辑高电压电平。在输出48处的逻辑高电压电平经FET驱动器56传送到FET 31的栅电极，并且切断FET31，由此中断流入电池组15中的充电电流。最好，FET 31在足够长使流入电池组15中的瞬时电流基本上减小到零的时间间隔内保持非导通。电池监视电路40然后检测跨过电池组15中的电池单元12、14、16、和18的每一个的电压(图2中的标号68)。因为流入电池组15中的电流基本上是零，所以由电池监视电路40检测的电池单元12、14、16、和18的每一个的电压，基本上等于相应电池单元的开路电压。把电池单元12、14、16、和18的每一个的检测电压与控制逻辑电路50中的基准电压相比较(图2中的标号69)。最好，该基准电压等于电池单元12、14、16、和18的每一个的全充电电压。
如果电池单元12、14、16、和18的每一个的检测电压低于基准电压，则控制逻辑电路50在输出48处产生一个逻辑低电压电平。该逻辑低电压电平经FET驱动器56传送到FET 31的栅电极。接通FET 31，并且重复产生充电电流、产生电磁能量、检测充电电流、及检测跨过电池单元12、14、16、和18的每一个的电压的步骤(在图2中分别为标号61、62、63、和68)。
如果在电池组15中的电池单元的检测电压基本上等于或高于基准电压，则在电池监视电路40的输出48处的电压电平保持在逻辑高电压电平。锁闭FET 31，并且结束充电过程(图2中的标号70)。如有必要，电池监视电路40通过放电具有最高电压的电池单元对电池组15进行电池单元平衡操作。在电池单元平衡操作之后，如果在电池组15中的电池单元12、14、16、和18的每一个的电压低于控制逻辑电路50中的基准电压，则电池监视电路40通过接通FET 31可以重新启动充电过程。
在充电过程期间电池监视电路40切断FET 31和检测跨过电池组15中的电池单元12、14、16、和18的每一个的电压的频率，由控制逻辑电路50中的一个计时器(未表示)确定。该计时器还确定每当FET 31由电池监视电路40切断时FET 31保持非导通多长。举例来说，电池监视电路40在充电过程期间在约一秒的时间段内切断FET 31一次。而且，FET 31每当它由电池监视电路40切断时保持非导通约二十毫秒(ms)的时间间隔。然而，应该理解，在充电过程期间FET 31由电池监视电路40切断的频率和时间间隔不限于这些值。在本发明的可选择实施例中，在对电池系统10充电的过程期间在0.5秒、1.5秒、或2秒的时间段内，FET 31可以由电池监视电路40一次切断10毫秒、15毫秒、或25毫秒的时间段。通过以高频和在较长的时间段内切断FET 31，能更密切和准确地监视电池单元12、14、16、和18的每一个的电压，保证电池组15在安全工作区域中工作。然而，充电过程的时间效率会较低。
因而，FET 31、电感器34、电流检测电阻器36、整流器38、电池监视电路40、比较器52、磁滞比较器54、和FET驱动器56，合作控制在电池系统10中的电池组15的充电过程期间流入电池组15中的充电电流。换句话说，在电池监视电路40中的控制逻辑电路50用来控制充电过程以及保护电池组15。因而，消除了对包括高精度充电控制电路的专用锂电池充电器的需要。电池系统10能联接到对电池组15充电的非调节电压源上。换句话说，消除了在先有技术充电过程中所要求的具有两个精确控制电路的冗余，一个在电池保护系统中而另一个在专用锂电池充电器中。与使用联接到先有技术保护系统上的锂离子电池组的成本相比，显著减小了使用联接到电池保护系统20上且装在电池系统10中的锂离子电池组的成本。而且，在充电过程期间流入电池组15中的电流是脉冲电流。流入电池组15中的平均充电电流大于在先有技术的恒流/恒压充电过程中的平均充电电流。因此，根据本发明的充电电池系统10的过程比先有技术的恒流/恒压充电过程的时间效率更高。
至此应该认识到，已经提供了一种电池保护系统和一种用来对电池充电的过程。根据本发明，在电池保护系统中的精确控制电路控制电池充电过程，以及保护电池组，由此消除了对专用电池充电器的需要。使用一个便宜、广泛适用、和易于使用的非调节电压源，能对电池充电。因而，根据本发明充电电池是方便和成本低的。而且，本发明的充电过程比先有技术的恒流/恒压充电过程的时间效率更高。
权利要求
1.一种带有一个第一端子(22)、一个第二端子(24)、一个第一电池电极(26)、和一个第二电池电极(28)的电池保护系统(20)，包括一个第一开关(31)，带有一个控制电极、一个联接到电池保护系统(20)的第一端子(22)上的第一电流传导电极、及一个第二电流传导电极；一个电感器(34)，带有一个连接到第一开关(31)的第二电流传导电极上的第一电极、和一个连接到电池保护系统(20)的第一电池电极(26)上的第二电极；一个电阻器(36)，带有一个连接到电池保护系统20的第二电池电极(28)上的第一电极、和一个连接到电池保护系统(20)的第二端子(24)上的第二电极；一个整流器(38)，带有一个连接到电阻器(36)的第二电极上的第一电极、和一个连接到电感器(34)的第一电极上的第二电极；一个第一比较器(54)，带有一个连接到电阻器(36)的第一电极上的第一输入、一个连接到电阻器(36)的第二电极上的第二输入、及一个连接到第一开关(31)的控制电极上的输出；及一个电池监视电路(40)，带有多个输入和一个第一输出(48)，多个输入的第一输入(41)联接到电感器(34)的第二电极上，多个输入的第二输入(45)联接到电阻器(36)的第一电极上，及第一输出(48)联接到第一开关(31)的控制电极上。
2.根据权利要求1所述的电池保护系统(20)，其中第一比较器(54)是一个磁滞比较器。
3.根据权利要求1所述的电池保护系统(20)，其中第一比较器(54)进一步包括一个启动端子，并且其中电池保护系统(20)进一步包括一个第二比较器(52)，第二比较器(52)带有一个联接到电阻器(36)的第一电极上的第一输入、一个联接到电阻器(36)的第二电极上的第二输入、及一个联接到第一比较器(54)的启动端子上的输出。
4.根据权利要求1所述的电池保护系统(20)，其中电感器(34)的第一电极经一个第二开关(32)联接到第一开关(31)的第二电流传导电极上，第二开关(32)带有一个控制电极、一个联接到电感器(34)的第一电极上的第一电流传导电极、及一个联接到第一开关(31)的第二电流传导电极上的第二电流传导电极，并且其中电池监视电路(40)进一步包括一个联接到第二开关(32)的控制电极上的第二输出(49)。
5.一种可充电电池系统(10)，包括一个可充电电池组(15)，带有一个第一端子和一个第二端子；一个电感器(34)，带有一个连接到可充电电池组(15)的第一端子上的第一电极、和一个第二电极；一个第一场效应晶体管(31)，带有一个栅电极、一个源电极、及一个联接到电感器(34)的第二电极上的漏电极；一个电流检测元件(36)，带有一个连接到可充电电池组(15)的第二端子上的第一电极、和一个第二电极；一个整流器(38)，带有一个连接到电流检测元件(36)的第二电极上的第一电极、和一个连接到电感器(34)的第二电极上的第二电极；一个磁滞比较器(54)，带有一个连接到电流检测元件(36)的第一电极上的第一输入、一个连接到电流检测元件(36)的第二电极上的第二输入、及一个输出；一个电池监视电路(40)，带有多个输入和一个第一输出(48)，多个输入的第一输入(41)联接到可充电电池组(15)的第一端子上，多个输入的第二输入(45)联接到可充电电池组(15)的第二端子上，及；一个晶体管驱动器(56)，带有一个联接到磁滞比较器(54)的输出上的第一输入、一个联接到电池监视电路(40)的第一输出(48)上的第二输入、及一个联接到第一场效应晶体管(31)的栅电极上的输出。
6.根据权利要求5所述的可充电电池系统(10)，其中可充电电池系统(10)进一步包括包括一个比较器(52)，比较器(52)带有一个联接到电流检测元件(36)的第一电极上的第一输入、一个联接到电流检测元件(36)的第二电极上的第二输入、及一个输出；及磁滞比较器(54)进一步包括联接到比较器(52)的输出上的启动端子。
7.根据权利要求5所述的可充电电池系统(10)，可充电电池组(15)包括多个可充电电池单元(12、14、16、18)，其中多个可充电电池单元(12、14、16、18)的第一可充电电池单元(12)带有一个联接到可充电电池组(15)的第一端子上的第一电极、和一个联接到电池监视电路(40)的多个输入的第三输入(42)上的第二电极；及多个可充电电池单元(12、14、16、18)的第二可充电电池单元(14)带有一个联接到第一可充电电池单元(12)的第二电极上的第一电极、和一个联接到可充电电池组(15)的第二端子上的第二电极。
8.一种用来对一个电池充电的方法(60)，包括步骤产生流经电池的第一电流(61)；响应大于一个第一电流值的第一电流而中断第一电流(64)；响应中断的第一电流而感应流经电池的第二电流(65)；响应小于一个第二电流值的第二电流再产生第一电流(67)，第二电流值小于第一电流值；检测跨过电池的电压(68)；及重复产生第一电流(61)、产生电磁能量(62)、检测第一电流(63)、及响应小于一个电压值的电压检测跨过电池的电压(66)的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法(60)，其中感应第二电流的步骤(65)进一步包括经一个整流器建立从电池的一个负端子到电池的一个正端子的导电路径。
10.根据权利要求8所述的方法(60)，其中检测跨过电池的电压的步骤进一步包括步骤中断第一电流；及当第二电流基本上为零时，检测跨过电池中多个串联联接的电池单元的一个电池单元的开路电压。
全文摘要
一种电池保护系统(20)控制一种用来对一个电池组(15)充电的过程。一个磁滞比较器(54)检测流经电池组(15)的充电电流,并且当充电电流达到一个上限时,切断一个充电开关(31)以中断充电电流。一个瞬时电流然后由一个电感器(34)产生。磁滞比较器(54)检测流经电池组(15)的瞬时电流,并且当瞬时电流基本上减小到零时,接通充电开关(31)以产生充电电流。周期地,一个电池监视电路(40)切断充电开关(31),并且测量跨过电池组(15)中每个电池单元的开路电压。响应电池单元的开路电压达到全充电电压,电池监视电路(40)切断充电开关(31),以结束充电过程。
文档编号H02J7/00GK1251694SQ98803837
公开日2000年4月26日 申请日期1998年3月26日 优先权日1997年4月7日
发明者杰德·阿尔伯克拉克, 特罗伊·L·斯托克斯塔德 申请人:摩托罗拉公司