TWI424656B - 充電電流控制方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於充電控制技術,且特別是有關於充電電流控制方法。
按,對於可攜式電子裝置中的充電裝置,通常係藉由變壓器(Adaptor)或USB電源來向其提供電能(亦即提供輸入電壓),以藉此提供充電電流為電子裝置進行充電。其中,USB電源通常有輸出電流限制值例如100mA或500mA。如果充電電流高於USB電源的承載能力,將會導致輸入電壓快速下降。在此種過充電電流(over-charging current)之情形下,習知的充電裝置會因輸入欠壓保護(input under-voltage protection)而關閉。一旦充電電流低於電流限制值之後,輸入電壓回復至其正常值且充電過程重新開始。此種異常情形很明顯影響了整個充電操作並且造成充電過程中止,導致充電效率較低。
因此,如何避免先前技術中因出現充電電流過高而造成的充電過程中止問題,以提升充電效率,係目前亟待解決的問題之一。
本發明的目的之一是提供一種充電電流控制方法,以達成較高的充電效率。
具體地,本發明實施例提出的一種充電電流控制方法應用於充電裝置,其中充電裝置接收輸入電壓以輸出充電電流。本
實施例中的充電電流控制方法包括步驟:使充電電流為第一取值;判斷輸入電壓是否小於預設參考電壓;當輸入電壓小於預設參考電壓時,使充電電流自第一取值以步階方式減小直至輸入電壓回復至預設參考電壓之上;以及當該輸入電壓不小於該預設參考電壓時,維持該充電電流為該第一取值。
本發明再一實施例提出的一種充電電流控制方法,應用於充電裝置;其中充電裝置接收輸入電壓以輸出充電電流。本實施例中的充電電流控制方法包括步驟:使充電電流自初始值以步階方式增大;以及於充電電流每增加一個步階後,判斷輸入電壓是否小於預設參考電壓,當輸入電壓小於預設參考電壓,使充電電流回復至前一電流值,以及當輸入電壓不小於預設參考電壓,使充電電流繼續以步階方式增大,其中該充電電流於每一步階的增大量相。
本發明另一實施例提出的一種充電電流控制方法,其包括步驟:偵測充電電流的大小;以及當偵測到的充電電流大於電流限制值時,產生脈衝控制訊號控制充電電流減小。其中,脈衝控制訊號的脈衝寬度決定充電電流的減小量。
本發明實施例藉由對充電電流進行動態控制,一方面在充電電流過大造成輸入電流快速下降時可經由適當減小充電電流使輸入電壓回復至原始值,從而可避免先前及書中存在的充電過程中止之情形發生,另一方面,在保持輸入電壓不小於預設參考電壓的前提下可以盡可能地提高充電電流的大小,如此則可以達成更高的充電效率。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
請參閱圖1,其繪示出相關於本發明實施例的充電電流控制方法所適用的一種充電裝置之電路結構示意圖。如圖1所示,充電裝置10包括比較器CMP、電流控制器12以及充電開關CS;充電裝置10適於從USB電源等具有電流限制值的外部電源接收輸入電壓VIN以輸出充電電流IBAT對電子裝置例如手機、相機等進行充電。
其中,比較器CMP的負輸入端接收輸入電壓VIN,其正輸入端接收參考電壓VREF;比較器CMP根據所接收到的輸入電壓VIN與參考電壓VREF之間的相對大小關係輸出脈衝控制訊號VDPM。電流控制器12電性耦接於比較器CMP與充電開關CS的控制端之間,用於控制充電開關CS的工作狀態以藉此設定充電電流IBAT的大小並接受脈衝控制訊號VDPM之控制以決定充電電流IBAT的減小量。充電開關CS電性耦接至比較器CMP以接收輸入電壓VIN並接受電流控制器12的控制來提供充電電流IBAT以對電子裝置中的可充電電池進行充電。從圖1可以看出:比較器CMP係作為輸入電壓VIN及充電電流IBAT的偵測之用,當輸入電壓VIN小於參考電壓VREF,對應充電電流IBAT大於外部電源的電流限制值時,則產生脈衝控制訊號VDPM(對應比較器CMP輸出高準位)來控制電流控制器12以調降充電電流IBAT。
請一併參閱圖1及圖2A,圖2A繪示出相關於本發明的充電電流控制方法中增大充電電流的一種實施型態之流程圖。如圖2A所示,首先使充電電流IBAT為預設值(步驟S100),例如是開始進行充電操作時的初始值,接著以步階方式增大充電電流IBAT(步驟S120);在充電電流IBAT增加一個步階值之
後,判斷輸入電壓VIN是否小於參考電壓VREF(步驟S140);當判斷結果為是時,表示充電電流IBAT超過電流限制值,則控制充電電流IBAT回復至先前值(步驟S160),而當判斷結果為否時,表示充電電流IBAT未超過電流限制值,則繼續以步階方式增大充電電流(步驟S180)並返回步驟S140。從圖2A可以得知,充電電流IBAT是從初始值(第二取值)以步階方式增大至目標值(第一取值),以實現充電電流IBAT的最大化,進而可達成較高的充電效率。
請一併參閱圖1及圖2B,圖2B繪示出相關於本發明的充電電流控制方法中減小充電電流的一種實施型態之流程圖。如圖2B所示,使充電電流IBAT為特定值(步驟S300),此處的特定值例如是藉由執行圖2A中所示的流程而獲得的充電電流之目標值或者超過電流限制值的取值;然後判斷輸入電壓VIN是否小於參考電壓VREF(步驟S320);當判斷結果為是時,表示充電電流IBAT超過電流限制值,則控制充電電流IBAT以步階方式減小(步驟S340)並返回步驟S320,而當判斷結果為否時,表示充電電流IBAT未超過電流限制值,則保持充電電流IBAT不變(步驟S360)。從圖2B可以得知:當出現充電電流IBAT超過電流限制值的情形時,本發明實施例是使充電電流IBAT以步階方式減小,而非將充電電流IBAT關閉掉,因此可以提升充電效率。
請一併參閱圖1及圖3A,圖3A繪示出相關於本發明的充電電流控制方法之一種實施型態的波形圖。於圖3A中,充電電流IBAT是採用圖2A所示的方法以步階方式增大直至超過電流限制值ILIM。從圖3A中可以得知:當充電電流IBAT逐步地增大三個相等的步階值後,由於充電電流IBAT超過電流限制值
ILIM,輸入電壓VIN被快速拉降至小於參考電壓VREF,比較器CMP產生脈衝控制訊號VDPM(對應比較器CMP的輸出為高準位),觸發充電流控制器12以步階方式將充電電流IBAT回調一個步階值,由於回調後的充電電流IBAT不超過電流限制值ILIM,輸入電壓VIN回復至參考電壓VREF之上,比較器CMP的輸出跳變為低準位,脈衝控制訊號VDPM截止輸出;之後,充電電流IBAT保持在回調後的取值上進行充電操作。可以理解的是,充電電流IBAT並不限於上述的等步階方式增加,也可以不等步階方式增加,例如步階值依次減小。
請一併參閱圖1及圖3B,圖3B繪示出相關於本發明的充電電流控制方法之一種實施型態的波形圖。於圖3B中,充電電流IBAT是以線性方式增大直至超過電流限制值ILIM。從圖3B中可以得知:當充電電流IBAT線性增大至超過電流限制值ILIM後,輸入電壓VIN被快速拉降至小於參考電壓VREF,比較器CMP此時產生脈衝控制訊號VDPM(對應比較器CMP的輸出為高準位),觸發充電流控制器12採用圖2B所示的步階方式來減小充電電流IBAT,當充電電流IBAT逐步減小兩個相等步階值後,減小後的充電電流IBAT不超過電流限制值ILIM,輸入電壓VIN回復至參考電壓VREF之上,比較器CMP的輸出跳變為低準位,時脈衝控制訊號VDPM截止輸出;之後,充電電流IBAT保持在減小後的取值上進行充電操作。可以理解的是,充電電流IBAT並不限於上述的等步階方式減小,也可以不等步階方式減小,例如步階值依次減小。
另外,通過比較圖3A與圖3B可以發現,脈衝控制訊號VDPM的脈衝寬度決定充電電流IBAT的減小量,例如圖3A中的脈衝寬度相較於圖3B中的脈衝寬度為小,則相應的圖3A中
充電電流IBAT減小的步階值相較於圖3B中充電電流IBAT減小的步階值為少。
綜上所述,本發明實施例藉由對充電電流進行動態控制,一方面在充電電流過大造成輸入電流快速下降時可經由適當減小充電電流使輸入電壓回復至原始值,從而可避免先前及書中存在的充電過程中止之情形發生,另一方面,在保持輸入電壓不小於預設參考電壓的前提下可以盡可能地提高充電電流的大小,如此則可以達成更高的充電效率。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧充電裝置
12‧‧‧電流控制器
CMP‧‧‧比較器
CS‧‧‧充電開關
VIN‧‧‧輸入電壓
VREF‧‧‧參考電壓
VDPM‧‧‧脈衝控制訊號
IBAT‧‧‧充電電流
S100~S180、S300~S360‧‧‧步驟
ILIM‧‧‧電流限制值
圖1繪示出相關於本發明實施例的充電電流控制方法所適用的一種充電裝置之電路結構示意圖。
圖2A繪示出相關於本發明的充電電流控制方法中增大充電電流的一種實施型態之流程圖。
圖2B繪示出相關於本發明的充電電流控制方法中減小充電電流的一種實施型態之流程圖。
圖3A繪示出相關於本發明的充電電流控制方法之一種實施型態的波形圖。
圖3B繪示出相關於本發明的充電電流控制方法之一種實施型態的波形圖。
VIN‧‧‧輸入電壓
VREF‧‧‧參考電壓
VDPM‧‧‧脈衝控制訊號
IBAT‧‧‧充電電流
ILIM‧‧‧電流限制值
Claims (6)
- 一種充電電流控制方法,應用於一充電裝置,該充電裝置接收一輸入電壓以輸出一充電電流,該充電電流控制方法包括步驟:使該充電電流為一第一取值;判斷該輸入電壓是否小於一預設參考電壓;當該輸入電壓小於該預設參考電壓時,使該充電電流自該第一取值以步階方式減小直至該輸入電壓回復至該預設參考電壓之上;以及當該輸入電壓不小於該預設參考電壓時,維持該充電電流為該第一取值。
- 如申請專利範圍第1項所述的充電電流控制方法,其中使該充電電流為第一取值之步驟包括:使該充電電流自一第二取值以線性方式增大至該第一取值。
- 如申請專利範圍第1項所述的充電電流控制方法,其中使該充電電流為第一取值之步驟包括:使該充電電流自一第二取值以步階方式增大至該第一取值。
- 一種充電電流控制方法,應用於一充電裝置,該充電裝置接收一輸入電壓以輸出一充電電流,該充電電流控制方法包括步驟: 使該充電電流自一初始值以步階方式增大;以及於該充電電流每增加一步階後,判斷該輸入電壓是否小於一預設參考電壓,其中,當該輸入電壓小於該預設參考電壓,使該充電電流回復至前一電流值;當該輸入電壓不小於該預設參考電壓,使該充電電流繼續以步階方式增大;以及其中該充電電流於每一步階的增大量相等。
- 一種充電電流控制方法,包括步驟:偵測一充電電流的大小;以及當偵測到的充電電流大於一電流限制值時,產生一脈衝控制訊號控制該充電電流減小;其中,該脈衝控制訊號的脈衝寬度決定該充電電流的減小量。
- 如申請專利範圍第5項所述的充電電流控制方法,其中該脈衝控制訊號係控制該充電電流以步階方式減小,且該脈衝控制訊號的脈衝寬度決定該充電電流減小的步階數以藉此決定該充電電流的減小量。
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