CN104577994A - 一种可充电灯具及其充电过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于照明技术领域，提供了一种可充电灯具及其充电过压保护电路。其中，充电过压保护电路设置在可充电灯具内、且连接在DC电源插头和充电电池之间，通过设定充电电池的保护电压值，并实时检测经由DC电源插头输入的充电电压是否超过该保护电压值而实现对充电电池的过压保护。若经由DC电源插头输入的充电电压低于该保护电压值，则外部充电器可对充电电池进行正常充电，若经由DC电源插头输入的充电电压超过该保护电压值，则外部充电器停止对充电电池进行充电，这样，即便出现充电器混用的情形，也可有效避免过压对充电电池的损害，避免充电电池由于过压而失效甚至发生燃烧爆炸的事故。
Description
技术领域
本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种可充电灯具及其充电过压保护电路。
背景技术
当前，便携式可充电灯具（如：可充电手电筒、可充电灭蚊灯等）的应用越来越广泛。可充电灯具在使用过程中，需利用充电器完成对内部充电电池的充电。一般地，充电器对充电电池采用三段式充电：第一阶段为恒流充电阶段，在此阶段，充电器的充电电流保持恒定，充入电量快速增加，充电电池电压上升；第二阶段为恒压充电阶段，当充电电压达到充电电池保护电压时，进入此阶段，在此阶段，充电器的充电电压保持恒定，充入电量继续增加，充电电池的电压缓慢上升，充电电流下降；第三阶段为浮充充电阶段，当充电电池充满后，充电电流下降到低于浮充转换电流，充电器充电电压降低到浮充电压，在此阶段，充电器充电电压保持为浮充电压。
现有技术中，可充电灯具的充电接口一般为DC电源插头，在实际使用中，有可能出现充电器混用的情况。由于可充电灯具内部的充电电池容量和电压等级不同，需要配备的充电器的电压等级也不同，如果充电器的电压过高，在三段式充电的第一阶段一般不会出现问题，但在进入第二阶段后，若充电器的电压继续升高而超过了充电电池本身的电压等级，则会使得充电器和充电电池之间的电路发生故障，导致充电电池由于过压而失效，甚至可导致充电电池燃烧爆炸等恶性事故。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种可充电灯具的充电过压保护电路，旨在解决现有的可充电灯具由于内部充电电池容量和电压等级不同，若出现充电器混用，有可能使得充电器和充电电池之间的电路发生故障，导致充电电池由于过压而失效甚至发生燃烧爆炸的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种可充电灯具的充电过压保护电路，所述充电过压保护电路设置在可充电灯具内、且连接在所述可充电灯具的DC电源插头和所述可充电灯具的充电电池之间，所述充电过压保护电路包括：
二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管D2、比较器电路、以及开关管；
所述比较器电路的同相输入端通过所述电阻R3接地并通过所述电阻R2连接所述二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接所述DC电源插头的正引脚，所述DC电源插头的负引脚接地，所述比较器电路的反相输入端连接所述稳压管D2的阴极并通过所述电阻R1连接所述二极管D1的阴极，所述稳压管D2的阳极接地，所述比较器电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述比较器电路的输出端通过所述电阻R4连接所述开关管的输入端，所述开关管的输入端连接所述充电电池的正极，所述充电电池的负极接地，且所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为正时，所述开关管导通，所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为负时，所述开关管截止。
本发明实施例的另一目的在于提供一种可充电灯具，包括DC电源插头、充电电池，所述可充电灯具还包括可充电灯具的充电过压保护电路，所述充电过压保护电路设置在所述可充电灯具内、且连接在所述DC电源插头和所述充电电池之间，所述充电过压保护电路包括：
二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管D2、比较器电路、以及开关管；
所述比较器电路的同相输入端通过所述电阻R3接地并通过所述电阻R2连接所述二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接所述DC电源插头的正引脚，所述DC电源插头的负引脚接地，所述比较器电路的反相输入端连接所述稳压管D2的阴极并通过所述电阻R1连接所述二极管D1的阴极，所述稳压管D2的阳极接地，所述比较器电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述比较器电路的输出端通过所述电阻R4连接所述开关管的输入端，所述开关管的输入端连接所述充电电池的正极，所述充电电池的负极接地，且所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为正时，所述开关管导通，所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为负时，所述开关管截止。
本发明实施例提出的可充电灯具及其充电过压保护电路中，充电过压保护电路设置在可充电灯具内、且连接在DC电源插头和充电电池之间，通过设定充电电池的保护电压值，并实时检测经由DC电源插头输入的充电电压是否超过该保护电压值而实现对充电电池的过压保护。若经由DC电源插头输入的充电电压低于该保护电压值，则外部充电器可对充电电池进行正常充电，若经由DC电源插头输入的充电电压超过该保护电压值，则外部充电器停止对充电电池进行充电，这样，即便出现充电器混用的情形，也可有效避免过压对充电电池的损害，避免充电电池由于过压而失效甚至发生燃烧爆炸的事故。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理图；
图2是本发明第二实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理图；
图3是本发明第三实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理图；
图4是本发明第四实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种可充电灯具及其充电过压保护电路。充电过压保护电路设置在可充电灯具内、且连接在DC电源插头和充电电池之间，通过设定充电电池的保护电压值，并实时检测经由DC电源插头输入的充电电压是否超过该保护电压值而实现对充电电池的过压保护。
图1示出了本发明第一实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理，为了便于说明，仅示出了与本发明第一实施例相关的部分。
详细而言，该可充电灯具的充电过压保护电路包括：二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管D2、比较器电路11、以及开关管12。
比较器电路11的同相输入端通过电阻R3接地并通过电阻R2连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接可充电灯具上DC电源插头的正引脚，DC电源插头的负引脚接地；比较器电路11的反相输入端连接稳压管D2的阴极并通过电阻R1连接二极管D1的阴极，稳压管D2的阳极接地；比较器电路11的输出端连接开关管12的控制端，比较器电路11的输出端通过电阻R4连接开关管12的输入端，开关管12的输入端连接可充电灯具内充电电池BT的正极，充电电池BT的负极接地，且开关管12的输入端的电压与开关管12的控制端的电压之差为正时，开关管12导通，开关管12的输入端的电压与开关管12的控制端的电压之差为负时，开关管12截止。
该可充电灯具的充电过压保护电路的工作原理是：由于输入比较器电路11的同相输入端的电压是电阻R2和电阻R3分压后的电压，而输入比较器电路11的反相输入端的电压由稳压管D2固定，因此，首先需设置电阻R2和电阻R3的阻值大小，用以设定充电电池的保护电压值V。若假设稳压管D2的稳压值为VD2，电阻R2的阻值为R2，电阻R3的阻值为R3，则有：V=VD2×（R2+R3）/R3。此后，在充电过程中，若经由二极管D1输入的充电电压Vin小于保护电压值V，则比较器电路11向开关管12输出低电平，开关管12导通，充电器可向充电电池正常充电；若经由二极管D1输入的充电电压Vin大于保护电压值V，则比较器电路11向开关管12输出高电平，开关管12截止，充电器停止向充电电池充电，起到了对充电电池的过压保护作用。这样，即便出现充电器混用的情形，也可有效避免过压对充电电池的损害，避免充电电池由于过压而失效甚至发生燃烧爆炸的事故。
图2示出了本发明第二实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理，为了便于说明，仅示出了与本发明第二实施例相关的部分。
与第一实施例不同，第二实施例对该可充电灯具的充电过压保护电路中的比较器电路11进行了细化。
为保证比较器电路11稳定工作，本发明第二实施例中，比较器电路11为滞回比较器，以使得其输出电平不会出现抖动现象。具体而言，较器电路11可包括：比较器U1，电阻R5。比较器U1的同相输入端+作为比较器电路11的同相输入端，比较器电路11的反相输入端-作为比较器电路11的反相输入端，比较器U1的输出端作为比较器电路11的输出端；电阻R5连接在比较器U1的同相输入端+和比较器U1的输出端之间。
图3示出了本发明第三实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理，为了便于说明，仅示出了与本发明第三实施例相关的部分。
与第一实施例和第二实施例不同，第三实施例对该可充电灯具的充电过压保护电路中的开关管12进行了细化。
详细而言，开关管12包括P型的MOSFET管Q1，MOSFET管Q1的源极作为开关管12的输入端，MOSFET管Q1的漏极作为开关管12的输出端，MOSFET管Q1的栅极作为开关管12的控制端。
图4是本发明第四实施例提供的可充电灯具的充电过压保护电路的电路原理图。
与第一实施例和第二实施例不同，第三实施例对该可充电灯具的充电过压保护电路中的开关管12进行了细化。
详细而言，开关管12包括PNP型的三极管Q2，三极管Q2的发射极作为开关管12的输入端，三极管Q2的集电极作为开关管12的输出端，三极管Q2的基极作为开关管12的控制端。
另外，本发明第五实施例还提供了一种可充电灯具，包括DC电源插头、充电电池、以及如上实施例一至实施例四中任一实施例所述的可充电灯具的充电过压保护电路，在此不赘述。
综上所述，本发明提出的可充电灯具及其充电过压保护电路中，充电过压保护电路设置在可充电灯具内、且连接在DC电源插头和充电电池之间，通过设定充电电池的保护电压值，并实时检测经由DC电源插头输入的充电电压是否超过该保护电压值而实现对充电电池的过压保护。若经由DC电源插头输入的充电电压低于该保护电压值，则外部充电器可对充电电池进行正常充电，若经由DC电源插头输入的充电电压超过该保护电压值，则外部充电器停止对充电电池进行充电，这样，即便出现充电器混用的情形，也可有效避免过压对充电电池的损害，避免充电电池由于过压而失效甚至发生燃烧爆炸的事故。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可充电灯具的充电过压保护电路，其特征在于，所述充电过压保护电路设置在可充电灯具内、且连接在所述可充电灯具的DC电源插头和所述可充电灯具的充电电池之间，所述充电过压保护电路包括：
二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管D2、比较器电路、以及开关管；
所述比较器电路的同相输入端通过所述电阻R3接地并通过所述电阻R2连接所述二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接所述DC电源插头的正引脚，所述DC电源插头的负引脚接地，所述比较器电路的反相输入端连接所述稳压管D2的阴极并通过所述电阻R1连接所述二极管D1的阴极，所述稳压管D2的阳极接地，所述比较器电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述比较器电路的输出端通过所述电阻R4连接所述开关管的输入端，所述开关管的输入端连接所述充电电池的正极，所述充电电池的负极接地，且所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为正时，所述开关管导通，所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为负时，所述开关管截止。
2.如权利要求1所述的可充电灯具的充电过压保护电路，其特征在于，所述比较器电路为滞回比较器。
3.如权利要求2所述的可充电灯具的充电过压保护电路，其特征在于，所述比较器电路包括：比较器U1和电阻R5；
所述比较器U1的同相输入端作为所述比较器电路的同相输入端，所述比较器电路的反相输入端作为所述比较器电路的反相输入端，所述比较器U1的输出端作为所述比较器电路的输出端，所述电阻R5连接在所述比较器U1的同相输入端和所述比较器U1的输出端之间。
4.如权利要求1所述的可充电灯具的充电过压保护电路，其特征在于，所述开关管包括P型的MOSFET管Q1，所述MOSFET管Q1的源极作为所述开关管的输入端，所述MOSFET管Q1的漏极作为所述开关管的输出端，所述MOSFET管Q1的栅极作为所述开关管的控制端。
5.如权利要求1所述的可充电灯具的充电过压保护电路，其特征在于，所述开关管包括PNP型的三极管Q2，所述三极管Q2的发射极作为所述开关管的输入端，所述三极管Q2的集电极作为所述开关管的输出端，所述三极管Q2的基极作为所述开关管的控制端。
6.一种可充电灯具，包括DC电源插头、充电电池，其特征在于，所述可充电灯具还包括可充电灯具的充电过压保护电路，所述充电过压保护电路设置在所述可充电灯具内、且连接在所述DC电源插头和所述充电电池之间，所述充电过压保护电路包括：
二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压管D2、比较器电路、以及开关管；
所述比较器电路的同相输入端通过所述电阻R3接地并通过所述电阻R2连接所述二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接所述DC电源插头的正引脚，所述DC电源插头的负引脚接地，所述比较器电路的反相输入端连接所述稳压管D2的阴极并通过所述电阻R1连接所述二极管D1的阴极，所述稳压管D2的阳极接地，所述比较器电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述比较器电路的输出端通过所述电阻R4连接所述开关管的输入端，所述开关管的输入端连接所述充电电池的正极，所述充电电池的负极接地，且所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为正时，所述开关管导通，所述开关管的输入端的电压与所述开关管的控制端的电压之差为负时，所述开关管截止。
7.如权利要求6所述的可充电灯具，其特征在于，所述比较器电路为滞回比较器。
8.如权利要求7所述的可充电灯具，其特征在于，所述比较器电路包括：比较器U1和电阻R5；
所述比较器U1的同相输入端作为所述比较器电路的同相输入端，所述比较器电路的反相输入端作为所述比较器电路的反相输入端，所述比较器U1的输出端作为所述比较器电路的输出端，所述电阻R5连接在所述比较器U1的同相输入端和所述比较器U1的输出端之间。
9.如权利要求6所述的可充电灯具，其特征在于，所述开关管包括P型的MOSFET管Q1，所述MOSFET管Q1的源极作为所述开关管的输入端，所述MOSFET管Q1的漏极作为所述开关管的输出端，所述MOSFET管Q1的栅极作为所述开关管的控制端。
10.如权利要求6所述的可充电灯具，其特征在于，所述开关管包括PNP型的三极管Q2，所述三极管Q2的发射极作为所述开关管的输入端，所述三极管Q2的集电极作为所述开关管的输出端，所述三极管Q2的基极作为所述开关管的控制端。
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