具電池電壓偵測器之電池充電器及其控制方法

【11】證書號數：I533556

【45】公告日： 中華民國 105 (2016) 年 05 月 11 日

【51】Int. Cl.：

發明　　　　　全 10 頁　

【54】名　　稱：具電池電壓偵測器之電池充電器及其控制方法

BATTERY CHARGER HAVING BATTERY VOLTAGE DETECTOR AND CONTROLLING METHOD THEREOF

【21】申請案號：103117055 【22】申請日： 中華民國 103 (2014) 年 05 月 14 日

【11】公開編號：201543784 【43】公開日期： 中華民國 104 (2015) 年 11 月 16 日

【72】發 明 人： 梁從主 (TW) LIANG, TSORNG JUU；陳凱暉 (TW) CHEN, KAI HUI；陳建 富 (TW) CHEN, JIANN FUH

【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY

臺南市東區大學路 1 號

【74】代 理 人： 蔡清福

【56】參考文獻：

TW 200540442A CN 1832292A CN 102403742A

TW 200908508A CN 102280906A 審查人員：劉彥成

[57]申請專利範圍

1.　一種電池充電器，包含：一電池電壓偵測器，電連接於一外接電池之一正極端，且用以 偵測該外接電池之一開路電壓值，其中當該開路電壓值在一可充電範圍內時，使該電池 充電器藉由該開路電壓值產生該外接電池之一額定電壓值，並依該額定電壓值對該外接 電池充電，且該可充電範圍具有一範圍下限，當該開路電壓值低於該可充電範圍之該範 圍下限時，使該電池充電器發出一警示訊號。

2.　如申請專利範圍第 1 項所述之充電器，更包括一並聯電連接於該外接電池之交流/直流功 率轉換器，其中該電池電壓偵測器更包括一具有一電連接於該正極端之一分壓電路的電 池電壓偵測電路和一電連接於該電池電壓偵測電路之一參考電壓產生電路，該可充電範 圍還具有一範圍上限，該可充電範圍被劃分為至少兩個接續區域，任意兩個相鄰之接續 區域之間具有一區域分界值，該分壓電路產生該開路電壓值之一檢測值，該電池電壓偵 測電路將該檢測值與該範圍上限、該範圍下限和該至少兩個連續區間之各該區域分界值 進行比較，以確定該檢測值位於該至少兩個接續區域的哪一個接續區域，依據該檢測值 所位於之該接續區域所鄰接之兩個區域分界值之中的較大值產生該電池電壓偵測電路之 一第一輸出值，輸 出至該參考電壓產生電路，由該第一輸出值所對應產生之一參考電壓 值為該參考電壓產生電路之一第二輸出值，依據該第二輸出值使該交流/直流功率轉換器 產生該額定電壓值，該交流/直流功率轉換器為一隔離型交流/直流轉換器或一非隔離型交 流/直流轉換器；當該開路電壓值低於該可充電範圍之該範圍下限時，表示該外接電池已 損壞。

3.　如申請專利範圍第 2 項所述之充電器，其中該電池電壓偵測電路更包括至少三個比較 器，一編碼器與一栓鎖，各該比較器具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端，

各該反相輸入端接收一輸入值，該輸入值是選自由與其對應之該範圍上限、該範圍下限

和該至少兩個連續區間之各該區域分界值所組成群組的其中之一，各該非反相輸入端接 收該檢測值，當該檢測值大於各該反相輸入端所接收之該輸入值時，該對應之比較器之 該輸出端輸出一高電位值，當該檢測值小於或等於各該反相輸入端所接收之該輸入值 時，該對應之比較器之該輸出端輸出一低電位值，該編碼器電連接該至少三個比較器之 各該輸出端並輸出一編碼訊號，該栓鎖電連接該編碼器並產生該第一輸出值。

4.　如申請專利範圍第 2 項所述之充電器，更包括一電池開路電壓之回授電路和一一次側回 授與定電流/定電壓電 路，其中該電池開路電壓之回授電路電連接至該正極端以接收該開 路電壓之一回授訊號，該一次側回授與定電流/定電壓電路接收該回授訊號與該第二輸出 訊號，以使該開路電壓穩定於該額定電壓值，該參考電壓產生電路包括具一第一端至一 第三端之一開關、一各具一第一端與一第二端之一電流源與至少三個電阻，該至少三個 電阻之各該第二端均接地，該電流源之該第一端接收一電源電壓，該電流源之該第二端 電連接至該開關之該第一端，該開關之該第二端接收該第一輸出值，該開關因應該第一 輸出值而使該電流源之該第二端電連接至該至少三個電阻的其中之一的該第一端，而使 該開關之該第三端輸出該第二輸出值。

5.　如申請專利範圍第 2 項所述之充電器，更包括一電池開路電壓之回授電路和一一次側回 授與定電流/定電壓電路，其中該電池開路電壓之回授電路電連接至該正極端以接收該開 路電壓之一回授訊號，該一次側回授與定電流/定電壓電路接收該回授訊號與該第二輸出 訊號，以使該開路電壓值穩定於該額定電壓值，該參考電壓產生電路包括具一第一端至 一第三端之一開關、各具一第一端與一第二端之一電阻與至少三個電流源，該電阻之該 第二端接地，該至少三個電流源之各該第一端均接收一電源電壓，該開關之該第二端接 收該第一輸出值，該開關因應該第一輸出 值而使該至少三個電流源之各該第二端的其中 之一透過該開關之該第一端電連接至該電阻之該第一端，而使該開關之該第三端輸出該 第二輸出值。

6.　如申請專利範圍第 2 項所述之充電器，更包括一預充電路、一電流模式脈寬調變器與一 一次側回授與定電流/定電壓電路，其中該轉換器更包括一切換開關，該預充電路包括一 計時器、一預充脈波產生器與一多工器，當該計時器被啟動後，在一預定時間內使該電 池被預充電，該參考電壓產生電路為一電池開路電壓之回授電路，電連接至該正極端以 接收該開路電壓之一回授訊號且產生該第二輸出訊號，該一次側回授與定電流/定電壓電 路接收一參考電壓值與該第二輸出訊號，並產生一第三輸出訊號以使該開路電壓值穩定 於該額定電壓值，該電流模式脈寬調變器電連接於該轉換器以接收一電流感測信號、接 收該第三輸出訊號與產生一脈寬調變訊號，該多工器電連接至該計時器與該栓鎖，接收 該預充脈波產生器所產生之一脈波與該脈寬調變訊號，且產生一控制訊號，用以控制該 切換開關之一導通與關斷，當該切換開關操作時，使該外接電池被充電；該電池開路電 壓之回授電路包括具一第一端至一第三端之一開關、各具一第一端與一第二端之一第一 回饋電阻與至少三個第二回饋電阻，該第一回饋電阻之該第一端接收該回饋訊號，該開 關之 該第二端接收該第一輸出值，該開關因應該第一輸出值之大小而使該至少三個第二 回饋電阻之各該第一端的其中之一透過該開關之該第一端電連接至該第一回饋電阻之該 第二端，而使該開關之該第三端輸出該第二輸出值。

7.　一種電池充電器，包含：一交流/直流功率轉換器，具一一次側線圈、一第一二次側線圈 與一第二二次側線圈；以及一電池電壓偵測器，電連接於該第二二次側線圈，用以偵測 一外接電池之一開路電壓值，其中當該開路電壓值在一可充電範圍內時，使該電池充電 器藉由該開路電壓值產生該外接電池之一額定電壓值，並依該額定電壓值對該外接電池 充電，且該可充電範圍具有一範圍下限，當該開路電壓值低於該可充電範圍之該範圍下 限時，使該電池充電器發出一警示訊號。

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8.　一種電池充電器，包含：一電池電壓偵測器，用以偵測一外接電池之一開路電壓值，其 中當該開路電壓值在一可充電範圍內時，使該電池充電器藉由該開路電壓值產生該外接 電池之一額定電壓值，並依該額定電壓值對該外接電池充電，且該可充電範圍具有一範 圍下限，當該開路電壓值低於該可充電範圍 之該範圍下限時，使該電池充電器發出一警 示訊號。

9.　一種電池充電器的控制方法，其中該電池充電器包括一電池電壓偵測器，該方法包含下 列之步驟：電連接一外接電池至該電池電壓偵測器；使該電池電壓偵測器偵測該外接電 池之一開路電壓值；當該開路電壓值不在一可充電範圍內時，使該電池充電器發出一警 示訊號；當該開路電壓值在該可充電範圍內時，使該電池充電器由該開路電壓值產生該 外接電池之一額定電壓值；以及使該電池充電器依該額定電壓值對該外接電池充電。

10. 一種電池充電器的控制方法，其中該電池充電器包括一電池電壓偵測器，該方法包含下 列之步驟：電連接一外接電池至該電池充電器；使該電池電壓偵測器偵測該外接電池之 一開路電壓值；當該開路電壓值不在一可充電範圍內時，使該電池充電器發出一警示訊 號；以及當該開路電壓值在一可充電範圍內時，使該電池充電器藉由該開路電壓值產生 該外接電池之一額定電壓 值，並依該額定電壓值對該外接電池充電。

圖式簡單說明

第一圖：其係顯示一習知之電池充電器的系統架構之電路示意圖。

第二圖：其係顯示一目前市場上常見的一習知之電池充電器的電路示意圖。

第三圖：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第四圖：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第五圖：其係顯示一依據本發明構想之具有電池電壓偵測器的電池充電器之工作流程圖。

第六圖：其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第七圖：其係顯示一依據本發明構想之第四較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第八圖：其係顯示一依據本發明構想之第五較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第九圖：其係顯示一依據本發明構想之較佳實施例的電池充電器之計時器、V

、電池 電壓指令與 V

的波形圖。

第十圖：其係顯示一依據本發明構想之第六較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第十一圖：其係顯示一依據本發明構想之第七較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

第十二圖：其係顯示一依據本發明構想之第八較佳實施例之電池充電器的電路示意圖。

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