CN217956754U - 一种电池充电电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池充电电路，包括升压模块、升压芯片、电流反馈模块及电压反馈模块；升压模块与电源及电池连接，用于对电池充电；升压芯片与升压模块及电源连接；电流反馈模块与电池及升压芯片连接，用于反馈升压模块在对电池进行充电时的输出电流；电压反馈模块与电池及升压芯片连接，用于反馈升压模块在对电池进行充电时的输出电压；升压芯片用于在输出电压大于等于第一充电阈值，且输出电流达到第一电流值时，控制升压模块以第一充电模式对电池充电；在输出电压大于等于第二充电阈值时，控制升压模块以第二充电模式对电池充电。本申请能够充分保证在对电池进行充电时的安全性。

Description

一种电池充电电路

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池充电电路。

背景技术

现今，锂电池作为便携工具或储能设备的能量来源，已经被越来越广泛的应用。然而，虽然锂电池拥有优秀的能量密度，但是锂电池在充放电时的安全性给应用带来了不少麻烦。为此，为保证锂电池的使用安全性，在对锂电池进行充电时可以分为如下三个阶段进行：

涓流充电阶段：如图1所示，此阶段中，充电电路输出恒定的小电流I_x，电池电压随充电过程缓慢上升，为了维持恒定的输出电流，充电电路需要如虚线所示实时调整输出电压，使输出电压跟随电池电压同步上升；

恒流充电阶段：如图1所示，此阶段中，充电电路输出恒定的大电流I_m，电池电压随充电过程上升变快，为了维持恒定的输出电流，充电电路也需要如虚线所示实时调整输出电压，使输出电压跟随电池电压同步上升；

恒压充电阶段，如图1所示，此阶段中，充电电压V_out维持稳定，电池电压随充电过程上升，压差逐渐降低，充电电流如实线所示，逐渐减小，直至整个充电过程结束。

现有技术中，市面上已经有针对锂电池的集成芯片，其内部集成充电策略，通过检测输出电流和输出电压调整对锂电池的充电阶段，然而，此种方式普遍价格昂贵。为此，为了降低成本，通常会使用通用的DCDC升压芯片搭建出一个恒压电路，通过此恒压电路以恒压的充电方式对锂电池进行充电。然而，此种方式中当电池电量较低时也是使用恒压的方式对电池进行充电，充电电流大，电芯发热量大，存在***、起火等安全隐患和寿命损耗快的缺点。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电池充电电路，其能够充分保证在对电池进行充电时的安全性，极大地提升了电池的使用寿命。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请提供一种电池充电电路，包括升压模块、升压芯片、电流反馈模块及电压反馈模块；其中，升压模块与电源及电池连接，用于对电池充电；电流反馈模块与电池及升压芯片连接，用于反馈升压模块在对电池进行充电时的输出电流；电压反馈模块与电池及升压芯片连接，用于反馈升压模块在对电池进行充电时的输出电压；升压芯片与升压模块及电源连接，用于基于输出电流和输出电压，确定电池充电电路对电池的充电模式；在输出电压大于等于第一充电阈值，且输出电流达到第一电流值时，控制升压模块以第一充电模式对电池充电；在输出电压大于等于第二充电阈值时，控制升压模块以第二充电模式对电池充电；第二充电阈值大于第一充电阈值，第一充电模式为以第一电流值向电池输出电流，第二充电模式为以固定电压值向电池输出电流。

在一实施例中，电流反馈模块包括第一电流反馈单元及第二电流反馈单元；其中，第一电流反馈单元与电池及升压芯片连接；第二电流反馈单元与第一电流反馈单元并联；第二电流反馈单元用于在输出电压小于第一充电阈值时，断开与第一电流反馈单元之间的连接；升压芯片还用于在第二电流反馈单元断开与第一电流反馈单元之间的连接，且输出电流达到第二电流值时，控制升压芯片以第三充电模式对电池充电；其中，第三充电模式为以第二电流值向电池输出电流，且第二电流值小于第一电流值。

在一实施例中，电池充电电路还包括控制模块；其中，控制模块与电池及第二电流反馈单元连接，用于检测升压模块在对电池进行充电时的输出电压；控制模块还用于，在输出电压小于第一充电阈值时，控制第二电流反馈单元断开与第一电流反馈单元之间的连接。

在一实施例中，第二电流反馈单元包括第一开关元件；其中，控制模块与电池及第一开关元件连接；控制模块还用于，在输出电压小于第一充电阈值时，控制第一开关元件不导通。

在一实施例中，升压模块包括电感、二极管及第二开关元件；其中，电感的输入端与电源连接；二极管的阳极与电感的输出端连接，二极管的阴极与电池的正极连接；第二开关元件的第一端与电感的输出端连接，第二开关元件的第二端与升压芯片连接，第二开关元件的第三端接地。

在一实施例中，电压反馈模块包括第一电阻及第二电阻；其中，第一电阻的第一端与电池的正极连接，第一电阻的第二端与升压芯片连接；第二电阻的第一端与第一电阻的第二端连接，第二电阻的第二端接地。

在一实施例中，第一电流反馈单元包括第三电阻；第二电流反馈单元包括第四电阻；其中，第三电阻的第一端与电池的负极及升压芯片连接，第三电阻的第二端接地；第四电阻与第三电阻并联；第一开关元件的第一端与第四电阻的第二端连接，第一开关元件的第二端与控制模块连接，第一开关元件的第三端接地。

在一实施例中，控制模块包括第五电阻、第六电阻、第三开关元件及电压基准芯片；其中，第五电阻的第一端与电池的正极连接；第六电阻的第一端与第五电阻的第二端连接，第六电阻的第二端接地；第三开关元件的第一端与电池的正极连接，第三开关元件的第三端与第一开关元件的第二端及地端连接；电压基准芯片的第一端与第三开关元件的第二端连接，电压基准芯片的第二端与第五电阻的第二端连接，电压基准芯片的第三端接地。

在一实施例中，升压模块及升压芯片通过适配器与电源连接；述电池充电电路还包括功率检测模块；其中，功率检测模块与适配器及第二电流反馈单元连接，用于检测适配器的输出功率；功率检测模块还用于在检测到适配器的输出功率小于预设阈值时，控制第二电流反馈单元断开与第一电流反馈单元之间的连接；升压芯片用于在第二电流反馈单元断开与第一电流反馈单元之间的连接时，控制升压模块由第一充电模式切换为第三充电模式对电池充电。

在一实施例中，电池充电电路还包括热敏电阻；其中，热敏电阻与第四电阻串联，且热敏电阻与第三电阻并联。

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请中的电池充电电路，能够基于电池当前的电压情况，自适应的以恒流充电模式或恒压充电模式对电池进行充电；具体的，在电池当前电压较低时，采用恒流充电模式对的电池进行充电；在电池电压的电压达到设定阈值时，则采用恒压充电模式对电池进行充电。此种充电方式更加符合锂电池的充电特性，能够在一定程度上避免在对电池进行充电时出现***及起火等安全事故，充分保证了对电池进行充电时的安全性，极大地提升了电池的使用寿命。

另外，在本申请的另一实施例中，会将电流反馈模块分为两个电流反馈单元，并在其中一个电流反馈单元中设置开关元件，实现通过控制开关元件是否导通，改变电池充电电路中反馈电阻的阻值。进一步的，通过改变反馈电阻的阻值，使得电池充电电路能够在实现恒流充电模式及恒压充电模式的基础上，兼具涓流充电模式，此方式拓展了电池充电电路的应用场景。同时，此种电路结构，在对电池进行充电时的充电方式更加符合锂电池的充电特性，具备优越性，进一步的保证了对电池进行充电时的安全性，提升了电池的使用寿命。

除此之外，在本申请的另一实施例中，升压模块及升压芯片是通过适配器与电源连接的，且电池充电电路还包括功率检测模块。在电池充电电路以恒流充电模式对电池充电时，功率检测模块用于实时检测适配器的输出功率，并在适配器的输出功率较小时，控制电池充电电路由恒流充电模式切换为涓流充电模式对电池充电。通过此方式对适配器进行保护，避免适配器过载运行，使电池充电电路能够正常执行对电池的充电操作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的锂电池充电过程的原理示意图；

图2为本申请一实施例示出的实现恒流充电模式及恒压充电模式的电池充电电路的结构示意图；

图3为本申请一实施例示出的实现涓流充电模式、恒流充电模式及恒压充电模式的电池充电电路的结构示意图；

图4为本申请一实施例示出的控制模块的结构示意图；

图5为本申请一实施例示出的带有电池保护功能的电池充电电路的结构示意图；

图6为本申请一实施例示出的带有适配器保护功能的电池充电电路的结构示意图；

图7为本申请另一实施例示出的实现涓流充电模式、恒流充电模式及恒压充电模式的电池充电电路的结构示意图；

图8为本申请另一实施例示出的带有适配器保护功能的电池充电电路的结构示意图。

附图标记：

1-电池充电电路；10-升压模块；20-升压芯片；30-电压反馈模块；40-电流反馈模块；41-第一电流反馈单元；42-第二电流反馈单元；50-适配器；60-电池；70-控制模块；80-功率检测模块。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的实现恒流充电模式及恒压充电模式的电池充电电路1的结构示意图。本申请中的电池充电电路1用于对电池60进行充电，示例性的，本申请中的电池充电电路1可以用于对锂电池60进行充电。

如图2所示，本申请中的电池充电电路1包括升压模块10、升压芯片20、电流反馈模块40及电压反馈模块30。其中，升压模块10与电源及电池60连接，用于对电池60进行充电。电流反馈模块40与电池60及升压芯片20连接，用于反馈升压模块10在对电池60进行充电时的输出电流。电压反馈模块30与电池60及升压芯片20连接，用于反馈升压模块10在对电池60进行充电时的输出电压V_out。其中，输出电压V_out可以反映当前电池60的电压情况。升压芯片20与升压模块10及电源连接，升压芯片20用于基于输出电流和输出电压V_out，确定电池充电电路1对电池60的充电模式；在输出电压V_out大于等于第一充电阈值，且输出电流达到第一电流值时，控制升压模块10以第一充电模式对电池60充电；在输出电压V_out大于等于第二充电阈值时，控制升压模块10以第二充电模式对电池60充电；第二充电阈值大于第一充电阈值，第一充电模式为以第一电流值向电池60输出电流，第二充电模式为以固定电压值向电池60输出电流。

在一实施例中，升压芯片20为DCDC芯片，且其上设有多个引脚，升压模块10、电压反馈模块30及电流反馈模块40可以通过相应引脚与升压芯片20连接。

下面详细讲解图2中的电池充电电路1对电池60进行充电的充电原理：

当电池充电电路1进入对电池60的充电状态时，升压芯片20控制升压模块10以初始输出电压为起点开始升压，对电池60进行充电。与此同时，电压反馈模块30将升压模块10的输出电压V_out按比例缩小后反馈至升压芯片20，电流反馈模块40将升压模块10的输出电流转换成电压值反馈给升压芯片20。因升压芯片20只能采集电压值，故电流反馈模块40需要将输出电流值转换为电压值反馈给升压芯片20。进一步的，因升压芯片20本身具有最大输出电流限制功能，以及具备电流限制功能的优先级高于电压稳定优先级的特性。故在升压模块10的输出电压V_out达到稳定之前，若升压芯片20基于电流反馈模块40反馈的电流值及电压反馈模块30反馈的电压值，检测到升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m(第一电流值)，且输出电压V_out大于等于第一充电阈值V₁(示例性的，第一充电阈值V₁可以为3V)时，其会控制升压模块10以恒流充电模式(第一充电模式)对电池60进行充电，即控制升压模块10以最大输出电流I_m向电池60输出电流。通过此方式使整个电池充电电路1工作在最大电流保护状态，从而有效对电池充电电路1进行保护。其中，升压芯片20中设定有最大输出电流I_m对应的反馈阈值V_se，当升压模块10检测到电流反馈模块40反馈的电压值达到V_se时，即可认为升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m。同时，当升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m时，升压模块10的输出电压一定大于等于第一充电阈值V₁。

在升压模块10以最大输出电流I_m对电池60进行充电时，随着充电过程的进行，电池60电压会有所上升，则此时为保证升压模块10的输出电流稳定在最大输出电流I_m，升压芯片20还是会控制升压模块10进行升压。当升压芯片20检测到升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m时，控制升压模块10停止升压，使升压模块10继续以最大输出电流I_m对电池60充电。进一步的，当检测到升压模块10的输出电流小于最大输出电流I_m时，继续重复上述过程。随着充电过程的进行，当升压模块10基于电压反馈模块30反馈的电压值，检测到升压模块10的输出电压V_out达到第二充电阈值V₂时(V₂>V₁)，其会控制电池充电电路1脱离最大电流保护状态，使升压模块10以恒压充电模式(第二充电模式)对电池60进行充电，即控制升压模块10以固定电压值V₂向电池60输出电流。持续执行此充电过程，直至整个恒压充电阶段结束，完成对电池60的充电过程。其中，升压芯片20中设定有最大电压反馈阈值V_fb，当升压芯片20检测到电压反馈模块30反馈的电压值达到V_fb时，即可认为升压模块10的输出电压V_out达到第二充电阈值V₂。

由此看出，本申请中的电池充电电路1，能够基于电池60当前的电压情况，自适应的以恒流充电模式或恒压充电模式对电池60进行充电；具体的，在电池60当前电压较低时，采用恒流充电模式对的电池60进行充电；在电池60的电压达到设定阈值时，则采用恒压充电模式对电池60进行充电。此种充电方式更加符合锂电池60的充电特性，能够在一定程度上避免在对电池60进行充电时出现***及起火等安全事故，充分保证了对电池60进行充电时的安全性，极大地提升了电池60的使用寿命。

如图2所示，本实施例中，升压模块10为一BOOST升压电路，其由二极管D₁、电感L₁及第二开关元件Q₁组成。其中，电感L₁的输入端与电源连接；二极管D₁的阳极与电感的输出端连接，二极管D₁的阴极与电池60的正极连接；第二开关元件Q₁的第一端与电感的输出端连接，第二开关元件Q₁的第二端与升压芯片20连接，第二开关元件Q₁的第三端接地。示例性的，第二开关元件Q₁可以为MOS管，则此时，第二开关元件Q₁的第一端为MOS管的漏极，第二开关元件Q₁的第二端为MOS管的栅极，第二开关元件Q₁的第三端为MOS管的源极。升压芯片20可以通过控制第二开关元件Q₁的关断频率，控制升压模块10以不同的充电模式对电池60进行充电。

如图2所示，本实施例中，电压反馈模块30包括第一电阻R₃及第二电阻R₄；其中，第一电阻R₃的第一端与电池60的正极连接，第一电阻R₃的第二端与升压芯片20连接；第二电阻R₄的第一端与第一电阻R₃的第二端连接，第二电阻R₄的第二端接地。则此时，只需根据公式(1)对第一电阻R₃及第二电阻R₄的阻值进行调整，即可改变恒压充电模式中，升压模块10的输出电压V_out。

其中，V_fb为升压芯片20中设定的升压模块10的输出电压V_out达到第二充电阈值V₂时，电压反馈模块30所对应反馈的电压值。

如图2所示，本实施例中，电流反馈模块40包括电阻R₅；其中，电阻R₅的第一端与电池60的负极及升压芯片20连接，电阻R₅的第二端接地。则此时，只需根据公式(2)对电阻R₅的阻值进行调整，即可改变恒流充电模式中，升压模块10的最大输出电流I_m。

其中，V_se为升压芯片20中设定的升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m时，电流反馈模块40所对应反馈的电压值。

如图2所示，本实施例中，电池充电电路1还可以包括滤波电容C₁；其中，滤波电容C₁的正极与电感的输入端连接，滤波电容C₁的负极接地。滤波电容C₁用于滤波，保证电源能够以稳定的电压为电池充电电路1供电。

请参照图3，其为本申请一实施例示出的实现涓流充电模式、恒流充电模式及恒压充电模式的电池充电电路1的结构示意图。请参照图4，其为本申请一实施例提供的控制模块70的结构示意图。如图3所示，本实施例与图2中所示实施例的区别在于，电流反馈模块40包括第一电流反馈单元41及第二电流反馈单元42；其中，第一电流反馈单元41与电池60及升压芯片20连接；第二电流反馈单元42与第一电流反馈单元41并联。此种设置的方式的目的为，使本申请中的电池充电电路1还能够以涓流充电模式，对电压小于第一预设阈值V₁的电池60充电。具体实现方式为，如图4所示，在电池充电电路1中设置控制模块70，并通过控制模块70检测升压模块10的输出电压。当控制模块70检测到升压模块10的输出电压V_out小于第一充电阈值V₁，其可以控制第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接，从而使得升压芯片20能够在升压模块10的输出电压V_out小于第一充电阈值V₁时，控制升压模块10以涓流充电模式(第三充电模式)对电池60进行充电，即控制升压模块10以涓流充电电流I_x(第二电流值，I_x<I_m)向电池60输出电流。

具体的，如图4所示，控制模块70可以通过与电压反馈模块30连接的方式，与电池60间接连接，并可以基于此连接方式，检测升压模块10的输出电压V_out。示例性的，因电压反馈模块30是与升压芯片20的第3引脚FB连接的，则控制模块70可以通过上述第三引脚FB与电压反馈模块30连接。

如图3所示，本实施例中，第一电流反馈单元41中包括第三电阻R₅；第二电流反馈单元42包括第四电阻R₆；其中，第三电阻R₅的第一端与电池60的负极及升压芯片20连接，第三电阻R₅的第二端接地；第四电阻R₆与第三电阻R₅并联。则此时，只需根据公式(3)对第三电阻R₅及第四电阻R₆并联后的电阻阻值R_并进行调整，即可改变恒流充电模式中，升压模块10的输出电流I_m。

其中，V_se为升压芯片20中设定的升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m时，电流反馈模块40所对应反馈的电压值。

同时，只需根据公式(4)对第三电阻R₅的阻值进行调整，即可改变涓流充电模式中，升压模块10的输出电流I_x。

其中，V_se为升压芯片20中设定的升压模块10的输出电流达到涓流充电电流I_x时，电流反馈模块40所对应反馈的电压值。

值得注意的是，因V_se为升压芯片20固有的固定值，其无法改变，故当升压模块10的输出电流达到涓流充电电流I_x，或者，升压模块10的输出电流达到恒流充电电流I_m时，电流反馈模块40所对应反馈的电压值均为V_se。

如图3所示，本实施例中，第二电流反馈单元42中还设有第一开关元件Q₂；其中，第一开关元件Q₂的第一端与第四电阻R₆的第二端连接，第一开关元件Q₂的第二端SW与控制模块70连接，第一开关元件Q₂的第三端接地。示例性的，第一开关元件Q₂可以为MOS管，则此时第一开关元件的第一端为MOS管的漏极，第一开关元件的第二端为MOS管的栅极，第一开关元件的第三端为MOS管的源极。如图4所示，控制模块70上设有多个引脚，其可以通过第5引脚与第一开关元件Q₂的第二端SW连接。可以看出，控制模块70可以在检测到升压模块10的输出电压V_out小于第一充电阈值V₁时，通过控制第一开关元件Q₂不导通的方式，使第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接。

在一实施例中，控制模块70中可以设置有第一比较器。第一比较器用于将升压模块10的输出电压V_out与第一充电阈值V₁进行比较，并基于比较结果，向第一开关元件Q₂输出高低电平信号，从而基于此电平信号控制第一开关元件Q₂是否导通。具体的，第一比较器可以在升压模块10的输出电压V_out的输出电压小于第一充电阈值时，向第一开关元件Q₂发送低电平信号，从而使得第一开关元件Q₂能够在接收到上述低电平信号后，变为不导通状态。第一比较器也可以在升压模块10的输出电压V_out的输出电压大于等于第一充电阈值时，向第一开关元件Q₂发送高电平信号，从而使得第一开关元件Q₂能够在接收到上述高电平信号后，变为导通状态。

下面详细讲解图3中的电池充电电路1对电池60进行充电的充电原理：

在升压芯片20控制升压模块10对电池60进行充电前，控制模块70基于电压反馈模块30反馈的电压值，确定升压模块10的输出电压V_out小于第一充电阈值V₁时，其会向第一开关元件Q₂发送低电平信号，从而使得第一开关元件Q₂能够在接收到上述低电平信号后，变为不导通状态。其中，当第一开关元件Q₂变为不导通状态时，第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接，整个电流反馈模块40中只有第一电流反馈单元41运转。之后在第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接后，若升压芯片20检测到升压模块10的输出电流达到涓流充电电流I_x(第二电流值)时，其会控制升压模块10以涓流充电模式对电池60充电，即以涓流充电电流I_x对电池60输出电流。同样的，与图2实施例中所介绍的恒流充电模式相同，涓流充电模式中为了使升压模块10的输出电流能够维持在涓流充电电流I_x，升压芯片20在检测到升压模块10的输出电流变小时，也会控制升压模块10进行升压，并不断重复此过程。其中，升压模块10以涓流充电模式对电池60进行充电时，升压模块10输出的充电电流仅通过第三电阻R₅，反馈电阻大，允许通过的电流小。

随着充电的进行，当控制模块70基于电压检测模块反馈电压值，确定升压模块10的输出电压V_out大于等于第一充电阈值V₁时，其会向第一开关元件Q₂发送高电平信号，从而使得第一开关元件Q₂能够在接收到上述高电平信号后，变为导通状态。其中，当第一开关元件Q₂变为导通状态时，第二电流反馈单元42重新与第一电流反馈单元41连接，整个电流反馈模块40中第一电流反馈单元41及第二电流反馈单元42同时运转。之后在第二电流反馈单元42重新与第一电流反馈单元41连接后，若升压芯片20检测到升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m时，其可以控制升压模块10以恒流充电模式对电池60充电，即以最大输出电流I_m对电池60输出电流。其中，升压模块10以恒流充电模式对电池60进行充电时，升压模块10输出的充电电流同时通过第三电阻R₅及第四电阻R₆，反馈电阻小，允许通过的电流大；恒流充电模式的具体充电过程详见图2实施例中相应讲解部分，此处不再赘述。

在恒流充电模式结束时，升压芯片20即可控制升压模块10以恒压充电模式对电池60进行充电；其中，恒压充电模式的具体充电过程详见图2实施例中相应讲解部分，此处不再赘述。在恒压充电模式结束时，完成对电池60的充电过程。

可以看出，本实施例中，通过将电流反馈模块40分为两个电流反馈单元，并在其中一个电流反馈单元中设置开关元件，实现通过控制开关元件是否导通，改变电池充电电路1中反馈电阻的阻值。进一步的，通过改变反馈电阻的阻值，使得电池充电电路1能够在实现恒流充电模式及恒压充电模式的基础上，兼具涓流充电模式，此方式拓展了电池充电电路1的应用场景。同时，相比图2，本实施例中所示意出的电池充电电路1，对电池60进行充电时的充电方式更加符合锂电池60的充电特性，具备优越性，进一步的保证了对电池60进行充电时的安全性，提升了电池60的使用寿命。

请参照图5，其为本申请一实施例示出的带有电池60保护功能的电池充电电路1的结构示意图。如图5所示，与图3中电池充电电路1的区别在于，本实施例中，电池充电电路1还包括热敏电阻PTC；具体的，热敏电阻PTC位于第二电流反馈单元42中，且热敏电阻PTC与第四电阻R₆串联，与第三电阻R₅并联。其中，在恒流充电模式中，当电池60的电芯温度上升时，热敏电阻PTC的阻值变大，电池充电电路1允许通过的充电电流变小，有效防止电芯因充电电流过大超温而起火***。

通过上述措施，在第二电流反馈单元42中设置热敏电阻，充分避免了在恒流充电模式中，电池60的电芯因充电电流过大而出现起火***现象，有效对电池60的电芯进行保护。

在一实施例中，升压模块10及升压芯片20可以通过USB适配器50与电源连接，且可以根据充电电池60的数量调整USB适配器50的输出电压。示例性的，当充电电池60的数目由一节变为两节时，可以将USB适配器50的输出电压由5v抬升到8.4V。

值得注意的是，在升压模块10以恒流充电模式对电池60充电时，充电功率较大，若此时适配器50的输出功率较小时，会出现适配器50过载运行现象，严重时会使得适配器50损坏，从而导致升压模块10停止对电池60充电。为此，为避免此种情况的发生，本申请中的电池充电电路1还可以兼具适配器50保护功能。

请参照图6，其为本申请一实施例示出的带有适配器50保护功能的电池充电电路1的结构示意图。如图6所示，本实施例与图3所示意出的电池充电电路1的区别在于。本实施例中，电池充电电路1还包括功率检测模块80。其中，功率检测模块80与适配器50及第二电流反馈单元42连接，用于检测适配器50的输出功率，并在检测到适配器50的输出功率小于预设阈值时，控制第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接。进一步的，使得升压芯片20能够在第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接时，控制升压模块10由恒流充电模式切换为涓流充电模式对电池60充电。

如图6所示，本实施例中的功率检测模块80可以通过与控制模块70连接的方式，与第二电流反馈单元42间接连接。示例性的，如图4所示，控制模块70上设有多个引脚，功率检测模块80可以通过第8引脚与控制模块70连接。

如图6所示，本实施例中，功率检测模块80包括电阻R₁₃、电阻_R1及电容C₃。其中，电阻R₁₃的第一端与适配器50连接，电阻R₁₃的第二端与控制模块70连接；电阻R₁₂的第一端与电阻R₁₃的第二端连接，电阻R₁₂的第二端接地；电容C₃的第一端与电阻R₁₃的第二端连接，电容C₃的第二端接地。功率检测模块80用于检测适配器50的输出功率，并以采样信号的形式将适配器50输出功率的检测结果发送至控制模块70。若控制模块70基于功率检测模块80发送的采样信号，确定适配器50的输出功率小于预设阈值P₁，则可以向第一开关元件Q₂发送低电平信号，使第一开关元件Q₂由导通状态切换为不导通状态。进一步的，使得第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接。

在一实施例中，控制模块70中设有第二比较器。第二比较器用于将功率检测模块80输出的采样信号与适配器50的预设阈值P₁进行比较，并基于比较结果，确定当前适配器50的输出功率是否小于预设阈值P₁。具体的，在确定适配器50的输出功率小于预设阈值P₁时，第一比较器可以向第一开关元件Q₂发送低电平信号，使第一开关元件Q₂在接收到上述低电平信号后由导通状态切换为不导通状态，进而使得第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接。

下面详细讲解图6中的电池充电电路1对适配器50进行保护的原理：

在升压模块10以恒流充电模式对电池60进行充电时，功率检测模块80实时检测适配器50的输出功率，并基于检测结果向控制模块70发送采样信号。当控制模块70基于上述采样信号确定适配器50的输出功率小于预设阈值P₁时，则可以向第一开关元件Q₂发送低电平信号，使第一开关元件Q₂由导通状态切换为不导通状态。当第一开关元件Q₂变为不导通状态时，第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接，升压芯片20控制升压模块10由恒流充电模式切换为涓流充电模式对电池60充电。持续上述充电过程，当升压芯片20基于电压反馈模块30反馈的电压值，确定升压模块10的输出电压V_out大于等于第二充电阈值V₂时，控制升压模块10以恒压充电模式对电池60充电，直至整个充电过程结束。

由此看出，本实施例中，通过设置功率检测模块80，使得在电池充电电路1以恒流充电模式对电池60充电时，功率检测模块80能够实时检测适配器50的输出功率，实现在适配器50的输出功率较小时，控制电池充电电路1由恒流充电模式切换为涓流充电模式对电池60充电。此种方式能够有效对适配器50进行保护，避免适配器50过载运行，使电池充电电路1能够正常执行对电池60的充电操作。

请参照图7，其为本申请另一实施例示出的实现涓流充电模式、恒流充电模式及恒压充电模式的电池充电电路1的结构示意图。如图7所示，与图3及图4中电池充电电路1的区别在于。本实施例中的控制模块70是直接与电池60连接的，且本实施例中的控制模块70包括第五电阻R₈、第六电阻R₉、第三开关元件Q₃及电压基准芯片U₃；其中，第五电阻R₈的第一端与电池60的正极连接；第六电阻R₉的第一端与第五电阻R₈的第二端连接，第六电阻R₉的第二端接地；第三开关元件Q₃的第一端与电池60的正极连接，第三开关元件Q₃的第三端与第一开关元件Q₂的第二端及地端连接；电压基准芯片U₃的第一端与第三开关元件Q₃的第二端连接，电压基准芯片U₃的第二端与第五电阻R₈的第二端连接，电压基准芯片U₃的第三端接地。示例性的，第三开关元件Q₃可以为三极管；则此时第三开关元件Q₃的第一端为三极管的集电极，第三开关元件Q₃的第二端为三极管的基极，第三开关元件Q₃的第三端为三极管的发射极。

下面详细讲解图6中的电池充电电路1对电池60进行充电的充电原理：

当电池60电压小于第一充电阈值V₁时，即升压模块10的输出电压V_out小于第一充电阈值V₁时，经第五电阻R₈及第六电阻R₉分压后，达不到电压基准芯片U₃的导通电压，电压基准芯片U₃不导通。进一步的，电压基准芯片U₃不导通，使得第三开关元件Q₃及第一开关元件Q₂也不导通，第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接。进一步的，在第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接后，若升压芯片20检测到升压模块10的输出电流达到涓流充电电流I_x时，则可以控制升压模块10以涓流充电模式对电池60进行充电。随着充电过程的进行，当电池60的电压大于等于第一充电阈值V₁时，即升压模块10的输出电压V_out大于等于第一充电阈值V₁时，经第五电阻R₈及第六电阻R₉分压后，达到了电压基准芯片U₃的导通电压，电压基准芯片U₃导通。进一步的，电压基准芯片U₃导通，使得第三开关元件Q₃及第一开关元件Q₂也导通，第二电流反馈单元42重新与第一电流反馈单元41连接。进一步的，在第二电流反馈单元42与第一电流反馈单元41连接后，若升压芯片20检测到升压模块10的输出电流达到最大输出电流I_m时，则可以控制升压模块10以恒流充电模式对电池60进行充电。随着充电过程的进行，当升压芯片20检测到升压模块10的输出电压V_out达到第二充电阈值V₂时，控制升压模块10以恒压充电模式对电池60进行充电。持续执行此充电过程，直至整个恒压充电阶段结束，完成对电池60的充电过程。

请参照图8，其为本申请另一实施例示出的带有适配器50保护功能的电池充电电路1的结构示意图。如图8所示，本实施例与图6中所示意出的电池充电电路1的区别在于，本实施例中功率检测模块80是直接与适配器50及第二电流反馈单元42连接的。同时，本实施例中的功率检测模块80包括电阻R₁₀、电阻R₁₁、电压基准芯片U₄、电阻R₁₂、三极管Q₄、三极管Q₅及电容C₄；其中，电阻R₁₀的第一端与适配器50连接；电阻R₁₁的第一端与电阻R₁₀的第二端连接，电阻R₁₁的第二端接地；电压基准芯片U₄的第一端与电阻R₁₀的第二端连接，电压基准芯片U₄的第二端接地；电阻R₁₂的第一端与适配器50连接；三极管Q₄的发射极与电阻R₁₂的第二端连接，三极管Q₄的基极与电压基准芯片U₄的第三端连接，三极管Q₄的集电极与第一开关元件Q₂的栅极SW连接；三极管Q₅的集电极与三极管Q₄的集电极连接，三极管Q₅的基极与电压基准芯片U₄的第三端连接，三极管Q₅的发射极接地；电容C₄的第一端与三极管Q₄的集电极连接，电容C₄的第二端接地。则此时，功率检测模块80可以直接基于适配器50当前的输出功率情况，控制第一开关元件Q₂是否导通，并基于第一开关元件Q₂是否导通，控制第二电流反馈单元42是否断开与第一电流反馈单元41之间的连接。

下面详细讲解图8中的电池充电电路1对适配器50进行保护的原理：

在升压模块10以恒流充电模式对电池60充电时，若适配器50的输出功率小于预设阈值P₁，经电阻R₁₀及电阻R₁₁分压后，达不到电压基准芯片U₄的导通电压，电压基准芯片U₄不导通。进一步的，电压基准芯片U₄不导通，使得三极管Q₄不导通、三极管Q₅导通，这导致第一开关元件Q₂的栅极被拉低，第一开关元件Q₂由导通状态切换为不导通状态，第二电流反馈单元42断开与第一电流反馈单元41之间的连接，升压芯片20控制升压模块10由恒流充电模式切换为涓流充电模式对电池60充电。持续上述充电过程，当升压芯片20基于电压反馈模块30反馈的电压，确定升压模块10的输出电压V_out大于等于第二充电阈值V₂时，控制升压模块10以恒压充电模式对电池60充电，直至整个充电过程结束。

在一实施例中，如图8所示，本实施例中控制模块70中可以设有电阻R₁₃。在升压模块10由恒流充电模式切换为涓流充电模式，并以涓流充电模式对电池60充电时，适配器50的输出功率会逐步回升，这使得经第五电阻R₁₀及第六电阻R₁₁分压后，达到了第一电压基准芯片U₄的导通电压，第一电压基准芯片U₄导通。进一步的，当电压基准芯片U4导通时，电阻R₁₃和电阻R₁₂同时对电容C₄进行充电。当充电电压达到第一开关元件Q₂的导通电压时，第一开关元件Q₂导通，第二电流反馈单元42重新与第一电流反馈单元41连接，升压芯片20控制升压模块10由涓流充电模式切换为恒流充电模式对电池60充电，同时，在升压模块10以恒流充电模式对电池60充电时，功率检测模块80也还会继续检测适配器50的输出功率，以实时对适配器50进行保护。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池充电电路，其特征在于，包括：

升压模块，与电源及电池连接，用于对所述电池充电；

升压芯片，与所述升压模块及所述电源连接；

电流反馈模块，与所述电池及所述升压芯片连接，用于反馈所述升压模块在对所述电池进行充电时的输出电流；

电压反馈模块，与所述电池及所述升压芯片连接，用于反馈所述升压模块在对所述电池进行充电时的输出电压；

所述升压芯片用于基于所述输出电流和所述输出电压，确定所述电池充电电路对所述电池的充电模式；在所述输出电压大于等于第一充电阈值，且所述输出电流达到第一电流值时，控制所述升压模块以第一充电模式对所述电池充电；在所述输出电压大于等于第二充电阈值时，控制所述升压模块以第二充电模式对所述电池充电；其中，所述第二充电阈值大于所述第一充电阈值，所述第一充电模式为以所述第一电流值向所述电池输出电流，所述第二充电模式为以固定电压值向所述电池输出电流。

2.根据权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述电流反馈模块包括：

第一电流反馈单元，与所述电池及所述升压芯片连接；

第二电流反馈单元，与所述第一电流反馈单元并联，所述第二电流反馈单元用于在所述输出电压小于所述第一充电阈值时，断开与所述第一电流反馈单元之间的连接；

所述升压芯片还用于，在所述第二电流反馈单元断开与所述第一电流反馈单元之间的连接，且所述输出电流达到第二电流值时，控制所述升压芯片以第三充电模式对所述电池充电；

其中，所述第三充电模式为以所述第二电流值向所述电池输出电流，且所述第二电流值小于所述第一电流值。

3.根据权利要求2所述的电池充电电路，其特征在于，所述电池充电电路还包括：

控制模块，与所述电池及所述第二电流反馈单元连接，用于检测所述升压模块在对所述电池进行充电时的输出电压；

所述控制模块还用于，在所述输出电压小于所述第一充电阈值时，控制所述第二电流反馈单元断开与所述第一电流反馈单元之间的连接。

4.根据权利要求3所述的电池充电电路，其特征在于，所述第二电流反馈单元包括第一开关元件；

其中，所述控制模块与所述电池及所述第一开关元件连接；

所述控制模块还用于，在所述输出电压小于所述第一充电阈值时，控制所述第一开关元件不导通。

5.根据权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述升压模块包括：

电感，输入端与所述电源连接；

二极管，阳极与所述电感的输出端连接，阴极与所述电池的正极连接；

第二开关元件，第一端与所述电感的输出端连接，第二端与所述升压芯片连接，第三端接地。

6.根据权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述电压反馈模块包括：

第一电阻，第一端与所述电池的正极连接，第二端与所述升压芯片连接；

第二电阻，第一端与所述第一电阻的第二端连接，第二端接地。

7.根据权利要求4所述的电池充电电路，其特征在于，所述第一电流反馈单元包括：

第三电阻，第一端与所述电池的负极及所述升压芯片连接，第二端接地；

所述第二电流反馈单元包括：

第四电阻，与所述第三电阻并联；

其中，所述第一开关元件的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第一开关元件的第二端与所述控制模块连接，所述第一开关元件的第三端接地。

8.根据权利要求7所述的电池充电电路，其特征在于，所述控制模块包括：

第五电阻，第一端与所述电池的正极连接；

第六电阻，第一端与所述第五电阻的第二端连接，第二端接地；

第三开关元件，第一端与所述电池的正极连接，第三端与所述第一开关元件的第二端及地端连接；

电压基准芯片，第一端与所述第三开关元件的第二端连接，第二端与所述第五电阻的第二端连接，第三端接地。

9.根据权利要求2所述的电池充电电路，其特征在于，所述升压模块及所述升压芯片通过适配器与电源连接；

所述电池充电电路还包括：

功率检测模块，与所述适配器及所述第二电流反馈单元连接，用于检测所述适配器的输出功率；

所述功率检测模块还用于在检测到所述适配器的输出功率小于预设阈值时，控制所述第二电流反馈单元断开与所述第一电流反馈单元之间的连接；

所述升压芯片用于在第二电流反馈单元断开与所述第一电流反馈单元之间的连接时，控制所述升压模块由所述第一充电模式切换为所述第三充电模式对所述电池充电。

10.根据权利要求7所述的电池充电电路，其特征在于，所述电池充电电路还包括：

热敏电阻，与所述第四电阻串联，且与所述第三电阻并联。

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