CN207967989U - 一种用于锂电池的充电电路及充电器 - Google Patents

一种用于锂电池的充电电路及充电器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于锂电池的充电电路及充电器。充电电路包括适配器、ETA9640芯片、电流控制单元、USB输出单元和充电单元，其中，所述适配器用于提供直流电，所述适配器的输出端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN；所述电流控制单元用于控制充电电流，所述电流控制单元的输出端电连接所述ETA9640芯片的引脚ISET；所述USB输出单元用于输出控制信号，所述USB输出单元电连接所述ETA9640芯片的引脚USB‑OUT；所述充电单元用于为锂电池充电，该充电电路结构简单，成本低，能量转化率高，增加了锂电池的容量。

Description

一种用于锂电池的充电电路及充电器
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种用于锂电池的充电电路及充电器。
背景技术
锂电池为电子设备提供电能，其随着电子产品的普及被广泛地应用，尤其是近年来，手持电子终端的广泛使用进一步扩大了锂电池的使用范围。锂电池的充电速度和充电过程影响手持电子终端的用户体验。因此，对锂电池的充电过程提出了更高的要求，如何精确控制锂电池充电过程成为目前研究的重点。
目前的锂电池充电电路需要多颗芯片配合使用，***电路复杂，物料清单(BOM)成本高；而且结构复杂，需要保护电路和场效应管等有源器件，增加了设计和制作成本。另外，保护电路不完善，容易短路发热，很难自恢复。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于锂电池的充电电路及充电器，用以解决现有成本高，结构复杂的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为提供一种用于锂电池的充电电路，所述充电电路包括适配器、ETA9640芯片、电流控制单元、USB输出单元和充电单元，其中，
所述适配器用于提供直流电，所述适配器的输出端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN；
所述电流控制单元用于控制充电电流，所述电流控制单元的输出端电连接所述ETA9640芯片的引脚ISET；
所述USB输出单元用于输出控制信号，所述USB输出单元电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT；
所述充电单元用于为锂电池充电，所述充电单元包括第五电容、第六电容、第七电阻、第三二极管和电感，其中，所述第五电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚BATT，所述ETA9640芯片的引脚BATT作为充电电路的电能输出端；所述第五电容的第二端接地；
所述第六电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚SW，所述第六电容的第二端电连接所述第七电阻的第一端和所述第三二极管的负极；
所述第三二极管的正极和所述第七电阻的第二端接地；
所述电感的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚BATT，所述电感的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚SW。
其中，所述适配器包括第一电阻、第一电容和第一二极管，其中，
所述第一电阻的第一端电连接信号输入端VIN，所述第一电阻的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN；
所述第一电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN，所述第一电容的第一端接地；
所述第一二极管的正极电连接信号输入端VIN，所述第一二极管的负极电连接所述ETA9640芯片的引脚IN。
其中，所述电流控制单元包括第二电阻，所述第二电阻的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚ISET，所述第二电阻的第二端接地。
其中，所述USB输出单元包括第三电容、第四电容、第五电容，其中，所述第三电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT，所述第三电容的第二端接地；
所述第四电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT，所述第四电容的第二端接地；
所述第五电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT，所述第五电容的第二端接地；
而且，所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT作为充电电路的信号输出端Vout。
优选地，所述充电电路还包括使能控制单元，其用于激活所述充电电路以为锂电池充电；
所述使能控制单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一三极管；其中，所述第三电阻的第一端作为所述充电电路的电能输出端，所述第三电阻的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚EN；
所述第四电阻的第一端电连接信号输入端Vin，所述第四电阻的第二端电连接所述第一三极管的基极；
所述第五电阻的第一端电连接所述第一三极管的基极，所述第五电阻的第二端接地；
所述第一三极管的集电极电连接所述ETA9640芯片的引脚EN，所述第一三极管的发射极接地。
优选地，所述充电电路还包括电量指示单元，其用于显示锂电池的电量；
所述电量指示单元包括第六电阻和第二二极管；其中，所述第六电阻的第一端电连接所述第二二极管的正极，所述第六电阻的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚STAT；所述第二二极管的负极接地。
优选地，所述充电电路还包括适配器指示单元，所述适配器指示单元包括第八电阻和第四二极管，所述第八电阻的第一端电连接信号输入端VIN，所述第八电阻的第二端电连接所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极接地。
另外，本实用新型还提供一种充电器，所述充电器包括充电电路，所述充电电路采用本实用新型提供所述的用于锂电池的充电电路。
本实用新型具有如下优点：
本实用新型提供的用于锂电池的充电电路，采用单个ETA9640芯片即可实现充电，简化了***电路，而且充电电路不需要有源器件，降低了物料清单(BOM)的成本，同时使得能量转换率达到96％以上，相当于增加了电池容量，极大的降低了总成本；另外，充电单元采用可以在5V的输入电压下，提供高达1A的输出电流；而且，电感降低了USB输出单元的输出波纹。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的用于锂电池的充电电路的拓扑图；
图2为本实用新型实施例提供的用于锂电池的充电电路的电路图；
图3为实用新型实施例提供的用于锂电池的充电电路中适配器指示单元的电路图。
附图标号：
1-适配器1，U1-ETA9640芯片，2-电流控制单元，3-USB输出单元，4-充电单元，5-适配器指示单元，6-使能控制单元，7-电量指示单元。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1
本实施例提供一种用于锂电池的充电电路。如图1所示，用于锂电池的充电电路包括适配器1、ETA9640芯片U1、电流控制单元2、USB输出单元3和充电单元4。其中，适配器1与市电连接，用于为充电电路提供直流电，适配器的输出端电连接ETA9640芯片U1的引脚IN。电流控制单元2用于控制充电电流的大小，电流控制单元2的输出端电连接ETA9640芯片U1的引脚ISET。USB输出单元3用于输出控制信号，USB输出单元3电连接ETA9640芯片U1的引脚USB-OUT。充电单元4输出电能，用于为锂电池充电。
具体地，如图2所示，适配器1包括第一电阻R1、第一电容C1和第一二极管D1；其中，第一电阻R1的第一端电连接信号输入端VIN，第一电阻R1的第二端电连接ETA9640芯片的引脚IN。第一电容C1的第一端电连接ETA9640芯片的引脚IN，第一电容C1的第一端接地。第一二极管D1的正极电连接充电电路的信号输入端VIN，第一二极管D1的负极电连接ETA9640芯片的引脚IN。
在本实施例中，该适配器1为交流适配器。第一电容C1采用但不限于10Μf/10V，第一二极管D1采用但不限于型号为NC/160M40的二极管。该充电电路可以从适配器1收取高达1A的电流。
电流控制单元2包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端电连接ETA9640芯片的引脚ISET，第二电阻R2的第二端接地。第二电阻R2的阻值可以采用但不限于2.2K。ETA9640芯片的引脚ISET为充电电流控制引脚，充电电流I＝1000/R2。
USB输出单元3包括第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5，其中，第三电容C3的第一端电连接ETA9640芯片的引脚USB-OUT，第三电容C3的第二端接地。第四电容C4的第一端电连接ETA9640芯片的引脚USB-OUT，第四电容C4的第二端接地。第五电容C5的第一端电连接ETA9640芯片的引脚USB-OUT，第五电容C5的第二端接地。而且，ETA9640芯片的引脚USB-OUT作为充电电路的信号输出端Vout。第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5的参数分别采用但不限于为10μF/10V，1μF和10μF/10V。ETA9640芯片的引脚USB-OUT作为充电电路的信号输出端VOUT，经过第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5滤波。
充电单元4包括第五电容C5、第六电容C6、第七电阻R7、第三二极管D3和电感L，其中，第五电容C5的第一端电连接ETA9640芯片的引脚BATT，ETA9640芯片的引脚BATT作为充电电路的电能输出端；第五电容C5的第二端接地。第六电容C6的第一端电连接ETA9640芯片的引脚SW，第六电容C6的第二端电连接第七电阻R7的第一端和第三二极管D3的负极。第三二极管C3的正极和第七电阻R7的第二端接地。电感L的第一端电连接ETA9640芯片的引脚BATT，电感L的第二端电连接ETA9640芯片的引脚SW。
在本实施例中，第五电容C5、第六电容C6、第七电阻R7、第三二极管D3和电感L分别采用但不限于4.7μF、10nF、1k、L-C192KRCT、2.2μH。电感L小至2.2μH，电感L小型化，输出波纹小。
作为本实施例的一个优选实施例，用于锂电池的充电电路还包括适配器指示单元5，用于判断适配器1是否***。如图3所示，适配器指示单元5包括第八电阻R8和第四二极管D4，第八电阻R8的第一端电连接信号输入端VIN，第八电阻R8的第二端电连接第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极接地。其中，第八电阻R8为1K，第四二极管D4采用但不限于型号为L-C192KRCT的发光二极管。
另外，ETA9640芯片的引脚PGND、AGND接地。在充电电路的信号输入端VIN和信号输出端VOUT还设置有第五二极管D5，第五二极管D5的正极电连接VIN，第五二极管的负极电连接信号输出端VOUT，第五二极管D5可以采用型号为160M40的二极管。
实施例2
在本实施例中,用于锂电池的充电电路包括适配器1、ETA9640芯片U1、电流控制单元2、USB输出单元3、充电单元4和电量指示单元7。其中，适配器1与市电连接，用于为充电电路提供直流电，适配器的输出端电连接ETA9640芯片U1的引脚IN。电流控制单元2用于控制充电电流的大小，电流控制单元2的输出端电连接ETA9640芯片U1的引脚ISET。USB输出单元3用于输出控制信号，USB输出单元3电连接ETA9640芯片U1的引脚USB-OUT。充电单元4输出电能，用于为锂电池充电。电量指示单元7用于显示锂电池的电量。
适配器1、ETA9640芯片U1、电流控制单元2、USB输出单元3和充电单元4的结构与实施例1相同，在此不再赘述。
电量指示单元7包括第六电阻R6和第二二极管D2；其中，第六电阻R6的第一端电连接发光二极管D2的正极，第六电阻R6的第二端电连接ETA9640芯片的引脚STAT；第二二极管D2的负极接地。第六电阻R6的阻值采用但不限于1K，第二二极管D2为发光二极管采用但不限于型号为L-C192KRCT的发光二极管。电量指示单元7仅利用一颗第二二极管D2显示电量。
实施例3
在本实施例中,用于锂电池的充电电路包括适配器1、ETA9640芯片U1、电流控制单元2、USB输出单元3、充电单元4、电量指示单元7和使能控制单元6。其中，适配器1与市电连接，用于为充电电路提供直流电，适配器的输出端电连接ETA9640芯片U1的引脚IN。电流控制单元2用于控制充电电流的大小，电流控制单元2的输出端电连接ETA9640芯片U1的引脚ISET。USB输出单元3用于输出控制信号，USB输出单元3电连接ETA9640芯片U1的引脚USB-OUT。充电单元4输出电能，用于为锂电池充电。电量指示单元7用于显示锂电池的电量。使能控制单元6，其用于激活充电电路以为锂电池充电。
其中，适配器1、ETA9640芯片U1、电流控制单元2、USB输出单元3、充电单元4和电量指示单元7的结构与实施例1相同，在此不再赘述。
使能控制单元6包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一三极管Q1。其中，第三电阻R3的第一端作为充电电路的电能输出端VBAT，第三电阻R3的第二端电连接ETA9640芯片的引脚EN。第四电阻R4的第一端电连接信号输入端Vin，第四电阻R4的第二端电连接第一三极管Q1的基极。第五电阻R5的第一端电连接第一三极管Q1的基极，第五电阻R5的第二端接地。第一三极管Q1的集电极电连接ETA9640芯片的引脚EN，第一三极管Q1的发射极接地。当适配器1接入时，第一三极管Q1会将ETA9640芯片的引脚EN的电平转变为低电平。
其中，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5的参数分别采用但不限于10K、1K、10K，第一三极管Q1可以采用型号为3904的三极管。
上述实施例1-3提供的充电电路，采用单个ETA9640芯片即可实现充电，简化了***电路，而且充电电路不需要有源器件，降低了物料清单(BOM)的成本，同时使得能量转换率达到96％以上，相当于增加了电池容量，极大的降低了总成本；另外，充电单元采用可以在5V的输入电压下，提供高达1A的输出电流；而且，电感降低了USB输出单元的输出波纹。此外，该充电电路独创单颗LED电量显示方式，结构更简单，成本更低，使用更便利。
实施例4
本实施例提供一种锂电池充电方法，该锂电池充电方法是采用实施例1-3及其变型和优选实施例中提供的用于锂电池的充电电路进行充电。充电电路的详细电路结构及工作方式详见上述实施例1-3。
该锂电池充电方法采用单个ETA9640芯片即可实现充电，简化了***电路，而且充电电路不需要有源器件，降低了物料清单(BOM)的成本，同时使得能量转换率达到96％以上，相当于增加了电池容量，极大的降低了总成本；另外，充电单元采用可以在5V的输入电压下，提供高达1A的输出电流；而且，电感降低了USB输出单元的输出波纹。
实施例5
本实施例提供一种充电器，该充电器包括充电电路，而且充电电路采用实施例1-3及其变型和优选实施例中提供的用于锂电池的充电电路，该充电电路的详细电路结构及工作方式详见上述实施例1-3。
该充电器采用单个ETA9640芯片即可实现充电，简化了***电路，而且充电电路不需要有源器件，降低了物料清单(BOM)的成本，同时使得能量转换率达到96％以上，相当于增加了锂电池容量，极大的降低了总成本；另外，充电单元采用可以在5V的输入电压下，提供高达1A的输出电流；而且，电感降低了USB输出单元的输出波纹。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述充电电路包括适配器、ETA9640芯片、电流控制单元、USB输出单元和充电单元，其中，
所述适配器用于提供直流电，所述适配器的输出端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN；
所述电流控制单元用于控制充电电流，所述电流控制单元的输出端电连接所述ETA9640芯片的引脚ISET；
所述USB输出单元用于输出控制信号，所述USB输出单元电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT；
所述充电单元用于为锂电池充电，所述充电单元包括第五电容、第六电容、第七电阻、第三二极管和电感，其中，所述第五电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚BATT，所述ETA9640芯片的引脚BATT作为充电电路的电能输出端；所述第五电容的第二端接地；
所述第六电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚SW，所述第六电容的第二端电连接所述第七电阻的第一端和所述第三二极管的负极；
所述第三二极管的正极和所述第七电阻的第二端接地；
所述电感的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚BATT，所述电感的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚SW。
2.根据权利要求1所述的用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述适配器包括第一电阻、第一电容和第一二极管，其中，
所述第一电阻的第一端电连接信号输入端VIN，所述第一电阻的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN；
所述第一电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚IN，所述第一电容的第一端接地；
所述第一二极管的正极电连接信号输入端VIN，所述第一二极管的负极电连接所述ETA9640芯片的引脚IN。
3.根据权利要求1所述的用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述电流控制单元包括第二电阻，所述第二电阻的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚ISET，所述第二电阻的第二端接地。
4.根据权利要求1所述的用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述USB输出单元包括第三电容、第四电容、第五电容，其中，
所述第三电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT，所述第三电容的第二端接地；
所述第四电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT，所述第四电容的第二端接地；
所述第五电容的第一端电连接所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT，所述第五电容的第二端接地；
而且，所述ETA9640芯片的引脚USB-OUT作为充电电路的信号输出端Vout。
5.根据权利要求1所述的用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括使能控制单元，其用于激活所述充电电路以为锂电池充电；
所述使能控制单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一三极管；
其中，所述第三电阻的第一端作为所述充电电路的电能输出端，所述第三电阻的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚EN；
所述第四电阻的第一端电连接信号输入端Vin，所述第四电阻的第二端电连接所述第一三极管的基极；
所述第五电阻的第一端电连接所述第一三极管的基极，所述第五电阻的第二端接地；
所述第一三极管的集电极电连接所述ETA9640芯片的引脚EN，所述第一三极管的发射极接地。
6.根据权利要求1所述的用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括电量指示单元，其用于显示锂电池的电量；
所述电量指示单元包括第六电阻和第二二极管；其中，所述第六电阻的第一端电连接所述第二二极管的正极，所述第六电阻的第二端电连接所述ETA9640芯片的引脚STAT；所述第二二极管的负极接地。
7.根据权利要求1所述的用于锂电池的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括适配器指示单元，所述适配器指示单元包括第八电阻和第四二极管，所述第八电阻的第一端电连接信号输入端VIN，所述第八电阻的第二端电连接所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极接地。
8.一种充电器，所述充电器包括充电电路，其特征在于，所述充电电路采用权利要求1-7任意一项所述的用于锂电池的充电电路。
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