CN106787057B - 一种移动电源充电控制回路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种移动电源充电控制回路，包括AC充电模块U3、电芯模块、MCU和保护板模块U4，所述AC充电模块U3与MCU之间通过调节信号电路相连接，所述AC充电模块U3通过开关管Q1与电芯模块连接，所述MCU与开关管Q1连接，所述保护板模块U4通过电阻R3与AC充电模块U3连接；所述信号调节电路包括放大器U2、滤波电路U5和比较器U1，所述MCU通过滤波电路U5与比较器U1连接，所述比较器U1与AC充电模块U3连接，所述放大器U2一端通过电阻R3与AC充电模块U3连接，另一端与比较器U1连接。本发明通过控制PWM对AC充电电流进行管理，由AC充电模块U3直接针对电芯模块进行充电，且充电电流大小可进行调节，不再针对AC的充电模块U3的输出电压进行管理，减少了DC降压模块。
Description
技术领域
本发明涉及充电控制回路技术领域，具体为一种移动电源充电控制回路。
背景技术
随着电子产品的发展，为了满足人们日常精简出行的需要，消费电子产品的小型轻便化成为主流的发展趋势。这要求产品本身的体积重量需要不断的减少。而另一方面手机等便携式移动终端在使用过程中，对于能量的需求却在不断的增加，在现有电池技术水平下，小型轻便则意味着电池容量暂时不会出现较大的跨越性增长，因此对于快速大电流充电的需求越来越迫切。
而且随着生活节奏的加快，为了满足出行时移动电源本身随时处于满充电的状态，相对应的则要求移动电源本身在充电时间方面需要更加快速。
而由于传统的便携式移动电源在基于AC充电模块输出恒定电压的架构在满足小型轻便的前提下，大电流高功率充电时AC充电模块以及DC降压或者升压模块在狭小的空间内的热损耗问题所带来的温升问题显得尤为突出，因为这种模式的热功耗来自于两个方面：AC-DC单元和充电控制buck-boost单元。
传统自带AC充电器的移动电源的充电模式架构如图1所示：市电输入后，由AC充电模块输出恒定电压，而恒定电压再通过DC模块的电压转换才能够得到电池所能接受的电压，然后再对电池模块进行充电。在此种恒压架构下每一个模块都是独立的，由于相互之间没有存在逻辑上的关联，因此存在着以下的缺陷：
由于产品内部同时集成了AC充电器模块以及DC降压模块，导致其无法缩小产品空间体积，无法做到更加小型轻便；
由于同时存在AC模块以及DC降压模块，因此在大电流充电的情况下，两者所产生的热量将会导致产品本身的温度成为一大问题；
因此，如何在满足小型轻便同时大电流充电的同时，能够有效控制产品本身在充电时的温度是我们急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动电源充电控制回路，以解决上述背景技术中提出的现有的移动电源无法兼顾小型轻便大电流充电的同时控制充电温度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种移动电源充电控制回路，包括AC充电模块U3、电芯模块、MCU和保护板模块U4，所述AC充电模块U3与MCU之间通过调节信号电路相连接，所述AC充电模块U3通过开关管Q1与电芯模块连接，所述MCU与开关管Q1连接，所述保护板模块U4通过电阻R3与AC充电模块U3连接；所述信号调节电路包括放大器U2、滤波电路U5和比较器U1，所述MCU通过滤波电路U5与比较器U1连接，所述比较器U1与AC充电模块U3连接，所述放大器U2一端通过电阻R3与AC充电模块U3连接，另一端与比较器U1连接。
作为优选，还包括有NTC，所述NTC与MCU连接。
作为优选，还包括有分压电阻R1和分压电阻R2，所述MCU通过分压电阻R1和分压电阻R2与滤波电路U5连接，所述分压电阻R1与滤波电路U5之间设有单向二极管D1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该移动电源充电控制回路是基于可调恒流充电的架构模式，通过控制PWM对AC充电电流进行管理，由AC充电模块U3直接针对电芯模块进行充电，且充电电流大小可进行调节，此时不再针对AC的充电模块U3的输出电压进行管理，如此减少了中间环节DC降压模块。一方面减少了产品内部PCB板的空间体积，另外一方面可以降低在狭小空间内的热量损耗，在满足小型轻便且大电流充电的同时可以有效的降低由热量损耗所带来的温升问题。
附图说明
图1为传统自带AC移动电源的充电模式架构示意图；
图2为新型自带AC移动电源的充电模式架构示意图；
图3为本发明的逻辑控制电路结构图。
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做出创造性劳动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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种移动电源充电控制回路，包括AC充电模块U3、电芯模块2、MCU3和保护板模块U44，所述AC充电模块U31与MCU3之间通过调节信号电路相连接，所述AC充电模块U31通过开关管Q1与电芯模块2连接，所述MCU3与开关管Q1连接，所述保护板模块U44通过电阻R3与AC充电模块U31连接；所述信号调节电路包括放大器U25、滤波电路U56和比较器U1，所述MCU3通过滤波电路U56与比较器U1连接，所述比较器U1与AC充电模块U31连接，所述放大器U25一端通过电阻R3与AC充电模块U31连接，另一端与比较器U1连接。所述MCU3通过分压电阻R1和分压电阻R2与滤波电路U56连接，所述分压电阻R1与滤波电路U56之间设有单向二极管D1。还包括有NTC，所述NTC与MCU连接。
上述实施例中，具体的，AC充电模块U31的输出端与电芯模块2相连接，不需对AC的充电模块的输出电压进行管理，如此减少了中间环节DC降压模块，从而减少了PCB板的空间体积，降低了在狭小空间内的热量损耗。
工作原理：在使用该移动电源充电控制回路时，当内置AC充电模块U31接入市电时，AC充电模块U31发送信号S1至MCU3，MCU3收到信号之后由睡眠状态进入唤醒状态并判断信号S1的有效性，如S1无效则继续进入睡眠状态；判断S1有效则MCU3开始进入充电程序段，单片机在收到信号之后开始判断充电所需要满足的若干前提条件，如电芯BAT电压以及内部温敏电阻RT电压VRT，根据VBAT的电压值的不同，开始给I/O口一个固定占空比的PWM波，并且打开充电端开关管Q1，对电芯进行充电。PWM波通过R1与R2的分压后通过单向二极管D1进入滤波电路U56，在滤波电路U56的作用下，PWM波过滤成平滑的电压进入比较器U1，此时得到一个比较稳定的电压VPWM(由于此电电压是通过占空比PWM滤波得来，具有较强的抗干扰能力)，电压VPWM接入充电控制回路的比较器U1的输入端一端IN+。此时，流经电阻R3上的电流形成的电压VR3，经过放大器U25一定程度的放大之后送入比较器U1的另一端IN-。通过比较器U1进行比较两组信号VR3，VPWM之后得到一个输出电压V4，接着将差值信号V4反馈给AC充电模块U31，AC充电模块U31响应之后开始调整充电器电路的工作状态，输出一个可调恒定的电流IDC，同时由于Q1开关管已经打开，通过Q1给BAT进行充电。此时MCU3实时检测充电电流IDC的大小，当MCU3检测到充电电流IDC小于额定值时，开始进行动态调整逐渐增加PWM的占空比，从而逐渐增加比较器的正向阈值参考电压VPWM，迫使流经R3上的电流增加以维持此信号反馈电路的稳定状态，从而提高了AC充电模块U34的输出电流IDC；同理，当MCU3检测到充电电流超过额定值时，逐渐减少PWM占空比从而减少AC充电模块U34的输出电流IDC。
通过MCU3实时监测电芯电压VBAT，在电芯电压VBAT较低时，给出一个较低的PWM实现小电流充电，以此保护电芯本身不会因为在低压的情况下进行大电流充电而损坏电芯，当电芯电压上升到一定值之后开始进行大电流充电，IOUT可以根据实际情况的不同而设置不同的充电电流，到电芯电压快要满充时，降低占空比PWM以实现涓流充电，直至MCU3检测到VBAT电压达到满充电压，此时再关断开关管Q1，停止充电；
此过程，AC充电模块U31的输出电压VOUT跟随电芯电压VBAT的变化而变化，保护板模块U44对电压VOUT进行稳定，AC充电模块U31将不再控制输出电压VOUT；
此方式既为可调恒流充电的过程，由于在AC充电模块U31实际输出的过程中，现实的是降压可调恒流充电，在保证了电芯充电电流的情况下，尽量减少AC充电模块U31的输出功率，从而能够在缩短移动电源充电时间的同时，尽量减少AC充电模块U31的热损耗，从而能够解决在狭小空间内保证充电电流大小的同时，有效降低产品内部的过热问题。
综上所述，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，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (3)
1.一种移动电源充电控制回路，其特征在于：包括AC充电模块U3、电芯模块、MCU和保护板模块U4，所述AC充电模块U3与MCU之间通过调节信号电路相连接，所述AC充电模块U3通过开关管Q1与电芯模块连接，所述MCU与开关管Q1连接，所述保护板模块U4通过电阻R3与AC充电模块U3连接；所述信号调节电路包括放大器U2、滤波电路U5和比较器U1，所述MCU通过滤波电路U5与比较器U1连接，所述比较器U1与AC充电模块U3连接，所述放大器U2一端通过电阻R3与AC充电模块U3连接，另一端与比较器U1连接。
2.根据权利要求1所述的一种移动电源充电控制回路，其特征在于：还包括有NTC，所述NTC与MCU连接。
3.根据权利要求1所述的一种移动电源充电控制回路，其特征在于：还包括有分压电阻R1和分压电阻R2，所述MCU通过分压电阻R1和分压电阻R2与滤波电路U5连接，所述分压电阻R1与滤波电路U5之间设有单向二极管D1。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201781310U (zh) * | 2010-04-29 | 2011-03-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池充电控制电路 |
| CN103337887A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-10-02 | 江苏新通达电子科技股份有限公司 | 一种智能充电器系统及电路 |
| CN104426195A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 惠州市吉瑞科技有限公司 | 小电池容量电池杆的充电控制方法以及充电器 |
| CN205863987U (zh) * | 2016-07-18 | 2017-01-04 | 深圳市声艺宝科技有限公司 | 一种将充电器转换为移动电源的控制装置 |
| CN206533177U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-09-29 | 东莞市太业电子股份有限公司 | 一种移动电源充电控制回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9853467B2 (en) * | 2015-01-13 | 2017-12-26 | Intersil Americas LLC | Overcurrent protection in a battery charger |
-
2017
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201781310U (zh) * | 2010-04-29 | 2011-03-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池充电控制电路 |
| CN103337887A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-10-02 | 江苏新通达电子科技股份有限公司 | 一种智能充电器系统及电路 |
| CN104426195A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 惠州市吉瑞科技有限公司 | 小电池容量电池杆的充电控制方法以及充电器 |
| CN205863987U (zh) * | 2016-07-18 | 2017-01-04 | 深圳市声艺宝科技有限公司 | 一种将充电器转换为移动电源的控制装置 |
| CN206533177U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-09-29 | 东莞市太业电子股份有限公司 | 一种移动电源充电控制回路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 应惠明."软件版移动电源的设计".《工业设计》.2015,(第08期),第68、76页. * |
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