CN2737095Y - 一种话机电源的管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种话机电源的管理电路，包括与外接交流电源连接的充电电路，充电电路后连接有充电电池，特点是外接交流电源通过一开关稳压电路与负载连接，充电电池的正极通过第一二极管与开关稳压电路的输入极相连接，充电电路是一个智能受限充电电路，充电电池通过一个开关态稳压电路后给负载供电，不仅克服了现有技术中在电源和电池之间切换时存在的各种缺陷，同时简化了产品的电路，也降低了解决技术问题所花费的成本，电池供电时间增加，并且电池充电快、耗电省，无过充过放之忧，电池使用寿命大大延长。

Description

一种话机电源的管理电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源的管理电路，尤其是涉及一种话机电源的管理电路。

背景技术

现在越来越多的小型电器使用多节镍氢/铬多节电池包作为内置免维护后备电池，尤其是在移动电话和无绳电话上，其优点是成本低，容量大，寿命长。但是以前的电路在主电源和电池供电之间的切换存在较大问题，它的外电源采用直流开关电源，并设置有一级稳压电路，而将电池(三节)通过二极管接到稳压电路的输出极上，也就是直接给负载供电，因无线话机的RF发射部分存在脉冲电流，且瞬间电流可达2A，如果电池直接与负载电路相连，随电池使用时间的增加，电池的内阻增大，就无法提供电压稳定的2A电流，此时话机在通话中就会出现单通、断线等类似网络不正常的现象；此外，三节电池的电压充满时和放空时电压相差很大(3.6V～4.2V)，当电池电压很低时，在有外电输入时会产生很大的阶跃，从3.6V升到外电正常供电电压(4.0V)这个阶跃信号可能会造成电路死机。为了克服上述缺陷，人们对原有的技术进行了改进，在交流电源后设置二级稳压电路，前一级为开关稳压电路，后一级为线性低压差稳压电路，将四节电源通过二极管连接到后一级稳压电路的输入极。改进后的技术方案也还存在一此不足之处，一方面是电路复杂、成本高；另一方面因后级稳压电路为线性输出，由于稳压电路存在静态功耗，使得四节电池的供电时间比三节电池的供电时间还要短；此外，上述的电源管理电路中四节电池采用的是浮充方式，电压差较大，因此存在电池充不满或充电电流过大等现象，会大大减少电池的使用寿命，造成电池的损坏，严重时会使电池***或引起火灾。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种电路简单、成本低、电池供电时间长，充电快、耗电省，无过充过放之忧，电池使用寿命长的话机电源管理电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种话机电源的管理电路，包括与外接交流电源连接的充电电路，所述的充电电路后连接有充电电池，所述的外接交流电源通过一开关稳压电路与负载连接，所述的充电电池的正极通过第一二极管与所述的开关稳压电路的输入极相连接。

所述的开关稳压电路包括一个型号为MC34063的稳压电路芯片，所述的充电电池的正极通过所述的第一二极管后经第一电阻与所述的稳压电路芯片的Ipk和V-IN脚并接，所述的稳压电路芯片的Drc脚与ISWC脚并接于第一MOS管的栅极，所述的第一MOS管的漏极与所述的稳压电路芯片的Ipk和V-IN脚的并接点连接，所述的第一MOS管的源极通过第一电感和第二电阻与所述的稳压电路芯片的COMP脚连接，所述的第一MOS管的源极同时通过稳压二极管接地。

所述的充电电路包括充电电源和充电控制电路，所述的充电控制电路包括一个第一开关电路和与所述的充电电池的正端连接的电池电压检测电路，所述的第一开关电路的控制端与一个单片机的第一信号接口连接，所述的单片机设置有第一开关电路控制程序，当所述的充电电池的电压小于4.9伏，所述的单片机控制所述的第一开关电路间隔导通和断开，所述的第一开关电路的导通时间与所述的第一开关电路的断开时间的比值为1∶3，当所述的充电电池的电压大于4.9伏，所述的单片机控制所述的第一开关电路连续导通，当所述的充电电池的电压大于5.8伏，所述的单片机控制所述的第一开关电路断开。

所述的电池电压检测电路包括充放电电路和比较器，所述的充放电电路包括一个第三电阻和第一电容，所述的第一电容一端接地，所述的第一电容的另一端与所述的第三电阻的一端连接，所述的第一电容的另一端同时连接到所述的比较器的正输入端，所述的第三电阻的另一端与第四电阻的一端连接，所述的第四电阻的另一端与所述的充电电池的正端连接，所述的第三电阻同时通过第二开关电路接地，所述的第二开关电路的控制端与所述的单片机的第二信号接口连接，所述的比较器的负输入端连接有比较电压，所述的比较器的输出端通过第十一电阻与所述的单片机的第三信号接口连接，所述的单片机设置有电池电压检测程序，电池电压检测程序如下：断开所述的第一开关电路；导通所述的第二开关电路，等待足够长的时间使所述的第一电容放电完毕；断开所述的第二开关电路使所述的充电电池对所述的第一电容充电；等待足够长的时间使所述的第一电容充电到所述的充电电池的电压；导通所述的第二开关电路并开始计时；当所述的比较器的输出端的信号为0时，停止计时并断开所述的第二开关电路；将所测时间与时间基准值比较算出所测电压，完成电压检测；导通所述的第一开关电路返回充电程序。

所述的比较器通过一个第三开关电路与负载连接，在负载工作时，所述的第三开关电路导通，在负载关闭时，所述的第三开关电路断开。

所述的第一开关电路包括第一MOS管，所述的第一MOS管的源极通过第五电阻和第二二极管与所述的充电电池的正端连接，所述的第二MOS管的漏极与所述的充电电源连接，所述的第二MOS管的漏极通过一个第六电阻与所述的第二MOS管的栅极连接后并接于第一三极管的集电极，所述的第一三极管的发射极接地，所述的第一三极管的基极通过第七电阻与型号为89C51的单片机的第一信号接口连接。

所述的第二开关电路为一个第二三极管，所述的第二三极管的集电极与所述的第三电阻连接，所述的第二三极管的发射极接地，所述的第二三极管的基极通过第八电阻与所述的型号为89C51的单片机的第二信号接口连接。

所述的第三开关电路包括第三三极管，所述的第三三极管的集电极与所述的比较器连接，在所述的第三三极管的集电极与所述的比较器之间通过第二电容接地连接，所述的第三三极管的发射极与所述的充电电池的正端连接，所述的第三三极管的基极通过第九电阻与第四三极管的集电极连接，所述的第四三极管的发射极接地，所述的第四三极管的基极通过第十电阻与负载连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于充电电池通过一个开关态稳压电路后给负载供电，不仅克服了现有技术中在电源和电池之间切换时存在的各种缺陷，同时简化了产品的电路，也降低了解决技术问题所花费的成本，电池供电时间增加；用一个稳压电路芯片和一个MOS管为主要元件来组成一个开关态稳压电路，具有压差低、反应速度快的优点；充电电路采用智能受限充电的方式，充电快、耗电省，无过充过放之忧，且电池使用寿命大大延长；设置的第一开关电路可以在电池电压小于4.9伏时，以1∶3的脉宽比例导通和断开，从而使这种状态下的用一个较小的平均充电电流对充电电池充电，可以防止起始充电电流过大而减短电池的寿命；电池电压检测电路可以随时检测电池的电压，与充电控制电路结合可以防止电池的过充和过放；电池充电完毕后彻底切断充电电路，避免对内部电解液的消耗；设置第三开关电路可以防止在负载关闭(话机关机)的情况下电池从电池电压检测电路放电，减少“静态漏电现象”。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路图；

图3为本实用新型的充电控制程序；

图4为本实用新型的电池电压检测程序；

图5为现有技术的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图所示，一种话机电源的管理电路，包括与外接交流电源AC连接的充电电路1，充电电路1包括充电电源2和充电控制电路3，充电控制电路3后连接有充电电池4，外接交流电源AC通过一开关稳压电路5与负载连接，充电电池4的正极通过第一二极管D1与开关稳压电路5的输入极相连接，开关稳压电路5包括一个型号为MC34063的稳压电路芯片IC1，充电电池4的正极通过第一二极管D1后经第一电阻R1与稳压电路芯片IC1的Ipk和V-IN脚并接，稳压电路芯片IC1的Drc脚与ISWC脚并接于第一MOS管TM1的栅极，第一MOS管TM1的漏极与稳压电路芯片IC1的Ipk和V-IN脚的并接点连接，第一MOS管TM1的源极通过第一电感L1和第二电阻R2与稳压电路芯片IC1的COMP脚连接，第一MOS管TM1的源极同时通过稳压二极管D接地，充电控制电路3包括一个第一开关电路31，第一开关电路31包括一个第二MOS管TM2，第二MOS管TM2的源极通过第五电阻R5和第二二极管D2与充电电池4的正端连接，第二MOS管TM2的漏极与充电电源2连接，第二MOS管TM2的漏极通过一个第六电阻R6与第二MOS管TM2的栅极连接后并接于第一三极管T1的集电极，第一三极管T1的发射极接地，第一三极管T1的基极通过第七电阻R7与型号为89C51的单片机(图中未显示)的第一信号接口IO1连接，充电电池4的正端连接有电池电压检测电路32，电池电压检测电路32包括充放电电路33和比较器34，充放电电路33包括一个第三电阻R3和第一电容C1，第一电容C1一端接地，第一电容C1的另一端与第三电阻R3的一端连接，第一电容C1的另一端同时连接到比较器34的正输入端，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与充电电池4的正端连接，第三电阻R3同时通过第二开关电路35接地，第二开关电路35包括一个第二三极管T2，第二三极管T2的集电极与第三电阻R3连接，第二三极管T2的发射极接地，第二三极管T2的基极通过第八电阻R8与型号为89C51的单片机的第二信号接口IO2连接，比较器34的负输入端连接有比较电压，比较器34的输出端通过第十一电阻R11与型号为89C51的单片机的第三信号接口IO3连接，比较器34通过第三开关电路6与负载R连接，第三开关电路6包括第三三极管T3，第三三极管T3的集电极与比较器34连接，在第三三极管T3的集电极与比较器34之间通过第二电容C2接地连接，第三三极管T3的发射极与充电电池4的正端连接，第三三极管T3的基极通过第九电阻R9与第四三极管T4的集电极连接，第四三极管T4的发射极接地，第四三极管T4的基极通过第十电阻R10与负载R连接，在负载R工作时，第三开关电路6导通，在负载R关闭(如话机关机)时，第三开关电路6断开。单片机整个充电控制程序如图所示：开始充电时，首先进入电池电压检测程序，电池电压检测程序如下：断开第一开关电路31，导通第二开关电路35，等待足够长的时间使第一电容C1放电完毕，断开第二开关电路35使充电电池4对第一电容C1充电，等待足够长的时间使第一电容C1充电到充电电池4的电压，导通第二开关电路35并开始计时，当比较器34的输出端的信号为IO3＝0时，停止计时并断开第二开关电路35，将所测时间与时间基准值比较算出所测电压，完成电压检测，时间基准值可以放进单片机的高端内存，如无高端内存则可用24C64代用，导通第一开关电路31返回充电程序；在完成电池电压检测程序后，充电控制程序判断充电电路1是否充电中，是则进入第一开关电路控制程序，否则判断电池电压是否小于5.3伏，是则进入第一开关电路控制程序，否则回到电池电压检测程序；第一开关电路控制程序为：当充电电池4的电压小于4.9伏，单片机控制第一开关电路31间隔导通和断开，第一开关电路31的导通时间与第一开关电路31的断开时间的比值为1∶3，当充电电池4的电压大于4.9伏，单片机控制第一开关电路31连续导通；接下来判断充电电池4的电压是否小于5.8伏，是则继续充电，并且全充方式定时器开始计时，否则启动延时停充定时器，并在下述三种情况下单片机控制第一开关电路31断开：①延时停充定时器计时等于1小时，或②全充方式充电时间大于8小时，或③-dV＞0.05伏；此时充电电路1停止充电。

上述实施例中，型号为MC34063的稳压电路芯片可以用具有相同功能的其他芯片来替代，型号为89C51的单片机同样也可以用具有相同功能的其他型号的单片机来替代。

Claims (8)

1、一种话机电源的管理电路，包括与外接交流电源连接的充电电路，所述的充电电路后连接有充电电池，其特征在于所述的外接交流电源通过一开关稳压电路与负载连接，所述的充电电池的正极通过第一二极管与所述的开关稳压电路的输入极相连接。

2、如权利要求1所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的开关稳压电路包括一个型号为MC34063的稳压电路芯片，所述的充电电池的正极通过所述的第一二极管后经第一电阻与所述的稳压电路芯片的Ipk和V-IN脚并接，所述的稳压电路芯片的Drc脚与ISWC脚并接于第一MOS管的栅极，所述的第一MOS管的漏极与所述的稳压电路芯片的Ipk和V-IN脚的并接点连接，所述的第一MOS管的源极通过第一电感和第二电阻与所述的稳压电路芯片的COMP脚连接，所述的第一MOS管的源极同时通过稳压二极管接地。

3、如权利要求1所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的充电电路包括充电电源和充电控制电路，所述的充电控制电路包括一个第一开关电路和与所述的充电电池的正端连接的电池电压检测电路，所述的第一开关电路的控制端与一个单片机的第一信号接口连接。

4、如权利要求3所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的电池电压检测电路包括充放电电路和比较器，所述的充放电电路包括一个第三电阻和第一电容，所述的第一电容一端接地，所述的第一电容的另一端与所述的第三电阻的一端连接，所述的第一电容的另一端同时连接到所述的比较器的正输入端，所述的第三电阻的另一端与第四电阻的一端连接，所述的第四电阻的另一端与所述的充电电池的正端连接，所述的第三电阻同时通过第二开关电路接地，所述的第二开关电路的控制端与所述的单片机的第二信号接口连接，所述的比较器的负输入端连接有比较电压，所述的比较器的输出端通过第十一电阻与所述的单片机的第三信号接口连接。

5、如权利要求3所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的比较器通过一个第三开关电路与负载连接。

6、如权利要求3所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的第一开关电路包括第二MOS管，所述的第二MOS管的源极通过第五电阻和第二二极管与所述的充电电池的正端连接，所述的第二MOS管的漏极与所述的充电电源连接，所述的第二MOS管的漏极通过一个第六电阻与所述的第二MOS管的栅极连接后并接于第一三极管的集电极，所述的第一三极管的发射极接地，所述的第一三极管的基极通过第七电阻与型号为89C51的单片机的第一信号接口连接。

7、如权利要求3所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的第二开关电路为一个第二三极管，所述的第二三极管的集电极与所述的第三电阻连接，所述的第二三极管的发射极接地，所述的第二三极管的基极通过第八电阻与所述的型号为89C51的单片机的第二信号接口连接。

8、如权利要求3所述的一种话机电源的管理电路，其特征在于所述的第三开关电路包括第三三极管，所述的第三三极管的集电极与所述的比较器连接，在所述的第三三极管的集电极与所述的比较器之间通过第二电容接地连接，所述的第三三极管的发射极与所述的充电电池的正端连接，所述的第三三极管的基极通过第九电阻与第四三极管的集电极连接，所述的第四三极管的发射极接地，所述的第四三极管的基极通过第十电阻与负载连接。

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