CN107733023A - 可选择最大电流充电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可选择最大电流充电电路，其包括电源电路单元、辅助电源单元、电流控制单元及容量识别单元，电源电路单元与辅助电源单元电性连接，辅助电源单元与电流控制单元电性连接；容量识别单元与电流控制单元电性连接，容量识别单元与锂电池包电性连接，锂电池包设置有ID接口。本发明通过设置第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器，配合第一电阻、第二电阻及第三电阻分别与光电耦合器的集电极电性连接，通过容量识别单元与锂电池包电性连接，比较比较器的反相输入端电压与ID接口处的电压来对光电耦合器是否动作进行控制，从而选择匹配的充电电流对锂电池包进行充电，使用方便，增加锂电池充电电路兼容多种容量锂电池包的能力。
Description
技术领域
本发明涉及消费电子技术领域，尤其是涉及一种可选择最大电流充电电路。
背景技术
传统的充电器单一容量锂电池包需要搭配一种专用锂电充电器，这样会延长锂电池包的整体寿命及最佳充电时间。随着各种场合的需要会衍伸出不同大小容量电池包，在多种容量电池包中会搭配各容量专用的充电器，这样会造成使用上的麻烦。比如大容量电池包放到小容量电池包搭配充电器，充电电流太小会使其充电时间加长，导致使用者不方便；或是小容量电池包放到大容量电池包搭配的充电器，会使其电池寿命缩短因为充电电流过大。
如图1所示的传统充电电路，其采用初级恒流恒压控制电路，其中，电阻R2’是设定最大充电电流的主要元器件，充电器的输出接口包括V+’、V-’、NTC’、ID’4个，分别匹配与锂电池包一起接触。
发明内容
基于此，有必要针对上述背景技术存在的问题，提供一种可选择最大电流充电电路，使锂电池包充电电路简化，使用方便，增加锂电池充电器兼容多种容量锂电池包的能力。
为实现上述目的，本发明公开了一种可选择最大电流充电电路，其包括电源电路单元、辅助电源单元、电流控制单元及容量识别单元，所述电源电路单元与辅助电源单元电性连接，所述电源电路单元用于提供辅助电源单元及电流控制单元工作所需电压及电流，所述辅助电源单元与电流控制单元电性连接；所述辅助电源单元设置有初级电源单元、次级电源单元及变压器单元，所述电流控制单元与初级电源单元电性连接，所述次级电源单元提供锂电池包充电所需电压及电流，所述变压器单元包括变压器，所述变压器电性连接于所述初级电源单元与次级电源单元之间；所述容量识别单元与电流控制单元电性连接，所述容量识别单元与锂电池包电性连接，所述锂电池包设置有ID接口，所述ID接口与容量识别单元电性连接。
在其中一个实施例中，所述电流控制单元包括主控电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一光电耦合器、第二光电耦合器及第三光电耦合器，所述主控电阻一端、第一电阻一端、第二电阻一端及第三电阻一端分别与初级电源单元电性连接，所述主控电阻另一端接地，所述第一电阻另一端电性连接第一光电耦合器三极管的集电极，所述第一光电耦合器三极管的发射极接地，所述第二电阻另一端电性连接第二光电耦合器三极管的集电极，所述第二光电耦合器三极管的发射极接地，所述第三电阻另一端电性连接第三光电耦合器三极管的集电极，所述第三光电耦合器三极管的发射极接地。
在其中一个实施例中，所述容量识别单元包括第一容量识别电路、第二容量识别电路及第三容量识别电路，所述第一容量识别电路包括第一比较器及第一光电耦合器，所述第一比较器的同相输入端通过第四电阻与ID接口电性连接，所述第一比较器的输出端电性连接第一光电耦合器二极管的阳极，所述第一光电耦合器二极管的阴极接地；所述第二容量识别电路包括第二比较器及第二光电耦合器，所述第二比较器的同相输入端通过第五电阻与ID接口电性连接，所述第二比较器的输出端电性连接第二光电耦合器二极管的阳极，所述第二光电耦合器二极管的阴极接地；所述第三容量识别电路包括第三比较器及第三光电耦合器，所述第三比较器的同相输入端通过第六电阻与ID接口电性连接，所述第三比较器的输出端电性连接第三光电耦合器二极管的阳极，所述第三光电耦合器二极管的阴极接地。
在其中一个实施例中，所述容量识别单元还包括第七电阻，所述第七电阻一端与ID接口电性连接，所述第七电阻另一端接地。
综上所述，本发明可选择最大电流充电电路通过设置第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器，配合第一电阻、第二电阻及第三电阻分别与光电耦合器的集电极电性连接，通过容量识别单元与锂电池包电性连接，通过比较比较器的反相输入端电压与ID接口处的电压来对光电耦合器是否动作进行控制，从而选择匹配的充电电流对锂电池包进行充电，使用方便，增加锂电池充电电路兼容多种容量锂电池包的能力。
附图说明
图1为传统的充电电路的的电路原理图；
图2为本发明可选择最大电流充电电路一种实施例的电路原理图；
图3为本发明锂电池包内部的电路原理图；
图4为本发明容量识别单元的电路原理图。
具体实施方式
如图2至图4所示，本发明可选择最大电流充电电路包括电源电路单元100、辅助电源单元200、电流控制单元300及容量识别单元400，所述电源电路单元100与辅助电源单元200电性连接，所述电源电路单元100用于提供辅助电源单元200及电流控制单元300工作所需电压及电流，所述辅助电源单元200与电流控制单元300电性连接，所述辅助电源单元200为传统的初级恒流恒压控制电路，所述辅助电源单元200设置有初级电源单元210、次级电源单元220及变压器单元230，所述电流控制单元300与初级电源单元210电性连接，所述次级电源单元220提供锂电池包500充电所需电压及电流，所述变压器单元230包括变压器T，所述变压器T电性连接于所述初级电源单元210与次级电源单元220之间；所述容量识别单元400与电流控制单元300电性连接，所述容量识别单元400用于识别锂电池包500的电池容量。
具体地，所述电流控制单元300包括主控电阻R2、第一电阻Rb、第二电阻Rc、第三电阻Rd、第一光电耦合器三极管U2A、第二光电耦合器三极管U3A及第三光电耦合器三极管U4A，所述主控电阻R2一端、第一电阻Rb一端、第二电阻Rc一端及第三电阻Rd一端分别与初级电源单元210电性连接，所述主控电阻R2另一端接地，所述第一电阻Rb另一端电性连接第一光电耦合器三极管U2A的集电极，所述第一光电耦合器三极管U2A的发射极接地，所述第二电阻Rc另一端电性连接第二光电耦合器三极管U3A的集电极，所述第二光电耦合器三极管U3A的发射极接地，所述第三电阻Rd另一端电性连接第三光电耦合器三极管U4A的集电极，所述第三光电耦合器三极管U4A的发射极接地。
所述容量识别单元400与锂电池包500电性连接，所述锂电池包500内设置有稳压输出为5V的基准电压，所述锂电池包500设置有ID接口510，所述ID接口510与容量识别单元400电性连接，用以识别锂电池包500的电池容量，所述锂电池包500具有电池内阻R_ID，所述电池内阻R_ID与ID接口510连接；所述容量识别单元400包括第一容量识别电路410、第二容量识别电路420及第三容量识别电路430，所述第一容量识别电路410包括第一比较器U20A及第一光电耦合器二极管U2B，所述第一比较器U20A的同相输入端通过第四电阻R27与ID接口510电性连接，所述第一比较器U20A的输出端电性连接第一光电耦合器二极管U2B的阳极，所述第一光电耦合器二极管U2B的阴极接地；所述第二容量识别电路420包括第二比较器U20B及第二光电耦合器二极管U3B，所述第二比较器U20B的同相输入端通过第五电阻R37与ID接口510电性连接，所述第二比较器U20B的输出端电性连接第二光电耦合器二极管U3B的阳极，所述第二光电耦合器二极管U3B的阴极接地；所述第三容量识别电路430包括第三比较器U20C及第三光电耦合器二极管U4B，所述第三比较器U20C的同相输入端通过第六电阻47与ID接口510电性连接，所述第三比较器U20C的输出端电性连接第三光电耦合器二极管U4B的阳极，所述第三光电耦合器二极管U4B的阴极接地。
其中，第一光电耦合器三极管U2A与第一光电耦合器二极管U2B构成完整的第一光电耦合器，第二光电耦合器三极管U3A与第二光电耦合器二极管U3B构成完整的第二光电耦合器，第三光电耦合器三极管U4A与第三光电耦合器二极管U4B构成完整的第三光电耦合器。
所述容量识别单元400还包括第七电阻R28，所述第七电阻R28一端与ID接口510电性连接，所述第七电阻R28另一端接地，所述ID接口510处电压为比较器的同相输入端电压，比较器的同相输入端与比较器的反相输入端的电压进行比较，只要比较器的同相输入端电压大于比较器的反相输入端电压，光电耦合器是动作的；相反，比较器的反相输入端电压大于比较器的同相输入端的电压，光电耦合器是不动作的。
本发明具体使用时，分别选择电池容量2Ah、4Ah、6Ah、8Ah的锂电池包500进行充电，其中电池容量为2Ah、4Ah、6Ah、8Ah的锂电池包500的内阻分别为680K、330K、100K、51K，选择第七电阻R28的阻值R28＝100K，此时，当容量识别单元400与锂电池包500电性连接时，ID接口510处的电压值分别为0.641V、1.162V、2.5V、3.311V。
当本发明对电池容量为2Ah的锂电池包500进行充电时，三个比较器的负端电压最低为1V，此时，第一光电耦合器、第二光电耦合器及第三光电耦合器均是不动作的，故电流控制单元300中主控电阻R2、第一电阻Rb、第二电阻Rc、第三电阻Rd等效电阻为主控电阻R2的电阻值，初级电源单元210的输出电流不会变化，因而次级电源单元220的输出电流不会变化。
当本发明对电池容量为4Ah的锂电池包500进行充电时，第一比较器U20A负端的电压为1V，第二比较器U20B负端的电压为2V，此时，第一光电耦合器二极管U2B导通，第一光电耦合器三极管U2A导通，第二光电耦合器、第三光电耦合器不动作，主控电阻R2与第一电阻Rb处于并联连接状态，电阻并联总阻值变小，则初级电源单元210的输出电流变大，因而次级电源单元220的输出电流变大为4A，有效地保证了充电电路的最大电流与电池容量的匹配稳定性。
同理，当发明对电池容量为6Ah的锂电池包500进行充电时，第一比较器U20A负端的电压为1V，第二比较器U20B负端的电压为2V，第三比较器U20C负端的电压为3V，此时，第一光电耦合器、第二光电耦合器动作，第三光电耦合器不动作，主控电阻R2与第一电阻Rb、第二电阻Rc处于并联连接状态，电阻并联总阻值变小，则初级电源单元210的输出电流变大，因而次级电源单元220的输出电流变大为6A。
当发明对电池容量为8Ah的锂电池包500进行充电时，第一比较器U20A负端的电压为1V，第二比较器U20B负端的电压为2V，第二比较器U20C负端的电压为3V，此时，第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器动作，主控电阻R2与第一电阻Rb、第二电阻Rc、第三电阻Rd处于并联连接状态，电阻并联总阻值变小，则初级电源单元210的输出电流变大，因而次级电源单元220的输出电流变大为8A。
综上所述，本发明可选择最大电流充电电路通过设置第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器，配合第一电阻Rb、第二电阻Rc及第三电阻Rd分别与光电耦合器的集电极电性连接，通过容量识别单元400与锂电池包500电性连接，通过比较比较器的反相输入端电压与ID接口510处的电压来对光电耦合器是否动作进行控制，从而选择匹配的充电电流对锂电池包500进行充电，使用方便，增加锂电池充电电路兼容多种容量锂电池包500的能力。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种可选择最大电流充电电路，其特征在于：包括电源电路单元、辅助电源单元、电流控制单元及容量识别单元，所述电源电路单元与辅助电源单元电性连接，所述电源电路单元用于提供辅助电源单元及电流控制单元工作所需电压及电流，所述辅助电源单元与电流控制单元电性连接；所述辅助电源单元设置有初级电源单元、次级电源单元及变压器单元，所述电流控制单元与初级电源单元电性连接，所述次级电源单元提供锂电池包充电所需电压及电流，所述变压器单元包括变压器，所述变压器电性连接于所述初级电源单元与次级电源单元之间；所述容量识别单元与电流控制单元电性连接，所述容量识别单元与锂电池包电性连接，所述锂电池包设置有ID接口，所述ID接口与容量识别单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的可选择最大电流充电电路，其特征在于：所述电流控制单元包括主控电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一光电耦合器三极管、第二光电耦合器三极管及第三光电耦合器三极管，所述主控电阻一端、第一电阻一端、第二电阻一端及第三电阻一端分别与初级电源单元电性连接，所述主控电阻另一端接地，所述第一电阻另一端电性连接第一光电耦合器三极管的集电极，所述第一光电耦合器三极管的发射极接地，所述第二电阻另一端电性连接第二光电耦合器三极管的集电极，所述第二光电耦合器三极管的发射极接地，所述第三电阻另一端电性连接第三光电耦合器三极管的集电极，所述第三光电耦合器三极管的发射极接地。
3.根据权利要求1或2所述的可选择最大电流充电电路，其特征在于：所述容量识别单元包括第一容量识别电路、第二容量识别电路及第三容量识别电路，所述第一容量识别电路包括第一比较器及第一光电耦合器二极管，所述第一比较器的同相输入端通过第四电阻与ID接口电性连接，所述第一比较器的输出端电性连接第一光电耦合器二极管的阳极，所述第一光电耦合器二极管的阴极接地；所述第二容量识别电路包括第二比较器及第二光电耦合器二极管，所述第二比较器的同相输入端通过第五电阻与ID接口电性连接，所述第二比较器的输出端电性连接第二光电耦合器二极管的阳极，所述第二光电耦合器二极管的阴极接地；所述第三容量识别电路包括第三比较器及第三光电耦合器二极管，所述第三比较器的同相输入端通过第六电阻与ID接口电性连接，所述第三比较器的输出端电性连接第三光电耦合器二极管的阳极，所述第三光电耦合器二极管的阴极接地。
4.根据权利要求3所述的可选择最大电流充电电路，其特征在于：所述容量识别单元还包括第七电阻，所述第七电阻一端与ID接口电性连接，所述第七电阻另一端接地。
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