CN105656108A - 一种充电电路系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种充电电路系统。包括电源输入端，用于提供供电电源；电源输出端连接一外部的电池组，用于向电池组充电；开关器件可控的连接于电源输入端和一第一参考节点之间，用于交替导通和关断，以使电路在充电模式和放电模式之间切换；第一储能元件连接于第一参考节点与一第二参考节点之间，用于储存及释放电能；第二储能元件连接于第二参考节点与接地端之间。有益效果：通过MOS管导通和关断的频率和占空比进行控制电路中充电电流的大小，并控制电路形成不同的回路，由电感和电容在开关器件关断电源的情况下向电池组进行再充电，提高了充电的速度，节约了资源。

Description

一种充电电路系统

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种充电电路系统。

背景技术

随着电子产品使用越来越广泛，对充电电池的运用越来越多，要求也越来越高，对快速、节能的充电需求也越来越迫切，然而电池在充满和电池用完之间存在电压差，当充电适配器的输出电压一定时，电池电量用尽时，电池电压较低，充电电流大，随着电池电压的升高，充电电流逐渐变小，则不能达到快速充电的作用。

为了满足电池的充电特性，在充电的路径上不得不设定一个限流器件，比如晶体管，来消耗这个电压差带来的多余能量，同时控制充电电流，将多余的能量以热的形式消耗掉。而散热的要求，既不利于充电电流的提高，又不节能，而且还要考虑散热。当电适配器的电压跟随电池电压变化时(目前少数充电设备是这样)，要求充电适配器和用电设备之间要适时通讯，而且充电适配器也变得复杂，价格昂贵。

发明内容

针对上述问题，现提供能够快速、节能充电功能的一种充电电路系统。

具体的技术方案是：

一种充电电路系统，其中，包括：

一电源输入端，用于提供供电电源；

一电源输出端，连接一外部的电池组，用于向所述电池组充电；

一开关器件，可控的连接于所述电源输入端和一第一参考节点之间，用于交替导通和关断，以使电路在充电模式和放电模式之间切换；

一第一储能元件，连接于所述第一参考节点与一第二参考节点之间，用于储存及释放电能；

一第二储能元件，连接于所述第二参考节点与接地端之间，用于储存及释放电能。

优选的，所述的充电电路系统，其中，还包括：

一二极管，连接于所述第一参考节点和所述接地端之间，其阴极与所述第一参考节点连接，阳极与所述接地端连接，用于充电时保护电路，防止电流产生逆流。

优选的，所述的充电电路系统，其中，所述电源输入端连接一充电适配器，用于调节电压。

优选的，所述的充电电路系统，其中，所述开关器件采用MOS管，

优选的，所述的充电电路系统，其中，包括：

一测量电阻R，连接于所述第二参考节点和所述电源输出端之间。

优选的，所述的充电电路系统，其中，所述第一储能元件采用电感。

优选的，所述的充电电路系统，其中，所述第二储能元件采用电容。

优选的，所述的充电电路系统，其中，所述电池组负极接地。

本发明的有益效果：通过MOS管导通和关断的频率和占空比进行控制电路中充电电流的大小，并控制电路形成不同的回路，由电感和电容在开关器件关断电源的情况下向所述电池组进行再充电，提高了充电的速度，节约了资源。

附图说明

图1为本发明一种充电电路系统的一种实施例的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

针对现在充电电路中的问题，本发明的电路巧妙利用电感、电容、二极管的自有特性，达到快速，高效，节能的充电过程。具体技术方案如下：

如图1所示

一种充电电路系统，包括：

一电源输入端，用于提供供电电源；

一电源输出端，连接一外部的电池组，用于向电池组充电；

本电路主要作用在于通过开关器件在电路DC中导通和关断电源的频率和占空比进行控制电路中充电电流的大小，使电路形成不同的回路给电池组进行充电，达到节能和提高充电效率的作用。

一开关器件，可控的连接于电源输入端和一第一参考节点A之间，用于交替导通和关断，以使电路在充电模式和放电模式之间切换；

于上述技术方案基础上，进一步的，开关器件采用MOS管。

开关器件采用MOS管，利用MOS管作为压控器件，由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流特性，不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应，因此MOS管的开关速度比三极管快。

在电路上设置第一参考节点A，MOS管连接于电源输入端和一第一参考节点A之间，通过MOS管的交替导通和关断，使电路在充电模式和放电模式间切换，对电池组进行不间断的对快速充电。

一第一储能元件，连接于第一参考节点A与一第二参考节点B之间，用于储存及释放电能；

于上述技术方案基础上，进一步的，第一储能元件采用电感L。

在电路上设置第一参考节点B，电感连接于第一参考节点A与一第二参考节点B之间，当MOS管导通电路时，电源在向电池组充电的同时向电感L进行充电，电感L存储电源输送的电能。

一第二储能元件，连接于第二参考节点B与接地端GND之间，用于储存及释放电能。

于上述技术方案基础上，进一步的，第一储能元件采用电容C。

电容连接于第二参考节点B与接地端GND之间，当MOS管导通电路时，电源在向电池组充电的同时向电容C进行充电，电容C存储电源输送的电能。电容C除了有存储能量的作用，还利用电容C两端电压不能突变的特性，保护电池不被过电压损坏。

本发明的较佳实施例中，的充电电路系统，还包括：

一二极管D，连接于第一参考节点A和接地端GND之间，其阴极与第一参考节点A连接，阳极与接地端GND连接，用于充电时保护电路，防止电流产生逆流。

本发明中的电路利用了二极管D的单向导电性，在MOS关断时，给电感L放电提供续流回路，同时保证电池中的能量不会通过电感L被消耗掉。

本发明的较佳实施例中，的充电电路系统，电源输入端连接一充电适配器，用于调节电压。

本发明的较佳实施例中，的充电电路系统，包括：

一测量电阻R，连接于第二参考节点B和电源输出端之间。

本发明的较佳实施例中，电池组负极接地。

电路还包括两个输出端，输出端ADC1连接于电感输出端和电阻输入端之间；输出端ADC2连接于电阻R输出端和接地端GND之间。

在本发明中结合电路图1，

当MOS导通时：

充电电流通过充电适配器、MOS、电感L、电容C组成一环路1，将电能输送并存储在电感L、电容C当中；

同时通过充电适配器、MOS、电感L、测量电阻R、电池组成的回路2给电池充电。

当MOS关断后：

存储在电感L中的电能通过由电感L、测量电阻R，电池，二极管D组成的回路3给电池充电；

同时存储在电容C中的能量通过由电容C、测量电阻R、电池组成的回路4给电池充电。

电感L两端电压和电感的关系为：

公式1：U＝L(Δi/Δt)

其中：

U----电感两段的电压

L-----电感量

Δi---电流变化

Δt变化时间

当MOS管导通时，电感L的电感量是固定的，流过电感L电流的变化量Δi也是固定的。当电池电量耗尽时，充电适配器的输出电压和电池电压的压差较大，也就是U比较大，那么根据公式，Δt就比较短。也就是说MOS管导通的时间较短。

反之，MOS管关断的时间也比较短。也就是MOS管需要快速的开关切换。当电池接近充满时，充电适配器的输出电压和电池电压的压差较小，也就是U比较小，那么根据公式，Δt就比较长。也就是说MOS管导通的时间较长。反之，MOS管关断的时间也比较长。也就是MOS需要开关切换的频率变低。当电池电压达到特定电压时，可以通过调节MOS的占空比来控制充电电流。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电电路系统，其特征在于，包括：

一电源输入端，用于提供供电电源；

一电源输出端，连接一外部的电池组，用于向所述电池组充电；

一开关器件，可控的连接于所述电源输入端和一第一参考节点之间，用于交替导通和关断，以使电路在充电模式和放电模式之间切换；

一第一储能元件，连接于所述第一参考节点与一第二参考节点之间，用于储存及释放电能；

一第二储能元件，连接于所述第二参考节点与接地端之间，用于储存及释放电能。

2.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，还包括：

一二极管，连接于所述第一参考节点和所述接地端之间，其阴极与所述第一参考节点连接，阳极与所述接地端连接，用于充电时保护电路，防止电流产生逆流。

3.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，所述电源输入端连接一充电适配器，用于调节电压。

4.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，所述开关器件采用MOS管。

5.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，包括：

一测量电阻，连接于所述第二参考节点和所述电源输出端之间。

6.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，所述第一储能元件采用电感。

7.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，所述第二储能元件采用电容。

8.如权利要求1所述的充电电路系统，其特征在于，所述电池组负极接地。