CN104037921A - 充电电路 - Google Patents

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Abstract

一种充电电路，包括比较器、第一至第三电子开关及第一至第四电阻。一充电电压输出端依序通过第一及第二电阻接地，所述第一电阻及第二电阻之间的节点与比较器的同相输入端相连，所述比较器的反相输入端与待充电电池的阳极相连，所述比较器的输出端分别与第一及第三电子开关相连，第一电子开关还与第二电子开关相连，所述第二电子开关通过第三电阻与待充电电池的阳极相连，第三电子开关通过第四电阻与待充电电池的阳极相连，所述待充电电池的阴极接地。上述充电电路可以根据待充电电池电压的不同，采用不同的电流对其充电。

Description

充电电路
技术领域
本发明涉及一种充电电路。
背景技术
当前的待充电电池在被充电时，为节省充电时间，充电电流一直保持大电流状态对待充电电池进行充电，直至待充电电池电量充满。然而，待充电电池充电时一直保持以大电流进行充电会对待充电电池造成一定的损坏，降低待充电电池的寿命。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种充电电路，使得在待充电电池的实际电压较小时，采用大电流对待充电电池进行充电，而在待充电电池的实际电压较大时则采用小电流对待充电电池进行充电，以延长待充电电池的寿命。
一种充电电路，包括一比较器、一第一电子开关、一第二电子开关、一第三电子开关、第一至第四电阻，一充电电压输出端依序通过第一及第二电阻接地，所述第一电阻与第二电阻之间的节点与所述比较器的同相输入端相连，所述比较器的反相输入端连接于待充电电池的阳极，所述比较器的输出端分别与所述第一及第三电子开关的控制端相连，所述第一电子开关的第一端与所述充电电压输出端相连，所述第一电子开关的第二端接地，所述第一电子开关的第一端还与所述第二电子开关的控制端相连，所述第二电子开关的第一端与所述充电电压输出端相连，所述第二电子开关的第二端通过所述第三电阻与所述待充电电池的阳极相连，所述第三电子开关的第一端与所述充电电压输出端相连，所述第三电子开关的第二端通过所述第四电阻与所述待充电电池的阳极相连，所述待充电电池的阴极接地；所述第三电阻的电阻值小于所述第四电阻的电阻值；当所述第一电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第一电子开关的第一端与第二端导通，当所述第一电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第一电子开关的第一端与第二端断开；当所述第二电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第二电子开关的第一端与第二端断开，当所述第二电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第二电子开关的第一端与第二端导通；当所述第三电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第三电子开关的第一端与第二端断开，当所述第三电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第三电子开关的第一端与第二端导通。
上述充电电路可根据待充电电池的电压值与所设定的临界电压值的比较结果实现当待充电电池的实际电压较低时对待充电电池进行大电流快速充电，以节省时间，在待充电电池的实际电压达到一定值时对待充电电池进行小电流充电，避免长时间大电流充电损坏电池。
附图说明
图1是本发明充电电路的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
交直流转换电路 1
桥式整流电路 12
滤波电路 13
稳压电路 14
待充电电池 9
变压器 T1
电阻 R1-R10
二极管 D1、D2、D5-D10
发光二极管 D3、D4
稳压二极管 D11
比较器 U1
电子开关 Q1、Q2、Q3
电容 C1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，本发明充电电路连接于市电和待充电电池9之间，所述充电电路的较佳实施方式包括一交直流转换电路1、一比较器U1、三极管Q1-Q3、电阻R1-R10及发光二极管D3、D4。
所述交直流转换电路1与市电相连，用于将市电转换为直流电压（即充电电压），以为待充电电池9进行充电。所述交直流转换电路1包括一变压器T1、一桥式整流电路12、一滤波电路13及一稳压电路14。所述变压器T1的输入端与市电相连，输出端与桥式整流电路12相连。所述桥式整流电路12包括四个二极管D7、D8、D9以及D10，所述二极管D7的阳极与所述二极管D10的阴极相连，且二极管D7的阳极与二极管D10的阴极之间的节点E为所述桥式整流电路12的正向输入端。所述二极管D7的阴极与所述二极管D8的阴极相连，且二极管D7的阴极与二极管D8的阴极之间的节点F为所述桥式整流电路12的正向输出端。所述二极管D8的阳极与所述二极管D9的阴极相连，且二极管D8的阳极与二极管D9的阴极之间的节点G为所述桥式整流电路12的反向输入端。所述二极管D9的阳极与所述二极管D10的阳极相连，且二极管D9的阳极与二极管D10的阴极之间的节点H为所述桥式整流电路12的反向输出端。所述变压器T1的输出端与所述桥式整流电路12的正向输入端与反向输入端相连，所述桥式整流电路12的反向输出端接地。
所述滤波电路13包括一电容C1，所述电容C1的一端接地，另一端与所述桥式整流电路12的正向输出端相连。所述稳压电路14包括一电阻R10与一稳压二极管D11，所述稳压二极管D11的阳极接地，所述稳压二极管D11的阴极通过所述电阻R10与所述桥式整流电路12的正向输出端相连。所述稳压二极管D11的阴极与所述电阻R10之间的节点A作为所述交直流转换电路1的输出端。
所述交直流转换电路1的输出端还依序通过电阻R1、R2接地，所述电阻R1与R2之间的节点与比较器U1的同相输入端相连，所述比较器U1的电源端VCC与所述交直流转换电路1的输出端相连，所述比较器U1的反相输入端与待充电电池9的阳极相连，所述比较器U1的接地端GND接地，所述比较器U1的输出端通过电阻R7与二极管D5的阳极相连，所述二极管D5的阴极与三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极通过电阻R8与所述交直流转换电路1的输出端相连，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极还直接通过电阻R9连接于三极管Q2的基极。所述三极管Q2的发射极与所述交直流转换电路1的输出端相连，所述三极管Q2的集电极通过电阻R3与所述二极管D1的阳极相连，所述二极管D1的阴极与所述待充电电池9的阳极相连。所述三极管Q2的集电极还通过电阻R5与发光二极管D3的阳极相连，所述发光二极管D3的阴极接地。
所述比较器U1的输出端还直接与二极管D6的阴极相连，所述二极管D6的阳极与三极管Q3的基极相连，所述三极管Q3的发射极与所述交直流转换电路1的输出端相连，所述三极管Q3的集电极通过电阻R4与所述二极管D2的阳极相连，所述二极管D2的阴极与所述待充电电池9的阳极相连。所述三极管Q3的集电极还通过电阻R6与发光二极管D4的阳极相连，所述发光二极管D4的阴极接地，所述待充电电池9的阴极接地。
本实施方式中，所述三极管Q1为NPN三极管，三极管Q2、Q3为PNP三极管。所述发光二极管D3为红色发光二极管，所述发光二极管D4为绿色发光二极管。设定所述电阻R3的阻值小于电阻R4的阻值，即当电阻R3与R4两端的电压相等的条件下通过电阻R3的电流大于通过电阻R4的电流。
下面将对上述充电电路的工作原理进行说明：
市电通过所述交直流转换电路1变压、整流、滤波及稳压后，输出所需的直流电压，该直流电压经电阻R1及R2分压后输出至比较器U1的同相输入端。本实施方式中，通过设定电阻R1及R2的阻值使得比较器U1的同相输入端所接收的电压等于待充电电池9的临界电压Verf。本实施方式中，所述临界电压Verf为一预设值，当待充电电池9的实际电压小于此临界电压Verf时该充电电路即对待充电电池9以大电流进行充电，当待充电电池9的实际电压高于此临界电压Verf时该充电电路即对待充电电池9以小电流进行充电。比较器U1的反相输入端连接于待充电电池9的阳极，即比较器U1反相输入端所接收的电压为待充电电池9的实际电压。
待充电电池9的实际电压小于临界电压Verf时，比较器U1的同相输入端接收的电压大于反相输入端接收的电压，即比较器U1输出高电平信号，所述二极管D6截止进而使得三极管Q3截止。同时二极管D5导通，则三极管Q1的基极接收高电平信号进而导通，三极管Q2的基极则接收低电平信号，进而三极管Q2导通，二极管D1通过电阻R3的分压后导通，进而对待充电电池9进行大电流充电，所述发光二极管D3点亮，发出红光，告知用户现在待充电电池9的电压较低，正在进行大电流快速充电。
当待充电电池9的实际电压高于临界电压Verf时，比较器U1的同相输入端接收的电压小于反相输入端接收的电压，即比较器U1输出低电平信号，所述二极管D5截止，三极管Q1的基极接收低电平信号，三极管Q1截止，进而三极管Q2截止。同时二极管D6导通，三极管Q3的基极接收低电平信号，则三极管Q3导通，所述二极管D2通过电阻R4的分压后导通，进而对待充电电池9进行小电流充电，所述发光二极管D4点亮，发出绿光，告知用户现在待充电电池9的电压较高，正在进行小电流充电，以避免损坏待充电电池9。
从上面的描述可以看出，所述三极管Q1-Q3起到电子开关的作用，其他实施方式中，所述三极管Q1-Q3亦可用其他电子开关来代替，其中，三极管Q1的基极、集电极及发射极分别对应电子开关的控制端、第一端及第二端,三极管Q2及三极管Q3的基极、发射极及集电极分别对应电子开关的控制端、第一端及第二端。另外，其他实施方式中亦可用其他提示元件来替代发光二极管D3及D4来提示用户，甚至可在不考虑电能消耗的情况下省去所述发光二极管。

Claims (15)

1.一种充电电路，包括一比较器、第一至第三电子开关及第一至第四电阻，一充电电压输出端依序通过第一及第二电阻接地，所述第一电阻与第二电阻之间的节点与所述比较器的同相输入端相连，所述比较器的反相输入端连接于待充电电池的阳极，所述比较器的输出端分别与所述第一及第三电子开关的控制端相连，所述第一电子开关的第一端与所述充电电压输出端相连，所述第一电子开关的第二端接地，所述第一电子开关的第一端还与所述第二电子开关的控制端相连，所述第二电子开关的第一端与所述充电电压输出端相连，所述第二电子开关的第二端通过所述第三电阻与所述待充电电池的阳极相连，所述第三电子开关的第一端与所述充电电压输出端相连，所述第三电子开关的第二端通过所述第四电阻与所述待充电电池的阳极相连，所述待充电电池的阴极接地；所述第三电阻的电阻值小于所述第四电阻的电阻值；当所述第一电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第一电子开关的第一端与第二端导通，当所述第一电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第一电子开关的第一端与第二端断开；当所述第二电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第二电子开关的第一端与第二端断开，当所述第二电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第二电子开关的第一端与第二端导通；当所述第三电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第三电子开关的第一端与第二端断开，当所述第三电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第三电子开关的第一端与第二端导通。
2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述充电电路还包括一交直流转换电路，所述交直流转换电路与市电相连，用于将市电转换为充电电压并将充电电压输出至充电电压输出端。
3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于：所述交直流转换电路包括一变压器、一桥式整流电路、一滤波电路及一稳压电路。
4.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述比较器的输出端与第一电子开关的控制端之间连接有一第五电阻及一第一二极管，其中第一二极管的阳极通过第五电阻与比较器的输出端相连，第一二极管的阴极直接与第一电子开关的控制端相连。
5.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第一电子开关的第一端与所述充电电压输出端之间还连接一第六电阻。
6.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第一电子开关的第一端与所述第二电子开关的控制端之间还连接有一第七电阻。
7.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述比较器的输出端与所述第三电子开关的控制端之间还连接一第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三电子开关的控制端相连，所述第二二极管的阴极与所述比较器的输出端相连。
8.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第三电阻与待充电电池的阳极之间还连接一第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第三电阻相连，所述第三二极管的阴极与所述待充电电池的阳极相连。
9.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第四电阻与待充电电池的阳极之间还连接一第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第四电阻相连，所述第四二极管的阴极与所述待充电电池的阳极相连。
10.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第二电子开关的第二端还通过一第八电阻与一第一发光二极管的阳极相连，所述第一发光二极管的阴极接地。
11.如权利要求10所述的充电电路，其特征在于：所述第三电子开关的第二端还通过一第九电阻与一第二发光二极管的阳极相连，所述第二发光二极管的阴极接地。
12.如权利要求11所述的充电电路，其特征在于：所述第一发光二极管为红色发光二极管，所述第二发光二极管为绿色发光二极管。
13.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第一电子开关为一NPN型三极管，所述第一电子开关的控制端、第一端及第二端分别对应三极管的基极、集电极及发射极。
14.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第二电子开关为一PNP型三极管，所述第二电子开关的控制端、第一端及第二端分别对应三极管的基极、发射极及集电极。
15.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第三电子开关为一PNP型三极管，所述第三电子开关的控制端、第一端及第二端分别对应三极管的基极、发射极及集电极。
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