[实用新型]电池充电系统

说明书

技术领域

本申请涉及电池充电器，更具体地，涉及用于减少或消除瞬态电池过电压情况的电流监视（observer）电路。 

背景技术

在手机中，可能会存在充满电（或将要充满电）的电池同时连接到电池充电器的输出端和系统负载（例如，射频（RF）发射器等）的情况。在这种情况下，电池将耗费大部分时间在充电器浮空电压（floating voltage）处。该浮空电压将通常接近于由电池制造商和/或安全标准组织制定的最大允许电池电压。如果系统突然需要大量电流，则由于充电器的带宽有限，所需的电流最初将由电池进行供应，并且电池电压将下降。该下降不是有害的，但是当系统负载电流需求被去除时，电池电压可能过冲，导致瞬态电池过电压情况。具体地，GSM（全球移动通信系统）手机中所使用的TDMA（时分多址）协议产生GPRS（通用分组无线业务）脉冲序列，该GPRS脉冲序列（通常）由持续1.15ms的2A和持续3.45ms的0A构成。现有的电池充电器IC（集成电路）全部都响应于GPRS脉冲而遭受显著的电池电压过冲。 

在日本，JEITA（日本电子情报技术产业协会）规范提供了用于消除过冲的动机的示例：针对锂离子电池，它们禁止超过4.40V的重复偏移（repetitive excursion）。随着公差累积，过冲导致客户将他们的浮空电压编程为低于在无过冲的情况下他们可编程的浮空电压。因过冲而导致的该余量减小了输入到电池内的电荷量，从而使通话时间减小了差不多10%。 

实用新型内容

总的来说，本申请提供了用于电池充电系统的负载电流监视电路，以减小 或消除与动态负载功率要求相关联的电池电压过冲问题。由于传统电池充电系统的负反馈回路可以做出反应的速度有限，因此从电池中吸收的电流的突然大幅减少通常将导致潜在有害的电池电压过冲。该负载电流监视电路是一前馈通路，该前馈通路配置成将反馈回路的较慢误差放大器进行旁路。与本申请相符的负载电流监视电路可以减少或消除与GSM手机相关联的电池电压过冲问题，这可以转化成通话时间的增加和/或更高效的电池利用率。 

根据本申请的一个方面，提供了一种电池充电系统。该电池充电系统包括脉冲宽度调制（PWM）电路，该PWM电路配置成产生具有可控占空比的PWM信号。该PWM信号配置成控制电池充电电流和电压。该电池充电系统进一步包括电压反馈电路，该电压反馈电路连接到所述脉冲宽度调制电路，并配置成根据电池充电情况产生针对PWM电路的反馈信号。该PWM电路进一步配置成基于反馈信号调节PWM信号的占空比。该电池充电系统进一步包括电流监控电路，该电流监控电路连接到所述脉冲宽度调制电路与所述电压反馈回路电路，该电流监控电路配置成当电池电流消耗的减少量超过预定阈值时，调节反馈信号。该电流监控电路配置成比电压反馈电路更快地调节PWM信号的占空比。 

在某些实施例中，所述电流监控电路包括高通滤波器电路。 

在某些实施例中，所述高通滤波器电路包括串联布置的电阻器R和电容器C。 

在某些实施例中，所述高通滤波器电路的RC时间常数被选择为使得所述电压反馈回路电路的0dB交叉频率在所述高通滤波器电路的通带范围内。 

在某些实施例中，所述高通滤波器电路的RC时间常数被选择为使得当负载电流减小到预定阈值以下时，所述高通滤波器电路在所述高通滤波器电路的阻带内操作为微分器。 

在某些实施例中，所述高通滤波器电路的所述RC时间常数被选择为在所述高通滤波器电路的阻带内操作。 

在某些实施例中，所述电池充电系统进一步包括：运算放大器，其连接到 所述高通滤波器电路，配置成操作为从所述高通滤波器电路所接收到的信号的缓冲器和电压放大器；以及晶体管，其连接到所述高通滤波器电路，配置成提供信号功率增益并且对从所述高通滤波器电路接收到的信号执行电压-电流转换。 

在某些实施例中，所述电流监控电路包括偏置电路，所述偏置电路配置成防止所述电流监控电路被与所述电池充电系统的正常操作相关联的电池电流波动激活。