CN104167779A - 一种充电方法及充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电方法及充电装置。该充电方法包括：根据电池的电压值判断电池是否进入恒流充电阶段；若电池进入恒流充电阶段，获取充电器的输出限流值；设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压；以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电；判断恒流充电后的电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值；当恒流充电后的电池的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，继续执行以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电的步骤。通过上述方式，本发明能够大大减少恒流充电阶段的开关损耗。

Description

一种充电方法及充电装置

技术领域

本发明涉及充电领域，特别是涉及一种充电方法及充电装置。

背景技术

请参考图1，图1是现有的开关充电电路的结构示意图。如图1所示，根据开关充电电路的原理可知：其中，U₀为开关充电电路的输出电压，也即电池的电压，U_in为开关充电电路的输入电压，也即充电器的输出电压，D为开关管V_T的导通时间与周期之比，也即控制信号的占空比。

请一并参考图2，图2是现有的电池在充电过程中的电压和电流的曲线图。从图2可知，一般来说，电池电压都在3.0V～4.2V或者3.0V～4.35V之间，而充电器的输出电压通常为5V左右，根据可知D小于1，进而可推断出在电池的充电阶段，无论恒流充电阶段还是恒压充电阶段，开关管V_T一直处于BUCK开关模式，具有很高的开关损耗。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种充电方法及充电装置，能够减少电池在充电过程中的开关损耗。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种充电方法，该方法包括：根据电池的电压值判断电池是否进入恒流充电阶段；若电池进入恒流充电阶段，获取充电器的输出限流值；设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压；以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电；判断恒流充电后的电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值；当恒流充电后的电池的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，继续执行以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电的步骤。

其中，根据电池的电压值判断电池是否进入恒流充电阶段的步骤具体包括：获取电池的电压值；比较电池的电压值与预设电压值，根据比较结果判断电池是否进入恒流充电阶段。

其中，设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值的步骤包括：设置充电电流的电流值为充电器的输出限流值的1.5倍。

其中，当恒流充电后的电池的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值时，恢复充电器的输出电压至额定电压值并以额定电压值对电池进行恒压充电。

其中，设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压的步骤具体为：设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以使充电器的输出电压符合如下公式：

U₀＝U_in；

其中，U₀为电池的充电电压，U_in为充电器的输出电压。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种充电装置，该装置包括开关充电电路、第一处理器和电池，开关充电电路和电池分别耦接于第一处理器；第一处理器用于根据电池的电压值判断电池是否进入恒流充电阶段；若电池进入恒流充电阶段，获取充电器的输出限流值；设置开关充电电路中的充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压；控制开关充电电路以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电；判断恒流充电后的电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值；当恒流充电后的电池的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，继续执行以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电的步骤。

其中，第一处理器获取电池的电压值，比较电池的电压值与预设电压值，根据比较结果判断电池是否进入恒流充电阶段。

其中，第一处理器设置充电电流的电流值为充电器的输出限流值的1.5倍。

其中，当第一处理器判断恒流充电后的电池的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值时，恢复充电器的输出电压至额定电压值并控制开关充电电路以额定电压值对电池进行恒压充电。

其中，第一处理器设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以使充电器的输出电压符合如下公式：

U₀＝U_in；

其中，U₀为电池的充电电压，U_in为充电器的输出电压。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的充电方法和充电***通过在电池进入恒流充电阶段后，设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压，从而使得充电电路中的开关管一直处于导通的状态，进而大大减少恒流充电阶段的开关损耗。

附图说明

图1是现有的开关充电电路的结构示意图；

图2是现有的电池在充电过程中的电压和电流的曲线图；

图3是本发明实施例的充电装置的结构示意图；

图4是充电器的输出电压与输出电流的曲线图；

图5是本发明实施例的充电方法的流程图。

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图3是本发明实施例的充电装置的结构示意图。如图3所示，充电装置1包括开关充电电路10、第一处理器20和电池30，其中，开关充电电路10和电池30分别耦接于第一处理器20。

第一处理器20用于根据电池30的电压值判断电池30是否进入恒流充电阶段；若电池30进入恒流充电阶段，获取充电器2的输出限流值；设置开关充电电路10中的充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值以降低充电器2的输出电压；控制开关充电电路10以充电器2的输出限流值对电池进行恒流充电；判断恒流充电后的电池30的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值。其中，当第一处理器20判断恒流充电后的电池30的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，继续执行控制开关充电电路10以充电器2的输出限流值对电池30进行恒流充电的步骤。当第一处理器20判断恒流充电后的电池30的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值时，恢复充电器2的输出电压至额定电压值并控制开关充电电路10以额定电压值对电池30进行恒压充电。

优选地，第一处理器20根据电池30的电压值判断电池30是否进入恒流充电阶段的步骤具体为：第一处理器20获取电池30的电压值，接着比较电池30的电压值与预设电压值，根据比较结果判断电池是否进入恒流充电阶段。其中，预设电压值包括第一预设电压和第二预设电压，第一预设电压大于第二预设电压。当电池23的电压值大于第一预设电压且小于第二预设电压时，电池处于恒流充电阶段。以锂电池为例，第一预设电压为3.2V，第二预设电压为4.2V。

优选地，第一处理器20设置充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值的步骤具体为：第一处理器20设置充电电流的电流值为充电器2的输出限流值的1.5倍，从而防止由于充电电流的电流值过大而出现电池被损害甚至被充爆的情况发生。

优选地，第一处理器20设置充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值以降低充电器2的输出电压的步骤具体为：第一处理器20设置充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值以使充电器2的输出电压符合如下公式：

U₀＝U_in；

其中，U₀为电池的充电电压，U_in为充电器的输出电压。

请一并参考图4，图4是充电器的输出电压与输出电流的曲线图。如图4所示，X轴为充电器的输出电流，Y轴为充电器的输出电压。充电器的输出电流在增大的过程中，充电器的输出电压一直保持不变，直到输出电流达到充电器的输出电流I_A后，充电器的输出电压直线下降。因此，对开关充电电路10来说，当第一处理器30设置开关充电电路10中的充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值时，充电器2的输出电压值被拉低以使得开关充电电路10输出的电压值也即电池的充电电压等于输入的电压值也即充电器的输出电压，此时，开关充电电路10中的开关管的占空比为1，开关管一直工作于导通状态，开关充电电路10的开关损耗最小。

图5是本发明实施例的充电方法的流程图，图5所示的充电方法基于图3所示的充电装置。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图5所示的流程顺序为限。如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101：根据电池的电压值判断电池是否进入恒流充电阶段。

在步骤S101中，第一处理器20根据电池30的电压值判断电池30是否进入恒流充电阶段的步骤具体为：第一处理器20获取电池30的电压值，比较电池30的电压值与预设电压值，根据比较结果判断电池30是否进入恒压充电阶段。其中，预设电压值包括第一预设电压和第二预设电压，当电池30的电压值大于第一预设电压且小于第二预设电压时，电池处于恒流充电阶段。以锂电池为例，第一预设电压为3.2V，第二预设电压为4.2V。

步骤S102：若电池进入恒流充电阶段，获取充电器的输出限流值。

在步骤S102中，充电器2的输出限流值即为充电器2的输出电流的规格，也即充电器2所允许的最大的输出电流。

步骤S103：设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压。

在步骤S103，第一处理器20设置开关充电电路10中的充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值。优选地，第一处理器20设置开关充电电路10中的充电电流的电流值为充电器2的输出限流值的1.5倍。

其中，当第一处理器20设置开关充电电路10中的充电电流的电流值大于充电器的输出限流值时，充电器2的输出电压值被拉低。具体来说，第一处理器20设置开关充电电路10中的充电电流的电流值大于充电器2的输出限流值以使充电器的输出电压符合如下公式：

U₀＝U_in；

其中，U₀为电池的充电电压，U_in为充电器的输出电压。

对于开关充电电路10来说，电池的充电电压U₀即为开关充电电路10输出的电压值，充电器的输出电压U_in即为开关充电电路10输出的电压值，根据U₀＝U_in可知，此时，开关充电电路10中的开关管的占空比为1，开关管一直工作于导通状态，此时开关充电电路10的开关损耗最小。

步骤S104：以充电器的输出限流值对电池进行恒流充电。

在步骤S104中，当电池30进入恒流充电阶段且第一处理器20设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值后，开关充电电路10将以充电器10所允许的最大的输出电流对电池30进行恒流充电。其中，在恒流充电的过程中，电池30的电压值不断上升，为保证开关充电电路10的开关损耗最小，充电器的输出电压值也相应不断上升。

步骤S105：判断恒流充电后的电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值，若达到设定的恒压充电阶段的电压值，执行步骤S106，若未达到设定的恒压充电阶段的电压值，继续执行步骤S104。

在步骤S105，第一处理器20判断恒流充电后的电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值，以锂电池为例，设定的恒压充电阶段的电压值优选为4.2V。当第一处理器20判断电池30的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，说明当前的恒流充电阶段还没结束，继续执行步骤S104。当第一处理器20判断电池30的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值，说明恒流充电阶段已结束，继续执行步骤S106。

步骤S106：恢复充电器的输出电压至额定电压值并以额定电压值对电池进行恒压充电。

在步骤S106，当步骤S105判断恒流充电后的电池30的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值后，电池30的充电电流从输出限流值逐步减少，当减少至图4所示的I_A时，充电器的输出电压恢复至额定电压值，以锂电池为例，充电器的输出电压恢复至5V，此时，开关充电电路10恢复正常的BUCK工作状态。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的充电方法和充电***通过在电池进入恒流充电阶段后，设置充电电流的电流值大于充电器的输出限流值以降低充电器的输出电压，从而使得充电电路中的开关管一直处于导通的状态，进而大大减少恒流充电阶段的开关损耗。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电池的电压值判断所述电池是否进入恒流充电阶段；

若所述电池进入恒流充电阶段，获取充电器的输出限流值；

设置充电电流的电流值大于所述充电器的输出限流值以降低所述充电器的输出电压；

以所述充电器的输出限流值对所述电池进行恒流充电；

判断恒流充电后的所述电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值；

当恒流充电后的所述电池的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，继续执行以所述充电器的输出限流值对所述电池进行恒流充电的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电池的电压值判断所述电池是否进入恒流充电阶段的步骤具体包括：

获取电池的电压值；

比较所述电池的电压值与预设电压值，根据比较结果判断所述电池是否进入恒流充电阶段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置充电电流的电流值大于所述充电器的输出限流值的步骤包括：

设置充电电流的电流值为所述充电器的输出限流值的1.5倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当恒流充电后的所述电池的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值时，恢复所述充电器的输出电压至额定电压值并以所述额定电压值对所述电池进行恒压充电。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置充电电流的电流值大于所述充电器的输出限流值以降低所述充电器的输出电压的步骤具体为：

设置充电电流的电流值大于所述充电器的输出限流值以使所述充电器的输出电压符合如下公式：

U₀＝U_in；

其中，U₀为所述电池的充电电压，U_in为所述充电器的输出电压。

6.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括开关充电电路、第一处理器和电池，所述开关充电电路和所述电池分别耦接于所述第一处理器；所述第一处理器用于根据电池的电压值判断所述电池是否进入恒流充电阶段；若所述电池进入恒流充电阶段，获取充电器的输出限流值；设置所述开关充电电路中的充电电流的电流值大于所述充电器的输出限流值以降低所述充电器的输出电压；控制所述开关充电电路以所述充电器的输出限流值对所述电池进行恒流充电；判断恒流充电后的所述电池的电压值是否达到设定的恒压充电阶段的电压值；当恒流充电后的所述电池的电压值未达到设定的恒压充电阶段的电压值时，继续执行以所述充电器的输出限流值对所述电池进行恒流充电的步骤。

7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述第一处理器获取电池的电压值，比较所述电池的电压值与预设电压值，根据比较结果判断所述电池是否进入恒流充电阶段。

8.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述第一处理器设置充电电流的电流值为所述充电器的输出限流值的1.5倍。

9.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，当所述第一处理器判断恒流充电后的所述电池的电压值达到设定的恒压充电阶段的电压值时，恢复所述充电器的输出电压至额定电压值并控制所述开关充电电路以所述额定电压值对所述电池进行恒压充电。

10.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述第一处理器设置充电电流的电流值大于所述充电器的输出限流值以使所述充电器的输出电压符合如下公式：

U₀＝U_in；

其中，U₀为所述电池的充电电压，U_in为所述充电器的输出电压。