CN104967178A - 一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应急启动电源技术领域，提供了一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源，包括充电输入端口模块用于连接充电电源，充电输入端口模块的负极端口通过串联一分压电阻接地；充电输入端口模块的正极端口连接充电管理模块；所述分压电阻并联电压输出调节控制模块中集成运放器的接地端；充电管理模块用于将所述充电电源的电压转换为适合于被充电的电池组的充电电压；其输出的充电电压和所述基准电压的变化同向。本发明将普通充电电压进行升压，增加了充电功率，并考虑了升压可能带来的过压问题，并设计了电压输出调节控制模块，从而保证了充电管理模块的安全工作,解决了现有技术中由于电压低充电慢的问题。

Description

一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源

【技术领域】

本发明涉及应急启动电源技术领域，特别是涉及一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源。

【背景技术】

目前，在汽车应急启动电源领域中充电电流只有1A，因为充电电流小所以充电时间较长，一般要给汽车应急启动电源充满电，需要8～10个小时左右；由于充电电压也只有9～12V，充电电压过低达不到高压大功率的快速充电效果。然而，在高压大功率的快速充电时，又不可避免的容易产生过压烧坏设备的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是如何克服汽车应急启动电源上，提供的输出电压过低，无法满足快速充电的需求，并保证在快速充电时候不会因为过压原因烧坏设备。

本发明实施例提供了一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源，包括充电输入端口模块、充电管理模块、电压输出调节控制模块，具体的：

所述充电输入端口模块用于连接充电电源，充电输入端口模块的负极端口通过串联一分压电阻R接地；充电输入端口模块的正极端口连接充电管理模块；所述充电管理模块用于将所述充电电源的电压转换为适合于待充电的电池组的充电电压，所述充电管理模块的基准电压由充电管理模块的输出电压中获取的反馈电压，以及所述充电管理模块的输出电压，两者中较大的电压所提供；其中，所述充电管理模块输出的充电电压由所述基准电压调控；所述电压输出调节控制模块包括集成运算放大器A，所述集成运算放大器A的工作电压负极连接所述分压电阻R接地；当充电电源过压时，从分压电阻R获取到的电压和电压输出调节控制模块供电电源的压差小于所述电压输出调节控制模块中集成运算放大器的工作电压，则所述集成运算放大器停止工作；在所述电压输出调节控制模块的集成运算放大器停止工作时，所述电压输出调节控制模块停止对所述充电管理模块基准电压的影响，从而保证充电管理模块的输出电压转由所述充电管理模块的输出电压中获取的反馈电压来提供。

优选的，所述汽车应急启动电源还包括电池电量检测模块，具体的：所述电池电量检测模块的输入端并联所述分压电阻R，并通过集成运算放大器B将电压信号放大，基于所述放大后的电压信号计算被充电的电池组的电量。

优选的，所述电压输出调节控制模块，具体包括：由集成运算放大器A构成的稳压模块，所述集成运算放大器A的工作电压正极连接所述供电电源；所述集成运算放大器的工作电压负极通过连接所述分压电阻R接地；在电压输出调节控制模块供电电源和从分压电阻R获取到的电压的压差大于所述电压输出调节控制模块中集成运算放大器的工作电压时，所述集成运算放大器处于正常工作状态，其输出电压作为所述充电管理模块的基准电压。

优选的，所述充电管理模块包括升压芯片，所述升压芯片包括电压输入接口、电压输出接口和反馈接口，具体的：所述电压输入接口连接充电输入端口的正极端口，为所述升压芯片提供工作电压；所述反馈接口经由反馈电路连接所述电压输出接口，获得所述电压输出接口的反馈电压；所述反馈接口同时连接着所述电压输出调节控制模块的输出接口。

优选的，在所述电压输出调节控制模块因为充电电源电压过大停止工作时，所述充电管理模块，还包括：所述电压输出调节控制模块停止对所述基准电压的控制；并通过升压芯片自身的参考电压和由充电管理模块的输出电压中获取的反馈电压，生成充电管理模块的输出电压。

优选的，所述充电输入端口模块，还包括：充电输入端口模块的正极端口和充电管理模块的电源输入端口间串联稳压二极管，所述稳压二极管用于防止充电输入端口模块充电电压反接时，对充电管理模块造成损害。

优选的，所述电压输出调节控制模块的输出端口还串联二极管，所述二极管用于防止所述电压输出调节控制模块为所述充电管理模块输出反向的基准电压。

优选的，所述充电电源为经过变压处理后的直流电源。

优选的，所述待充电的电池组，具体还可以替换为：手机终端、笔记本电脑、平板电脑。

优选的，所述充电管理模块提供9V～24V的充电电压，并提供2A～2.5A的充电电流。

本发明通过核心的充电管理模块，实现了：普通充电电压的升压，增加了充电功率，并考虑了升压可能带来的过压问题，并设计了电压输出调节控制模块，从而保证了充电管理模块的安全工作，解决了现有技术中由于电压低充电慢的问题。

【附图说明】

图1是本发明实施例提供的一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种充电输入端口模块1结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种充电管理模块2的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电压输出调节控制模块3的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种电池电量检测模块4的结构示意图。

【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。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了如附图2-附图5的部分电路结构示意图，处于篇幅和清晰度双重考虑，所述各附图为一完整电路图中截取的部分功能模块，为了容易理解其接口连接关系，图中描述相同标识符的断口，都表明他们是相互连接的，例如：图2中的断口A和图3中的断口A电路线在完整电路图中是连接在一起的。其中，图4和图5原本是一个电路，为了功能描述方便对其进行了拆分，容易理解，图5中的R15和R18对应图4中的R15和R18，因此，图5中的断口对应的电路图为图4中对应内容，实施例中不再赘述。

实施例1:

实施例1提供了一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源，如图1所示，包括充电输入端口模块1、充电管理模块2、电压输出调节控制模块3，具体的：

所述充电输入端口模块1用于连接充电电源，充电输入端口模块1的负极端口通过串联一分压电阻R接地；充电输入端口模块1的正极端口连接充电管理模块2；

所述充电管理模块2用于将所述充电电源的电压转换为适合于待充电的电池组5的充电电压，所述充电管理模块2的基准电压由充电管理模块2的输出电压中获取的反馈电压，以及所述电压输出调节控制模块3的输出电压，两者中较大的电压所提供；其中，所述充电管理模块2输出的充电电压由所述基准电压调控；

所述电压输出调节控制模块3包括集成运算放大器A，所述集成运算放大器A的工作电压负极连接所述分压电阻R接地；当充电电源过压时，从分压电阻R获取到的电压和电压输出调节控制模块3供电电源的压差小于所述电压输出调节控制模块3中集成运算放大器的工作电压，则所述集成运算放大器停止工作；在所述电压输出调节控制模块3的集成运算放大器停止工作时，所述电压输出调节控制模块3停止对所述充电管理模块2基准电压的影响，从而保证充电管理模块2的输出电压转由所述充电管理模块2的输出电压中获取的反馈电压来提供。

本发明通过核心的充电管理模块2，实现了：普通充电电压的升压，增加了充电功率，并考虑了升压可能带来的过压问题，并设计了电压输出调节控制模块3，从而保证了充电管理模块2的安全工作。解决了现有技术中由于电压低充电慢的问题。

本实施例中，所述待充电的电池组，具体还可以替换为：待充电的手机终端、待充电的笔记本电脑、待充电的平板电脑等拥有待充电电池的设备。

其中，所述电压输出调节控制模块3，在正常工作状态时起到的就是提供基准电压，保证充电管理模块2正常升压的作用。

本发明实施例除了提供上述电输入端口模块1、充电管理模块2、电压输出调节控制模块3来实现一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源外，在可扩展的方案中，所述汽车应急启动电源还可增设电池电量检测模块4，其连接关系如图1所示，其中，所述电池电量检测模块4的输入端并联所述分压电阻R，并通过集成运算放大器B将电压信号放大，基于所述放大后的电压信号计算被充电电池的电量。所示电池电量检测模块4具体电路结构如图5所示。

本实施还提供了所示电压输出调节控制模块3具体的电路结构，如图4所示：

所示电压输出调节控制模块3由一个集成运算放大器A构成的稳压模块，所述集成运算放大器的工作电源接口和接地接口，分别连接所述供电电源(图4中为VCC)和连接所述分压电阻R(图4中为VIN-GND)后接地。在所述集成运算放大器正常工作时，为所述充电管理模块2提供一个稳定的基准电压(即FB1节点的电压)，所述基准电压用于所述充电管理模块2的输入，并由此生成输出电压。

本实施例中，所述充电管理模块2具体的实现方式，是利用升压芯片来完成充电电压的升压工作，具体的：

所述升压芯片的FB接口连接电压输出调节控制模块3的输出端口，根据所述电压输出调节控制模块3的输出电压和内部的参考电压，生成变压后的输出电压。所述充电管理模块2的具体实现电路如图3所示。所述升压芯片包括电压输入接口、电压输出接口和反馈接口，具体的：

所述电压输入接口连接充电输入端口的正极端口，为所述升压芯片提供工作电压；所述反馈接口经由反馈电路连接所述电压输出接口，获得所述电压输出接口的反馈电压；所述反馈接口同时连接着所述电压输出调节控制模块3的输出接口。

本实施例提供的一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源存在一种工作情况，具体的：在所述电压输出调节控制模块因为充电电源电压过大停止工作时，所述充电管理模块2，还包括：

所述电压输出调节控制模块3输出电压不再作为所述电压输出调节控制模块3的基准电压，通过压降芯片自身的参考电压和由输出电压反馈回来的基准电压，生成变压后的输出电压。

所述电压输出调节控制模块3停止对所述基准电压的控制；并通过升压芯片自身的参考电压和由充电管理模块2的输出电压中获取的反馈电压，生成充电管理模块2的输出电压(即充电电压)。

在具体的实例中，如图4所示，在充电电压过大时，VIN-GND的分压也会增大，此时，图4中的集成运算放大器LM358的工作供电电压的压差VCC减去VING-ND的值小于其正常工作电压，此时，图4中的集成运算放大器LM358停止工作，于是图3中的FB1端口不再对FB接口提供电压。此时FB接口的电压，由Vout*R1*(R1+R3)计算得到。在本实施例中，所述升压芯片具体的可以采用PJ7580。

在本实施例中，优选的，所述充电输入端口模块1，还包括：

充电输入端口模块1的正极端口和充电管理模块2的电源输入端口间串联稳压二极管D1，所述稳压二极管D1用于防止充电输入端口模块1充电电压反接时，对充电管理模块2造成损害。

在本实施例中，优选的，所述电压输出调节控制模块3的输出端口还串联一个二极管(如图4中D5所示)，所述二极管用于防止所述电压输出调节控制模块3为所述充电管理模块2输出反向的基准电压。

在本实施例中，优选的，所述集成运算放大器具体为芯片LM358。

本实施例提供的一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源能够提供9V～24V的充电电压，并提供2A～2.5A的充电电流。从而克服了现有技术中充电电压和充电电流较小的问题。

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)

1.一种具有防过压的大功率充电功能的汽车应急启动电源，其特征在于，包括充电输入端口模块、充电管理模块、电压输出调节控制模块，具体的：

所述充电输入端口模块用于连接充电电源，充电输入端口模块的负极端口通过串联一分压电阻R接地；充电输入端口模块的正极端口连接充电管理模块；

所述充电管理模块用于将所述充电电源的电压转换为适合于待充电的电池组的充电电压，所述充电管理模块的基准电压由充电管理模块的输出电压中获取的反馈电压，以及所述充电管理模块的输出电压，两者中较大的电压所提供；其中，所述充电管理模块输出的充电电压由所述基准电压调控；

所述电压输出调节控制模块包括集成运算放大器A，所述集成运算放大器A的工作电压负极连接所述分压电阻R接地；当充电电源过压时，从分压电阻R获取到的电压和电压输出调节控制模块供电电源的压差小于所述电压输出调节控制模块中集成运算放大器的工作电压，则所述集成运算放大器停止工作；在所述电压输出调节控制模块的集成运算放大器停止工作时，所述电压输出调节控制模块停止对所述充电管理模块基准电压的影响，从而保证充电管理模块的输出电压转由所述充电管理模块的输出电压中获取的反馈电压来提供。

2.如权利要求1所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述汽车应急启动电源还包括电池电量检测模块，具体的：

所述电池电量检测模块的输入端并联所述分压电阻R，并通过集成运算放大器B将电压信号放大，基于所述放大后的电压信号计算被充电的电池组的电量。

3.如权利要求1或2所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述电压输出调节控制模块，具体包括：

由集成运算放大器A构成的稳压模块，所述集成运算放大器A的工作电压正极连接所述供电电源；所述集成运算放大器A的工作电压负极通过连接所述分压电阻R接地；

在电压输出调节控制模块供电电源和从分压电阻R获取到的电压的压差大于所述电压输出调节控制模块中集成运算放大器A的工作电压时，所述集成运算放大器A处于正常工作状态，其输出电压作为所述充电管理模块的基准电压。

4.如权利要求1所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述充电管理模块包括升压芯片，所述升压芯片包括电压输入接口、电压输出接口和反馈接口，具体的：

所述电压输入接口连接充电输入端口的正极端口，为所述升压芯片提供工作电压；所述反馈接口经由反馈电路连接所述电压输出接口，获得所述电压输出接口的反馈电压；所述反馈接口同时连接着所述电压输出调节控制模块的输出接口。

5.如权利要求4所述的汽车应急启动电源，其特征在于，在所述电压输出调节控制模块因为充电电源电压过大停止工作时，所述充电管理模块，还包括：

所述电压输出调节控制模块停止对所述基准电压的控制；

并通过升压芯片自身的参考电压和由充电管理模块的输出电压中获取的反馈电压，生成电压输出调节控制模块的输出电压。

6.如权利要求1-5任一所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述充电输入端口模块，还包括：

充电输入端口模块的正极端口和充电管理模块的电源输入端口间串联稳压二极管，所述稳压二极管用于防止充电输入端口模块充电电压反接时，对充电管理模块造成损害。

7.如权利要求1-6任一所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述电压输出调节控制模块的输出端口还串联二极管，所述二极管用于防止所述电压输出调节控制模块为所述充电管理模块输出反向的基准电压。

8.如权利要求1-7任一所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述充电电源为经过变压处理后的直流电源。

9.如权利要求1-8任一所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述待充电的电池组，具体还可以替换为：

待充电的手机终端、待充电的笔记本电脑、待充电的平板电脑。

10.如权利要求1-9任一所述的汽车应急启动电源，其特征在于，包括；

所述充电管理模块提供9V～24V的充电电压，并提供2A～2.5A的充电电流。