CN101604861B - 电池充电控制电路及充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种电池充电控制电路，包括第一检测模块和第二检测模块，第一检测模块用于对外接电源进行检测，第二检测模块用于当第一检测模块检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是则触发对电池进行充电。本发明实施例还提供了对应的充电器和电池充电控制方法，可以实现不以电池的电能作为充电器充电电路的启动能量源，消除了启动不稳定的潜在风险，很好地保护了电池；可以在充电器待机时避免电泄露，从而保证人身安全；可以避免电池连接于充电器且无外接电源时造成电池上电能的浪费。

Description

电池充电控制电路及充电器
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种电池充电控制电路及充电器。
背景技术
传统的充电器通过电池的电能启动充电电路直接以外接电源对电池进行充电，而待机(无电池接入)时，很有可能由于电泄露造成人身触电危险，另一方面电池连接于充电器且无外接电源时，会造成电池上电能的浪费。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电池充电控制电路及一种充电器，可以实现不以电池的电能作为充电器充电电路的启动能量源，消除了启动不稳定的潜在风险，很好地保护了电池；可以在充电器待机时避免电泄露，从而保证人身安全；可以避免电池连接于充电器且无外接电源时造成电池上电能的浪费。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
一种电池充电控制电路，包括：
第一检测模块，用于对外接电源进行检测；
第二检测模块，用于当所述第一检测模块检测到所述外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对所述电池进行充电，
其中，所述第一检测模块为包括第一二极管、第一三极管的第一光电耦合器，当所述外接电源有输入时，所述第一二极管上有电流流过，从而使所述第一三极管导通，
所述第二检测模块包括：
电池连接正端子、电池连接负端子、分压元件，以及包括第二二极管、第二三极管的第二光电耦合器，所述电池连接正端子依次通过所述第一三极管、分压元件、第二二极管与所述电池连接负端子相连，当所述第一三极管导通，且所述电池连接正端子与所述电池连接负端子之间的所述电池的电压超过所述阈值对应的所述分压元件上的电压时，所述第二二极管上有电流流 过，从而使所述第二三极管导通，所述第二三极管释放用于对所述电池进行充电的启动信号。
一种充电器，包括用于对电池进行充电的充电电路，还包括：
电池充电控制电路，用于当检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发所述充电电路对所述电池进行充电，
所述电池充电控制电路包括：
第一检测模块，用于对外接电源进行检测；
第二检测模块，用于当所述第一检测模块检测到所述外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对所述电池进行充电，
其中，所述第一检测模块为包括第一二极管、第一三极管的第一光电耦合器，当所述外接电源有输入时，所述第一二极管上有电流流过，从而使所述第一三极管导通，
所述第二检测模块包括：
电池连接正端子、电池连接负端子、分压元件，以及包括第二二极管、第二三极管的第二光电耦合器，所述电池连接正端子依次通过所述第一三极管、分压元件、第二二极管与所述电池连接负端子相连，当所述第一三极管导通，且所述电池连接正端子与所述电池连接负端子之间的所述电池的电压超过所述阈值对应的所述分压元件上的电压时，所述第二二极管上有电流流过，从而使所述第二三极管导通，所述第二三极管释放用于对所述电池进行充电的启动信号。
本发明实施例的有益效果是：
通过提供一种电池充电控制电路，包括第一检测模块和第二检测模块，第一检测模块用于对外接电源进行检测，第二检测模块用于当第一检测模块检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是则触发对电池进行充电，可以实现不以电池的电能作为充电器充电电路的启动能量源，消除了启动不稳定的潜在风险，很好地保护了电池；可以在充电器待机时避免电泄露，从而保证人身安全；可以避免电池连接于充电器且无外接电源时造成电池上电能的浪费。
下面结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明的电池充电控制电路的具体实施例示意图；
图2是本发明的充电器的具体实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电池充电控制电路以及对应的充电器和电池充电控制方法，其中电池充电控制电路包括第一检测模块和第二检测模块，第一检测模块用于对外接电源进行检测，第二检测模块用于当第一检测模块检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是则触发对电池进行充电，可以实现不以电池的电能作为充电器充电电路的启动能量源，消除了启动不稳定的潜在风险，很好地保护了电池；可以在充电器待机时避免电泄露，从而保证人身安全；可以避免电池连接于充电器且无外接电源时造成电池上电能的浪费。
图1是本发明的电池充电控制电路的具体实施例示意图，参照该图，该电池充电控制电路主要包括：
第一检测模块，用于对外接电源进行检测，具体地，该第一检测模块为包括第一二极管、第一三极管的第一光电耦合器OC3，当外接电源有输入时，即在OC3的1、2端有电压输入时，第一二极管上有电流流过，从而使第一三极管导通，其中外接电源为交流电源；
第二检测模块，用于当第一检测模块检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对电池进行充电，具体地，第二 检测模块包括电池连接正端子VB+、电池连接负端子VB-、分压元件，分压元件包括第一稳压管D13、第二稳压管D21，以及包括第二二极管、第二三极管的第二光电耦合器OC2，电池连接正端子VB+依次通过第一三极管、分压元件、第二二极管与电池连接负端子VB-相连，当第一三极管导通，且电池连接正端子VB+与电池连接负端子VB-之间的电池电压超过阈值对应的分压元件上的电压时，第一稳压管D13、第二稳压管D21导通，第二二极管上有电流流过，从而使第二三极管导通，第二三极管3、4端释放用于对电池进行充电的启动信号，该启动信号可以最终作用于控制对电池进行充电的控制芯片上；
当然，该电池充电控制电路还可以包括其他元件，如第三三极管D18，其1端与在第一光电耦合器OC3的3端相连、2端与第一稳压管D13的1端相连、3端与电池连接正端子VB+相连，第二二极管的2端依次通过电阻R27、电阻R62、第三二极管ZP与电池连接负端子VB-相连，第二三极管的4端通过第三稳压管D6与第二三极管的3端相连。
作为一种实施方式，上述电池可以是锂电池、镍镉电池、镍氢电池或铅蓄电池。
作为一种实施方式，当上述电池为锂电池时，阈值为14伏。
另外，上述分压元件还可以是连接于所述第一光电耦合器OC3的3端、所述第二光电耦合器OC2的1端之间的另一稳压管。
图2是本发明的充电器的具体实施例示意图，参照该图，该充电器主要包括用于对电池进行充电的充电电路，以及电池充电控制电路，用于当检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发所述充电电路对所述电池进行充电，其中充电电路可具体包括：
用于将所述外接电源变换成初级直流供电电压的交流输入滤波及整流电路，具体地，外接电源输入采用L端与N端，而交流输入滤波及整流电路将来自AC85V～265V/50Hz/60Hz交流电网的传导噪声电压予以削减，同时，也将充电器电能变换工作引起的传导噪声予以削减，经过其中的滤波器件后的外接电源，即输入交流电压经过D1整流桥后，变成纹波直流电压在C4电解电容滤波平滑后上形成初级直流供电电压；
用于将所述初级直流供电电压变换成次级直流供电电流对所述电池进行 充电的电能变换电路，具体地，电能变换电路将初级直流供电电压，变换成与交流电网(外接电源)绝缘隔离的次级直流供电电流给电池充电，其中的开关管Q1以大于某个值(该值可从30KHz～133KHz中取值)的开关频率工作，电流在开关管Q1导通的时间内流过变压器T1的4～6端之间的线圈，并做功产生磁场能量以感应的方式在变压器T1次级的9～7、8端之间的线圈上产生感应脉冲电流，经过整流管D2后输出直流电能量，并在输出电解电容C7、C22上形成储能直流电压(对应次级直流供电电流)，控制电路(如后续的输出稳压控制电路等)会使到输出的储能直流电压大小跟随负载电池电压变动，以保持输出电流恒定在要求的大小点上。电能变换电路在电能变换过程中产生的较小的一部分能量通过整流管D11在电容C13上形成次级稳压供电电路所需要的次级辅助供电电源AUX；
用于进行充电控制的控制芯片U4；
用于将所述电能变换电路的一部分电能供给所述控制芯片的初级辅助稳压电源电路，具体地，在电能变换电路进行电能变换的过程中，同样会有一小部分能量经过整流管D12和电阻R49后在电容C3上形成初级辅助稳压电源给控制芯片U4供电；
用于对所述控制芯片进行调整，以对充电的输出电压进行稳压控制的输出稳压控制电路，具体地，输出稳压控制电路采样电容C7上的输出电压来和稳压调整基准芯片D20上的电压进行比较后，控制光电耦合器OC1的输出阻抗大小，从而调整控制芯片U4的输出驱动脉冲的导通时间大小，使得充电的输出电压得到额定输出电压值为平均值的负反馈调整，从而使得充电的输出电压的最大值在规定的范围内，可设定最大值在42V左右；
用于通过所述输出稳压控制电路对所述控制芯片进行调整，以对充电的输出电流进行恒流控制的输出电流恒流控制电路，具体地，可利用电阻R43、R42、R37采样测流功率电阻R34(0.1R/3W)接地端的负电位值和正电位值在比较器U1-B的5、6端进行信号比较，并由比较器U1-B的7端输出直流控制电压依次经过电阻R2、二极管D7后拉动稳压调整基准芯片D20的RESET信号端电平进行充电的输出电流的负反馈调节，电阻R43、R42、R37构成的采样分压电路中，R37上的分压比决定电流输出恒定值的大小，另一个比较器U1-A的2、3端检测输出电池电压是否超出范围，如果超出则利用 二极管D24/电阻R44改变比较器U1-B的5端基准电压值，实现以基准值调节而使得恒流电流值跳变；
用于对所述电池的电压进行检测以判定是否完成充电并进行对应状态显示的充电完成判定及状态显示驱动电路，具体地，比较器U2-A的3端通过电阻R29、R24、R21采样充电的输出电流或充电的输出电压，如果充电的输出电流小于设定值(电阻R46上的对地电压)，则比较器U2-A的1端输出高阻抗，此时LED灯的绿灯片GREEN被点亮，同时关闭红灯片RED，表示完成充电状态转换，充电结束，如果充电的输出电流大于设定值(电阻R46上的对地电压)，则比较器U2-A的1端输出低阻抗，红灯片RED会点亮，表示大电流充电状态；比较器U2-B的5端上的电阻R13、R51能通过电阻R34两端电压差以采样方式检测到充电器的充电的输出电流是否小于设定值，如果比较器U2-B的5端电压低于设定值(电阻R52上的对地电压)，则比较器U2-B的7端输出高阻抗，反则输出低阻抗，当输出高阻抗时，接地电容C10被上拉电阻R53充电，当其电位高于场效应管Q5的开通电压时，场效应管Q5导通，将开关管Q3的1端电位拉到地电位使开关管Q3的D极与S极不导通，从而关闭充电的输出电流；
不论是在开机后插入电池，还是电池充完电后的再次插入电池，电池都会被预先充电一段时间，这个时间就是接地电容C10上的充电延时时间，在这段延时时间内，电池的充电电流会同样被检测模块检测到，同电池正常充电过程一样，检测的结果会送到比较器U2-B进行比较判断，当比较器U2-B的7端输出高阻抗时，接地电容C10被上拉电阻R53充电延时，当电容C10上的电位高于场效应管Q5的开通电压时，场效应管Q5导通，将开关管Q3的1端电位拉到地电位使开关管Q3的D极与S极不导通，从而关闭充电的输出电流；如果检测的结果是使得比较器U2-B的7端输出低阻抗时，开关管Q3将持续导通，使充电器进入持续充电状态。
用于将所述电能变换电路的另一部分电能供给所述输出电流恒流控制电路和所述充电完成判定及状态显示驱动电路的所述次级稳压供电电路；
而该电池充电控制电路主要包括：
第一检测模块，用于对外接电源进行检测，具体地，该第一检测模块为包括第一二极管、第一三极管的第一光电耦合器OC3，当外接电源有输入时， 即在OC3的1、2端有电压输入时，第一二极管上有电流流过，从而使第一三极管导通，其中外接电源为交流电源；
第二检测模块，用于当第一检测模块检测到外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对电池进行充电，具体地，第二检测模块包括电池连接正端子VB+、电池连接负端子VB-、分压元件，分压元件包括第一稳压管D13、第二稳压管D21，以及包括第二二极管、第二三极管的第二光电耦合器OC2，电池连接正端子VB+依次通过第一三极管、分压元件、第二二极管与电池连接负端子VB-相连，当第一三极管导通，且电池连接正端子VB+与电池连接负端子VB-之间的电池电压超过阈值对应的分压元件上的电压时，第一稳压管D13、第二稳压管D21导通，第二二极管上有电流流过，从而使第二三极管导通，第二三极管3、4端释放用于对电池进行充电的启动信号，该启动信号可以最终作用于控制对电池进行充电的控制芯片上，具体可将开关管Q10的基极电压拉成小于0.15V，从而开关管Q10的C极与E极不导通而释放控制芯片U4的6端电压，令其可以被自由充电上升到合适电平，从而使控制芯片U4开始启动并工作；
当然，该电池充电控制电路还可以包括其他元件，如第三三极管D18，其1端与在第一光电耦合器OC3的3端相连、2端与第一稳压管D13的1端相连、3端与电池连接正端子VB+相连，第二二极管的2端依次通过电阻R27、电阻R62、第三二极管ZP与电池连接负端子VB-相连，第二三极管的4端通过第三稳压管D6与第二三极管的3端相连。
作为一种实施方式，所述电池为锂电池、镍镉电池、镍氢电池或铅蓄电池。
作为一种实施方式，当所述电池为锂电池时，所述阈值为14伏。
相应的，本发明实施例还提供了一种电池充电控制方法，主要包括：
对外接电源进行检测，具体地，可通过上述第一检测模块进行检测，此处不再赘述；
当检测到所述外接电源有输入时，继续检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对所述电池进行充电，具体地，可通过上述第二检测模块进行检测，此处亦不再赘述。
以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电池充电控制电路，其特征在于，包括：
第一检测模块，用于对外接电源进行检测；
第二检测模块，用于当所述第一检测模块检测到所述外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对所述电池进行充电，
其中，所述第一检测模块为包括第一二极管、第一三极管的第一光电耦合器，当所述外接电源有输入时，所述第一二极管上有电流流过，从而使所述第一三极管导通，
所述第二检测模块包括：
电池连接正端子、电池连接负端子、分压元件，以及包括第二二极管、第二三极管的第二光电耦合器，所述电池连接正端子依次通过所述第一三极管、分压元件、第二二极管与所述电池连接负端子相连，当所述第一三极管导通，且所述电池连接正端子与所述电池连接负端子之间的所述电池的电压超过所述阈值对应的所述分压元件上的电压时，所述第二二极管上有电流流过，从而使所述第二三极管导通，所述第二三极管释放用于对所述电池进行充电的启动信号。
2.如权利要求1所述的电池充电控制电路，其特征在于，所述分压元件为串联的第一稳压管、第二稳压管。
3.如权利要求1或2所述的电池充电控制电路，其特征在于，所述电池为锂电池、镍镉电池、镍氢电池或铅蓄电池。
4.如权利要求3所述的电池充电控制电路，其特征在于，当所述电池为锂电池时，所述阈值为14伏。
5.一种充电器，包括用于对电池进行充电的充电电路，其特征在于，还包括：
电池充电控制电路，用于当检测到外接电源有输入时，检测电池的电压 是否超过预设定阈值，若是，触发所述充电电路对所述电池进行充电，
所述电池充电控制电路包括：
第一检测模块，用于对外接电源进行检测；
第二检测模块，用于当所述第一检测模块检测到所述外接电源有输入时，检测电池的电压是否超过预设定阈值，若是，触发对所述电池进行充电，
其中，所述第一检测模块为包括第一二极管、第一三极管的第一光电耦合器，当所述外接电源有输入时，所述第一二极管上有电流流过，从而使所述第一三极管导通，
所述第二检测模块包括：
电池连接正端子、电池连接负端子、分压元件，以及包括第二二极管、第二三极管的第二光电耦合器，所述电池连接正端子依次通过所述第一三极管、分压元件、第二二极管与所述电池连接负端子相连，当所述第一三极管导通，且所述电池连接正端子与所述电池连接负端子之间的所述电池的电压超过所述阈值对应的所述分压元件上的电压时，所述第二二极管上有电流流过，从而使所述第二三极管导通，所述第二三极管释放用于对所述电池进行充电的启动信号。
6.如权利要求5所述的充电器，其特征在于，所述充电电路包括：
用于将所述外接电源变换成初级直流供电电压的交流输入滤波及整流电路；
用于将所述初级直流供电电压变换成次级直流供电电流对所述电池进行充电的电能变换电路；
用于进行充电控制的控制芯片；
用于将所述电能变换电路的一部分电能供给所述控制芯片的初级辅助稳压电源电路；
用于对所述控制芯片进行调整，以对充电的输出电压进行稳压控制的输出稳压控制电路；
用于通过所述输出稳压控制电路对所述控制芯片进行调整，以对充电的输出电流进行恒流控制的输出电流恒流控制电路；
用于对所述电池的电压进行检测以判定是否完成充电并进行对应状态显 示的充电完成判定及状态显示驱动电路；
用于将所述电能变换电路的另一部分电能供给所述输出电流恒流控制电路和所述充电完成判定及状态显示驱动电路的次级稳压供电电路。
7.如权利要求5或6所述的充电器，其特征在于，所述电池为锂电池、镍镉电池、镍氢电池或铅蓄电池。
8.如权利要求7所述的充电器，其特征在于，当所述电池为锂电池时，所述阈值为14伏。 
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