CN106786985A - 一种用电设备的电池保护方法及电路和配套的充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池保护领域。本发明公开了一种用电设备的电池保护方法及其电路以及配套的充电器，其中，用电设备的电池保护电路包括电池、电池充放电保护电路、充电输入端口和非充电自动关断电路，所述充电输入端口设有充电电源输入端和控制电压输入端，所述充电电源输入端依次串联非充电自动关断电路、电池充放电保护电路和电池，所述非充电自动关断电路的控制端与控制电压输入端连接。本发明可以使用电设备的充电输入端口在使用的过程中不会因外部短路、使用非专用充电器对其充电或工作在潮湿的环境中而导致电池的损坏，提高安全性，延长电池使用寿命。

Description

一种用电设备的电池保护方法及电路和配套的充电器
技术领域
本发明属于电池保护领域，具体地涉及一种用电设备的电池保护方法及电路以及配套的充电器。
背景技术
对讲机的英文名称是 two way radio，它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，广泛应用于相对固定且频繁通话的场合，随着对讲机的使用范围越来越广，对对讲机的电池使用安全越来越重视，因此对于对讲机电池保护设计提出了更高的要求。目前市场上的对讲机电池在使用的过程中充电输入端口和输出端口是直接并联在一起的，并直接暴露在电池壳外面，这样就存在许多安全隐患：如充电输入端口和金属制品等导电材料放在一起容易使充电输入端口的正负极连接在一起，造成短路，短路后会导致电池起火或爆炸；如充电输入端口接触到潮湿的空气，会使充电输入端口氧化、进而毁坏电池；如使用非专用充电器进行充电，由于不匹配原因，容易对电池造成损坏等等。其它的具有充电输入端口的用电设备如手机、电脑等也同样存在上述问题。
因此，对用电设备的电池提出了更可靠的保护措施显得十分有必要。
发明内容
本发明的目的在于为解决上述问题而提供一种可以使用电设备的充电输入端口在使用的过程中不会因外部短路、使用非专用充电器对其充电或工作在潮湿的环境中而导致电池的损坏，提高安全性，延长电池使用寿命的用电设备的电池保护方法及电路和配套的充电器。
为此，本发明提供了一种用电设备的电池保护电路，包括电池、电池充放电保护电路、充电输入端口和非充电自动关断电路，所述充电输入端口设有充电电源输入端和控制电压输入端，所述充电电源输入端依次串联非充电自动关断电路、电池充放电保护电路和电池，所述非充电自动关断电路的控制端与控制电压输入端连接，当控制电压输入端有控制电压输入时，非充电自动关断电路导通，充电电源可以通过充电电源输入端为电池充电。
进一步的，还包括电池输出端口，所述电池输出端口通过电池充放电保护电路与电池连接。
进一步的，所述非充电自动关断电路包括电阻R4、PMOS管Q2和NPN三极管Q3，所述PMOS管Q2的漏极接充电电源输入端的正极，所述PMOS管Q2的源极经电池充放电保护电路接电池的正极，所述PMOS管Q2的栅极串联电阻R4接电池的正极，所述NPN三极管Q3的集电极接PMOS管Q2的栅极，所述NPN三极管Q3的的发射极接充电电源输入端的负极，所述NPN三极管Q3的基极接控制电压输入端。
进一步的，所述电池为串联的双节锂电池组。
更进一步的，所述电池充放电保护电路由型号为R5460N202AA的锂电池保护芯片及其外围电路组成。
本发明还公开了一种用于具有上述的用电设备的电池保护电路的用电设备充电器，包括电源输入端口、PWM驱动电路、充电控制电路和充电输出端口，所述充电输出端口设有充电电源输出端和控制电压输出端，所述电源输入端口分别与PWM驱动电路、充电控制电路和控制电压输出端连接，所述PWM驱动电路的输出端接充电电源输出端，所述充电控制电路的控制输入端接充电电源输出端，所述充电控制电路的PWM输出端接PWM驱动电路的PWM输入端，所述充电电源输出端与充电电源输入端连接，所述控制电压输出端与控制电压输入端连接。
进一步的，所述充电控制电路由型号为CHK0501C的锂电池充电芯片IC2实现。
进一步的，所述PWM驱动电路包括NPN三极管Q1、型号为APM4953的芯片IC1、电感L1、电容C11、二极管D3和二极管D4，所述NPN三极管Q1的基极一路串联电阻R2接电源输入端口，一路串联电阻R16接充电控制电路的PWM输出端，所述NPN三极管Q1的集电极同时接电源输入端口和芯片IC1的S1端和S2端，所述NPN三极管Q1的发射极一路接芯片IC1的G1端和G2端，一路串联二极管D1接其基极，所述芯片IC1的D1端和D2端串联电感L1接二极管D3和二极管D4的正极，所述二极管D3和二极管D4的负极接充电电源输出端，所述电容C11接在二极管D3和二极管D4的正极与地之间。
本发明还公开了一种用电设备的电池保护方法，包括在用电设备的充电输入端口与电池之间的充电回路上串联一个非充电自动关断电路，当要对电池进行充电时，提供一控制电压给非充电自动关断电路的控制端使其导通，从而充电电源可以通过充电输入端口对电池进行充电。
进一步的，所述非充电自动关断电路的控制端设置在充电输入端口内。
本发明的有益技术效果：
本发明通过在用电设备的充电输入端口与电池之间的充电回路上串联一个非充电自动关断电路，当要对电池进行充电时，由专用充电器提供一控制电压给非充电自动关断电路的控制端使其导通，从而专用充电器可以通过充电输入端口对电池进行充电，这样就可以使用电设备的充电输入端口在使用的过程中不会因外部短路、使用非专用充电器对其充电或工作在潮湿的环境中而导致电池的损坏，提高安全性和可靠性，延长电池使用寿命，且结构简单，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例的对讲机电池的保护电路的结构框图；
图2为本发明实施例的对讲机电池的保护电路的电路原理图；
图3为本发明实施例的对讲机充电器的结构框图；
图4为本发明实施例的对讲机充电器的的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
下面的实施例中的用电设备将以对讲机为例来说明，但不限于此。
一种对讲机的电池保护方法，包括在对讲机的充电输入端口与电池之间的充电回路上串联一个非充电自动关断电路，当要对电池进行充电时，提供一控制电压给非充电自动关断电路的控制端使其导通，本具体实施中，有专用充电器提供一控制电压给非充电自动关断电路的控制端使其导通，从而专用充电器就可以通过充电输入端口对电池进行充电。
进一步的，所述非充电自动关断电路的控制端设置在充电输入端口内。
如图1所示，本发明公开了一种对应于上述保护方法的对讲机的电池保护电路，包括电池11、电池充放电保护电路12、电池输出端口15、充电输入端口14和非充电自动关断电路13，所述充电输入端口14设有充电电源输入端141和控制电压输入端142，所述充电电源输入端141依次串联非充电自动关断电路13、电池充放电保护电路12和电池11，所述非充电自动关断电路13的控制端与控制电压输入端142连接，所述电池输出端口15通过电池充放电保护电路12与电池连接。当控制电压输入端142有控制电压输入时，非充电自动关断电路13导通，充电电源可以通过充电电源输入端141为电池11充电。控制电压可由专用充电器一并提供或由另外的装置提供。
具体的，如图2所示，本实施例中，电池11为由锂电池B1和锂电池B2串联组成的双节锂电池组，所述电池充放电保护电路12由型号为R5460N202AA的锂电池保护芯片U1、型号为AO8814的NMOS管Q1A和Q1B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5组成，具体电路连接关系参见图2，此不再细说。
所述非充电自动关断电路13包括电阻R4、PMOS管Q2和NPN三极管Q3，所述PMOS管Q2的漏极接充电电源输入端141的正极BIN+，所述PMOS管Q2的源极一路接电池组11的正极B+，一路串联电阻R2接锂电池保护芯片U1的Vdd端（即经电池充放电保护电路12接电池11的正极），所述PMOS管Q2的栅极串联电阻R4接电池组11的正极B+，所述NPN三极管Q3的集电极接PMOS管Q2的栅极，所述NPN三极管Q3的的发射极接充电电源输入端141的负极BIN-，所述NPN三极管Q3的基极接控制电压输入端ON/OFF IN。当然，在其它实施例中，非充电自动关断电路13也可以采用其它开关电路来实现，如采用单个三极管或MOS管或多个三极管等等，此是，本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。
当电池组11要进行充电时，充电输入端口14连接专用充电器后，专用充电器给控制电压输入端ON/OFF IN提供控制电压，NPN三极管Q3的基极处于高电位，NPN三极管Q3导通，将PMOS管Q2的栅极电压拉低，PMOS管Q2导通，专用充电器的充电电压就可以对电池组11进行充电；如果用非专用充电器充电，则没有给控制电压输入端ON/OFF IN提供控制电压，NPN三极管Q3断开，进而使PMOS管Q2断开，非专用充电器充无法对电池组11进行充电；在对讲机正常使用的状态下（即充电输入端14没有接专用充电器），PMOS管Q2断开，充电输入端口14没有与电池连通，没电压输出，即使充电输入端口14处于短路状态，也不会对电池组11的安全产生危险。
当然，在其它实施例中，控制电压输入端ON/OFF IN也可以不设置在充电输入端口14内，而是位于对讲机的其它位置。
如图3所示，本发明还公开了一种用于具有上述的对讲机电池的保护电路的对讲机充电器，即专用充电器，包括电源输入端口21、PWM驱动电路22、充电控制电路23和充电输出端口24，所述充电输出端口24设有充电电源输出端241和控制电压输出端242，所述电源输入端口21分别与PWM驱动电路22、充电控制电路23和控制电压输出端242连接，所述PWM驱动电路22的输出端接充电电源输出端241，所述充电控制电路23的控制输入端接充电电源输出端241，所述充电控制电路23的PWM输出端接PWM驱动电路22的PWM输入端，所述充电电源输出端241与充电电源输入端141连接，所述控制电压输出端242与控制电压输入端142连接。
具体的，如图4所示，本实施例中，所述充电控制电路23由型号为CHK0501C的锂电池充电芯片IC2及其外围电路组成，具体电路连接方式参见图4，此不再细说。
控制电压输出端ON/OFF OUT与电源输入端口21连接，本具体实施例中，电源输入端口21为插头DCZ1，插头DCZ1经过电容C1、C2和C3组成的滤波电路滤波后与控制电压输出端ON/OFF OUT连接。
所述PWM驱动电路22包括NPN三极管Q1、型号为APM4953的芯片IC1、电感L1、电容C11、二极管D3和二极管D4，所述NPN三极管Q1的基极一路串联电阻R2接电源输入端口DCZ1，一路串联电阻R16接锂电池充电芯片IC2的DRC端（PWM输出端），所述NPN三极管Q1的集电极同时接电源输入端口DCZ1和芯片IC1的S1端和S2端，所述NPN三极管Q1的发射极一路接芯片IC1的G1端和G2端，一路串联二极管D1接其基极，所述芯片IC1的D1端和D2端串联电感L1接二极管D3和二极管D4的正极，所述二极管D3和二极管D4的负极接充电电源输出端的正极OUT+，所述电容C11接在二极管D3和二极管D4的正极与地之间。当然，在其它实施例中，PWM驱动电路22也可以采用现有的电路来实现，此是本领域技术人员可以轻易实现的，此不再细说。
电源从电源输入端口DCZ1进来后，经过电容C1、C2和C3组成的滤波电路滤波后一路为控制电压输出端ON/OFF OUT提供控制电压输出，一路经芯片IC1、电感L1和二极管D3、D4后为充电电源输出端的正极OUT+提供充电电压输出。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用电设备的电池保护电路，包括电池、电池充放电保护电路和充电输入端口，其特征在于：还包括非充电自动关断电路，所述充电输入端口设有充电电源输入端和控制电压输入端，所述充电电源输入端依次串联非充电自动关断电路、电池充放电保护电路和电池，所述非充电自动关断电路的控制端与控制电压输入端连接，当控制电压输入端有控制电压输入时，非充电自动关断电路导通，充电电源可以通过充电电源输入端为电池充电。
2.根据权利要求1所述的用电设备的电池保护电路，其特征在于：还包括电池输出端口，所述电池输出端口通过电池充放电保护电路与电池连接。
3.根据权利要求1所述的用电设备的电池保护电路，其特征在于：所述非充电自动关断电路包括电阻R4、PMOS管Q2和NPN三极管Q3，所述PMOS管Q2的漏极接充电电源输入端的正极，所述PMOS管Q2的源极经电池充放电保护电路接电池的正极，所述PMOS管Q2的栅极串联电阻R4接电池的正极，所述NPN三极管Q3的集电极接PMOS管Q2的栅极，所述NPN三极管Q3的的发射极接充电电源输入端的负极，所述NPN三极管Q3的基极接控制电压输入端。
4.根据权利要求1所述的用电设备的电池保护电路，其特征在于：所述电池为串联的双节锂电池组。
5.根据权利要求4所述的用电设备的电池保护电路，其特征在于：所述电池充放电保护电路由型号为R5460N202AA的锂电池保护芯片及其外围电路组成。
6.一种用于具有权利要求1-5任意一项所述的用电设备的电池保护电路的用电设备充电器，其特征在于：包括电源输入端口、PWM驱动电路、充电控制电路和充电输出端口，所述充电输出端口设有充电电源输出端和控制电压输出端，所述电源输入端口分别与PWM驱动电路、充电控制电路和控制电压输出端连接，所述PWM驱动电路的输出端接充电电源输出端，所述充电控制电路的控制输入端接充电电源输出端，所述充电控制电路的PWM输出端接PWM驱动电路的PWM输入端，所述充电电源输出端与充电电源输入端连接，所述控制电压输出端与控制电压输入端连接。
7.根据权利要求6所述的用电设备充电器，其特征在于：所述充电控制电路由型号为CHK0501C的锂电池充电芯片IC2实现。
8.根据权利要求6所述的用电设备充电器，其特征在于：所述PWM驱动电路包括NPN三极管Q1、型号为APM4953的芯片IC1、电感L1、电容C11、二极管D3和二极管D4，所述NPN三极管Q1的基极一路串联电阻R2接电源输入端口，一路串联电阻R16接充电控制电路的PWM输出端，所述NPN三极管Q1的集电极同时接电源输入端口和芯片IC1的S1端和S2端，所述NPN三极管Q1的发射极一路接芯片IC1的G1端和G2端，一路串联二极管D1接其基极，所述芯片IC1的D1端和D2端串联电感L1接二极管D3和二极管D4的正极，所述二极管D3和二极管D4的负极接充电电源输出端，所述电容C11接在二极管D3和二极管D4的正极与地之间。
9.一种用电设备的电池保护方法，其特征在于：包括在用电设备的充电输入端口与电池之间的充电回路上串联一个非充电自动关断电路，当要对电池进行充电时，提供一控制电压给非充电自动关断电路的控制端使其导通，从而充电电源可以通过充电输入端口对电池进行充电。
10.根据权利要求9所述的对讲机电池的保护方法，其特征在于：所述非充电自动关断电路的控制端设置在充电输入端口内。
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