一种锂电池充电器及锂电池充电控制方法

技术领域

本发明实施例涉及电池技术，尤其涉及一种锂电池充电器及锂电池充电控制方法。

背景技术

锂电池的最佳存放状态是半电存放(即在电池标称容量的40％～60％之间存放)。例如，锂电池的满电电压是4.2V，最佳储存电压是3.6V～3.8V之间，这时的容量约为40％～60％，处于最佳存放状态。若在满电状态下对锂电池进行存储，则会加快锂电池的容量衰减过程，减少锂电池的使用寿命。

现有技术中，采用充电器对锂电池进行充电时，通常仅可以将锂电池充至满电状态，充电器不具备将锂电池充电至存储电压的功能。

发明内容

本发明提供一种锂电池充电器及锂电池充电控制方法，以达到可以将锂电池充至理想存储电压的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种锂电池充电器，包括充电芯片、旋钮开关、按键开关以及第一电阻，

锂电池充电器配置有第一触点和第二触点，所述第一触点与所述充电芯片的电源端电连接，所述第二触点通过所述第一电阻与所述充电芯片的片选端电连接，所述片选端还通过所述按键开关接地，

所述旋钮开关配置有第三触点和第四触点，所述旋钮开关用于所述第一触点与第二触点间的连通或断开，

所述充电芯片配置为根据所述第一触点以及第二触点的连通状态，确定充电时的截止电压。

进一步的，所述充电芯片还配置有电流输出端、电流检测端和电压检测端，

所述锂电池充电器配置有第一充电连接点和第二电阻，所述电流输出端通过第二电阻与所述第一充电连接点电连接，所述电流检测端与所述第二电阻的第一端相连接，所述电压检测端与所述第二电阻的第二端相连接，

所述第一充电连接点用于与待充电电池的正极相连接。

进一步的，所述锂电池充电器还配置有电感，

所述电流输出端通过所述电感与所述第二电阻电连接。

进一步的，所述充电芯片还配置有温度检测端，

所述锂电池充电器配置有第二充电连接点和热敏电阻，所述第二充电连接点通过所述热敏电阻与所述温度检测端电连接，

所述第二充电连接点用于与待充电电池的负极相连接。

进一步的，所述锂电池充电器的充电截止电压包括4.2V和3.6V。

第二方面，本发明还提出一种锂电池充电控制方法，包括：

获取第一触点以及第二触点的连通状态，若所述第一触点与第二触点连通，则配置充电时的截止电压为存储电压，若所述第一触点与第二触点断开，则配置充电时的截止电压为满电电压，

获取待充电电池的端电压，若所述端电压小于第一端电压，则配置充电电流为第一充电电流，若所述端电压大于所述第一端电压，则配置充电电流为第二充电电流，

获取按键开关的通过状态，若所述按键开关断开，则生成充电控制指令，开始充电，若所述按键开关连通，则生成停止充电控制指令，停止充电。

进一步的，还包括采集所述待充电电池的温度，若所述温度大于设定温度，则生成所述停止充电控制指令，停止充电。

进一步的，还包括判断所述端电压是否大于第二端电压，

若所述端电压大于所述第一端电压，小于所述第二端电压，则配置充电电流为所述第二充电电流，

所述端电压大于所述第二端电压，则配置充电电流为第三充电电流。

进一步的，还包括判断所述端电压是否发生跳变，

若所述端电压由所述存储电压或者所述满电电压向下跳变，则生成所述停止充电控制指令，停止充电。

进一步的，还包括判断充电时间是否大于设定时间，

若所述充电时间大于所述设定时间，则配置充电电流为第三充电电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：锂电池充电器配置旋钮开关和按键开关，通过旋钮开关可以切换充电器的充电档位，通过按键开关可以控制充电器的工作状态，利用本实施例提出的充电器可以方便的将锂电池充至存储电压，在存储锂电池时，可以减缓锂电池的容量衰减速率，保证锂电池的使用寿命。

附图说明

图1是实施例中的锂电池充电器原理图A；

图2是实施例中的锂电池充电器原理图B；

图3是实施例中的锂电池充电器结构图；

图4是实施例中的锂电池充电器原理图C；

图5是实施例中的锂电池充电控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例中的锂电池充电器原理图A，参考图1，锂电池充电器包括充电芯片U1、旋钮开关K1、按键开关K2以及第一电阻R1。

锂电池充电器配置有第一触点A2和第二触点B2，第一触点A2与充电芯片U1的电源端VIN电连接，第二触点B2通过第一电阻R1与充电芯片U1的片选端CS电连接，片选端CS还通过按键开关K2接地。

旋钮开关K1配置有第三触点A1和第四触点B1，旋钮开关K1用于第一触点A2与第二触点B2间的连通或断开。充电芯片U1配置为根据第一触点A2以及第二触点B2的连通状态，确定充电时的截止电压。

示例性的，按键开关K2采用常开自锁按钮开关。

图2是实施例中的锂电池充电器原理图B，参考图2，示例性的，本实施例中充电芯片U1的内部配置电阻R2、R3和逻辑处理单元100，逻辑处理单元100用于存储芯片固件。

参考图1和图2，具体的，在充电芯片内部，电源端VIN通过电阻R2和电阻R3与参考地相连接，片选端CS与电阻R2的一端相连接后接入逻辑处理单元100。旋钮开关K1包括触点N1、N2、第三触点A1和第四触点B1，其中触点N1、N2悬空，第三触点A1用于与第一触点A2相连接，第四触点B1用于与第二触点B2相连接。旋钮开关K1包括两个档位，当第三触点A1和触点N1连通、第四触点B1和触点N2连通时，旋钮开关K1处于第一档位，当第三触点A1和第四触点B1连通、触点N1和N2连通时旋钮开关K2处于第二档位，处于该档位时，第一触点A2和第二触点B2连通。

当使用充电器对锂电池进行充电时，电源端VIN接入电源电压，逻辑处理单元100采集片选端CS处的电压值，根据电压值确定充电截止电压，示例性的，充电器的工作过程包括：

当旋钮开关K1处于第一档位时，第一触点A2和第二触点B2之间断开，若按键开关K2两个触点断开，则逻辑处理单元100采集的电压为经过电阻R2和电阻R3分压后的电源电压值，此时逻辑处理单元100确定充电截止电压为待充电电池的满电电压。

当旋钮开关K1处于第二档位时，第一触点A2和第二触点B2之间连通，若按键开关K2两个触点断开，则第一电阻R1和电阻R2并联构成等效电阻，逻辑处理单元100采集的电压为经过等效电阻和电阻R3分压后的电源电压值，此时逻辑处理单元100确定充电截止电压为待充电电池的存储电压。

当按键开关K2两个触点连通时，片选端CS直接接地，逻辑处理单元100采集的电压为低电平，此时充电器停止充电。

作为一种可实施方案，电阻R2、R3也可以配置在充电芯片U1的外部，此时，第一触点A2通过电阻R2和电阻R3与参考地相连接，电阻R2的一端还与片选端CS相连接。充电器的工作过程与上述内容相同。

示例性的，本实施例中，锂电池充电器的充电截止电压包括4.2V和3.6V，其中4.2V为满电电压，3.6V为存储电压。

图3是实施例中的锂电池充电器结构图，参考图3，示例性的，旋钮开关K1和按键开关K2配置在充电器的主体上。

本实施例中，锂电池充电器配置旋钮开关和按键开关，通过旋钮开关可以切换充电器的充电档位，通过按键开关可以控制充电器的工作状态，利用本实施例提出的充电器可以方便的将锂电池充至存储电压，在存储锂电池时，可以减缓锂电池的容量衰减速率，保证锂电池的使用寿命。

图4是实施例中的锂电池充电器原理图C，参考图4，具体的，充电芯片U1还配置有电流输出端LS、电流检测端VS和电压检测端BAT。

锂电池充电器配置有第一充电连接点B+和第二电阻R4，电流输出端LS通过第二电阻R4与第一充电连接点B+电连接，电流检测端VS与第二电阻R4的第一端相连接，电压检测端BAT与第二电阻R4的第二端相连接，第一充电连接点B+用于与待充电电池的正极相连接。作为一种可实施方案，锂电池充电器还配置有电感L1，电流输出端LS通过电感L1与第二电阻R4电连接。

示例性的，电流输出端LS用于输出充电电流，电流检测端VS用于采集充电电流，以使充电芯片U1对充电电流进行检测，电压检测端BAT用于采集电池正极的电压，以使充电芯片U1检测电池的充电状态。电感L1用于防止充电电流突变，第二电阻R4作为电流采样电阻。

优选的，充电芯片U1还配置有温度检测端TS，锂电池充电器配置有第二充电连接点B-和热敏电阻NTC，第二充电连接点B-通过热敏电阻NTC与温度检测端TS电连接，第二充电连接点B-用于与待充电电池的负极相连接。通过配置热敏电阻NTC，充电芯片U1可以配置为当充电温度过高时，暂停充电。

实施例二

图5是实施例中的锂电池充电控制流程图，参考图5，本实施例提出一种锂电池充电控制方法，包括：

S1.获取第一触点以及第二触点的连通状态，若第一触点与第二触点连通，则配置充电时的截止电压为存储电压，若第一触点与第二触点断开，则配置充电时的截止电压为满电电压。

示例性的，本实施例中，锂电池充电器的充电截止电压包括4.2V和3.6V，其中4.2V为满电电压，3.6V为存储电压。

示例性的，本实施例提出的锂电池充电控制方法，可以用于控制实施例一提出的锂电池充电器进行充电，锂电池充电控制方法可以配置在充电芯片中。

参考图1、图2和图4，锂电池充电器包括充电芯片U1、旋钮开关K1、按键开关K2以及第一电阻R1。

锂电池充电器配置有第一触点A2和第二触点B2，第一触点A2与充电芯片U1的电源端VIN电连接，第二触点B2通过第一电阻R1与充电芯片U1的片选端CS电连接，片选端CS还通过按键开关K2接地。

旋钮开关K1配置有第三触点A1和第四触点B1，旋钮开关K1用于第一触点A2与第二触点B2间的连通或断开。其中，按键开关K2可以采用常开自锁按钮开关。

充电芯片U1的内部配置电阻R2、R3和逻辑处理单元100，逻辑处理单元100用于存储芯片固件，即锂电池充电控制方法。

在充电芯片内部，电源端VIN通过电阻R2和电阻R3与参考地相连接，片选端CS与电阻R2的一端相连接后接入逻辑处理单元100。旋钮开关K1包括触点N1、N2、第三触点A1和第四触点B1，其中触点N1、N2悬空，第三触点A1用于与第一触点A2相连接，第四触点B1用于与第二触点B2相连接。旋钮开关K1包括两个档位，当第三触点A1和触点N1连通、第四触点B1和触点N2连通时，旋钮开关K1处于第一档位，当第三触点A1和第四触点B1连通、触点N1和N2连通时旋钮开关K2处于第二档位，处于该档位时，第一触点A2和第二触点B2连通。

充电芯片U1还配置有电流输出端LS、电流检测端VS和电压检测端BAT。

锂电池充电器配置有第一充电连接点B+和第二电阻R4，电流输出端LS通过第二电阻R4与第一充电连接点B+电连接，电流检测端VS与第二电阻R4的第一端相连接，电压检测端BAT与第二电阻R4的第二端相连接，第一充电连接点B+用于与待充电电池的正极相连接。

作为一种可实施方案，锂电池充电器还配置有电感L1，电流输出端LS通过电感L1与第二电阻R4电连接。

示例性的，电流输出端LS用于输出充电电流，电流检测端VS用于采集充电电流，以使充电芯片U1对充电电流进行检测，电压检测端BAT用于采集电池正极的电压，以使充电芯片U1检测电池的充电状态。电感L1用于防止充电电流突变，第二电阻R4作为电流采样电阻。

充电芯片U1还配置有温度检测端TS，锂电池充电器配置有第二充电连接点B-和热敏电阻NTC，第二充电连接点B-通过热敏电阻NTC与温度检测端TS电连接，第二充电连接点B-用于与待充电电池的负极相连接。

本步骤中，逻辑处理单元可以通过判断片选端CS处的电压是否为低电平确定按键开关的通过状态。

当按键开关K2两个触点断开时，逻辑处理单元100采集片选端CS的电压为高电平，逻辑处理单元100判定按键开关断开，此时逻辑处理单元100生成充电控制指令，控制充电器开始充电。

具体的，若按键开关K2的两个触点断开，旋钮开关K1处于第一档位时，第一触点A2和第二触点B2之间断开，则逻辑处理单元100采集的电压为经过电阻R2和电阻R3分压后的电源电压值，此时逻辑处理单元100选定充电时的截止电压为待充电电池的满电电压，即截止电压为4.2V。

若按键开关K2的两个触点断开，当旋钮开关K1处于第二档位时，第一触点A2和第二触点B2之间连通，则第一电阻R1和电阻R2并联构成等效电阻，逻辑处理单元100采集的电压为经过等效电阻和电阻R3分压后的电源电压值，此时逻辑处理单元100选定充电时的截止电压为待充电电池的存储电压，即截止电压为3.6V。

S2.获取待充电电池的端电压，若端电压小于第一端电压，则配置充电电流为第一充电电流，若端电压大于第一端电压，则配置充电电流为第二充电电流。

示例性的，通过电压检测端BAT，逻辑处理单元可以获取电池当前的端电压，并与设定的第一端电压进行比较，其中第一端电压的电压值可以为2.6V，第一端电压可以作为进行快速充电的门限值，当电池当前的端电压小于2.6V时，逻辑处理单元选定较小的电流值为电池充电，采用小电流为电池充电时，可以对电池进行一定程度的预热，使电池达到较为适宜的充电温度。其中，小电流的取值范围可以为0.8A～1.5A。当电池当前的端电压大于2.6V时，则逻辑处理单元选定较大的电流值为电池充电，以缩短充电时长。其中，大电流的取值范围可以为1.8A～2.2A。

示例性的，锂电池的放电截止电压通常在2.5V左右，若在电池端电压过低的时候采用大电流进行充电，则容易损坏电池。本实施例中设置一第一端电压值，作为是否进行快速充电的门限值，以避免充电电流过大而造成电池损坏的问题。

作为一种可实施方案，本步骤中，在充电过程中，逻辑处理单元还可以判断端电压是否大于第二端电压。

若端电压大于第一端电压，小于第二端电压，则配置充电电流为第二充电电流，若端电压大于第二端电压，则配置充电电流为第三充电电流。

示例性的，第二端电压的数值与充电时的截止电压相关，例如，若充电时的截止电压为满电电压4.2V，则第二端电压可以为3.8V，若充电的截止电压为存储电压3.6V，则第二端电压可以为3.3V。

示例性的，第三充电电流的取值范围可以为0.1A～0.2A。

示例性的，本实施例中第二端电压可以选为充电截止电压的90％左右，当电池当前的端电压达到90％充电截止电压时，则选用涓流对电池进行充电，以避免电池过充。

作为一种可实施方案，在充电过程中，逻辑处理单元还可以判断充电时间是否大于设定时间，若充电时间大于设定时间，则配置充电电流为第三充电电流。

示例性的，逻辑处理单元中还可以配置一设定时间，若超过该设定时间后，电池的端电压仍未达到第二端电压，则也将充电电流选定为第三充电电流，避免电池过充损坏。

S3.获取按键开关的通过状态，若按键开关断开，则生成充电控制指令，开始充电，若按键开关连通，则生成停止充电控制指令，停止充电。

示例性的，本步骤中可以通过按键开关使锂电池充电器停止充电，具体的，当按键开关K2两个触点连通时，片选端CS直接接地，逻辑处理单元100采集片选端CS的电压为低电平，逻辑处理单元100判定按键开关连通，此时逻辑处理单元100生成停止充电控制执行，控制充电器停止充电。

作为一种可实施方案，在充电过程中，逻辑处理单元还可以判断端电压是否发生跳变，若端电压由存储电压或者满电电压向下跳变，则生成停止充电控制指令，停止充电。

示例性的，当电池的端电压达到充电过程中的截止电压后，会向下跳变一微小的数值，通过逻辑处理单元监控这一电压跳变过程，以判断电池电压是否达到充电的截止电压，当达到充电的截止电压后，逻辑处理单元生成停止充电控制指令，使锂电池充电器停止充电，避免电池过充损坏。

作为一种可实施方案，充电过程中，锂电池充电器还可以采集待充电电池的温度，若温度大于设定温度，则生成停止充电控制指令，停止充电。

示例性的，通过温度检测端TS以及热敏电阻NTC，逻辑处理单元可以获取电池当前的温度，若温度超过设定温度，则无论电池的端电压是否达到充电的截止电压，逻辑处理单元均生成停止充电控制指令，使锂电池充电器停止充电，避免电池过热损坏。

本实施例提出的锂电池充电控制方法可以根据第一触点以及第二触点的通断关系自动选定充电的截止电压，可以方便的将锂电池充至适宜存储的电压，进而在存储锂电池时，可以减缓锂电池的容量衰减速率，保证锂电池的使用寿命。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。