CN107733010A - 充电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种充电电路，包括控制芯片、分别与所述控制芯片连接的充电管理电路和供电电路，所述充电电路还包括适配器输入检测电路和充电座输入检测电路；上述充电电路，通过设置所述适配器输入检测电路和所述充电座输入检测电路，当机器人与充电座或适配器连接并通电时，所述适配器输入检测电路或所述充电座输入检测电路发送一检测信号至控制芯片，并将电源直接传输到供电电路中，以给机器人直接供电，同时控制芯片根据检测信号判定机器人接收到一充电电源，进而控制充电管理电路将供电电路中的电能补充到充电电池中充电，解决了机器人的充电电路需要一直运行以检测是否有电流输入而导致耗电的问题。

Description

充电电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种充电电路。
背景技术
近几年，机器人主题越来越火热，工业机器人、家庭服务机器人、玩具机器人等等各种各样的机器人也纷纷亮相各大市场，而对机器人而言，受体积的影响，电池容量较小，充电一次只能清扫2-4个小时，因此需要频繁充电。
现有的扫地机器人，其内部均设有一控制器、充电电路以及充电电池，以使扫地机器人可以充电，而扫地机器人充电的方式，包括适配器充电和充电座充电两种，在扫地机器人与电源连接后，充电座或者适配器直接给充电电路供电，充电电路再将电流转换成充电电池可用的电能存储起来。
上述扫地机器人，充电电路需一直运行以检测是否有电流输入，非常耗电，减少了扫地机器人的工作时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电电路，以解决扫地机器人的充电电路需要一直运行以检测是否有电流输入而导致耗电的问题。
一种充电电路，包括控制芯片、分别与所述控制芯片连接的充电管理电路和供电电路，所述充电电路还包括适配器输入检测电路和充电座输入检测电路；所述适配器输入检测电路一端与一适配器连接，另一端同时与所述控制芯片和所述供电电路连接，所述适配器输入检测电路用于接收所述适配器输入的高电平，并将所述高电平发送至所述控制芯片，同时提供一电压给所述供电电路；所述充电座输入检测电路一端与一充电座连接，另一端同时与所述控制芯片和所述供电电路连接，所述充电座输入检测电路用于接收所述充电座输入的高电平，并将所述高电平发送至所述控制芯片，同时提供一电压给所述供电电路；所述供电电路还与所述充电管理电路连接，所述控制芯片接收到所述高电平后，控制所述供电电路给所述充电管理电路供电，所述充电管理电路将电压发送至一充电电池。
上述充电电路，通过设置所述适配器输入检测电路和所述充电座输入检测电路，当机器人与充电座或适配器连接并通电时，所述适配器输入检测电路或所述充电座输入检测电路发送一检测信号至控制芯片，并将电源直接传输到供电电路中，以给机器人直接供电，同时控制芯片根据检测信号判定机器人接收到一充电电源，进而控制充电管理电路将供电电路中的电能补充到充电电池中充电，解决了机器人的充电电路需要一直运行以检测是否有电流输入而导致耗电的问题。
进一步地，所述供电电路包括一开关元件、第一钳位电路以及一滤波元件，所述开关元件与所述第一钳位电路并联，所述开关元件的一端同时与所述充电座输入检测电路和所述适配器输入检测电路连接，所述开关元件的另一端与所述滤波元件连接。
进一步地，所述适配器输入检测电路包括第一稳压二极管、第一分压电路、第二钳位电路，所述第一稳压二极管一端同时与所述适配器、所述供电电路的连接，另一端接地，所述第一分压电路一端与所述第一稳压二极管连接，另一端接地，同时所述第一分压电路的分压端同时与所述第二钳位电阻和所述控制芯片连接。
进一步地，所述第二钳位电路包括串联的第一钳位电源和第一钳位二极管，所述第一钳位二极管的负极与所述第一钳位电源连接，所述第一钳位二极管的正极与所述第一分压电路的分压端连接。
进一步地，所述充电座输入检测电路包括第二稳压二极管、第二分压电路、第三钳位电路，所述第二稳压二极管一端同时与充电座、所述供电电路的连接，另一端接地，所述第二分压电路一端与所述第二稳压二极管连接，另一端接地，同时所述第二分压电路的分压端同时与所述第三钳位电路和所述控制芯片连接。
进一步地，所述第三钳位电路包括串联的第二钳位电源和第二钳位二极管，所述第二钳位二极管的负极与所述第二钳位电源连接，所述第二钳位二极管的正极与所述第二分压电路的分压端连接。
进一步地，所述充电电路还包括充电电流采样电路，所述充电电流采样电路一端与所述适配器或所述充电座连接，另一端与所述控制芯片连接，所述充电电流采样电路包括第三分压电路、放大电路以及比较电路，所述第三分压电路与所述适配器或所述充电座连接，另一端与所述放大电路的一端连接，所述放大电路的另一端与所述比较电路的一端连接，所述比较电路的另一端与所述控制芯片连接。
进一步地，所述充电管理电路包括充电管理芯片和充电状态显示电路，所述充电管理芯片同时与所述供电电路和所述控制芯片连接，所述充电状态显示电路一端与所述控制芯片连接，另一端与所述充电管理芯片连接，所述充电显示电路的检测端与所述供电电路连接。
进一步地，所述充电显示电路包括第一显示电路和第二显示电路，所述第一显示电路和所述第二显示电路相同，所述第一显示电路包括第四钳位电路和显示元件，所述第四钳位电路一端与所述控制芯片连接，另一端同时与所述显示元件和所述充电管理芯片连接，所述显示元件另一端与所述供电电路连接。
进一步地，所述供电电路与所述充电管理芯片之间还设有一恒流元件，所述恒流元件用于给所述充电管理芯片提供一恒流源。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的充电电路的连接结构示意图；
图2为图1中的充电座输入检测电路的结构示意图；
图3为图1中的适配器输入检测电路的结构示意图；
图4为图1中供电电路的结构示意图；
图5为图1中充电管理电路的结构示意图；
图6为本发明第二实施例中的充电电路中的充电电流采样电路的结构示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干个实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种充电电路，包括控制芯片10、分别与所述控制芯片10连接的充电管理电路20和供电电路30，所述充电电路还包括适配器输入检测电路40和充电座输入检测电路50。
所述适配器输入检测电路40一端与一适配器(图未标出)连接，另一端同时与所述控制芯片10和所述供电电路30连接，所述适配器输入检测电路40用于接收所述适配器输入的高电平，并将所述高电平发送至所述控制芯片10，同时提供一电压给所述供电电路30；所述充电座输入检测电路50一端与一充电座(图未标出)连接，另一端同时与所述控制芯片10和所述供电电路30连接，所述充电座输入检测电路50用于接收所述充电座输入的高电平，并将所述高电平发送至所述控制芯片10，同时提供一电压给所述供电电路30；所述供电电路30还与所述充电管理电路30连接，所述控制芯片10接收到所述高电平后，控制所述供电电路30给所述充电管理电路20供电，所述充电管理电路20将电压发送至一充电电池100，具体的，在本实施例中，所述控制芯片10可以为单片机。
上述充电电路，通过设置所述适配器输入检测电路40和所述充电座输入检测电路50，当机器人与充电座或适配器连接并通电时，所述适配器输入检测电路40或所述充电座输入检测电路50发送一检测信号至控制芯片10，并将电源直接传输到供电电路30中，以给机器人直接供电，同时控制芯片10根据检测信号判定机器人接收到一充电电源，进而控制充电管理电路30将供电电路30中的电能补充到充电电池100中充电，解决了机器人的充电电路需要一直运行以检测是否有电流输入而导致耗电的问题。
请参阅图4，所述供电电路30包括一开关元件21、第一钳位电路22以及一滤波元件23，所述开关元件21与所述第一钳位电路22并联，所述开关元件21的一端同时与所述充电座输入检测电路40和所述适配器输入检测电路50连接，所述开关元件21的另一端与所述滤波元件23连接，所述供电电路30，用于接收适配器和充电座提供的电源，并给机器人供电，可以理解的，机器人在充电的工程中，充电电池100如一边充电一边给机器人的功能电路供电，严重影响充电电池100的使用寿命，通过设置所述供电电路30，在机器人充电的过程中，将机器人的功能电路的供电源切换到所述供电电路30，具体的，可以通过所述控制器芯片10进行供电源的切换。
具体的，在本实施例中，所述开关元件21起到电子开关的作用，所述第一钳位电路22用于将输入供电电路30中的电流的电压稳定在一个预设值，避免过高的电压损坏电路，具体的，所述预设值需根据机器人的运行功率和各元器件的最大工作电压而设定。
具体的，在本实施例中，所述开关元件21为一三极管，所述第一钳位电路22可以包括电阻、电容、二极管，所述电阻的另一端同时与所述电容和所述二极管的一端连接，所述电容和所述二极管的另一端分别接地，所述三极管的集电极同时与适配器输入检测电路40、充电座输入检测电路50以及钳位电路以及所述电阻的一端连接，所述三极管的基极同时与所述电阻、电容以及所述二极管的一端连接。
请参阅图3，所述适配器输入检测电路40包括第一稳压二极管41、第一分压电路42、第二钳位电路43，所述第一稳压二极管41一端同时与适配器、所述供电电路30的连接，另一端接地，所述第一分压电路42一端与所述第一稳压二极管41连接，另一端接地，同时所述第一分压电路42的分压端同时与所述第二钳位电阻43和所述控制芯片10连接。具体的，在本实施例中，所述第二钳位电路43包括串联的第一钳位电源(图未标出)和第一钳位二极管(图未标出)，所述第一钳位二极管的负极与所述第一钳位电源连接，所述第一钳位二极管的正极与所述第一分压电路42的分压端连接。
具体的，在本实施例中，所述第一稳压二极管41用于稳定从适配器中流入的电压，在通过所述第一分压电路42降低电压，使电压降低至所述控制芯片10的额定电压内，避免损伤控制芯片10，同时，通过设置所述第二钳位电路43，进一步确保输入到所述控制芯片10中的电压在所述控制芯片10的额定电压内。
请参阅图2，所述充电座输入检测电路50包括第二稳压二极管51、第二分压电路52、第三钳位电路53，所述第二稳压二极管51一端同时与充电座、所述供电电路30的连接，另一端接地，所述第二分压电路52一端与所述第二稳压二极管51连接，另一端接地，同时所述第二分压电路52的分压端同时与所述第三钳位电路53和所述控制芯片10连接。具体的，在本实施例中，所述第三钳位电路53包括串联的第二钳位电源(图未标出)和第二钳位二极管(图未标出)，所述第二钳位二极管的负极与所述第二钳位电源连接，所述第二钳位二极管的正极与所述第二分压电路52的分压端连接。
具体的，在本实施例中，所述第二稳压二极管51用于稳定从适配器中流入的电压，在通过所述第二分压电路52降低电压，使电压降低至所述控制芯片10的额定电压内，避免损伤控制芯片10，同时，通过设置所述第三钳位电路53，进一步确保输入到所述控制芯片10中的电压在所述控制芯片10的额定电压内。
请参阅图5，所述充电管理电路20包括充电管理芯片21和充电状态显示电路22，所述充电管理芯片21同时与所述供电电路30和所述控制芯片10连接，所述充电状态显示电路22一端与所述控制芯片10连接，另一端与所述充电管理芯片21连接，所述充电显示电路22的检测端与所述供电电路30连接。
所述充电显示电路22包括第一显示电路(图未标出)和第二显示电路(图未标出)，所述第一显示电路和所述第二显示电路相同，所述第一显示电路包括第四钳位电路221和显示元件222，所述第四钳位电路221一端与所述控制芯片10连接，另一端同时与所述显示元件222和所述充电管理芯片21连接，所述显示元件222另一端与所述供电电路30连接。
其中，所述第一显示电路和所述第二显示电路分别用于显示两种充电状态，在本实施例中，所述第一显示电路的显示元件222可以为红色发光二极管，当红色发光二极管亮时，表示机器人处于充电状态，所述第二显示电路中的显示元件可以为蓝色发光二极管，当蓝色发光二极管亮时，表示机器人已经充电完成，可以理解的，在其他实施例中，所述第一显示电路中的显示元件222和第二显示电路中的显示元件的发光颜色不同即可。
通过设置第一显示电路和第二显示电路，可实时了解机器人当前的充电状态，当使用适配器对机器人进行充电时，便于用户根据显示元件222的颜色来决定是否拔出适配器，具体的，当显示元件222亮红灯时，保持机器人充电的状态，当第二显示电路中的显示元件亮蓝灯时，即可拔出适配器，结束对机器人的充电，可以理解的，在本发明的其他实施例中，还可以设置报警元件，如蜂鸣器，喇叭，将报警遇见与控制芯片10连接，当充电完成时，所述充电管理芯片21发送一结束信号至所述控制芯片10，控制芯片10再控制报警元件工作，所述报警元件通电发出声音，提醒用户机器人充电完成，以及时拔出适配器，避免机器人在充电完成依然长时间接通充电电源，造成机器人的充电电池100在一定时间内多次进行充电和放电，影响充电电池100的使用寿命。
具体的，在本实施例中，所述供电电路30与所述充电管理芯片之21间还设有一恒流元件23，所述恒流元件23用于给所述充电管理芯片21提供一恒流源，具体的，在本实施例中，所述恒流元件23为SI4435DY型号的mos管。
请参阅图6，所述充电电路还包括充电电流采样电路60，所述充电电流采样电路60一端与所述适配器或所述充电座连接，另一端与所述控制芯片10连接，所述充电电流采样电路60包括第三分压电路61、放大电路62以及比较电路63，所述第三分压电路61与所述适配器或所述充电座连接，另一端与所述放大电路62的一端连接，所述放大电路62的另一端与所述比较电路63的一端连接，所述比较电路63的另一端与所述控制芯片10连接。
其中，第三分压电路61可以由至少三个分压电阻组成，放大电路62包括至少一运算放大器，比较电路63包括至少一比较器，其中两阻值相同的电阻连接于所述运算放大器的两输入端，另一分压电阻同时与两分压电阻连接并接地，所述运算放大器的输出端与所述比较器的正向输入端连接，所述比较器的输出端与所述控制芯片10连接，具体的，在本实施例中，所述运算放大器还可以与一滤波电路连接，所述滤波电路可以包括相互并联的电阻和电容，所述滤波电路一端与所述运算放大器的反向输入端连接，另一端与所述运算放大器的输出端连接。
上述充电电流采用电路60，通过所述第三分压电路61将输入的电压降低到所述放大电路62的工作电压内，在通过所述放大电路62将采集到的电流信号，放大预设倍数，然后通过比较电路63与预设值进行比较，如采集到的电流信号大于预设值，则发送一高电平至所述控制芯片10，所述控制芯片10接收到所述高电平，则判定当前供电源的电流过大，并开始统计电流过大的持续时间，如电流过大的持续时间超过一定时间，如10s时，所述控制芯片10则判定当前供电源的电流输出异常，并停止给机器人充电。
通过设置上述充电电流采样电路60，可实时监测充电座或适配器中输入的电流的大小，并将监测数据发送给控制芯片，当适配器或充电座输入的电流在一段时间内持续大于机器人的最大工作电流时，控制芯片切断适配器或充电座与机器人的连接，起到保护机器人的作用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种充电电路，包括控制芯片、分别与所述控制芯片连接的充电管理电路和供电电路，其特征在于，所述充电电路还包括适配器输入检测电路和充电座输入检测电路；
所述适配器输入检测电路一端与一适配器连接，另一端同时与所述控制芯片和所述供电电路连接，所述适配器输入检测电路用于接收所述适配器输入的高电平，并将所述高电平发送至所述控制芯片，同时提供一电压给所述供电电路；
所述充电座输入检测电路一端与一充电座连接，另一端同时与所述控制芯片和所述供电电路连接，所述充电座输入检测电路用于接收所述充电座输入的高电平，并将所述高电平发送至所述控制芯片，同时提供一电压给所述供电电路；
所述供电电路还与所述充电管理电路连接，所述控制芯片接收到所述高电平后，控制所述供电电路给所述充电管理电路供电，所述充电管理电路将电压发送至一充电电池。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述供电电路包括一开关元件、第一钳位电路以及一滤波元件，所述开关元件与所述第一钳位电路并联，所述开关元件的一端同时与所述充电座输入检测电路和所述适配器输入检测电路连接，所述开关元件的另一端与所述滤波元件连接。
3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述适配器输入检测电路包括第一稳压二极管、第一分压电路、第二钳位电路，所述第一稳压二极管一端同时与所述适配器、所述供电电路的连接，另一端接地，所述第一分压电路一端与所述第一稳压二极管连接，另一端接地，同时所述第一分压电路的分压端同时与所述第二钳位电阻和所述控制芯片连接。
4.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第二钳位电路包括串联的第一钳位电源和第一钳位二极管，所述第一钳位二极管的负极与所述第一钳位电源连接，所述第一钳位二极管的正极与所述第一分压电路的分压端连接。
5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电座输入检测电路包括第二稳压二极管、第二分压电路、第三钳位电路，所述第二稳压二极管一端同时与充电座、所述供电电路的连接，另一端接地，所述第二分压电路一端与所述第二稳压二极管连接，另一端接地，同时所述第二分压电路的分压端同时与所述第三钳位电路和所述控制芯片连接。
6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述第三钳位电路包括串联的第二钳位电源和第二钳位二极管，所述第二钳位二极管的负极与所述第二钳位电源连接，所述第二钳位二极管的正极与所述第二分压电路的分压端连接。
7.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括充电电流采样电路，所述充电电流采样电路一端与所述适配器或所述充电座连接，另一端与所述控制芯片连接，所述充电电流采样电路包括第三分压电路、放大电路以及比较电路，所述第三分压电路与所述适配器或所述充电座连接，另一端与所述放大电路的一端连接，所述放大电路的另一端与所述比较电路的一端连接，所述比较电路的另一端与所述控制芯片连接。
8.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电管理电路包括充电管理芯片和充电状态显示电路，所述充电管理芯片同时与所述供电电路和所述控制芯片连接，所述充电状态显示电路一端与所述控制芯片连接，另一端与所述充电管理芯片连接，所述充电显示电路的检测端与所述供电电路连接。
9.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，所述充电显示电路包括第一显示电路和第二显示电路，所述第一显示电路和所述第二显示电路相同，所述第一显示电路包括第四钳位电路和显示元件，所述第四钳位电路一端与所述控制芯片连接，另一端同时与所述显示元件和所述充电管理芯片连接，所述显示元件另一端与所述供电电路连接。
10.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，所述供电电路与所述充电管理芯片之间还设有一恒流元件，所述恒流元件用于给所述充电管理芯片提供一恒流源。
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