CN208127915U - 一种锂电池座式充电器的电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种锂电池座式充电器的电路结构，包括单片机、掉电压检测电路、握手协议IC电路、电压管理单元、电流管理单元、涓流充电恒流电路和输出检测电路；该掉电压检测电路信号输入端和握手协议IC电路的信号输出端分别接单片机的一个信号输入端，电压管理单元输入端接掉电压检测电路输出端，电压管理单元输出端接电流管理单元输入端，电流管理单元输出端接涓流充电恒流电路输入端，涓流充电恒流电路输出端接输出检测电路输入端，输出检测电路输出端接充电端子。该电路结构以USB作为供电输入，可以普遍适配市面上的USB口输出的适配器和电脑。
Description
技术领域
本实用新型涉及座式充电器技术领域，尤其是指一种锂电池座式充电器的电路结构。
背景技术
松下电器是日本大型电器制造公司，其产品线极广，除了家电外，还生产数码电子产品，如数码摄像机、数码照相机、液晶电视等。与其配套的电源适配器也是种类繁多，以适应不同应用场合的需要。
与数码相机配套的锂电池，其充电器对于电压、电流精度要求较高，开发难度也比较大。松下公司目前的电池充电器产品主要以交流电作为输入供电，以USB作为输入供电的电池座式充电器需要能够适配市面上的USB口输出的适配器和电脑，而市面上的USB口输出的适配器千百种，这就要求座充在USB连接后需即刻识别判断所连接USB供电口所属类型，即判断USB接口是否可稳定输出电流及可输出的电流等级，以避免USB供电设备损坏。
有鉴于此，本实用新型研发出一种克服所述缺陷的锂电池座式充电器的电路结构，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锂电池座式充电器的电路结构，其以USB作为供电输入，且可以普遍适配市面上的USB口输出的适配器和电脑，具有电池过压保护、过放电保护、高温充电保护、低温充电保护功能。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案为：
一种锂电池座式充电器的电路结构，包括单片机、掉电压检测电路、握手协议IC电路、电压管理单元、电流管理单元、涓流充电恒流电路和输出检测电路；所述掉电压检测电路输入端和握手协议IC电路输入端分别接一个USB输入以及单片机的一个控制输出端，该掉电压检测电路信号输入端和握手协议IC电路的信号输出端分别接单片机的一个信号输入端，该电压管理单元和电流管理单元接入主充电回路，且电压管理单元输入端接掉电压检测电路输出端，电压管理单元输出端接电流管理单元输入端，电流管理单元输出端接涓流充电恒流电路输入端，涓流充电恒流电路输出端接输出检测电路输入端，输出检测电路输出端接充电端子，输出检测电路反馈端接单片机；所述单片机还通过三个控制端分别接电压管理单元、电流管理单元以及涓流充电恒流电路。
进一步，所述电压管理单元具有一个电压控制IC。
进一步，所述电流控制单元具有一个电流控制IC。
进一步，主充电回路中还接入一控制主回路开关的两个“背靠背”的双mos管。
进一步，还包括一稳压电路，该稳压电路具有一稳压芯片，该稳压电路输入端接涓流充电恒流电路输出端，稳压电路输出端接输出检测电路输入端。
采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：
1.座式充电器的供电端设计了掉电压检测电路，当输入端的适配器由于其输出功率较小，不足以供应此时的电池充电电流，而致USB口电压被拉低，这时候掉电压检测电路可检测到P62端为高电平，进而单片机控制电流管理单元下调电池充电电流，避免USB口电压被大幅拉低。若多次下调充电电流后仍无法保证USB口电压恢复到设定值范围，则认为此USB无法正常供应本座充对电池充电，LED将报错提醒。因此该电路可自适应市场上主流的适配器规格，如5V/2A、5V/1A、5V/0.5A等，即座充可自主调整电池的充电电流来适应不同输出能力的适配器，避免当适配器输出能力较小时，座充又以最大电流对电池充电，此间造成USB口电压被拉低，继而影响供电设备正常使用或者损坏供电设备的问题。当连接到电脑USB接口时，座充还可与电脑握手协商充电电流，符合USB2.0 BC1.2规范；
2.电池温度检测：整个充电过程通过输出检测电路时刻监测电池温度、电压、放电等信息，对于异常温度视情况调整充电电流或者停止充电，同时提醒充电异常，实现电池过压保护、过放电保护、高温充电保护、低温充电保护；
3.电池组充电平衡检测：当检测到电池组充电不平衡，单片机可控制相应的电流管理单元和电压管理单元以及涓流充电恒流电路，将视条件减小充电电流或者结束充电，同时调整充电电压值，以保证电池充电过程的安全；
3.SOH70电池健康程度检测（CHR-0602）：充电过程检查电池的健康程度，筛出达不到既定要求健康程度的电池，单片机控制电压管理单元调整电池充满电的电压；
4.适应不同容量电池充电（CHR-0576）：本电路结构可适配三种不同容量、不同外形的电池；
5.产品符合目前最新的环保要求品，符合目前节能、低碳要求。
附图说明
图1是本实用新型的整体电路图；
图2是本实用新型的掉电压检测电路图；
图3是本实用新型的握手协议IC电路图；
图4是本实用新型的涓流充电恒流电路图；
图5是本实用新型的双MOS管电路图。
标号说明
单片机1 掉电压检测电路2
握手协议IC电路3 电压管理单元4
电压控制IC41 电流管理单元5
电流控制IC51 涓流充电恒流电路6
和输出检测电路7 稳压电路8
稳压芯片81 双mos管9。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做详细描述。
请参阅图1所示，本实用新型揭示的一种锂电池座式充电器的电路结构，包括单片机1、掉电压检测电路2、握手协议IC电路3、电压管理单元4、电流管理单元5、涓流充电恒流电路6和输出检测电路7；掉电压检测电路2输入端和握手协议IC电路3输入端分别接一个USB输入以及单片机1的一个控制输出端，该掉电压检测电路2信号输入端和握手协议IC电路3的信号输出端分别接单片机1的一个信号输入端，该电压管理单元4和电流管理单元5接入主充电回路，且电压管理单元输入端4接掉电压检测电路2输出端，电压管理单元输出端4接电流管理单元5输入端，电流管理单元5输出端接涓流充电恒流电路6输入端，涓流充电恒流电路6输出端接输出检测电路7输入端，输出检测电路7输出端接充电端子，输出检测电路7反馈端接单片机1；单片机1还通过三个控制端分别接电压管理单元4、电流管理单元5以及涓流充电恒流电路6。电压管理单元4具有一个电压控制IC41；电流控制单元5具有一个电流控制IC51。单片机没有与电压控制IC41和电流控制IC51直接连接，即没有直接控制电压管理单元4和电流管理单元5。如图1所示，电压控制IC41负责把输入电压提升到所需的电压值，具体的充电电压、电流值的档位控制由和电流控制IC51实现，单片机1具体是通过控制与电流控制IC51连接的三极管Q103的开或关来实现输出不同档位电压的控制。
如图2所示，正常工作的时候掉电压检测电路2中的三极管Q109处于导通状态，当输入电压掉落低于设定值时，三极管Q109截止。当输入端的适配器由于其输出功率较小，不足以供应此时的电池充电电流，而致USB口电压被拉低，这时候可检测到P62端为高电平，进而单片机1通过控制电流控制单元5下调电池充电电流，避免USB口电压被大幅拉低。若多次下调充电电流后仍无法保证USB口电压恢复到设定值范围，则认为此USB无法正常供应本座充对电池充电，LED将报错提醒。
如图3所示，座充输入端USB接口D+/D-接握手协议IC电路3输入，握手协议IC电路3将与电脑握手协商充电电流，保证在符合BC1.2协议规范的设备上都可以正常且以合理电流充电。
本实用新型通过输出检测电路7检测到锂电池的充电循环次数，即使用寿命，与充电充电电流息息相关。同时通过输出检测电路7在整个充电过程实时采集电池温度，单片机1通过输出检测电路7反馈的信息读取判断电池充电状态，可设计高温保护、低温保护、高温待机保护等充电模式。对不同温度状态下的充电电池，采取不同的充电策略，如当电池温度为3-15℃时，由于锂离子活性降低，此时充电电流将降低到最低档次以保护电池；当电池温度为44-55℃时，充电动作将切换为待机状态，等待温度降低至41℃以下时恢复充电。
本实施例中，在输出检测电路7之前设置稳压电路8，该稳压电路具有一稳压芯片，即该稳压电路8输入端接涓流充电恒流电路7输出端，稳压电路输出端8接输出检测电路输入端。
进一步，主充电回路中还接入一控制主回路开关的两个“背靠背”的双mos管9。由于mos管的源极和漏极之间的寄生体二极管，若使用单个mos管作为电路“开关”使用时，就会有当mos管关断时，电流从体二极管流经，存在反向漏电的问题。本实施例运用二极管的单向导电特性，采用两个“背靠背”的P沟道mos管作为主回路“开关”，即当mos管关断时，两个mos管的体二极管也是“背靠背”，可完全避免由于mos管二极管造成的反向漏电问题。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (5)
1.一种锂电池座式充电器的电路结构，其特征在于：包括单片机、掉电压检测电路、握手协议IC电路、电压管理单元、电流管理单元、涓流充电恒流电路和输出检测电路；所述掉电压检测电路输入端和握手协议IC电路输入端分别接一个USB输入以及单片机的一个控制输出端，该掉电压检测电路信号输入端和握手协议IC电路的信号输出端分别接单片机的一个信号输入端，该电压管理单元和电流管理单元接入主充电回路，且电压管理单元输入端接掉电压检测电路输出端，电压管理单元输出端接电流管理单元输入端，电流管理单元输出端接涓流充电恒流电路输入端，涓流充电恒流电路输出端接输出检测电路输入端，输出检测电路输出端接充电端子，输出检测电路反馈端接单片机；所述单片机还通过三个控制端分别接电压管理单元、电流管理单元以及涓流充电恒流电路。
2.如权利要求1所述的一种锂电池座式充电器的电路结构，其特征在于：所述电压管理单元具有一个电压控制IC。
3.如权利要求1所述的一种锂电池座式充电器的电路结构，其特征在于：所述电流控制单元具有一个电流控制IC。
4.如权利要求1所述的一种锂电池座式充电器的电路结构，其特征在于：主充电回路中还接入一控制主回路开关的两个“背靠背”的双mos管。
5.如权利要求1所述的一种锂电池座式充电器的电路结构，其特征在于：还包括一稳压电路，该稳压电路具有一稳压芯片，该稳压电路输入端接涓流充电恒流电路输出端，稳压电路输出端接输出检测电路输入端。
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| CN201820388934.0U CN208127915U (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 一种锂电池座式充电器的电路结构 |
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| CN110649694A (zh) * | 2019-09-20 | 2020-01-03 | 广东浪潮大数据研究有限公司 | 一种ncsi网卡供电*** |
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