CN104810872A - 一种电池充电电路及电池充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于充电技术领域,特别涉及一种电池充电电路及电池充电方法。本发明所提供的电池充电电路与电池组连接,具体包括电源变换模块、控制模块及隔离模块,控制模块分别连接电源变换模块与电池组,隔离模块分别连接电源变换模块与电池组。该电路结合电池充电方法,由控制模块检测电池组的虚拟电压,并根据虚拟电压与模式切换值的关系,控制电源变换模块输出恒定电流或恒定电压至电池组。由于增设了隔离模块,该电路可以在不断开电池组的周边连接的情况下,通过检测虚拟电压判断电池组的剩余电量,具有更高的检测精度,进一步的,其在恒流充电阶段切换为恒流充电阶段的时机也更为准确,可大大加速充电过程,节约充电时间。

Description

一种电池充电电路及电池充电方法
技术领域
[0001 ] 本发明属于充电技术领域,特别涉及一种电池充电电路及电池充电方法。
背景技术
[0002] 锂电池是目前应用最广泛的可充电电池。在传统锂电池的充电电路中,以充电保护芯片为核心,用于控制充电电流、充电电压和判断充电是否结束。并且,为了防止锂电池过充电引起的安全问题,并尽可能延长锂电池的使用寿命,一般采用先恒流充电,再恒压充电的方法。
[0003] 然而,在传统锂电池的充电过程中,其恒压充电阶段的充电时间长,充电效率低。其原因在于,锂电池的剩余电量实际上是直接对应于虚拟电压,而在许多蓄电装置中,如移动电源,用户不可能断开锂电池的周边连接,从而使充电保护芯片可以检测锂电池的虚拟电压。因此,充电保护芯片一般通过检测锂电池的充电电压判断其剩余电量。可见,采用锂电池的充电电压来计算其剩余电量是不准确的。进而,根据计算所得的剩余电量判断是否将恒流充电切换为恒压充电也是不准确的。
[0004] 综上所述,现有的锂电池充电电路存在对锂电池的剩余电量的判断不准确的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种电池充电电路,旨在解决现有的锂电池充电电路存在对锂电池的剩余电量的判断不准确的问题。
[0006] 本发明是这样实现的,一种电池充电电路,与电池组连接,所述控制模块的控制端连接所述电源变换模块的受控端,所述控制模块的检测端连接所述电池组的受测端,所述电源变换模块接入外部电流
[0007] 所述电池充电电路还包括隔离模块,所述隔离模块的输入端和输出端分别连接所述电源变换模块的输出端和所述电池组的电源端,所述隔离模块用于在所述电源变换模块停止输出电流时隔离所述电池组与所述电源变换模块;
[0008] 所述控制模块根据所述电池组的充电电流判断所述电池组是否完成充电;
[0009] 在所述电池组未完成充电时,所述控制模块检测所述电池组的虚拟电压;
[0010] 若所述虚拟电压小于或等于模式切换值,所述控制模块输出恒流充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒流充电信号输出恒定电流至所述电池组;
[0011] 若所述虚拟电压大于模式切换值,所述控制模块输出恒压充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒压充电信号输出恒定电压至所述电池组;
[0012] 在所述电池组完成充电时,所述控制模块输出停止充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述停止充电信号停止输出电流。
[0013] 本发明的另一目的还在于提供一种基于上述的电池充电电路的电池充电方法,用于为电池组进行充电;
[0014] 所述电池充电方法包括以下步骤:
[0015] A、所述控制模块根据所述电池组的充电电流判断所述电池组是否完成充电,若是则执行步骤G,若否则执行步骤B ;
[0016] B、所述控制模块检测所述电池组的虚拟电压;
[0017] C、所述控制模块判断所述电池组的虚拟电压是否大于模式切换值,若否则执行步骤D,若是则执行步骤E ;
[0018] D、所述控制模块输出恒流充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒流充电信号输出恒定电流至所述电池组,执行步骤C ;
[0019] E、所述控制模块输出恒压充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒压充电信号输出恒定电压至所述电池组;
[0020] F、所述控制模块根据所述电池组的充电电流判断所述电池组是否完成充电,若是则执行步骤G,若否则执行步骤E ;
[0021] G、所述控制模块输出停止充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述停止充电信号停止输出电流。
[0022] 本发明所提供的电池充电电路与电池组连接,具体包括电源变换模块、控制模块及隔离模块,控制模块分别连接电源变换模块与电池组,隔离模块分别连接电源变换模块与电池组。该电路结合电池充电方法,由控制模块根据电池组的充电电流判断电池组是否完成充电。在电池组未完成充电时,控制模块检测电池组的虚拟电压,并根据虚拟电压与模式切换值的关系,输出恒流充电信号或恒流充电信号至电源变换模块,使电源变换模块输出恒定电流或恒定电压至电池组。在电池组完成充电时,控制模块输出停止充电信号至电源变换模块,电源变换模块根据停止充电信号停止输出电流。由于增设了隔离模块,该电路可以在不断开电池组的周边连接的情况下,通过检测虚拟电压判断电池组的剩余电量,具有更高的检测精度,进一步的,其在恒流充电阶段切换为恒流充电阶段的时机也更为准确,可大大加速充电过程,节约充电时间。
附图说明
[0023] 图1是本发明所提供的电池充电电路的一实施例的模块结构图;
[0024] 图2是本发明所提供的电池充电电路的一实施例的模块结构图;
[0025] 图3是本发明所提供的电池充电电路的一实施例的电源变换模块的示例电路结构;
[0026] 图4是本发明所提供的电池充电电路的一实施例的控制模块的示例电路结构;
[0027] 图5是本发明所提供的电池充电电路的一实施例的电源保护模块的示例电路结构;
[0028] 图6是本发明所提供的电池充电电路的一实施例的稳压模块的示例电路结构;
[0029] 图7是本发明所提供的电池充电电路的另一实施例的模块结构图;
[0030] 图8是本发明所提供的电池充电方法的一实施例的流程结构图;
[0031] 图9是本发明所提供的电池充电方法的一实施例的具体流程结构;
[0032] 图10是本发明所提供的电池充电方法的一实施例的具体流程结构;
[0033] 图11是本发明所提供的电池充电方法的一实施例的具体流程结构;
[0034] 图12是本发明所提供的电池充电方法的一实施例的具体流程结构。
具体实施方式
[0035] 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。
[0036] 本发明所提供的电池充电电路与电池组连接,具体包括电源变换模块、控制模块及隔离模块,控制模块分别连接电源变换模块与电池组,隔离模块分别连接电源变换模块与电池组。该电路结合电池充电方法,解决了现有的锂电池充电方法存在对锂电池的剩余电量的判断不准确的问题。
[0037] 图1示出了本发明所提供的电池充电电路一实施例的模块结构,为了便于说明,仅示出与本发明实施例相关的部分,详述如下:
[0038] 本发明实施例所提供的电池充电电路,与电池组30连接,控制模块20的控制端连接电源变换模块10的受控端,控制模块20的检测端连接电池组30的受测端,电源变换模块10接入外部电流。
[0039] 电池充电电路还包括隔离模块40,输入端连接电源变换模块10的输出端,输出端连接电池组30的电源端,用于在电源变换模块10停止输出电流时隔离电池组30与电源变换模块10。
[0040] 在本实施例中,外部电流可以是5V的直流电,可以通过USB接口接入电源变换模块10。电源变换模块10可以是开关电源,其可以输出恒定的电流或电压,并可以调节所输出的电流或电压的大小。电池组30可以包括一个或多个电池,电池具体可以是锂离子电池。
[0041] 进一步的,控制模块20根据电池组30的充电电流判断电池组30是否完成充电。
[0042] 具体的,在电池组30未完成充电时,控制模块20检测电池组30的虚拟电压。电池组30的虚拟电压即为电池组30没有外界负载时的开路电压,要检测电池组30的虚拟电压,需先断开电池组30的外部连接或对其进行电隔离处理,避免与电池组30连接的负载对检测结果造成干扰。
[0043] 根据虚拟电压的检测结果,控制模块20有以下两种工作模式:
[0044] 若虚拟电压小于或等于模式切换值,控制模块20输出恒流充电信号至电源变换模块10。
[0045] 若虚拟电压大于模式切换值,控制模块20输出恒压充电信号至电源变换模块10。
[0046] 进一步的,电池组30可以包括一个或多个电池;
[0047] 模式切换值为一个或多个电池的个数与4.18V的乘积。例如,电池的数量为I时,电压上限值为4.18V ;电池数量为2时,电压上限值为4.18VX2=8.36V。
[0048] 通过将模式切换值的进一步限定,可以显著减少电池组30的充电时间的30%。并且,通过对松下CGR18650电池进行500次的充放电循环测试后,电池剩余容量保持在85%以上,可见该设定对电池寿命没有任何影响。
[0049] 在电池组30完成充电时,控制模块20输出停止充电信号至电源变换模块10。
[0050] 进一步的,电源变换模块10根据所接收到的信号也有三种工作状态:
[0051] 若接收到恒流充电信号,电源变换模块10输出恒定电流至电池组30。
[0052] 若接收到恒压充电信号,电源变换模块10输出恒定电压至电池组30。
[0053] 若接收到停止充电信号,电源变换模块10停止输出电流。
[0054] 具体的,电源变换模块10输出的恒定电流的电流值可以是电池组30电容量与0.5的乘积。例如,电容量为2000mAh的电池组30,电源变换模块10所输出的恒定电流的电流值可以为(2000X0.5)mA=lA0
[0055] 电源变换模块10输出的恒定电压可以是4.2V。
[0056] 进一步的,隔离模块40可以是二极管;
[0057] 二极管的输入端与输出端分别是隔离模块40的输入端与输出端。
[0058] 在电源变换模块10没有输出的时候,二极管可以作为电源变换模块10与电池组30之间的电隔离,使得控制模块20可以方便地检测到电池组30的虚拟电压,而无需断开电池组30的连接。
[0059] 进一步的,控制模块20由输出恒流充电信号切换为输出恒压充电信号的过程具体为:
[0060] 控制模块20延时第一预设时间后输出停止充电信号至电源变换模块10,并检测电池组30的虚拟电压;
[0061] 具体的,第一预设时间可以是10s。在延时期间,控制模块20持续采集电池组30的充电电压。在延时之后,控制模块20采集电池组30的虚拟电压。
[0062] 通过设置第一预设时间,以降低控制模块20检测电池组30虚拟电压的频率,既节约充电时间,又降低了功耗。
[0063] 控制模块20根据虚拟电压输出恒流充电信号或恒压充电信号。具体的,控制模块20输出恒流充电信号或恒压充电信号的依据与上述实施例相同,均是比较虚拟电压与模式切换值。
[0064] 进一步的,控制模块20根据电池组30的充电电流判断电池组30是否完成充电的过程具体为:
[0065] 控制模块20输出恒压充电信号至电源变换模块10,并检测电池组30的充电电流;
[0066] 若充电电流小于或等于电流下限值,控制模块20判断电池组30完成充电;
[0067] 若充电电流大于电流下限值,控制模块20判断电池组30未完成充电。
[0068] 具体的,电流下限值可以是电池组30电容量与0.1的乘积。例如,电容量为2000mAh的电池组30,电源变换模块10所输出的恒定电流的电流值可以为(2000X0.1)mA=0.2A0
[0069] 进一步的,在电池充电电路连接电池组30时,控制模块20还用于:
[0070] 检测电池组30的虚拟电压;
[0071] 若虚拟电压大于电压上限值,控制模块20进入错误模式。
[0072] 具体的,电压上限值可以是一个或多个电池的个数与4.35V的乘积。例如,电池的数量为I时,电压上限值为4.35V ;电池数量为2时,电压上限值为4.35VX2=8.7V。
[0073] 具体的,错误模式可以是控制模块20输出停止充电信号至电源变换模块10,以使电源变换模块10根据停止充电信号停止输出电流。控制模块20同时发出报警信号。报警信号可以是灯光、声音中的一种或其结合。
[0074] 进一步的,如图2所示,电池充电电路还可以包括串接于电源变换模块10的输入端之前的电源保护模块50 ;
[0075] 电源保护模块50的输出端连接电源变换模块10的输入端,电源保护模块50的输入端接入外部电流。电源保护模块50用于对所接入的电流进行滤波处理,并在电池充电电路过载时断开,避免电池充电电路烧毁。
[0076] 进一步的,如图2所示,电池充电电路还可以包括稳压模块60。
[0077] 稳压模块60的输入端连接电源变换模块10的输入端,稳压模块60的输出端连接控制模块20的电源端。稳压模块60可以为控制模块20提供稳定的工作电流,确保其正常工作。
[0078] 作为本发明一实施例,如图3所示,电源变换模块10可以包括:
[0079] 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、稳压管D3、第一 NPN三极管Q1、PNP三极管Q2、第二 NPN三极管Q3以及电感LI ;
[0080] 第一电阻Rl的第一端、第一 NPN三极管Ql的集电极以及PNP三极管Q2的发射极共接形成电源变换模块10的输入端,第一电阻Rl的第二端连接第一 NPN三极管Ql的基极,第一 NPN三极管Ql的发射极、第二电阻R2的第一端以及第三电阻R3的第一端共接于PNP三极管Q2的基极,第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第二端共接于第二 NPN三极管Q3的集电极,第二 NPN三极管Q3的基极、第五电阻R5的第一端、第二电容C2的第一端以及第六电阻R6的第一端共接于第二二极管D2的阳极,第六电阻R6的第二端与第二二极管D2的阴极共接形成电源变换模块10的受控端,第二 NPN三极管Q3的发射极、第五电阻R5的第二端以及第二电容C2的第二端共接于地,PNP三极管Q2的集电极、第四电阻R4的第一端以及第一二极管Dl的阴极共接于电感LI的第一端,第四电阻R4的第二端连接第一电容Cl的第一端,电感LI的第二端、第三电容C3的正极、第七电阻R7的第一端、第四电容C4的第一端以及稳压管D3的阴极共接形成电源变换模块10的输出端,第一电容Cl的第二端、第一二极管Dl的阳极、第三电容C3的负极、第七电阻R7的第二端、第四电容C4的第二端以及稳压管D3的阳极共接于地。
[0081] 在本实施例中,电源变换模块10根据受控端所接收到的PWM (Pulse WidthModulat1n,脉冲宽度调制)信号调节输出。
[0082] 作为本发明一实施例,如图4所示,控制模块20可以包括:
[0083] 充电控制芯片U1、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一发光二极管LEDl以及第二发光二极管LED2。
[0084] 充电控制芯片Ul的电源端VCC与第八电阻R8的第一端共接形成控制模块20的电源端,第八电阻R8的第二端、第九电阻R9的第一端以及第一发光二极管LEDl的阳极共接于第五电容C5的第一端,第九电阻R9的第二端、第十电阻RlO的第一端以及第二发光二极管LED2的阴极共接于第六电容C6的第一端,第五电容C5的第二端、第六电容C6的第二端、第一发光二极管LEDl的阴极以及第二发光二极管LED2的阳极共接于充电控制芯片Ul的指示端LED,充电控制芯片Ul的电压检测端VSEN与第七电容C7的第一端共接形成控制模块20的电压检测端,充电控制芯片Ul的电流检测端ISEN与第八电容C8的第一端共接形成控制模块20的电流检测端,控制模块20的电压检测端与电流检测端组成控制模块20的检测端,充电控制芯片Ul的驱动端PWM是控制模块20的控制端,第十电阻RlO的第二端、第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端以及充电控制芯片Ul的接地端GND共接于地。
[0085] 具体的,充电控制芯片Ul可以采用型号为ATTINY13的可编程芯片。上述的电压检测端VSEN、电流检测端ISEN、驱动端PWM以及指示端LED均可以利用充电控制芯片Ul上的I/O 口实现。
[0086] 进一步的,发光二极管LEDl与发光二极管LED2除了可以输出灯光报警信号,还可以用于指示电池电量以及充电状态等。
[0087] 充电控制芯片Ul通过输出PWM信号控制电源变换模块10工作。
[0088] 作为本发明一实施例,如图5所示,电源保护模块50可以包括:
[0089] 第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13以及保险丝Fl ;
[0090] 保险丝Fl的第一端是电源保护模块50的输入端,保险丝Fl的第二端、第九电容C9的第一端、第十电容ClO的正极、第^ 电容Cll的第一端、第十二电容C12的正极以及第十三电容C13的第一端共接形成电源保护模块50的输出端,第九电容C9的第二端、第十电容ClO的负极、第i^一电容Cll的第二端、第十二电容C12的负极以及第十三电容C13的第二端共接于地。
[0091] 作为本发明一实施例,如图6所不,稳压模块60可以包括:
[0092] 第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、三端稳压管D4以及第四NPN三极管Q4 ;
[0093] 第H 电阻Rll的第一端是稳压模块60的输入端,第^ 电阻Rll的第二端与第十二电阻R12的第一端共接于第四NPN三极管Q4的集电极,第十二电阻R12的第二端、第四NPN三极管Q4的基极以及第十四电容C14的第一端共接于三端稳压管D4的阴极,第四NPN三极管Q4的发射极、第十三电阻R13的第一端、第十五电容C15的正极以及第十六电容C16的第一端共接形成稳压模块60的输出端,第十四电容C14的第二端、第十三电阻R13的第二端以及第十四电阻R14的第一端共接于三端稳压管D4的基准端,第十五电容C15的负极、第十六电容C16的第二端、第十四电阻R14的第二端以及三端稳压管D4的阳极共接于地。
[0094] 具体的,三端稳压管D4可以是型号为TL431的三端精密稳压源。
[0095] 作为本发明另一实施例,如图7所示,隔离模块40还可以包括受控端,控制模块20还包括开关控制端,隔离模块40的受控端连接控制模块20的开关控制端。隔离模块40可以在控制模块20的控制下断开电源变换模块10与电池组30之间的连接,使控制模块20在检测电池组30的虚拟电压时无需改变电源变换模块10的工作状态。
[0096] 具体的,隔离模块40可以是开关管,开关管的输入端、输出端及受控端分别是隔离模块40的输入端、输出端及受控端。
[0097] 开关管可以是NPN三极管或NMOS管。NPN三极管的集电极、发射极及基极分别是开关管的输入端、输出端及受控端;NM0S管的漏极、源极及栅极分别是开关管的输入端、输出端及受控端。
[0098] 本发明实施例所提供的电池充电电路结合电池充电方法,且由于增设了隔离模块40,该电路可以在不断开电池组30的周边连接的情况下,通过检测虚拟电压判断电池组30的剩余电量,具有更高的检测精度,进一步的,其在恒流充电阶段切换为恒流充电阶段的时机也更为准确,可大大加速充电过程,节约充电时间。
[0099] 本发明的另一目的在于提供一种基于上述的电池充电电路的电池充电方法,用于为电池组30进行充电。
[0100] 图8示出了本发明所提供的电池充电方法一实施例的流程结构,为了便于说明,仅示出与本实施例相关的部分,详述如下:
[0101] 本发明实施例所提供的电池充电方法可以包括以下步骤:
[0102] S10、控制模块20根据电池组30的充电电流判断电池组30是否完成充电,若是则执行步骤S70,若否则执行步骤S20 ;
[0103] S20、控制模块20检测电池组30的虚拟电压;
[0104] S30、控制模块20判断电池组30的虚拟电压是否大于模式切换值,若否则执行步骤S40,若是则执行步骤S50 ;
[0105] S40、控制模块20输出恒流充电信号至电源变换模块10,电源变换模块10根据恒流充电信号输出恒定电流至电池组30,执行步骤S20 ;
[0106] S50、控制模块20输出恒压充电信号至电源变换模块10,电源变换模块10根据恒压充电信号输出恒定电压至电池组30 ;
[0107] S60、控制模块20根据电池组30的充电电流判断电池组30是否完成充电,若是则执行步骤S70,若否则执行步骤S50 ;
[0108] S70、控制模块20输出停止充电信号至电源变换模块10,电源变换模块10根据停止充电信号停止输出电流。
[0109] 在本实施例中,电池组30可以包括一个或多个电池;
[0110] 模式切换值为一个或多个电池的个数与4.18V的乘积。例如,电池的数量为I时,电压上限值为4.18V ;电池数量为2时,电压上限值为4.18VX2=8.36V。
[0111] 通过将模式切换值的进一步限定,可以显著减少电池组30的充电时间的30%。并且,通过对松下CGR18650电池进行500次的充放电循环测试后,电池剩余容量保持在85%以上,可见该设定对电池寿命没有任何影响。
[0112] 具体的,电源变换模块10输出的恒定电流的电流值可以是电池组30电容量与0.5的乘积。例如,电容量为2000mAh的电池组30,电源变换模块10所输出的恒定电流的电流值可以为(2000X0.5)mA=lA0
[0113] 电源变换模块10输出的恒定电压可以是4.2V。
[0114] 进一步的,如图9所示,步骤S40具体可以包括:
[0115] S41、控制模块20输出恒流充电信号至电源变换模块10,电源变换模块10根据恒流充电信号输出恒定电流至电池组30 ;
[0116] S42、控制模块20延时第一预设时间,执行步骤S20 ;
[0117] 具体的,第一预设时间可以是10s。在延时期间,控制模块20持续采集电池组30的充电电压。在延时之后,控制模块20采集电池组30的虚拟电压。
[0118] 通过设置第一预设时间,以推迟执行步骤S20,降低控制模块20检测电池组30虚拟电压的频率,既节约充电时间,又降低了功耗。
[0119] 进一步的,如图10所示,步骤SlO具体可以包括:
[0120] SI 1、控制模块20输出恒压充电信号至电源变换模块10,电源变换模块10根据恒压充电信号输出恒定电压至电池组30 ;
[0121] S12、控制模块20检测电池组30的充电电流;
[0122] S13、判断充电电流是否小于电流下限值,若是则执行步骤S70,若否则执行步骤S20 ;
[0123] 具体的,电流下限值可以是电池组30电容量与0.1的乘积。例如,电容量为2000mAh的电池组30,电源变换模块10所输出的恒定电流的电流值可以为(2000X0.1)mA=0.2A0
[0124] 进一步的,步骤S60电池组30是否完成充电的过程也可以采用和步骤SlO相同的方式。之所以在步骤S50之后不跳转回步骤SlO进行电量的判断,目的是为了避开步骤S50之前已完成的步骤,尽量减少检测所使用的时间。
[0125] 进一步的,如图11所示,步骤S20具体可以包括:
[0126] S21、控制模块20输出停止充电信号至电源变换模块10,电源变换模块10根据停止充电信号停止输出电流;
[0127] S21、控制模块20读取电池组30的虚拟电压值。
[0128] 进一步的,步骤S60之前还可以包括:
[0129] S6001、延时第二预设时间。
[0130] 具体的,第二预设时间可以是10s。通过设置第二预设时间,以推迟执行步骤S60,降低控制模块20检测电池组30充电状态的频率,既节约充电时间,又降低了功耗。
[0131] 作为本发明一实施例,如图12所示,步骤SlO之前还可以包括:
[0132] S1001、控制模块20检测电池组30的虚拟电压;
[0133] S1002、控制模块20判断虚拟电压是否大于电压上限值,若是则执行步骤S1003,若否则执行步骤S1 ;
[0134] S1003、控制模块20进入错误模式。
[0135] 具体的,电压上限值可以是一个或多个电池的个数与4.35V的乘积。例如,电池的数量为I时,电压上限值为4.35V ;电池数量为2时,电压上限值为4.35VX2=8.7V。
[0136] 具体的,错误模式可以是控制模块20输出停止充电信号至电源变换模块10,以使电源变换模块10根据停止充电信号停止输出电流。控制模块20同时发出报警信号。报警信号可以是灯光、声音中的一种或其结合。
[0137] 本发明实施例所提供的电池充电方法应用于上述的电池充电电路,可以在不断开电池组30的周边连接的情况下,通过检测虚拟电压判断电池组30的剩余电量,具有更高的检测精度,进一步的,其在恒流充电阶段切换为恒流充电阶段的时机也更为准确,可大大加速充电过程,节约充电时间。
[0138] 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)

1.一种电池充电电路,与电池组连接,包括电源变换模块与控制模块,所述控制模块的控制端连接所述电源变换模块的受控端,所述控制模块的检测端连接所述电池组的受测端,所述电源变换模块接入外部电流;其特征在于: 所述电池充电电路还包括隔离模块,所述隔离模块的输入端和输出端分别连接所述电源变换模块的输出端和所述电池组的电源端,所述隔离模块用于在所述电源变换模块停止输出电流时隔离所述电池组与所述电源变换模块; 所述控制模块根据所述电池组的充电电流判断所述电池组是否完成充电; 在所述电池组未完成充电时,所述控制模块检测所述电池组的虚拟电压; 若所述虚拟电压小于或等于模式切换值,所述控制模块输出恒流充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒流充电信号输出恒定电流至所述电池组; 若所述虚拟电压大于模式切换值,所述控制模块输出恒压充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒压充电信号输出恒定电压至所述电池组; 在所述电池组完成充电时,所述控制模块输出停止充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述停止充电信号停止输出电流。
2.如权利要求1所述的电池充电电路,其特征在于,所述电池充电电路还包括串接于所述电源变换模块的输入端之前的电源保护模块,所述电源保护模块用于对所述外部电流进行滤波处理,并在所述电池充电电路过载时断开; 所述电源保护模块的输出端连接所述电源变换模块的输入端,所述电源保护模块的输入端接入外部电流; 所述电池充电电路还包括稳压模块,所述稳压模块用于为所述控制模块提供工作电流; 所述稳压模块的输入端连接所述电源变换模块的输入端,所述稳压模块的输出端连接所述控制模块的电源端。
3.如权利要求1所述的电池充电电路,其特征在于,所述电源变换模块: 第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管、稳压管、第一 NPN三极管、PNP三极管、第二 NPN三极管以及电感; 所述第一电阻的第一端、所述第一 NPN三极管的集电极以及所述PNP三极管的发射极共接形成所述电源变换模块的输入端,所述第一电阻的第二端连接所述第一 NPN三极管的基极,所述第一 NPN三极管的发射极、所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端共接于所述PNP三极管的基极,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第二端共接于所述第二 NPN三极管的集电极,所述第二 NPN三极管的基极、所述第五电阻的第一端、所述第二电容的第一端以及所述第六电阻的第一端共接于所述第二二极管的阳极,所述第六电阻的第二端与所述第二二极管的阴极共接形成所述电源变换模块的受控端,所述第二 NPN三极管的发射极、所述第五电阻的第二端以及所述第二电容的第二端共接于地,所述PNP三极管的集电极、所述第四电阻的第一端以及所述第一二极管的阴极共接于所述电感的第一端,所述第四电阻的第二端连接所述第一电容的第一端,所述电感的第二端、所述第三电容的正极、所述第七电阻的第一端、所述第四电容的第一端以及所述稳压管的阴极共接形成所述电源变换模块的输出端,所述第一电容的第二端、所述第一二极管的阳极、所述第三电容的负极、所述第七电阻的第二端、所述第四电容的第二端以及所述稳压管的阳极共接于地。
4.如权利要求2所述的电池充电电路,其特征在于,所述控制模块包括: 充电控制芯片、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一发光二极管以及第二发光二极管。 所述充电控制芯片的电源端与所述第八电阻的第一端共接形成所述控制模块的电源端,所述第八电阻的第二端、所述第九电阻的第一端以及所述第一发光二极管的阳极共接于所述第五电容的第一端,所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第一端以及所述第二发光二极管的阴极共接于所述第六电容的第一端,所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第一发光二极管的阴极以及所述第二发光二极管的阳极共接于所述充电控制芯片的指示端,所述充电控制芯片的电压检测端与所述第七电容的第一端共接形成所述控制模块的电压检测端,所述充电控制芯片的电流检测端与所述第八电容的第一端共接形成所述控制模块的电流检测端,所述控制模块的电压检测端与所述电流检测端组成所述控制模块的检测端,所述充电控制芯片的驱动端是所述控制模块的控制端,所述第十电阻的第二端、所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端以及所述充电控制芯片的接地端共接于地。
5.如权利要求4所述的电池充电电路,其特征在于,所述稳压模块包括: 第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十四电容、第十五电容、第十六电容、三端稳压管以及第四NPN三极管; 所述第十一电阻的第一端是所述稳压模块的输入端,所述第十一电阻的第二端与所述第十二电阻的第一端共接于所述第四NPN三极管的集电极,所述第十二电阻的第二端、所述第四NPN三极管的基极以及所述第十四电容的第一端共接于所述三端稳压管的阴极,所述第四NPN三极管的发射极、所述第十三电阻的第一端、所述第十五电容的正极以及所述第十六电容的第一端共接形成所述稳压模块的输出端,所述第十四电容的第二端、所述第十三电阻的第二端以及所述第十四电阻的第一端共接于所述三端稳压管的基准端,所述第十五电容的负极、所述第十六电容的第二端、所述第十四电阻的第二端以及所述三端稳压管的阳极共接于地。
6.一种基于如权利要求1所述的电池充电电路的电池充电方法,用于为电池组进行充电,其特征在于: 所述电池充电方法包括以下步骤: A、所述控制模块根据所述电池组的充电电流判断所述电池组是否完成充电,若是则执行步骤G,若否则执行步骤B; B、所述控制模块检测所述电池组的虚拟电压; C、所述控制模块判断所述电池组的虚拟电压是否大于模式切换值,若否则执行步骤D,若是则执行步骤E ; D、所述控制模块输出恒流充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒流充电信号输出恒定电流至所述电池组,执行步骤C ; E、所述控制模块输出恒压充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒压充电信号输出恒定电压至所述电池组; F、所述控制模块根据所述电池组的充电电流判断所述电池组是否完成充电,若是则执行步骤G,若否则执行步骤E ; G、所述控制模块输出停止充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述停止充电信号停止输出电流。
7.如权利要求6所述的电池充电方法,其特征在于,所述电池组包括一个或多个电池; 所述模式切换值为所述一个或多个电池的个数与4.18V的乘积。
8.如权利要求6所述的电池充电方法,其特征在于,所述步骤D具体包括: D1、所述控制模块输出恒流充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒流充电信号输出恒定电流至所述电池组; D2、所述控制模块延时第一预设时间,执行步骤B。
9.如权利要求6所述的电池充电方法,其特征在于,所述步骤A具体包括: Al、所述控制模块输出恒压充电信号至所述电源变换模块,所述电源变换模块根据所述恒压充电信号输出恒定电压至所述电池组; A2、所述控制模块检测所述电池组的充电电流; A3、判断所述充电电流是否小于电流下限值,若是则执行步骤G,若否则执行步骤B。
10.如权利要求6所述的电池充电方法,其特征在于,所述步骤A之前还包括: A01、所述控制模块检测所述电池组的虚拟电压; A02、所述控制模块判断所述虚拟电压是否大于电压上限值,若是则执行步骤A03,若否则执行步骤A ; A03、所述控制模块进入错误模式。
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