充電電路和具有該充電電路的充電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種充電電路，該充電電路包括開關(guān)電源電路、電壓采集電路、電流放行電路和過壓保護電路，其中，開關(guān)電源電路，用于對被充電電池進行充電；電壓采集電路，設置于開關(guān)電源電路和電流放行電路之間，用于實時采集開關(guān)電源電路的輸出電壓，并發(fā)送輸出電壓對應的電壓值；電流放行電路，設置于開關(guān)電源電路與過壓保護電路之間，用于接收電壓值，并在電壓值達到預定電壓值的情況下，放行開關(guān)電源電路與過壓保護電路之間的輸出電流；過壓保護電路，用于接收電流放行電路放行的輸出電流，并且在接收到輸出電流后，斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。
【專利說明】充電電路和具有該充電電路的充電器
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電池充電【技術(shù)領域】，具體來說，涉及一種充電電路和具有該充電電路的充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的充電器電路普遍采用電阻分壓網(wǎng)絡對輸出電壓采樣，經(jīng)過誤差放大器放大后反饋到P w M開關(guān)電源控制回路，開關(guān)電源根據(jù)反饋調(diào)整PWM輸出占空比，從而實現(xiàn)輸出電壓調(diào)整。但是，當反饋回路中任何一個元件出現(xiàn)失效或虛焊時，都將引起輸出電壓失控，最終導致輸出電壓超過正常很多，而當輸出電壓太高，電池將由于嚴重過充電而報廢。因此，需要對現(xiàn)有的充電電路進行改進，開發(fā)出一種具有過壓保護功能的充電電路，來防止因反饋回路中元件出現(xiàn)失效或者虛焊而導致電壓失控的情況發(fā)生。
[0003]針對現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中充電電路不具備過壓保護功能的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對相關(guān)技術(shù)中充電電路不具備過壓保護功能的問題，本實用新型提出一種充電電路和具有該充電電路的充電器，能夠避免電壓反饋電路出現(xiàn)故障導致的高壓輸出對被充電電池的損壞，大大的提高了被充電電池的使用壽命。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種充電電路。
[0007]該充電電路包括開關(guān)電源電路、電壓采集電路、電流放行電路和過壓保護電路，其中，
[0008]開關(guān)電源電路，用于對被充電電池進行充電；
[0009]電壓采集電路，設置于開關(guān)電源電路和電流放行電路之間，用于實時采集開關(guān)電源電路的輸出電壓，并發(fā)送輸出電壓對應的電壓值；
[0010]電流放行電路，設置于開關(guān)電源電路與過壓保護電路之間，用于接收電壓值，并在電壓值達到預定電壓值的情況下，放行開關(guān)電源電路與過壓保護電路之間的輸出電流；
[0011 ] 過壓保護電路，用于接收電流放行電路放行的輸出電流，并且在接收到輸出電流后，斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。
[0012]此外，該充電電路還包括短路保護電路，設置于開關(guān)電源電路和過壓保護電路之間，用于在開關(guān)電源電路出現(xiàn)短路的情況下，觸發(fā)過壓保護電路斷開開關(guān)電源電路和被充電電池之間的充電回路。
[0013]其中，短路保護電路包括三極管。
[0014]此外，該充電電路還包括反接保護電路，設置于開關(guān)電源電路和過壓保護電路之間，用于被充電電池出現(xiàn)反接的情況下，觸發(fā)過壓保護電路斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。[0015]其中，反接保護電路包括三極管。
[0016]上述中，電流放行電路包括穩(wěn)壓二極管。過壓保護電路包括串聯(lián)的可控硅整流元件和高壓金屬氧化物硅場效應晶體管，其中，
[0017]可控硅整流元件，用于在接收到電流放行電路放行的輸出電流后，拉低高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓，促使高壓金屬氧化物硅場效應晶體管斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。
[0018]基于此，該充電電路還包括防漏電電路，設置于可控硅整流元件上，用于在電流放行電路出現(xiàn)漏電的情況下，隔離漏電時的電流，以防止可控硅整流元件接收該電流后，拉低高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓。
[0019]另外，該充電電路還包括防脈沖干擾電路，設置于可控硅整流元件上，用于吸收開關(guān)電源電路的脈沖信號，以防止可控硅整流元件接收脈沖信號后，拉低高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓。
[0020]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種充電器，該充電器包括上述的充電電路。
[0021]本實用新型通過電壓采集電路實時監(jiān)控開關(guān)電源電路的輸出電壓，當輸出電壓達到預定電壓時，控制過壓保護電路立即斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路，從而有效的防止了開關(guān)電源電路的高壓輸出對被充電電池的損壞，大大的提高了被充電電池的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本實用新型實例的充電電路的電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種充電電路。
[0027]如圖1所示，根據(jù)本實用新型實施例的充電電路包括開關(guān)電源電路11、電壓采集電路12、電流放行電路13和過壓保護電路14，其中，
[0028]開關(guān)電源電路11，用于對被充電電池進行充電；
[0029]電壓采集電路12，設置于開關(guān)電源電路和電流放行電路之間，用于實時采集開關(guān)電源電路的輸出電壓，并發(fā)送輸出電壓對應的電壓值；
[0030]電流放行電路13，設置于開關(guān)電源電路與過壓保護電路之間，用于接收電壓值，并在電壓值達到預定電壓值的情況下，放行開關(guān)電源電路與過壓保護電路之間的輸出電流；[0031]過壓保護電路14，用于接收電流放行電路放行的輸出電流，并且在接收到輸出電流后，斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。
[0032]此外，該充電電路還包括短路保護電路(未示出)，設置于開關(guān)電源電路和過壓保護電路之間，用于在開關(guān)電源電路出現(xiàn)短路的情況下，觸發(fā)過壓保護電路斷開開關(guān)電源電路和被充電電池之間的充電回路。
[0033]其中，短路保護電路包括三極管。
[0034]此外，該充電電路還包括反接保護電路(未示出)，設置于開關(guān)電源電路和過壓保護電路之間，用于被充電電池出現(xiàn)反接的情況下，觸發(fā)過壓保護電路斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。
[0035]其中，反接保護電路包括三極管。
[0036]上述中，電流放行電路包括穩(wěn)壓二極管。過壓保護電路包括串聯(lián)的可控硅整流元件(未示出)和高壓金屬氧化物硅場效應晶體管(未示出)，其中，
[0037]可控硅整流元件，用于在接收到電流放行電路放行的輸出電流后，拉低高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓，促使高壓金屬氧化物硅場效應晶體管斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路。
[0038]基于此，該充電電路還包括防漏電電路(未示出)，設置于可控硅整流元件上，用于在電流放行電路出現(xiàn)漏電的情況下，隔離漏電時的電流，以防止可控硅整流元件接收該電流后，拉低高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓。
[0039]另外，該充電電路還包括防脈沖干擾電路(未示出)，設置于可控硅整流元件上，用于吸收開關(guān)電源電路的脈沖信號，以防止可控硅整流元件接收脈沖信號后，拉低高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓。
[0040]根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種充電器，根據(jù)本實用新型實施例的充電器包括上述的充電電路。
[0041]在本實用新型中，是通過電阻串聯(lián)分壓取樣，然后通過穩(wěn)壓二極管去觸發(fā)可控硅整流元件。當輸出電壓正常時，由電阻分壓取得的電壓低于穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓，穩(wěn)壓二極管截止，可控硅整流元件不觸發(fā)，高壓金屬氧化物硅場效應晶體管(M0SFET管)的柵極有正向電壓，MOSFET管導通，充電器輸出正常。而當輸出電壓增加時，穩(wěn)壓二極管兩端電壓也增加，當電壓增加至穩(wěn)壓二極管擊穿電壓時，穩(wěn)壓二極管導通，從而觸發(fā)可控硅整流元件導通。可控硅整流元件導通后將MOSFET管柵極電壓拉低，MOSFET管截止將輸出斷開。由于可控硅整流元件導通以后將不再受門控極控制，可控硅整流元件將保持導通狀態(tài)，從而對輸出持續(xù)保護，直到重新上電。
[0042]在本實用新型中，防反接的功能是當電池組反接時，加載到三極管的BE電壓為反向電壓，三極管截止，MOSFET管的柵極無正向電壓，MOSFET管截止，從而起到反接保護作用。同樣防短路的功能是當輸出短路時，三極管的基極和發(fā)射極電壓為零，無電流流過三極管的基極，三極管截止，MOSFET管因為柵極無正向電壓而截止，從而達到短路保護的作用。
[0043]以下通過具體實例對本實用新型的上述技術(shù)方案進行詳細說明。
[0044]圖2是充電電路的電路原理示意圖。從圖2中可以看出，充電電路的電壓輸出回路串聯(lián)一只MOSFET管Q5和一只采樣電阻R49。其中，MOSFET管Q5用于切斷充電器輸出，采樣電阻用于充電電流采樣。在實際充電時，由R41、R44、R43組成三級管Q4的偏置電路，通過電池兩端的電壓為三極管Q4提供基極電流，從而促使三極管Q4導通為MOSFET管Q5提供柵極電壓，R46是限流電阻，當可控硅導通時限制三極管Q4集電極電流，從而使可控硅將MOSFET管柵極電壓拉低。R47是分壓電阻，當Q4導通時，由于飽和壓降很低，充電器輸出電壓幾乎全部落在了 R46和R47兩端，而MOSFET管有最高輸入電壓限制，因為通過R46和R47便可以調(diào)整合適的驅(qū)動電壓，讓MOSFET管可靠安全地工作。
[0045]可控硅的驅(qū)動采用穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓作為門限電壓，由電阻Rl、R45、R50組成電阻串聯(lián)分壓電路，分壓輸出接穩(wěn)壓二極管，再接到可控硅的門控極。由于穩(wěn)壓二極管存在反向漏電流，為了防止可控硅誤觸發(fā)，因此電路增設了 R51旁路電阻，當弱小漏電電流被R51旁路后，產(chǎn)生的壓降很小，不足以觸發(fā)可控硅。另外，為了抑制干擾導致可控硅誤觸發(fā)，電路增設了 C19濾波電容，用于吸收尖脈沖干擾。只有當充電器輸出電壓超過設定值，使穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定導通，并且達到可控硅的門限電壓時，可控硅才導通，可控硅一旦導通，將MOSFET管Q5的柵極電壓拉低至接近0V,迫使將MOSFET管Q5截止，從而切斷了充電器電源輸出，保護了被充電電池不受傷害。當可控硅導通以后，不再受門控極的控制，可控硅將保持持續(xù)導通狀態(tài)，始終將MOSFET管Q5柵極拉低，因此MOSFET管將始終保持截止狀態(tài)，使被充電電池持續(xù)得到保護。
[0046]當被充電電池出現(xiàn)反接時，電流由R44流向R41，三極管Q4的基極和發(fā)射極被反向偏置，三極管Q4截止，從而使MOSFET管Q5得不到正向驅(qū)動電壓而截止，從而使反接后電池和充電器輸出串聯(lián)后的高壓形成不了電流回路，從而實現(xiàn)了反接保護。
[0047]當充電器輸出短路時，R41和R45電壓為零或者很低，導致三極管Q4的基極和發(fā)射極正向偏置電壓很小，不足以導通，從而使三極管Q4截止，MOSFET管Q5得不到正向電壓而截止，從而實現(xiàn)了短路保護。
[0048]綜上所述，借助于本實用新型的上述技術(shù)方案，通過電壓采集電路實時監(jiān)控開關(guān)電源電路的輸出電壓，當輸出電壓達到預定電壓時，控制過壓保護電路立即斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路，從而有效的防止了開關(guān)電源電路的高壓輸出對被充電電池的損壞，大大的提高了被充電電池的使用壽命。
[0049]另外，借助于本實用新型的上述技術(shù)方案，通過增設短路保護電路和反接保護電路，從而有效的降低了充電過程中容易出現(xiàn)的短路和反接情況對充電電路和被充電電池所帶來的損壞，進一步的提高了充電電路和被充電電池的使用壽命。
[0050]此外，借助于本實用新型的上述技術(shù)方案，通過增設防漏電電路和防脈沖干擾電路，從而大大的提高了過壓保護的精確度，防止了在開關(guān)電源電路的輸出電壓為正常的情況下，誤斷開開關(guān)電源電路與被充電電池之間的充電回路，為被充電電池的充電提供了保障。
[0051]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種充電電路，其特征在于，包括開關(guān)電源電路、電壓采集電路、電流放行電路和過壓保護電路，其中， 開關(guān)電源電路，用于對被充電電池進行充電； 電壓采集電路，設置于所述開關(guān)電源電路和所述電流放行電路之間，用于實時采集所述開關(guān)電源電路的輸出電壓，并發(fā)送所述輸出電壓對應的電壓值； 電流放行電路，設置于所述開關(guān)電源電路與所述過壓保護電路之間，用于接收所述電壓值，并在所述電壓值達到預定電壓值的情況下，放行所述開關(guān)電源電路與所述過壓保護電路之間的輸出電流； 過壓保護電路，用于接收所述電流放行電路放行的所述輸出電流，并且在接收到所述輸出電流后，斷開所述開關(guān)電源電路與所述被充電電池之間的充電回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，進一步包括: 短路保護電路，設置于所述開關(guān)電源電路和所述過壓保護電路之間，用于在所述開關(guān)電源電路出現(xiàn)短路的情況下，觸發(fā)所述過壓保護電路斷開所述開關(guān)電源電路和所述被充電電池之間的充電回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電電路，其特征在于，所述短路保護電路包括三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，進一步包括: 反接保護電路，設置于所述開關(guān)電源電路和所述過壓保護電路之間，用于所述被充電電池出現(xiàn)反接的情況下，觸發(fā)所述過壓保護電路斷開所述開關(guān)電源電路與所述被充電電池之間的充電回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電電路，其特征在于，所述反接保護電路包括三極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的充電電路，其特征在于，所述電流放行電路包括穩(wěn)壓二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的充電電路，其特征在于，所述過壓保護電路包括串聯(lián)的可控硅整流元件和高壓金屬氧化物硅場效應晶體管，其中， 可控硅整流元件，用于在接收到所述電流放行電路放行的所述輸出電流后，拉低所述高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓，促使所述高壓金屬氧化物硅場效應晶體管斷開所述開關(guān)電源電路與所述被充電電池之間的充電回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電電路，其特征在于，進一步包括: 防漏電電路，設置于所述可控硅整流元件上，用于在所述電流放行電路出現(xiàn)漏電的情況下，隔離所述漏電時的電流，以防止所述可控硅整流元件接收該電流后，拉低所述高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電電路，其特征在于，進一步包括: 防脈沖干擾電路，設置于所述可控硅整流元件上，用于吸收所述開關(guān)電源電路的脈沖信號，以防止所述可控硅整流元件接收所述脈沖信號后，拉低所述高壓金屬氧化物硅場效應晶體管的柵極電壓。
10.一種充電器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任意一項所述的充電電路。
【文檔編號】H02H7/18GK203434707SQ201320541692
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】龐小虎 申請人:四川川奇機電有限責任公司