CN105207330B - 一种充电组合 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电组合，包括：充电器和电池包，充电器包括：电能接入模块、充电器接口、充电模块、控制模块，电池包包括：电池芯组、电池包接口；充电器在电能接入模块连接AC电源后控制模块处于不带电的零功耗状态，电池包通过电池包接口连接至充电器时，控制模块被充电器接口处接受的控制信号激活从而带电工作；本发明的有益之处在于：在用户操作之前，充电器的控制模块以及电池包控制器均不带电、不消耗功率，所以整个充电器处于较低的功耗状态；而在用户接入电池包并进行充电操作时，控制模块和电池包控制器才带电开始工作，这样大大减少了电能的浪费。

Description

一种充电组合

技术领域

本发明涉及一种充电组合，具体涉及一种能够降低待机功耗的充电组合。

背景技术

现有的充电器在接入外接电源后，不管有没有连接待充电的电池包，或者无论电池包是否需要充电，其均会开始执行充电检测等动作，即使在待机的状态下也处于一种消耗功率的状态，这样无疑对能源造成了浪费。同样对于电池包控制的充电进程的充电组合而言，也存在同样的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够降低待机功耗的充电组合。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种充电组合，包括：充电器和电池包，充电器包括：用于接入AC电源的电能接入模块以及用于电能输出的充电器接口，电池包包括：能存储电能的电池芯组、用于与充电器接口对接实现充电的电池包接口；充电器还包括：设置在电能接入模块与充电器接口之间能调整电能质量使充电器接口输出所需直流电的充电模块、能从电能接入模块取电工作并能控制充电模块的控制模块；充电器在电能接入模块连接AC电源后控制模块处于不带电的零功耗状态，电池包通过电池包接口连接至充电器时，控制模块被充电器接口处接受的控制信号激活从而带电工作。

进一步地，充电模块电连分别接至电能接入模块和充电器接口；控制模块包括：第一开关模块、第一供电模块、充电控制器；第一开关模块包括：两个第一类开关端一个能够控制两个第一类开关端之间导通或关断的第一类控制端，两个第一类开关端分别与电能接入模块和第一供电模块分别电联接，充电器接口至少包括一个第一控制端子，第一开关模块的第一类控制端电联接至第一控制端子；第一供电模块电联接至充电控制器为其供电，充电控制器电联接至充电模块并能控制充电模块是否将电能由电能接入模块传递给充电器接口。

进一步地，电池包接口至少包括一个能与第一控制端子电联接的第二控制端子；电池包还包括：操作模块、第二开关模块、第二供电模块和电池包控制器，第二开关模块包括：两个第二类开关端一个能够控制两个第二类开关端之间导通或关断的第二类控制端，两个第二类开关端分别与电池芯组和第二供电模块电联接，第二类控制端与电池包控制器电联接，操作模块分别与电池芯组和第二类控制端构成电联接，供电模块分别电联接至第二控制端子和电池包控制器。

进一步地，在充电器接口与电池包接口对接后，第一开关模块的第一类控制端与第二供电模块构成电连接，第一开关模块和第二开关模块处于关断状态；在操作模块被用户操作时其使第二开关模块的第二类开关端瞬时导通进而使第二供电模块得电为电池包控制器供电，电池包控制器瞬时激活并控制第二开关模块保持导通状态，同时第二供电模块通过第一控制端子和第二控制端子建立的电路控制第一开关模块使其持续导通进而使第一供电模块得电为充电控制器供电。

进一步地，第一开关模块或第二开关模块中至少包括一个光耦开关。

或者，充电模块电连分别接至电能接入模块和充电器接口；控制模块包括：第一开关模块、第一供电模块、充电控制器；第一开关模块包括：两个第一类开关端一个能够控制两个第一类开关端之间导通或关断的第一类控制端，两个第一类开关端分别与电能接入模块和第一供电模块分别电联接，充电器接口至少包括一个第一控制端子，在第一控制端子和第一类控制端之间设有激活电路；充电控制器电联接至第一类控制端并能控制第一类开关端导通与否；第一供电模块电联接至充电控制器为其供电，充电控制器电联接至充电模块并能控制充电模块是否将电能由电能接入模块传递给充电器接口。

进一步地，激活电路中至少串联有一个电容器。

进一步地，电池包接口至少包括一个能与第一控制端子电联接的第二控制端子；电池包还包括：操作模块、第二开关模块、第二供电模块和电池包控制器，第二开关模块包括：两个第二类开关端一个能够控制两个第二类开关端之间导通或关断的第二类控制端，两个第二类开关端分别与电池芯组和第二供电模块电联接，第二类控制端与电池包控制器电联接，操作模块分别与电池芯组和第二类控制端构成电联接，供电模块分别电联接至第二控制端子和电池包控制器。

进一步地，在充电器接口与电池包接口对接后，第一控制端子和第二控制端子构成物理连接，第一开关模块和第二开关模块处于关断状态；在操作模块被用户操作时，其使第二开关模块的第二类开关端瞬时导通进而使第二供电模块得电为电池包控制器供电，电池包控制器瞬时激活并控制第二开关模块保持导通状态，同时第二供电模块通过激活电路向第一开关模块第一类开关端发送瞬时的控制信号，使第一开关模块导通进而使第一供电模块得电为充电控制器供电，充电控制器瞬时激活并控制第一开关模块保持导通状态。

进一步地，第一开关模块或第二开关模块中至少包括一个光耦开关。

本发明的有益之处在于：在用户操作之前，充电器的控制模块以及电池包控制器均不带电、不消耗功率，所以整个充电器处于较低的功耗状态；而在用户接入电池包并进行充电操作时，控制模块和电池包控制器才带电开始工作，这样大大减少了电能的浪费。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例的示意框图；

图2是本发明的另一个优选实施例的示意框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1所示，本发明的充电组合包括：充电器和电池包。

其中，充电器包括：电能接入模块、充电器接口、充电模块、能从电能接入模块取电工作并能控制充电模块的控制模块。

其中，电能接入模块用于接入AC电源的。充电器在进行充电时利用电能接入模块接入AC电源，这里所指的AC电源可以是由交流电电网提供电源。

作为一种优选方案，电能接入模块包括：用于连接AC电源的AC输入模块，用于消除电磁干扰的EMC模块，用于对电能进行调整的整流滤波模块；EMC模块分别与AC输入模块和整流滤波模块构成电联接，整流滤波模块与充电模块和操作模块、开关模块构成电联接。

充电器接口用于电能输出。在需要对电池包充电时，充电器通过充电器接口与电池包构成能够充电的电联接，使电池包与充电器构成能传递电能和信号的物理连接。作为优选，充电器接口应至少包括两个充电端子。

充电模块设置在电能接入模块与充电器接口之间能调整电能质量使充电器接口输出所需直流电。因为从交流电电网获取的电能并不适于直接为电池包进行充电，因此需要充电模块以及电能接入模块进行一些调整。

作为一种优选方案，充电模块包括：至少包含一个谐振电路的LCC模块、以及用于向充电器接口供电的整流输出模块；LCC模块分别与整流滤波模块、整流输出模块电联接。

电池包包括：能存储电能的电池芯组、用于与充电器接口对接实现充电的电池包接口。电池包接口应当具有能与充电器的充电端子构成物理连接从而传输电能的电池端子。

充电器在电能接入模块连接AC电源后控制模块处于不带电的零功耗状态，电池包通过电池包接口连接至充电器时，控制模块被充电器接口处接受的控制信号激活从而带电工作。

作为一种优选方案，充电模块电连分别接至电能接入模块和充电器接口；控制模块包括：第一开关模块、第一供电模块、充电控制器；第一开关模块包括：两个第一类开关端一个能够控制两个第一类开关端之间导通或关断的第一类控制端，两个第一类开关端分别与电能接入模块和第一供电模块分别电联接，充电器接口至少包括一个第一控制端子T1，第一开关模块的第一类控制端电联接至第一控制端子T1；第一供电模块电联接至充电控制器为其供电，充电控制器电联接至充电模块并能控制充电模块是否将电能由电能接入模块传递给充电器接口。

电池包接口至少包括一个能与第一控制端子T1电联接的第二控制端子T2；电池包还包括：操作模块、第二开关模块、第二供电模块和电池包控制器，第二开关模块包括：两个第二类开关端一个能够控制两个第二类开关端之间导通或关断的第二类控制端，两个第二类开关端分别与电池芯组和第二供电模块电联接，第二类控制端与电池包控制器电联接，操作模块分别与电池芯组和第二类控制端构成电联接，供电模块分别电联接至第二控制端子T2和电池包控制器。

第一开关模块和第二开关模块在没有外界控制的情况下是处于断开状态的。

在充电器接口与电池包接口对接后，第一开关模块的第一类控制端与第二供电模块构成电连接，第一开关模块和第二开关模块处于关断状态；第一供电模块和第二供电模块均无法获得电能，所以充电控制器和电池包控制器均处于不带电的零功耗状态。因此，本发明的充电组合，即使在为充电器接入电源以后，乃至插装上电池包以后其并不马上开始充电工作而是保持在一个低功耗的状态。

在操作模块被用户操作时其使第二开关模块的第二类开关端瞬时导通进而使第二供电模块得电为电池包控制器供电，电池包控制器瞬时激活并控制第二开关模块保持导通状态，同时第二供电模块通过第一控制端子T1和第二控制端子T2建立的电路控制第一开关模块使其持续导通进而使第一供电模块得电为充电控制器供电。

具体而言，用户操作操作模块，比如操作模块包含一个按钮，用户操作该按钮，此时操作模块向第二开关模块的第二类控制端发送一个控制信号，使其瞬时导通。第二供电模块得电，进而向电池包控制器供电使其被激活，电池包控制器在被激活后代替操作模块控制第二开关模块的第二类控制端，使第二开关模块保持在导通的状态，使第二供电模块能持续供电。此时，由于第二供电模块通过第一控制端子T1和第二控制端子T2构成的电路持续控制第一开关模块使其处于导通状态，从而使第一供电模块从电能接入模块得电并为充电控制器供电，使充电器为电池包充电。

需要说明的一点是，在充电完成后，或者遇到不能继续充电的情况时，电池包控制器能控制第二开关模块断开从而使其自身以及充电控制器处于不带电的待机状态，实现低功耗。

作为优选方案，电池包内还包括：电池包整流模块，其设置在电池包接口和电池芯组之间用于实现充电电流的调节。另外，电池包控制器能检测电池芯组的电压、温度等情况，并能对其进行控制。但是，电池芯组并不能直接为电池包控制器供电。

作为一种优选方案，第一开关模块或第二开关模块中至少包括一个光耦开关。当然也可以是其他第三端控制另外另外两端导通与否的控制开关，比如三极管开关、MOSFET开关等。作为最优的选择，最好采用光耦开关，将其发光端作为控制端，将其受光的两端作为开关端。这样能够最大程度上减小控制端对开关端的影响。

参照图2所示，作为本发明的另一种方案，该方案中电池包以及充电器的电能接入模块和充电模块以及控制模块的大部分均采用与图1所示实施例相同的方案，在此不加赘述。仅就存在不同之处的充电器的控制模块加以说明。

与图1不同之处在于，图2所示实施例中充电控制器电联接至第一开关模块的第一类控制端并能控制第一开关模块的导通和断开；还有一处不同就是，第一开关模块的第一类控制端并不直接电连接至第一控制端子T1，而是在它们设置一个激活电路（图中未标识），在该激活电路中设置一个电容器C。

这样一来，图2的实施例在用户操作操作模块时，就不是如图1所示实施例那样由第二供电模块持续控制使第一开关模块处于导通状态，而是由第二供电模块通过激活电路向第一开关模块第一类开关端发送瞬时的控制信号，使第一开关模块导通进而使第一供电模块得电为充电控制器供电，充电控制器在被激活控制第一开关模块保持导通状态。

作为一种优选方案，主控制器至少包括一个MCU芯片。

作为一种优选方案，操作模块至少包括一个至少具有两种操作状态的操作开关，操作开关至少具有一个能被用户操作的操作按钮。这样一来，在用户插装好电池包后，操作该操作按钮即能启动处于低功耗状态下的充电器使其开始充电。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电组合，包括：充电器和电池包，所述充电器包括：用于接入AC电源的电能接入模块以及用于电能输出的充电器接口，所述电池包包括：能存储电能的电池芯组、用于与所述充电器接口对接实现充电的电池包接口；其特征在于，所述充电器还包括：设置在所述电能接入模块与所述充电器接口之间能调整电能质量使所述充电器接口输出所需直流电的充电模块、能从所述电能接入模块取电工作并能控制所述充电模块的控制模块；所述充电器在所述电能接入模块连接AC电源后所述控制模块处于不带电的零功耗状态，所述电池包通过所述电池包接口连接至充电器时，所述控制模块被所述充电器接口处接受的控制信号激活从而带电工作；所述控制模块包括：第一开关模块、第一供电模块和充电控制器；所述充电模块分别连接至所述电能接入模块和充电器接口；所述第一开关模块包括：两个第一类开关端，以及一个能够控制两个第一类开关端之间导通或关断的第一类控制端，两个所述第一类开关端分别与所述电能接入模块和第一供电模块分别电连接，所述充电器接口至少包括一个第一控制端子，所述第一开关模块的第一类控制端电连接至所述第一控制端子；所述第一供电模块电连接至所述充电控制器为其供电，所述充电控制器电连接至所述充电模块并能控制所述充电模块是否将电能由所述电能接入模块传递给充电器接口；所述电池包接口至少包括一个能与所述第一控制端子电连接的第二控制端子；所述电池包还包括：操作模块、第二开关模块、第二供电模块和电池包控制器，所述第二开关模块包括：两个第二类开关端，以及一个能够控制两个第二类开关端之间导通或关断的第二类控制端，两个所述第二类开关端分别与所述电池芯组和第二供电模块电连接，所述第二类控制端与所述电池包控制器电连接，所述操作模块分别与所述电池芯组和第二类控制端构成电连接，所述第二供电模块分别电连接至所述第二控制端子和电池包控制器。

2.根据权利要求1所述的充电组合，其特征在于，在所述充电器接口与所述电池包对接后，所述第一开关模块的第一类控制端与所述第二供电模块构成电连接，所述第一开关模块和第二开关模块处于关断状态；在所述操作模块被用户操作时其使所述第二开关模块的第二类开关端瞬时导通进而使所述第二供电模块得电为所述电池包控制器供电，所述电池包控制器瞬时激活并控制所述第二开关模块保持导通状态，同时所述第二供电模块通过所述第一控制端子和第二控制端子建立的电路控制所述第一开关模块使其持续导通进而使所述第一供电模块得电为所述充电控制器供电。

3.根据权利要求1至2任意一项所述的充电组合，其特征在于，所述第一开关模块或第二开关模块中至少包括一个光耦开关。

4.根据权利要求1所述的充电组合，其特征在于，所述充电模块电连分别接至所述电能接入模块和充电器接口；所述控制模块包括：第一开关模块、第一供电模块、充电控制器；所述第一开关模块包括：两个第一类开关端，以及一个能够控制两个第一类开关端之间导通或关断的第一类控制端，两个所述第一类开关端分别与所述电能接入模块和第一供电模块分别电连接，所述充电器接口至少包括一个第一控制端子，在所述第一控制端子和第一类控制端之间设有激活电路；所述充电控制器电连接至所述第一类控制端并能控制第一类开关端导通与否；所述第一供电模块电连接至所述充电控制器为其供电，所述充电控制器电连接至所述充电模块并能控制所述充电模块是否将电能由所述电能接入模块传递给充电器接口。

5.根据权利要求4所述的充电组合，其特征在于，所述激活电路中至少串联有一个电容器。

6.根据权利要求5所述的充电组合，其特征在于，所述电池包接口至少包括一个能与所述第一控制端子电连接的第二控制端子；所述电池包还包括：操作模块、第二开关模块、第二供电模块和电池包控制器，所述第二开关模块包括：两个第二类开关端，以及一个能够控制两个第二类开关端之间导通或关断的第二类控制端，两个所述第二类开关端分别与所述电池芯组和第二供电模块电连接，所述第二类控制端与所述电池包控制器电连接，所述操作模块分别与所述电池芯组和第二类控制端构成电连接，所述供电模块分别电连接至所述第二控制端子和电池包控制器。

7.根据权利要求6所述的充电组合，其特征在于，在所述充电器接口与所述电池包对接后，所述第一控制端子和第二控制端子构成物理连接，所述第一开关模块和第二开关模块处于关断状态；在所述操作模块被用户操作时，其使所述第二开关模块的第二类开关端瞬时导通进而使所述第二供电模块得电为所述电池包控制器供电，所述电池包控制器瞬时激活并控制所述第二开关模块保持导通状态，同时所述第二供电模块通过所述激活电路向所述第一开关模块第一类开关端发送瞬时的控制信号，使所述第一开关模块导通进而使所述第一供电模块得电为所述充电控制器供电，所述充电控制器瞬时激活并控制所述第一开关模块保持导通状态。

8.根据权利要求4至7任意一项所述的充电组合，其特征在于，所述第一开关模块或第二开关模块中至少包括一个光耦开关。