CN104065115A - 一种电池充电器 - Google Patents

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梁为元
李洋
何小雄
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Abstract

本发明公开了一种电池充电器，属于电池充电器技术领域。包括并联于输出端的电池电压采样回路；所述电池电压采样回路与充电器输出端的正极之间串联二极管以及具有微处理芯片的输出控制开关回路。本电池充电器在充电器充电状态时，检测到电池充满后，输出控制开关回路关闭；在充电器待机或无输入状态时，防反漏电二极管、电池电压采样回路会有效抑制电池的放电电流，不仅能完美的起到电池保护作用，而且能实现电池的零功耗，大大节省了能源的浪费与损耗；此电路装置可广泛用于各种电池充电器和某些专用电源中。

Description

一种电池充电器
技术领域
本发明涉及一种电池充电器，具体是一种在无输入时电池达到零损耗的电池充电器，属于电池充电器技术领域。
背景技术
在电子信息领域，节能环保一直是业内追求的目标，对于经常使用的电源与充电器来讲，由于它可能长时间处于与电池连接的闲置状态下，对电池要求更低的节能、更小的放电电流、更长的使用时间就显得尤为重要，降低损耗，节约能源，是电源行业发展的必然追求。
随着电源行业的日益发展和对产品要求的不断提高，目前在本行业中先后推出了在电源、电池等方面降低能耗的要求，其目标是节能、减少排放、降低温室效应等。如图1所示，现有技术中的电池充电器因需要对电池电压和电流进行采样和信号捕捉，而仅仅在充电器输出端与待充电电池端之间并联电池电压采样电路，这样的电池充电器会使电池产生较大的功耗，浪费能源，无法实现电池充电器在无输入时电池达到零损耗的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种电池充电器，能够在电池充电器无输入时使得电池达到零损耗的目的。
为了实现上述目的，本电池充电器包括并联于输出端的电池电压采样回路；
所述电池电压采样回路与充电器输出端的正极之间串联二极管以及具有微处理芯片的输出控制开关回路。
进一步，所述输出控制开关回路由微处理芯片U1及其外围电路和场效应管Q1以及三极管Q2组成；
所述场效应管Q1的源极与二极管D1的负极连接，场效应管Q1的漏极与充电口B+极连接；
所述微处理芯片U1的第13管脚输入输出端口经电阻R3与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的基极经电阻R4与三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极经电阻R2与场效应管Q1的栅极连接，电阻R1跨接于所述场效应管Q1的源极与栅极之间；
所述微处理芯片U1的第8管脚输入输出端口经电阻R10连接所述电池电压采样回路中三极管Q4的基极，微处理芯片U1的第10管脚数模转换端口经电阻R5连接所述电池电压采样回路中电阻R6和电阻R7的串接点，所述微处理芯片U1的第10管脚通过电容C1接地。
进一步，所述微处理芯片为具有数模转换功能的单片机微处理芯片。
进一步，所述二极管为肖特基二极管。
进一步，所述场效应管为P沟道耗尽型场效应管。
进一步，所述三极管为NPN型三极管。
与现有技术相比，本电池充电器在充电器空载待机或电池处于充满状态时，微处理芯片U1的第13管脚输出低电平，电阻R4连接三极管Q2的基极接地，三极管Q2截止，电阻R1上无电流流过，即电阻R1无电压，场效应管Q1的源极和栅极之间也无电压，此时场效应管Q1截止，无电流从充电器流入电池端，即此时停止充电，不会产生对电池的过充现象，起到对电池的保护作用。
在充电器处于无交流输入状态且有电池接入时，微处理芯片U1不工作，其各管脚无输出，三极管Q2和三极管Q4都处于截止状态，场效应管Q1和场效应管Q3也都处于截止状态，电池只有通过防反漏电二极管D1、三极管Q2、场效应管Q3和三极管Q4的漏电流放电，而这些元件的漏电流量此时均处于nA级，所以放电电流也在nA级，因此此时电池的放电电流在此级别可以忽略不计，即可视为电池处于零损耗状态。
综上所述，本电池充电器在充电器充电状态时，检测到电池充满后，输出控制开关回路关闭；在充电器待机或无输入状态时，防反漏电二极管、电池电压采样回路会有效抑制电池的放电电流，不仅能完美的起到电池保护作用，而且能实现电池的零功耗，大大节省了能源的浪费与损耗；此电路装置可广泛用于各种电池充电器和某些专用电源中。
附图说明
图1是现有技术中电池充电器中部分电路的原理框图；
图2是本发明的电路原理框图；
图3是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图2和图3所示，本电池充电器包括并联于输出端的电池电压采样回路；
所述电池电压采样回路与充电器输出端的正极之间串联二极管以及具有微处理芯片的输出控制开关回路。
进一步，所述输出控制开关回路由微处理芯片U1及其外围电路和场效应管Q1以及三极管Q2组成；
所述场效应管Q1的源极与二极管D1的负极连接，场效应管Q1的漏极与充电口B+极连接；
所述微处理芯片U1的第13管脚输入输出端口经电阻R3与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的基极经电阻R4与三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极经电阻R2与场效应管Q1的栅极连接，电阻R1跨接于所述场效应管Q1的源极与栅极之间；
所述微处理芯片U1的第8管脚输入输出端口经电阻R10连接所述电池电压采样回路中三极管Q4的基极，微处理芯片U1的第10管脚数模转换端口经电阻R5连接所述电池电压采样回路中电阻R6和电阻R7的串接点，所述微处理芯片U1的第10管脚通过电容C1接地。
所述电池电压采样回路中三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R9与场效应管Q3的栅极连接，电阻R8跨接于所述场效应管Q3的源极与栅极之间，所述场效应管Q3的漏极通过电阻R6和电阻R7串联接地。
进一步，所述微处理芯片为具有数模转换功能的单片机微处理芯片。其成本低廉，功能完善，工作运行安全、可靠。
进一步，所述二极管为肖特基二极管。虽然普通的二极管也可以实现防反漏电的功能，但是肖特基二极管较普通二极管具有关断恢复速度快，导通压降小，损耗小等优点，用在本发明的技术方案中可以显著效减小损耗，节约能源。
进一步，所述场效应管为P沟道耗尽型场效应管。其导通压降小，电流大，满足本发明技术方案的实施要求。
进一步，所述三极管为NPN型三极管。微处理芯片中输出的驱动电压最高只有5V，若采用PNP型三极管，其发射极电压高于5V，会不受控制导通，起不到开关作用。因此只有采用NPN型三极管才能适用本发明的技术方案。
如图3所示，在充电器对电池充电过程中，微处理芯片U1的第13管脚输入输出端口输出高电平，通过电阻R3、电阻R4分压后，触发三极管Q2导通，电阻R1、电阻R2接地，电阻R1得到分压，且电阻R1的电压值超过场效应管Q1的源极和栅极之间的导通电压，使得场效应管Q1导通，此时则有电流从充电器通过防反漏电二极管D1、场效应管Q1流入到电池端给电池充电。
在充电器空载待机或电池处于充满状态时，微处理芯片U1的第13管脚输入输出端口输出低电平，电阻R4连接三极管Q2的基极接地，三极管Q2截止，电阻R1上无电流流过，即电阻R1无电压，场效应管Q1的源极和栅极之间也无电压，此时场效应管Q1截止，无电流从充电器流入电池端，即此时停止充电，不会产生对电池的过充现象，起到对电池的保护作用。
充电器在对电池充电过程中以及充电器处于空载待机状态时，微处理芯片U1的第8管脚输入输出端口输出高电平，通过电阻R10触发三极管Q4导通，电阻R8、电阻R9接地，电阻R8得到分压，且电阻R8的电压值超过场效应管Q3的源极和栅极之间的导通电压，使得场效应管Q3导通，电阻R6、电阻R7连接到电池端，电阻R7得到分压，通过电阻R5的限流和电容C1的滤波作用后流入微处理芯片U1的第10管脚数模转换端口，微处理芯片U1的第10管脚具有模数转换功能，可以检测到当前电池电压，通过检测电池电压判断是否有电池接入。
充电器处于无交流输入状态且有电池接入时，微处理芯片U1不工作，其各管脚无输出，三极管Q2和三极管Q4都处于截止状态，场效应管Q1和场效应管Q3也都处于截止状态，电池只有通过防反漏电二极管D1、三极管Q2、场效应管Q3和三极管Q4的漏电流放电，而这些元件的漏电流量此时均处于nA级，所以放电电流也在nA级，因此此时电池的放电电流在此级别可以忽略不计，即可视为电池处于零损耗状态。
本电池充电器在充电器充电状态时，检测到电池充满后，关闭输出控制开关回路；在充电器待机或无输入状态时，防反漏电二极管、电池电压采样回路会有效抑制电池的放电电流，不仅能完美的起到电池保护作用，而且能实现电池的零功耗，大大节省了能源的浪费与损耗；此电路装置可广泛用于各种电池充电器和某些专用电源中。

Claims (6)

1.一种电池充电器，包括并联于输出端的电池电压采样回路；
其特征在于，所述电池电压采样回路与充电器输出端的正极之间串联二极管以及具有微处理芯片的输出控制开关回路。
2.根据权利要求1所述的一种电池充电器，其特征在于，所述输出控制开关回路由微处理芯片U1及其外围电路和场效应管Q1以及三极管Q2组成；
所述场效应管Q1的源极与二极管D1的负极连接，场效应管Q1的漏极与充电口B+极连接；
所述微处理芯片U1的第13管脚输入输出端口经电阻R3与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的基极经电阻R4与三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极经电阻R2与场效应管Q1的栅极连接，电阻R1跨接于所述场效应管Q1的源极与栅极之间；
所述微处理芯片U1的第8管脚输入输出端口经电阻R10连接所述电池电压采样回路中三极管Q4的基极，微处理芯片U1的第10管脚数模转换端口经电阻R5连接所述电池电压采样回路中电阻R6和电阻R7的串接点，所述微处理芯片U1的第10管脚通过电容C1接地。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池充电器，其特征在于，所述微处理芯片为具有数模转换功能的单片机微处理芯片。
4.根据权利要求1或2所述的一种电池充电器，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
5.根据权利要求2所述的一种电池充电器，其特征在于，所述场效应管为P沟道耗尽型场效应管。
6.根据权利要求2所述的一种电池充电器，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。
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