CN100508267C - 可充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种可充电电池，包括充电电芯和连接电芯的保护电路和降压电路，降压电路为晶体管降压输出电路。充电电芯与上述电路连接后组装在电池壳体中，并且分别设置有充电负极和放电负极。其优点是，电池的放电输出电压与一次性电池的输出电压一致；充放电过程有保护，使用安全、可靠、寿命长。

Description

可充电电池
技术领域
本发明涉及电源装置，尤其是涉及一种可以充放电的电池，适用于便携式电子装置的供电。
背景技术
目前市面上有很多的一次性电池，如碱性电池、一次锂电池、镍镉电池和镍氢电池等，其原理是将化学能转化为电能，往往使用一段时间后电能耗尽。每次使用完就不能用，使用起来不仅花费大，而且会对环境造成很大的污染。
传统的可充电电池，其充电方法是直接将电能转化为化学能。特别是锂离子电池，过充电和过放电都会损坏电池，甚至有***的隐患。并且其输出电压，往往不符合通常电子装置的工作电压。
发明内容
为了弥补上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种稳定、安全、与一次性电池的输出电压一致的可充电电池。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
设计一种可充电电池，它包括充电电芯，与充电电芯连接的充放电路，所述充电电芯和充放电路被封装在电池壳体内，该电池的壳体分别设置有位于电池正极外圈的充电负极和位于电池底部的放电负极。
所述充放电路包括过电压保护电路、欠电压保护电路和过电流保护电路。由此能有效的防止可充电电池的过度充电和过度放电，从而延长可充电电池的使用寿命。
所述充放电路还包括降压电路，该降压电路为晶体管降压输出电路。降压电路的作用是使可充电电池的输出电压符合通常电子装置的工作电压，以取代频繁更换的一次电池，有利于节约资源和环保。
所述充放电路固定在所述充电电芯的正极端，充电电芯与充放电路的连接导线为条形镍片。
所述充放电路含有保护芯片U1、场效应管U2-A和U2-B，所述场效应管U2-A和U2-B互相串接，它们的控制信号输入端分别连接芯片U1的信号输出端CO和DO；作为降压电路的晶体三极管Q1串接在保护电路的充电负极和连接负载的放电负极之间。
与现有技术相比较，使用本发明可充电电池的技术方案具有如下优点：
1.可充电电池的放电输出电压与一次性电池的输出电压一致。
2.可充电电池的充放电过程有保护，因此使用安全、可靠、寿命长。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明可充电电池的电路原理方框图。
图2为本发明可充电电池实施例的充放电路原理示意图。
图3为本发明可充电电池实施例的组装结构示意图。
图4为本发明可充电电池所使用的充电装置的原理方框图。
图5为上述充电装置的充电底座内的控制调整电路原理示意图。
图6为上述充电装置实施例的充电底座和电池盒组合的元件示意图。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明可充电电池及其充电装置的实施例。
如图1所示，该款可充电电池包括，锂离子充电电芯和连接电芯的保护电路和降压电路组成的充放电路。
因为锂离子电芯对电压要求比较严格，过充电和过放电都会损坏电池，所以我们采用了理光公司的专用单节锂电池保护芯片U1，型号为R5426。通过在充放电路上串入两个阻抗很小的场效应管U2-A和U2-B来控制充放电回路的通断，以达到保护电池的作用，其电路原理图如图2所示。所述充放电路还包括三极管Q1、电容C1～C2以及电阻R1～R2；所述场效应管U2-A和U2-B互相串接，它们的控制信号输入端分别连接芯片U1的信号输出端CO和DO。
其工作原理是，场效应管的控制信号由U1侦测锂离子电芯的电压和充放电路上的电流的大小。当电芯电压过高时，U1控制U2-A断开，停止充电。当电芯电压过低或放电电流过大时，U1控制U2-B断开，停止放电。从而达到防止电芯过充电和过放电的目的。故其保护电路为过电压保护、欠电压保护和过电流保护的组合。
锂电芯电压一般在3.6V到4.2V，如果直接对标称3V电压的用电装置供电，显然过高。为降低电压，我们用了一个晶体三极管Q1串入在保护电路的充电负极和连接负载的放电负极间。当电池工作时，一般有电流通过时三极管上会有0.7V-0.8V压降，这样，负载两端得到的电压就会被降到3V左右。当然，这个电压不是恒定值，会随电池电压而变化，但这个变化值对电子装置(如数码相机)来说是可以接受的。
如图3所示，锂离子电芯2与充放电路1用条形镍片6、7连接；充放电路1通过支架3、双面胶14固定在锂电芯2的正极端；充放电路1的充电负极CH-和放电负极PACK-分别通过条形镍片5、4连接到钢壳8和底板81；充放电路1的正极BAT+穿过橡胶圈11置于钢壳8的顶部的中央，构成电池的正极PACK+；锂电芯2与条形镍片4、5、7及钢壳8之间隔有防火胶纸12和121；底板81的内外分别置有快巴纸9和10，通过双面胶13固定在锂电芯2的负极端。电池组装后包装在塑料绝缘套管内，留出电池顶部中心的电池正极和正极外圈的充电负极，以及电池底部的放电负极。
如图4所示，本发明可充电电池的充电装置包括输入交流电源、输出低压直流电源的充电主体；与充电主体电连接的固定在充电底座内的控制调整电路；安装在充电底座上的带有充电触点的可更换的电池盒。
所述充电底座内的控制调整电路包括可接入低压直流电源的输入电路，依次连接线性调整电路和充电输出电路，以及从输出电路引出又接入线性调整电路的反馈控制电路。其电路原理示意图，见图5。所述输入电路、线性调整电路和输出电路，以及反馈控制电路，组合安装在充电底座内的电路板23上。
如图6所示，充电底座还包括：上盖21和下盖22，以及固定在电路板23上的接自输出电路输出端的接触板25等。
在图6中，电池盒内有一对在电池盒与充电底座组合时，可分别电连接充电底座内的控制调整电路的输出电路输出端的充电触点。其中一个充电触点为安装在电池盒一端的可与电池顶部中心的正极相接触的弹性元件26a，另一个充电触点为安装在电池盒同一端的可与电池顶端正极外圈的充电负极接触的弹性元件26b。电池盒还包括：承载充电电池的电池托架27、防护盖28和防护板29，与充电触点电连接的弹簧片20等。
电池盒可快速安装在充电底座上，当电池盒与充电底座组合时，电池盒下部的弹簧片20就与充电底座上的接触板25导通。电池盒内的电池则通过弹性元件26a和26b，弹簧片20和接触板25与充电底座内的控制调整电路的输出电路相联接。
该款可充电电池的实施例具有以下电气特性：
 
项目 参数
循环次数 500次以上
最高充电电压 4.2V
充电环境温度 0℃～45℃
充电环境湿度 65％±20％
放电环境温度 -20℃～60℃
放电环境湿度 65％±20％
过充电检测电压 4.325V/CELL
过充电解除电压 4.075V/CELL
过放电检测电压 2.3V/CELL
过放电解除电压 2.9V/CELL
过电流检测 3.5A
输出电压 (Vb-0.7～Vb-3.0)V
允许连续输出最大电流 1A
降压电路的效率 约80％
静态消耗电流 约为3uA
负载短路保护功能 有
该款充电装置的实施例具有以下电气特性：
Figure C200510080855D00071

Claims (6)

1.一种可充电电池，它包括充电电芯，与充电电芯连接的充放电路，所述充电电芯和充放电路被封装在电池壳体内，其特征在于：该电池的壳体分别设置有位于电池正极外圈的充电负极和位于电池底部的放电负极。
2.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征是：所述充放电路包括过电压保护电路、欠电压保护电路和过电流保护电路。
3.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征是：所述充放电路还包括降压电路。
4.根据权利要求4所述的可充电电池，其特征是：所述降压电路为晶体管降压输出电路。
5.根据权利要求1或3所述的可充电电池，其特征是：所述充放电路固定在所述充电电芯的正极端，充电电芯与所述充放电路的连接导线为条形镍片。
6.根据权利要求2所述的可充电电池，其特征是：所述充放电路含有保护芯片U1、场效应管U2-A和U2-B，所述场效应管U2-A和U2-B互相串接，它们的控制信号输入端分别连接芯片U1的信号输出端CO和DO；作为降压电路的晶体三极管Q1串接在保护电路和放电负极之间。
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