CN103248099A - 一种智能充电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能充电控制电路，包括直流电源单元、直流稳压单元、电压检测控制单元和蓄电装置；电压检测控制单元用于检测蓄电装置的电压，当蓄电装置的电压低于电压下限时，电压检测控制单元发出充电信号，控制直流电源单元向蓄电装置充电，当蓄电装置的电压高于电压上限时，电压检测控制单元发出停充信号，控制直流电源单元停止向蓄电装置充电。该智能充电控制电路解决了现有技术中充电控制电路使电子设备或蓄电池一直处于挂电状态影响电子设备或蓄电池的寿命的技术问题，该智能充电控制电路无过充过放之忧，不会影响蓄电装置的使用寿命。

Description

一种智能充电控制电路

技术领域

本发明涉及一种充电电路，具体是一种智能充电控制电路，属于充电器技术领域。 

背景技术

随着社会的发展，各种便携式设备已经逐步走进了我们的生活：手机，MP3、笔记本，数码相机，便携式DVD以及家用光猫等已经成为了我们日常生活的一部分。伴随着便携式电子产品的发展，其电源问题也越来越受到大家的关注。目前，市场上有一次电池和二次电池，一次电池是使用完电量后就废弃的电池，二次电池是可以反复充电后使用的电池，也叫做蓄电池。随着便携式设备的发展，无论从节约成本来说，还是从环境保护来说，蓄电池更有优势，市场的需求量也越来越大。 

为了确保蓄电池性能良好，延长电池使用寿命，必须对电池进行合理的有效管理和控制。然而，蓄电池易受过充电、深放电以及短路的损害，因此蓄电池的充放电电压必须严格控制，为避免过充电和过放电，充电器必须采取安全保护措施，通过检测电池的充放电状态来提高蓄电池的使用性能和使用寿命。 

专利文献CN201440614U公开了一种充电控制电路，包括升降压转换电路、电压采样电路、电流采样电路以及为控制电路，所提供的充电控制电路能够根据外部直流源的类型自动判断采取何种充电方式对电子设备或蓄电池进行充电，即可以在升压型充电以及降压型充电之间进行自动选择，且采用微控制电路控制升降压转换电路，通过电压采样电路反馈的电压信号检测电子设备或电池的状态，对于充满电而未达到结束充电条件的电池，及时关断充电电流，并以小电流补充充电；对于电压过低的电池，先以小电流进行预充电，待电池的电压上升至正常值时再进行大电流充电。上述充电控制电路使电子 设备或蓄电池一直处于挂电状态，严重影响电子设备或蓄电池的寿命，同时电路复杂、电子元件多，电子元件排布密集，产生的电磁干扰会影响电路的稳定性和可靠性。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的充电控制电路使电子设备或蓄电一直处于挂电状态，严重影响电子设备或蓄电装置寿命的技术问题，从而提供一种提供了一种不影响蓄电装置使用寿命的智能充电控制电路。 

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

（1）本发明提供一种智能充电控制电路，包括直流电源单元、直流稳压单元、电压检测控制单元和蓄电装置；电压检测控制单元用于检测蓄电装置的电压，当蓄电装置的电压低于电压下限时，电压检测控制单元发出充电信号，控制直流电源单元向蓄电装置充电，当蓄电装置的电压高于电压上限时，电压检测控制单元发出停充信号，控制直流电源单元停止向蓄电装置充电。该智能充电控制电路解决了现有技术中充电控制电路使电子设备或蓄电池一直处于挂电状态影响电子设备或蓄电池的寿命的技术问题，该智能充电控制电路无过充过放之忧，不会影响蓄电装置的使用寿命。 

（2）本发明所述的智能充电控制电路，所述电压检测控制单元的核心部分为556定时电路，556定时电路包括两个555定时器，第一个555定时器与外围电子元件构成一个比较器，通过分别检测电阻R8、R9的电压信号并将电阻R8、R9的电压信号传输给比较器，比较器通过比较来判断是否停充电，同时通过更换电阻R8、R9阻值分别调节电压上限和电压下限；第二个555定时器与外围电子元件构成的一个振荡器通过控制变压器T2是否工作从而控制直流电源单元是否给蓄电装置充电。相对于现有技术而言，电路简单、使用较少的电子元器件进行设计，在相同尺寸的电路板中电子元器件的分布空间相对较大，相互之间的干扰较少，从而有效避免了现有技术中充电控制电路电路复杂，稳定性和可靠性不高的问题。 

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中， 

图1是本发明所述智能充电控制电路一个实施例的结构框图； 

图2是图1所述智能充电控制电路的电路连接结构图； 

图3是本发明所述智能充电控制电路另一个实施例的结构框图； 

图4是图3所述智能充电控制电路的电路连接结构图； 

图5是本发明所述智能充电控制电路另一个的结构框图； 

图6是图5本发明所述智能充电控制电路的电路连接结构图； 

附图标记：1-直流电源单元，11-变压单元，2-直流稳压单元，3-电压检测控制单元，4-蓄电装置，5-整流单元。 

具体实施方式

实施例1： 

本实施例提供一种智能充电控制电路，结构框图如图1所示，所述智能充电控制电路包括直流电源单元1、直流稳压单元2、电压检测控制单元3和蓄电装置4，其中，所述直流电源单元1，用于对外输出直流电。 

本实施例中，所述直流电源单元1包括交流电源和整流器，其中，所述整流器用于将交流电整流成直流电，所述整流器包括一个输入端和一个输出端，所述整流器的输入端与所述交流电源的输出端连接，所述整流器的输出端对外输出直流。 

作为其他实施方式，所述直流电源单元1可以为直流电源，例如蓄电池组、电瓶或市电通过适配器转化为直流电。 

所述直流稳压单元2，包括一个输入端和一个输出端，所述直流稳压单元2的输入端与所述直流电源单元1的输出端连接；所述直流稳压单元2用 于保持直流电源单元1输出的所述直流电的电压恒定，并向电压检测控制单元3提供直流电源。 

如图2所示，所述直流稳压单元2包括稳压芯片7809，极性电容C1、C2，电容C3、C4。所述稳压芯片7809的Vin引脚、所述极性电容C1的正极和所述电容C4的一端共同连接在一起，同时作为所述直流稳压单元2的输入端、所述直流电源单元1的输出端、所述电压检测控制单元3的第一输入端；所述电容C4的另一端、所述极性电容C1的负极、所述稳压芯片7809的GND引脚、所述极性电容C2的负极和所述电容C3的一端共同接地，所述电容C3的另一端、所述极性电容C2的正极与所述稳压芯片7809的Vout引脚共同连接在一起，所述稳压芯片7809的Vout引脚为所述直流稳压单元2的输出端与所述电压检测控制单元3的第二输入端连接。 

所述电压检测控制单元3，包括用于接收所述直流电源单元输出的直流电的第一输入端、用于向所述电压检测控制单元提供工作电源的第二输入端和一个输出端，所述电压检测控制单元3的第一输入端与所述直流电源单元1的输出端连接，用于接收所述直流电源单元1输出的所述直流电；所述电压检测控制单元3的第二输入端与所述直流稳压单元2的输出端连接，用于接收所述直流稳压单元2输出的所述直流电作为工作电源，所述电压检测控制单元3的输出端接所述蓄电装置4；所述电压检测控制单元3用于检测蓄电装置4的电压并控制蓄电装置4的充电，当所述蓄电装置4的电压低于电压下限时，所述电压检测控制单元3发出充电信号，将所述直流电源单元1输出的所述直流电变压后向所述蓄电装置4充电，当所述蓄电装置4的电压高于电压上限时，所述电压检测控制单元3发出停充信号，控制所述直流电源单元1停止向所述蓄电装置4充电。本实施例中，所述蓄电装置4为锂电池。 

如图2所示，所述电压检测控制单元3包括NE556芯片，变压器T2，场效应管VD，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9，电容C5、C6、C7，二极管D5。场效应管VD的开通关断控制所述变压器T2的工作，通过检测所述电阻R8、R9的电压来检测锂电池电压是高于低于电压上限和低于电压下限， 若所述蓄电装置4电压低于所述电压下限，恢复充电；若锂电池电压高于所述电压上限，停止充电。 

如图2所示，所述NE556芯片的13引脚经电阻R1与NE556芯片的14引脚、4引脚连接在一起作为所述电压检测控制单元3的第二输入端与所述直流稳压单元2的输出端连接；所述NE556芯片的12引脚经所述电阻R2与所述NE556芯片的13引脚连接，所述NE556芯片的11引脚经所述电容C7接地，所述NE556芯片的10引脚与5引脚连接，所述NE556芯片的8引脚与所述NE556芯片的12引脚连接后共同经过所述电容C5后接地，所述NE556芯片的3引脚经所述电容C6接地，所述NE556芯片的9引脚经所述电阻R3与所述电阻R6的一端连接后共同接场效应管的栅极G，所述电阻R6的另一端接地；所述场效应管的漏极D与所述变压器T2的第二输入端连接，所述变压器T2的第一输入端作为所述电压检测控制单元3的第一输入端与所述直流电源单元1的输出端连接；所述二极管D5的正极与所述变压器T2的第一输出端连接，所述二极管D5的负极、所述电阻R8的一端、所述电阻R9的一端共同连接在一起作为所述电压检测控制单元3的输出端正极与所述蓄电装置4的输入端正极连接；所述电阻R8另一端与所述NE556芯片的6引脚共同接电阻R4的一端，所述电阻R9另一端与所述NE556芯片的2引脚共同接所述电阻R5的一端；所述电阻R4的另一端、所述电阻R5的另一端、所述场效应管的源极S、所述NE556芯片的7引脚、所述变压器T2的第二输出端共同连接在一起，作为所述电压检测控制单元3的输出端负极与所述蓄电装置4的输入端负极连接。 

所述电压检测控制单元3的核心部分由556定时电路组成，所述556定时电路包括两个555定时器，第一个555定时器引脚包括所述NE556芯片的1到6号引脚，所述第一个555定时器与所述分压电阻R8、R9，所述电阻R4、R5构成所述蓄电装置4的电压监测电路，第二个555定时器引脚包括所述NE556芯片的8到13号引脚，所述第二个555定时器与所述电容C5，所述电阻R1、R2构成一个振荡器来控制所述场效应管VD的导通截止状态，将所述直流电源单元1输出的直流电变成方波，再经过所述变压器T2提高方波幅值， 通过二极管D5整流成直流电源给锂电池充电。 

所述比较器工作原理：当所述电阻R9检测到所述锂电池电压低于电压下限时，所述第一个555定时器输出端5引脚为高电平，置所述第二个555定时器复位端10引脚为高电平，所述第二个555定时器正常工作，控制所述变压器T2工作，将所述直流电源单元输出的所述直流电转化成与所述蓄电装置的电压等级相匹配的电压，锂电池正常充电；当所述电阻R8检测到锂电池电压升高到电压上限时，所述第一个555定时器输出为低电平，置所述第二个555定时器复位端10引脚为低电平，所述振荡器停止工作，所述场效应管VD处于截止状态，控制所述变压器T2停止工作，所述锂电池停止充电。 

所述振荡器工作原理：当所述第二个555定时器复位端10引脚为高电平时，所述振荡器正常工作电路接通，所述电容C5充电，当所述电容C5电压Vc达到2/3Vcc时，Vcc为所述556芯片工作电压，所述第二个555定时器输出端5引脚为低电平，所述场效应管栅源极电压Vgs为0，其漏极电流Id很小，漏源极截止，同时所述第二个555定时器内部三极管T导通，所述电容C5通过所述电阻R2和所述三极管T放电，Vc下降，当Vc下降到1/3Vcc时，所述第二个555定时器输出端5引脚翻转为高电平，放电结束，所述三极管T截止，所述场效应管Vgs增大，Id电流增大，漏源极导通，通过调整所述电容C5和所述电阻R1、R2的值便可以形成固定频率的振荡器，频率计算如下公式： 

$f=\frac{1.43}{(R_1+2R_2)C}$

作为其他实施方式，所述蓄电装置4可以为镍镉电池、钠硫电池、铅酸电池、镍锌电池等。 

本发明提供一种智能充电控制电路，包括直流电源单元1、直流稳压单元2、电压检测控制单元3和蓄电装置4，电压检测控制单元3用于检测蓄电装置4的电压，当所述蓄电装置4的电压低于电压下限时，电压检测控制单元3发出充电信号，控制所述直流电源单元1向所述蓄电装置4充电，当所述蓄电装置4的电压高于电压上限时，电压检测控制单元3发出停充信 号，控制所述直流电源单元1停止向所述蓄电装置4充电。该智能充电控制电路解决了充电控制电路使电子设备或蓄电池一直处于挂电状态影响电子设备或蓄电池的寿命的技术问题，该智能充电控制电路无过充过放之忧，不会影响蓄电装置4的使用寿命。 

所述电压检测控制单元3的核心部分包括556定时电路，所述556定时电路包括两个555定时器，所述第一个555定时器与外围电子元件构成一个比较器，所述电阻R8、R9分别将检测到的信号传输给所述比较器，所述比较器通过比较来判断是否停充电，同时通过更换所述电阻R8、R9阻值分别调节电压上限和电压下限电压；所述第二个555定时器与外围电子元件构成的一个振荡器通过控制变压器是否工作从而控制是否给蓄电装置4充电。 

上述智能充电控制电路相对于现有技术而言，电路简单、使用较少的电子元器件进行设计，在相同尺寸的电路板中电子元器件的分布空间相对较大，相互之间的干扰较少，从而有效避免了现有技术中充电控制电路电路复杂，稳定性和可靠性不高的问题。 

实施例2： 

在上述实施例1的基础上，所述一种智能充电控制电路还包括整流单元5，如图3所示，所述直流电源单元1包括交流电源和整流器，其中，所述整流器用于将交流电整流成直流电，所述整流器包括一个输入端和一个输出端，所述整流器的输入端与所述交流电源的输出端连接，所述整流器的输出端对外输出直流。 

参见图4所示，所述整流单元5包括二极管D1、D2、D3、D4，所述二极管D1、D2、D3、D4构成全桥整流电路，所述整流单元5包括第一输入端、第二输入端、正极输出端和负极输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2负极的连接端作为所述整流单元5的第一输入端接所述直流电源单元1的输出端负极，所述二极管D3的正极与所述二极管D4负极的连接端作为所述整流单元5的第二输入端接所述直流电源单元1的输出端正极，所述二极管D1的负极与所述二极管D3负极的连接端作为所述整流单元5的输出端接所 述直流稳压单元2的输入端、所述电压检测控制单元3的第一输入端，所述二极管D2的正极与所述二极管D4正极的连接端作为所述整流单元5的负极输出端接地。所述整流单元5在进行二次整流的同时还可以判断输入电的正负极。 

本实施例中，对所述整流器输出的直流进行二次整流，判断所述整流器输出的直流的正负极。 

实施例3： 

在上述实施例1、2的基础上，所述直流电源单元1还包括变压单元11，其结构框图如图5所示，电能输入为交流市电，所述变压单元11用于将市电电压变换为与蓄电装置4电压等级相匹配的电压，所述变压单元11包括一个输入端和一个输出端，所述变压单元11的输入端与所述市电接线端连接，所述变压单元11的输出端输出变压后的交流电。 

如图6所示，所述变压单元11为变压器T1，所述变压器T1的高压侧接市电，所述变压器T1的低压侧接整流单元5的输入端。 

本实施例所提供的智能充电控制电路是将市电交流电通过变压单元11变压为与蓄电装置4电压等级相匹配的电压后，通过整流单元5将交流电整流为直流电，所述直流电分两路，一路通过直流稳压单元2稳压滤波后直接给所述电压检测控制单元3供电，另一路与变压器T2连接，用于给蓄电装置4充电。 

作为其他实施方式，所述变压器T1的高压侧接市电，所述变压器T1的低压侧接整流器，所述整流器的输出端可以接直流稳压单元2，也可以接所述整流单元5。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (9)

1.一种智能充电控制电路，其特征在于：包括直流电源单元、直流稳压单元、电压检测控制单元和蓄电装置，其中

直流电源单元，用于对外输出直流电；

直流稳压单元，包括一个输入端和一个输出端，所述直流稳压单元的输入端与所述直流电源单元的输出端连接，所述直流稳压单元用于保持直流电源单元输出的所述直流电的电压恒定，并向电压检测控制单元提供直流电源；

电压检测控制单元，包括用于接收所述直流电源单元输出的直流电的第一输入端、用于向所述电压检测控制单元提供工作电源的第二输入端和一个输出端，所述电压检测控制单元的第一输入端与所述直流电源单元的输出端连接，用于接收所述直流电源单元输出的所述直流电；所述电压检测控制单元的第二输入端与所述直流稳压单元的输出端连接，用于接收所述直流稳压单元输出的所述直流电作为工作电源，所述电压检测控制单元的输出端接所述蓄电装置；所述电压检测控制单元用于检测蓄电装置的电压并控制蓄电装置的充电，当所述蓄电装置的电压低于电压下限时，所述电压检测控制单元发出充电信号，将所述直流电源单元输出的所述直流电变压后向所述蓄电装置充电，当所述蓄电装置的电压高于电压上限时，所述电压检测控制单元发出停充信号，控制所述直流电源单元停止向所述蓄电装置充电；

蓄电装置，用于储存所述直流电源单元提供的直流电。

2.根据权利要求1所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述智能充电控制电路还包括整流单元，所述整流单元包括一个输入端和一个输出端，所述整流单元的输入端与所述直流电源单元的输出端连接，所述整流单元的输出端同时与所述直流稳压单元的输入端、所述电压检测控制单元的第一输入端连接，所述整流单元用于对直流电源单元输出的所述直流电进行二次整流后输出给所述直流稳压单元，并判断所述直流电源单元输出直流电的正负极。

3.根据权利要求1或2所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述直流电源单元包括交流电源和整流器，其中，所述整流器用于将交流电整流成直流电，所述整流器包括一个输入端和一个输出端，所述整流器的输入端与所述交流电源的输出端连接，所述整流器的输出端对外输出直流。

4.根据权利要求2或3所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述直流电源单元还包括变压单元，用于将市电电压变换为与蓄电装置电压等级相匹配的电压，所述变压单元包括一个输入端和一个输出端，所述变压单元的输入端与所述市电连接，所述变压单元的输出端输出变压后的交流电。

5.根据权利要求1-4任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述直流稳压单元包括稳压芯片7809，极性电容C1、C2，电容C3、C4；

所述稳压芯片7809的Vin引脚、所述极性电容C1的正极和所述电容C4的一端共同连接在一起，同时作为所述直流稳压单元的输入端、所述直流电源单元的输出端、所述电压检测控制单元的第一输入端；所述电容C4的另一端、所述极性电容C1的负极、所述稳压芯片7809的GND引脚、所述极性电容C2的负极和所述电容C3的一端共同接地，所述电容C3的另一端、所述极性电容C2的正极与所述稳压芯片7809的Vout引脚共同连接在一起，所述稳压芯片7809的Vout引脚为所述直流稳压单元的输出端与所述电压检测控制单元的第二输入端连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述电压检测控制单元包括NE556芯片，变压器T2，场效应管VD，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9，电容C5、C6、C7，二极管D5；

所述NE556芯片的13引脚经电阻R1与NE556芯片的14引脚、4引脚连接在一起作为所述电压检测控制单元的第二输入端与所述直流稳压单元的输出端连接；所述NE556芯片的12引脚经所述电阻R2与所述NE556芯片的13引脚连接，所述NE556芯片的11引脚经所述电容C7接地，所述NE556芯片的10引脚与5引脚连接，所述NE556芯片的8引脚与所述NE556芯片的12引脚连接后共同经过所述电容C5后接地，所述NE556芯片的3引脚经所述电容C6接地，所述NE556芯片的9引脚经所述电阻R3与所述电阻R6的一端连接后共同接所述场效应管的栅极G，所述电阻R6的另一端接地；所述场效应管的漏极D与所述变压器T2的第二输入端连接，所述变压器T2的第一输入端作为所述电压检测控制单元的第一输入端与所述直流电源单元的输出端连接；所述二极管D5的正极与所述变压器T2的第一输出端连接，所述二极管D5的负极、所述电阻R8的一端、所述电阻R9的一端共同连接在一起作为所述电压检测控制单元的输出端正极与所述蓄电装置的输入端正极连接；所述电阻R8另一端与所述NE556芯片的6引脚共同接电阻R4的一端，所述电阻R9另一端与所述NE556芯片的2引脚共同接所述电阻R5的一端；所述电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、所述场效应管的源极S、所述NE556芯片的7引脚、变压器T2的第二输出端共同连接在一起，作为所述电压检测控制单元的输出端负极与所述蓄电装置的输入端负极连接。

7.根据权利要求2-6任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述整流单元包括二极管D1、D2、D3、D4，所述二极管D1、D2、D3、D4构成全桥整流电路，所述整流单元包括第一输入端、第二输入端、正极输出端和负极输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2负极的连接端作为所述整流单元的第一输入端接所述直流电源单元的输出端负极，所述二极管D3的正极与所述二极管D4负极的连接端作为所述整流单元的第二输入端接所述直流电源单元的输出端正极，所述二极管D1的负极与所述二极管D3负极的连接端作为所述整流单元的输出端接所述直流稳压单元的输入端、所述电压检测控制单元的第一输入端，所述二极管D2的正极与所述二极管D4正极的连接端作为所述整流单元的负极输出端接地。

8.根据权利要求4-7任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述变压单元包括变压器T1，所述变压器T1的高压侧接市电，所述变压器T1的低压侧接所述整流单元的输入端。

9.根据权利要求1-8任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述蓄电装置为锂电池。

Images