CN201226449Y - 一种升压型充电控制电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电源领域，提供了一种升压型充电控制电路，包括：升压转换电路、电压采样电路、电流反馈电路、电源管理电路以及微控制器，所述微控制器的电源输入端连接至所述电源管理电路的输出端；其电压采样端连接至所述电压采样电路的输出端；其电流反馈端连接至所述电流反馈电路的输出端。本实用新型采用微控制器精确的控制升压转换电路输出的充电电流的大小，使得电子设备以及电池得到了有效的保护，从而延长了电子设备及其电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于电源领域，尤其涉及一种升压型充电控制电路及电子设备。
背景技术
随着电脑的普及，越来越多的电子设备可以通过电脑的USB接口输出的5V电源进行充电，然而，由于5V电源的电压太低而不能满足各种电子设备充电的需求，因此一种升压型充电控制电路被广泛的应用。
图1为现有技术提供的升压型充电控制电路的模块结构图；包括：升压转换电路11、电压采样电路12、充电控制电路13、升压转换控制电路14以及电流反馈电路15；升压转换电路11的输入端连接至电脑的USB接口，在升压转换控制电路14的控制下将USB接口输出的直流低电压经过升压转换后给电子设备10充电，同时，充电控制电路13将电压采样电路12采集到的电子设备10中电池的充电状态反馈给升压转换控制电路14，进一步控制充电电流的大小，从而可以有效的保护电子设备10中的电池不被损坏。然而，现有技术提供的升压型充电控制电路对于处于异常情况(比如电池因过放电而导致的电压偏低)的电子设备，直接用较大的电流充电，容易损坏电子设备及其电池，缩短了电子设备的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种升压型充电控制电路，旨在解决现有技术提供的升压型充电控制电路不能有效的保护电子设备，导致电子设备的使用寿命短的问题。
本实用新型是这样实现的，一种升压型充电控制电路，所述升压型充电控制电路包括：
升压转换电路，将输入的直流低电压信号进行升压转换后输出给电子设备；
电压采样电路，其输入端与所述升压转换电路的输出端连接，将所述升压转换电路输出的电压信号反馈输出；
电流反馈电路，其输入端与所述升压转换电路的输出端连接，将所述升压转换电路输出的电流信号反馈输出；
电源管理电路，将输入的直流低电压信号进行稳压后输出；以及
微控制器，其电源输入端连接至所述电源管理电路的输出端；其电压采样端连接至所述电压采样电路的输出端，接收所述电压采样电路输出的反馈电压信号，进行处理后输出第一控制信号，控制所述升压转换电路输出的充电电流的大小；其电流反馈端连接至所述电流反馈电路的输出端，接收所述电流反馈电路输出的反馈电流信号，进行处理后输出第二控制信号，控制所述升压转换电路输出的充电电流为设定的电流值。
本实用新型的另一目的在于提供一种采用上述升压型充电控制电路充电的电子设备。
本实用新型提供的升压型充电控制电路采用微控制器控制升压转换电路，通过电压采样电路反馈的电压信号检测电子设备中电池的状态，对于充满的电池，及时关断充电电流，并以小电流补充充电；对于电压低的电池，先进行预充电，待电池的电压上升至正常值时再进行大电流充电；这种精确、智能的控制，使得电子设备以及电池得到了有效的保护，从而延长了电子设备及其电池的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术提供的升压型充电控制电路的模块结构图；
图2是本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路的模块结构图；
图3是本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路通过检测电子设备中电池的状态以及充电电流的反馈，由微控制器控制升压转换电路输出的充电电流的大小，使得电子设备以及电池得到了有效的保护。
本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路主要应用于待充电的电子设备中，其模块结构如图2所示，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下。
升压型充电控制电路包括：电源管理电路21、升压转换电路22、电压采样电路23、电流反馈电路24以及微控制器25；其中，电源管理电路21和升压转换电路22的输入端均与电脑的USB接口连接，电源管理电路21将从USB接口输出的直流低电压进行稳压后输出给微控制器25，为微控制器25提供工作电压；在微控制器25的控制下升压转换电路22将从USB接口输出的直流低电压进行升压转换后给电子设备10充电。
电压采样电路23的输入端与升压转换电路22的输出端连接，将升压转换电路22输出的电压信号反馈输出。
电流反馈电路24的输入端与升压转换电路22的输出端连接，将升压转换电路22输出的电流信号反馈输出。
微控制器25的电源输入端连接至电源管理电路21的输出端，接收电源管理电路21输出的电压信号；其电压采样端连接至电压采样电路23的输出端，接收电压采样电路23输出的反馈电压信号，进行处理后输出第一控制信号，并控制升压转换电路22输出的充电电流的大小；其电流反馈端连接至电流反馈电路24的输出端，接收电流反馈电路24输出的反馈电流信号，进行处理后输出第二控制信号，并控制升压转换电路22输出的充电电流为设定的电流值，从而采取恒流充电，更有效的保护电子设备10。
图3示出了本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路的电路图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，现结合图2详述如下。
电源管理电路21将输入的直流低电压进行稳压处理后输出给微控制器25提供工作电压；在微控制器25的控制下，升压转换电路22将输入的直流低电压进行升压转换后给电子设备10充电；通过电压采样电路23将电子设备10中电池的状态反馈给微控制器25，微控制器25通过判断电子设备10中电池的状态来控制升压转换电路22输出的充电电流的大小；再通过电流反馈电路24将充电电流的大小反馈给微控制器25，由微控制器25控制升压转换电路22输出的充电电流始终处于所设定的值，即恒流充电，保护电子设备10不被烧坏。
其中，微控制器25包括20个引脚；其1脚接地；其频率校准端2脚和3脚之间连接有一校准电阻R1；其复位端4脚连接有一复位电路251；其显示控制端7、8脚连接有一显示电路252；其输出端13脚连接至升压转换电路22的控制端；其电流反馈端14脚连接至电流反馈电路24的输出端；其电压采样端17连接至电压采样电路23的输出端；其电源输出端20脚连接有一滤波电容C1；其它的引脚5、6、9、10、11、12、15、16、18、19均悬空不接。
作为本实用新型的一个实施例，复位电路251包括电阻R2和电容C2，电容C2的一端通过电阻R2连接至微控制器25的电源输入端20脚，还连接至微控制器的复位端4脚；另一端接地。
作为本实用新型的另一个实施例，显示电路252包括至少一个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，LED通过电阻连接至微控制器25的显示控制端。图中示出了两个LED，其中LED1的一端通过电阻R3连接至微控制器25的显示控制端7脚，另一端接地；LED2的一端通过电阻R4连接至微控制器25的显示控制端8脚，另一端接地。
在本实用新型实施例中，升压转换电路22包括：储能元件、控制储能元件工作的第一三极管Q1、以及驱动第一三极管Q1工作状态的第二三极管Q2；其中，储能元件连接至升压转换电路22的输入端与输出端之间，第一三极管Q1的基极连接至升压转换电路22的输入端，其集电极连接至升压转换电路22的输出端，其发射极接地；第二三极管Q2的基极连接至微控制器25的输出端，集电极连接至第一三极管Q1的基极，发射极接地。作为本实用新型的一个实施例，储能元件包括二极管D1和电感L1，二极管D1和电感L1串联连接至升压转换电路22的输入端与输出端之间。
作为本实用新型的一个实施例，升压转换电路22还包括电阻R5、R6、R7以及电容C3；电阻R5的一端连接至第一三极管Q1的基极，另一端通过电容C3接地；电阻R6的一端连接至第二三极管Q2的基极，另一端连接至微控制器的输出端13脚；电阻R7的一端连接至第二三极管Q2的基极，另一端接地。
在本实用新型实施例中，电压采样电路23包括电阻R8、R9、R10以及电容C4，电阻R8的一端连接至升压转换电路22的输出端，另一端通过电阻R9接地，另一端还通过电阻R10连接至微控制器的电压采样端17脚；电容C4的一端连接至微控制器的电压采样端17脚，另一端接地。
在本实用新型实施例中，电流反馈电路24包括电阻R11、R12以及电容C5，电容C5的一端连接至微控制器的电流反馈端14脚，还通过电阻R11连接至升压转换电路22的输出端，另一端接地；电阻R12的一端连接至升压转换电路22的输出端，另一端接地。
在本实用新型实施例中，电源管理电路21包括第三三极管Q3、稳压器U1、第一电容C6、以及第一电阻R13、第二电阻R14、第三电阻R15、第四电阻R16；稳压器U1的输出端1连接至第三三极管Q3的基极，其输入端2接地，其调整端3通过第四电阻R16接地，其调整端3还通过第三电阻R15连接至第三三极管Q3的发射极，其调整端3还通过第一电容C6、第二电阻R14连接至第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的集电极还通过第一电阻R13连接至升压转换电路22的输入端，其发射极连接至微控制器25的电源输入端20脚。作为本实用新型的一个实施例，电源管理电路21还包括电容C7，第三三极管Q3的发射极还通过该电容C7接地。
本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路的工作原理描述如下：电源管理电路21将输入的直流低电压进行稳压处理后输出，给微控制器25提供工作电压；微控制器25开始工作，在其内部时钟的控制下，微控制器25先接收电压采样电路23输出的反馈电压信号，进行处理后输出第一控制信号，并控制升压转换电路22输出的充电电流的大小；然后，微控制器25再接收电流反馈电路24输出的反馈电流信号，进行处理后输出第二控制信号，并控制升压转换电路22输出的充电电流为设定的电流值，从而采取恒流对电子设备10中的电池充电，并通过显示电路252中的LED进行指示。
当微控制器25开始工作时，先通过电压采样电路23对电子设备10中电池的电压进行采样，通过采样电压判断电池的状态：(1)若检测到没有电池，微控制器25不输出控制信号，则升压转换电路22不输出充电电流，同时显示电路252的指示状态为没有电池；(2)若检测到电池的电压低于1V，微控制器25输出第一控制信号控制升压转换电路22输出小脉冲电流，并对电池进行预充电，直至电池的电压恢复正常；因为正常电池的电压大于1V，若电池被过放电或存放时间过长，则电压将小于1V，此时的电池若使用大电流充电会损坏电池甚至发生危险，因此需要采用小脉冲电流预充，将电池的电压充电到大于1V；(3)若检测到电池的电压正常，微控制器25输出第一控制信号控制升压转换电路22输出大电流充电，同时显示电路252的指示状态为正常充电。当电池充满时，微控制器25调整输出的控制信号，控制升压转换电路22输出补充充电电流，同时显示电路252的指示状态为充满。
当电压采样电路23采样的电压满足以下任何一个条件时，微控制器25控制升压转换电路22不输出充电电流，结束充电。条件1：电池的电压达到设定的最大值；条件2：充电时间达到设定的最大值；条件3：电池的电压或者充电时间达到根据电池特性设定的限值；条件4：电池电压的负变化量达到了设定值；其中设定值是根据电池的节数设定的。
在充电的过程中，电流反馈电路24将升压转换电路22输出的充电电流反馈给微控制器25，微控制器25根据反馈的充电电流调制输出的第二控制信号的占空比，从而控制升压转换电路22输出的充电电流为设定的电流值，即恒流充电，保护电子设备10及其电池不被损坏。
本实用新型实施例提供的升压型充电控制电路采用微控制器控制升压转换电路，通过电压采样电路反馈的电压信号检测电子设备中电池的状态，对于充满的电池，及时关断充电电流，并以小电流补充充电；对于电压低的电池，先进行预充电，待电池的电压上升至正常值时再进行大电流充电；这种精确、智能的控制，使得电子设备以及电池得到了有效的保护，从而延长了电子设备及其电池的使用寿命；同时节约了电路成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种升压型充电控制电路，其特征在于，所述升压型充电控制电路包括：
升压转换电路，将输入的直流低电压信号进行升压转换后输出给电子设备；
电压采样电路，其输入端与所述升压转换电路的输出端连接，将所述升压转换电路输出的电压信号反馈输出；
电流反馈电路，其输入端与所述升压转换电路的输出端连接，将所述升压转换电路输出的电流信号反馈输出；
电源管理电路，将输入的直流低电压信号进行稳压后输出；以及
微控制器，其电源输入端连接至所述电源管理电路的输出端；其电压采样端连接至所述电压采样电路的输出端，接收所述电压采样电路输出的反馈电压信号，进行处理后输出第一控制信号，控制所述升压转换电路输出的充电电流的大小；其电流反馈端连接至所述电流反馈电路的输出端，接收所述电流反馈电路输出的反馈电流信号，进行处理后输出第二控制信号，控制所述升压转换电路输出的充电电流为设定的电流值。
2、如权利要求1所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述升压转换电路包括：
储能元件；
控制所述储能元件工作的第一三极管；以及
控制所述第一三极管工作状态的第二三极管；
所述储能元件连接至所述升压转换电路的输入端与输出端之间，所述第一三极管的基极连接至所述升压转换电路的输入端，其集电极连接至所述升压转换电路的输出端，其发射极接地；
所述第二三极管的基极连接至所述微控制器的输出端，集电极连接至所述第一三极管的基极，发射极接地。
3、如权利要求1所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述微控制器的复位端连接一复位电路。
4、如权利要求1所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述微控制器的频率校准端连接一校准电阻。
5、如权利要求1所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述微控制器的电源输入端连接一滤波电容。
6、如权利要求1所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述微控制器的显示控制端连接一显示电路。
7、如权利要求6所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述显示电路包括至少一个LED，所述LED电连接至所述微控制器的显示控制端。
8、如权利要求1所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述电源管理电路包括：
第三三极管、稳压器、第一电容以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；
所述稳压器的输出端连接至所述第三三极管的基极，其输入端接地，其调整端通过所述第四电阻接地，其调整端还通过所述第三电阻连接至所述第三三极管的发射极，其调整端还通过所述第一电容、所述第二电阻连接至所述第三三极管的集电极；
所述第三三极管的集电极还通过所述第一电阻连接至所述升压转换电路的输入端，其发射极连接至所述微控制器的电源输入端。
9、如权利要求8所述的升压型充电控制电路，其特征在于，所述第三三极管的发射极通过一电容接地。
10、一种采用权利要求1的升压型充电控制电路充电的电子设备。
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