CN209844585U - 预充电防打火电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于充电电路，提供了预充电防打火电路，包括：与电池一端连接进行充放电的所述储能模块；与储能模块连接，控制储能模块进行充放电的控制模块；及与储能模块连接，对储能模块进行预充电的预充电模块；由于在电池对储能模块进行充放电之前，预充电模块对储能模块进行预充电，然后再对储能模块进行进一步地充电，对储能模块的预充电会削减尖峰电流至安全水平，不会产生尖峰电流，能有效避免储能模块充电直接与电池机械接触时产生电火花，实现储能模块的安全充电。

Description

预充电防打火电路

技术领域

本实用新型属于充电电路技术领域，尤其涉及一种预充电防打火电路。

背景技术

在电路中经常会对电路中的储能元件进行充放电，例如对电路中的电容进行充放电，电容是由二个靠得很近的、相互绝缘的金属导体组成的，当把电容的二个金属导体分别和电源的正负极相连，电源正极有多余的正电荷、负极有多余的负电荷，它们都是要发生定向移动，使电容的二极有了正负电荷，而二个极板上的正负电荷又能相互吸引，所以电源正负极的电荷就能源源不断地向电容定向移动，直到在电容二极板之间建立电势差完成电容的充电。

现有的电路中通常将电容与电池机械连接进行充电，但电容充电直接与电池机械接触时瞬间会产生电火花，此时可以通过在电池和电容之间增加控制模块，通过控制模块的通断实现电容的充放电。

但是，在充电电路中控制模块通断的瞬间，会产生一个输入电容的浪涌电流，即会产生尖峰电流，尖峰电流会对控制模块造成损坏，甚至缩短充电电路的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供一种预充电防打火电路，旨在解决对电容充电时避免损坏充电电路的问题。

本实用新型是这样实现的，一种预充电防打火电路，用于在电池对储能模块进行充放电时的防打火保护，所述电路包括：

与所述电池一端连接，进行充放电的所述储能模块；

与所述储能模块连接，控制所述储能模块进行充放电的控制模块；及

与所述储能模块连接，对所述储能模块进行预充电的预充电模块。

更进一步地，所述预充电模块包括：

与所述储能模块负端连接，对所述储能模块进行限流的限流电阻；

与所述限流电阻连接，控制所述储能模块进行预充电的预充控制单元。

更进一步地，所述预充控制单元包括：

与所述限流电阻连接的第一三极管、第三电阻和第四电阻，所述第一三极管的集电极与所述限流电阻连接，所述第一三极管的基极通过所述第四电阻连接至所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过所述第三电阻连接至第一外接信号端，用于接收对所述储能模块进行预充电的预充控制信号。

更进一步地，所述控制模块包括：

与所述储能模块负端连接的场效应管、与所述场效应管连接的第一电阻和第二电阻；

所述场效应管的漏极与所述储能模块负端连接，所述场效应管的栅极通过所述第二电阻连接至所述场效应管的源极，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的栅极还通过所述第一电阻连接至所述储能模块，用于接收所述储能模块进行充电的充电控制信号。

更进一步地，所述预充电防打火电路还包括：

开关模块，所述开关模块与所述控制模块连接用于控制所述控制模块通断。

更进一步地，所述开关模块包括：

第一开关单元，所述第一开关单元与所述控制模块和所述电池连接，用于控制所述控制模块通断；

第二开关单元，与所述第一开关单元连接用于控制所述第一开关单元通断。

更进一步地，所述第一开关单元包括第二三极管、第五电阻和第六电阻，所述第二三极管的发射极连接至所述电池，所述第二三极管的基极通过所述第五电阻连接至所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极还通过所述第六电阻连接至所述第二开关单元，所述第二三极管的集电极连接至所述第一电阻的另一端。

更进一步地，所述第二开关单元包括第三三极管、第七电阻和第八电阻，所述第三三极管的集电极与所述第六电阻连接，所述第三三极管的基极通过所述第八电阻连接至所述第三三极管的发射极，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的基极通过所述第七电阻连接至第二外接信号端，用于接收对所述储能模块进行充电的充电控制信号。

更进一步地，所述预充电模块还包括分压电阻，所述分压电阻与所述储能模块两端连接，用于对所述储能模块进行分压。

本实用新型所达到的有益效果是：包括与电池连接进充放电的存储模块、控制模块和预充电模块，在电池对储能模块进行充放电之前，预充电模块对储能模块进行预充电，然后再对储能模块进行进一步地充电，由于预充电模块对储能模块进行预充电，所以再对储能模块进一步充电时，其会削减尖峰电流至安全水平，不会产生尖峰电流，能有效避免储能模块充电直接与电池机械接触时产生电火花，实现储能模块的安全充电。

附图说明

图1是本实用新型提供的预充电防打火电路一个实施例的模块示意图；

图2是本实用新型提供的预充电防打火电路一个实施例预充电模块的具体电路结构示意图；

图3是本实用新型提供的预充电防打火电路一个实施例控制模块的具体电路结构示意图；

图4是本实用新型提供的预充电防打火电路一个实施例的具体电路结构示意图。

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。

本实用新型预充电防打火电路包括储能模块、控制模块和预充电模块，预充电模块能将储能模块预充电至预设的电压，避免直接对储能模块进行充电时产生的火花，同时避免出现尖峰电流对控制模块造成的损坏，延长电路使用寿命。

实施例一

如图1所示，一种预充电防打火电路，包括：储能模块1、控制模块2和预充电模块3，用于在电池对储能模块1进行充放电时的防打火保护。

所述储能模块1与所述电池一端连接进行充放电；所述控制模块2与所述储能模块1连接，用于控制所述储能模块1进行充放电；所述预充电模块3与所述储能模块1连接，用于对所述储能模块1进行预充电。

具体地，储能模块1是可以进行电能存储和释放的装置，在实施时，储能模块1可以采用电容C1，电池是外接的电源输入装置，在实施时，电池包括输出端VBAT，储能模块1连接至该输出端VBAT以进行充电，预充电模块3与储能模块1连接从而对储能模块1进行预充电，将储能模块1充电至预设的电压水平，控制模块2与储能模块1连接从而控制储能模块1的充放电，例如控制模块2控制储能模块1与电池之间的通断，当电池要对储能模块1进行充电时，预充电模块3先对储能模块1进行预充电至其电压为预设电压值，然后控制电池对储能模块1进一步充电，此时由于储能模块1进行了预充电，因此在进一步的充电时不会产生尖峰电流，因此不会对控制模块造成损坏。

本实施例的预充电防打火电路包括与电池连接进充放电的储能模块，在电池对储能模块进行充放电之前，预充电模块能对储能模块进行预充电，然后再对储能模块进行进一步地充电，由于预充电电路对储能模块进行预充电，所以再对储能模块进一步充电时，其会削减尖峰电流至安全水平，不会产生尖峰电流，能有效避免储能模块充电直接与电池机械接触时产生电火花，实现储能模块的安全充电。

实施例二

请参阅图2，图2是本实用新型预充电防打火电路一个实施例的部分电路结构示意图，如图2所示，所示预充电模块3包括：

与所述储能模块1负端连接，对所述储能模块1进行限流的限流电阻R10；

与所述限流电阻R10连接，控制所述储能模块1进行预充电的预充控制单元。

在实施时，预充电模块3包括预充控制单元和限流电阻R10，其中，限流电阻R10与储能模块1负端连接，以储能模块1为电容C1为例，电容C1包括正端V+和负端V-，其中，正端V+与电池的输出端VBAT连接，负端V-连接至电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接至预充控制单元，预充控制单元包括与所述限流电阻R10连接的第一三极管Q1、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一三极管Q1的集电极与所述限流电阻R10连接，所述第一三极管Q1的基极通过所述第四电阻R4连接至所述第一三极管Q1的发射极，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的基极通过所述第三电阻R3连接至第一外接信号端P1，用于接收对所述储能模块1进行预充电的预充控制信号。

在实施时，预充电模块3中的第一三极管Q1的基极通过第三电阻R3连接至第一外接信号端P1，当第一外接信号端P1为高电平时，第一三极管Q1导通，此时电池经电容C1、限流电阻R10和第一三极管Q1接地，限流电阻R10用于限制电容C1产生尖峰电流，实现对储能模块1的预充电功能。

实施例三

如图3所示，所述控制模块2包括与所述储能模块1负端连接的场效应管QD1、与所述场效应管QD1连接的第一电阻R1和第二电阻R2；所述场效应管QD1的漏极与所述储能模块1负端连接，所述场效应管QD1的栅极通过所述第二电阻R2连接至所述场效应管QD1的源极，所述场效应管QD1的源极接地，所述场效应管QD1的栅极还通过所述第一电阻R1连接至所述储能模块1，用于接收所述储能模块1进行充电的充电控制信号。

在实施时，还包括开关模块，所述开关模块与所述控制模块2连接用于控制所述控制模块2通断。在实施时，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元与所述控制模块2和所述电池连接，用于控制所述控制模块2通断；第二开关单元与所述第一开关单元连接用于控制所述第一开关单元通断。控制模块2中的场效应管QD1的漏极连接至电容C1的负端V-，场效应管QD1的栅极通过第一电阻R1和第一开关单元连接至电容C1的正端V+，第二开关单元与第一开关单元连接，通过第一开关单元和第二开关单元控制场效应管QD1的通断，从而实现对储能模块1的充电功能。

实施例四

如图4所示，所述第一开关单元包括第二三极管Q2、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第二三极管Q2的发射极连接至所述电池，所述第二三极管Q2的基极通过所述第五电阻R5连接至所述第二三极管Q2的发射极，所述第二三极管Q2的基极还通过所述第六电阻R6连接至所述第二开关单元，所述第二三极管Q2的集电极连接至所述第一电阻R1的另一端。

所述第二开关单元包括第三三极管Q3、第七电阻R7和第八电阻R8，所述第三三极管Q3的集电极与所述第六电阻R6连接，所述第三三极管Q3的基极通过所述第八电阻R8连接至所述第三三极管Q3的发射极，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的基极通过所述第七电阻R7连接至第二外接信号端P2，用于接收对所述储能模块1进行充电的充电控制信号。

在实施时，第一三极管Q1的集电极通过限流电阻R10连接至电容C1的负端V-，场效应管QD1的漏极连接至负端V-，场效应管QD1的栅极通过第一电阻R1连接至第二三极管Q2的集电极，第二三极管Q2的发射极连接至正端V+，第二三极管Q2的基极通过第六电阻R6连接至第三三极管Q3的集电极，第三三极管Q3的基极通过第七电阻R7连接至第二外接信号端P2，用于接收充电控制信号。

在一个实施例中，所述预充电模块3还包括分压电阻R9，所述分压电阻R9与所述储能模块1两端连接，用于对所述储能模块1进行分压，在实施时，分压电阻R9的两端分别连接至电容C1的两端。

本实用新型预充电防打火电路在工作时，第二外接信号端P2为低电平，使得第三三极管Q3关闭，第五电阻R5和第六电阻R6连接点为高电平，使得第二三极管Q2关闭，使得第一电阻R1和第二电阻R2连接点为低电平，使得场效应管QD1关闭，储能模块1无法进行充电，即电容C1无法进行充电。

当第一外接信号端P1高电平，第一三极管Q1打开，此时电池经分压电阻R9、限流电阻R10和第一三极管Q1接地，其限流电阻R10限制储能模块1产生尖峰电流，其分压电阻R9为分压电阻，储能模块1此时进行预充电至电压与分压电阻R9电压相同。

第一外接信号端P1为低电平，第一三极管Q1关闭，同时第二外接信号端P2高电平，使得第三三极管Q3打开，从而使得第五电阻R5和第六电阻R6连接点为低电平，进而使得第二三极管Q2打开，第一电阻R1和第二电阻R2连接点为高电平，使得场效应管QD1打开，实现进一步地对储能模块1充电。

此时由于储能模块1进行了预充电，因此在进一步的充电时不会产生尖峰电流，因此不会对储能模块1造成损坏。

本实用新型实施例提供的预充电防打火电路包括存储模块1、控制模块2和预充电模块3，其中，存储模块1与电池连接进充电和放电，而在电池对储能模块1进行充放电之前，预充电模块3对储能模块1进行预充电，然后控制模块2的通断控制电池对储能模块1进行进一步地充电，由于预充电模块3对储能模块1进行预充电，所以电池对储能模块1进一步充电时，其会削减尖峰电流至安全水平，不会产生尖峰电流，能有效避免储能模块1充电直接与电池机械接触时产生电火花，实现储能模块1的安全充电。

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 (9)

1.一种预充电防打火电路，用于在电池对储能模块进行充放电时的防打火保护，其特征在于，所述电路包括：

与所述电池一端连接，进行充放电的所述储能模块；

与所述储能模块连接，控制所述储能模块进行充放电的控制模块；及

与所述储能模块连接，对所述储能模块进行预充电的预充电模块。

2.如权利要求1所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述预充电模块包括：

与所述储能模块负端连接，对所述储能模块进行限流的限流电阻；

与所述限流电阻连接，控制所述储能模块进行预充电的预充控制单元。

3.如权利要求2所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述预充控制单元包括：

与所述限流电阻连接的第一三极管、第三电阻和第四电阻，所述第一三极管的集电极与所述限流电阻连接，所述第一三极管的基极通过所述第四电阻连接至所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过所述第三电阻连接至第一外接信号端，用于接收对所述储能模块进行预充电的预充控制信号。

4.如权利要求1所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述控制模块包括：

与所述储能模块负端连接的场效应管、与所述场效应管连接的第一电阻和第二电阻；

所述场效应管的漏极与所述储能模块负端连接，所述场效应管的栅极通过所述第二电阻连接至所述场效应管的源极，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的栅极还通过所述第一电阻连接至所述储能模块，用于接收所述储能模块进行充电的充电控制信号。

5.如权利要求4所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述预充电防打火电路还包括：

开关模块，所述开关模块与所述控制模块连接用于控制所述控制模块通断。

6.如权利要求5所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述开关模块包括：

第一开关单元，所述第一开关单元与所述控制模块和所述电池连接，用于控制所述控制模块通断；

第二开关单元，与所述第一开关单元连接用于控制所述第一开关单元通断。

7.如权利要求6所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第二三极管、第五电阻和第六电阻，所述第二三极管的发射极连接至所述电池，所述第二三极管的基极通过所述第五电阻连接至所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极还通过所述第六电阻连接至所述第二开关单元，所述第二三极管的集电极连接至所述第一电阻的另一端。

8.如权利要求7所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第三三极管、第七电阻和第八电阻，所述第三三极管的集电极与所述第六电阻连接，所述第三三极管的基极通过所述第八电阻连接至所述第三三极管的发射极，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的基极通过所述第七电阻连接至第二外接信号端，用于接收对所述储能模块进行充电的充电控制信号。

9.如权利要求3所述的预充电防打火电路，其特征在于，所述预充电模块还包括分压电阻，所述分压电阻与所述储能模块两端连接，用于对所述储能模块进行分压。