CN109546708A - 充电电路及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电电路及其保护方法。本发明的充电电路，包括：多个充电支路，多个充电支路的支路输入端并联后，形成充电输入端；以及保护电路，保护电路串联于充电输入端与充电电源之间；其中，保护电路将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至充电输入端。本发明的充电电路及其保护方法，通过在充电输入端与充电电源之间增加保护电路，调节经过保护电路的电流大小，从而起到限制流入充电支路的电流的作用。

Description

充电电路及其保护方法

技术领域

本发明涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种充电电路及其保护方法。

背景技术

在双电池架构下的涓流充电电路中，会根据嵌入式控制器(英文名称：EmbeddedController，英文缩写：EC)的信号接收情况，来确定对电路中的哪一个电池进行充电。

由于涓流充电电路的原理是利用小电流对电池进行充电，因此，涓流充电电路中的各个元件均具有较低的耐电流性。当突然有一个较大的电流流入涓流充电电路中时，就可能会造成涓流充电电路中的元件的损坏，从而影响涓流充电电路的正常工作，导致其无法对电池进行正常充电，以影响电池的正常使用。

因此，针对现有的涓流充电电路缺少电流保护的功能，导致有较大电流流入时出现电路中元件损坏的问题，需要提供一种具有限制流入电路的电流大小的功能的涓流充电电路及对该涓流充电电路的保护方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例提供一种充电电路及其保护方法，通过在充电输入端与充电电源之间增加保护电路，调节经过保护电路的电流大小，从而起到限制流入充电支路的电流的作用。

为实现上述目的，本发明实施例的一种充电电路，包括：

多个充电支路，多个充电支路的支路输入端并联后，形成充电输入端；以及

保护电路，保护电路串联于充电输入端与充电电源之间；其中，

保护电路将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至充电输入端。

进一步地，保护电路包括：

三极管，三极管的集电极与充电电源连接，三极管的发射极与充电输入端连接，并且三极管的发射极与三极管的基极之间连接有调节电路；

第一电阻，第一电阻的两端分别连接三极管的基极和集电极。

进一步地，调节电路包括：

第二电阻和第三电阻，第二电阻和第三电阻串联于三极管的发射极与充电输入端之间；以及

比较器，比较器的第一输入端和第二输入端分别与第三电阻的两端连接，比较器的输出端与三极管的基极连接。

进一步地，还包括：

控制器，控制器分别与多个充电支路的支路输入端连接，并控制多个充电支路的连通状态。

进一步地，多个充电支路的支路输入端分别设有充电开关，控制器分别与充电开关通信连接，并通过充电开关控制多个充电支路的连通状态。

进一步地，多个充电支路分别为涓流充电电路。

本发明实施例的一种充电电路的保护方法，充电电路包括多个充电支路，多个充电支路的支路输入端并联形成充电输入端，包括：

在充电输入端与充电电源之间串联一保护电路；

通过保护电路将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至充电输入端。

进一步地，通过保护电路将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值包括：

采集充电电源提供的充电电流；

将充电电流转换为信号源，并根据信号源将充电电流调节至预设电流值。

进一步地，保护电路将充电电流转换为信号源包括：

将充电电流转化为信号源；

根据信号源和预设电压值的比较结果，将充电电流调节至预设电流值。

进一步地，还包括：

通过控制器接收控制信号；

控制器根据控制信号控制多个充电支路的工作状态。

本发明实施例的充电电路及其保护方法，在充电输入端与充电电源之间增加保护电路，通过保护电路调节经过保护电路的电流大小，从而限制流入充电支路的电流大小，由于保护电路对电流的限制，能够防止较大电流流入充电支路，以保护充电支路的元件，防止元件损坏。

附图说明

图1为本发明实施例的充电电路的原理图；

图2为本发明实施例的充电电路的电路图；

图3为本发明实施例中的保护电路的电路图；

图4为本发明实施例中的充电支路的电路图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种充电电路，包括：

多个充电支路3，多个充电支路3的支路输入端并联后，形成充电输入端，多个充电支路3分别连接电池4的充电端；以及

保护电路2，保护电路串联于充电输入端与充电电源1之间；其中，

保护电路2将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至充电输入端。

本发明实施例能够在充电输入端与充电电源1之间增加保护电路2，通过保护电路调节经过保护电路的电流大小，从而限制流入充电支路3的电流大小，由于保护电路对电流的限制，能够防止较大电流流入充电支路3，以保护充电支路3的元件，防止元件损坏。

下面根据图2-4对本发明进行详细说明。

如图2所示，本发明实施例的一种充电电路，包括两个充电支路和一个保护电路。其中，两个充电支路分别为涓流充电电路，其中一个充电支路的支路输出端连接内置电池，另一个充电支路的支路输出端连接外置电池，分别用户对内置电池或外置电池进行充电。两个充电支路的支路输入端并联连接，形成充电输入端。保护电路串联于充电输入端与充电电源VSYS_OUT之间，保护电路能够将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至充电输入端，以使流入充电输入端的电流符合预设电流值，防止由于充电电流过大导致充电支路中的元件损坏。

在本发明实施例中，如图3所示，保护电路包括三极管、比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻。

三极管的集电极与充电电源连接，三极管的发射极与充电输入端连接，并且三极管的发射极与三极管的基极之间连接有调节电路。

其中，第一电阻的两端分别连接三极管的基极和集电极。第二电阻、第三电阻和比较器构成调节电路。第二电阻和第三电阻串联于三极管的发射极与充电输入端之间。比较器的第一输入端和第二输入端分别与第三电阻的两端连接，比较器的输出端与三极管的基极连接，比较器输出的信号可以传递至三极管的基极，当基极接收到不同的电压信号时，可以使三极管处于不同的状态。

本发明实施例中的保护电路的工作原理为：

当充电电源VSYS_OUT提供的充电电流流入保护电路时，会将三极管PQ42导通，以使充电电流流过第二电阻PR5和第三电阻PR6，使第三电阻PR6的两端分别产生两个电势。比较器PU6的第一输入端和第二输入端分别采集第三电阻PR6的两端的电势，并且计算出第三电阻PR6的电压值，该电压值即为充电电流产生的信号源。将该电压值与参考电压进行比较，根据比较结果可以输入不同电压的信号，三极管PQ42可以根据基极接收到的信号确定其所处的状态，并且对流经的电流进行调节。当控制状态达到平衡时，三极管PQ42会处于主动工作区，并提供符合预设电流值的充电电流。

例如，当充电电源VSYS_OUT提供的充电电流为13.2V、第一电阻PR4为750Ω、第二电阻PR5为20Ω、第三电阻PR6为24Ω并且比较器PU6预设的参考电压为2.5V时，可以得知预设电流值为104mA(2.5V/24Ω)，从而可以计算得到第二电阻PR5的电压大约为20.8V，因此，三极管PQ42的发射极输出的电压为第二电阻PR5、第三电阻PR6与充电电池的电压的总和。所以三极管PQ42的钳制电压应为充电电源VSYS_OUT减去三极管PQ42的发射极输出的电压，即约为8.62V。在三极管PQ42导通前，第三电阻PR6的电压值为0V。当三极管PQ42导通后，比较器PU6会采集到第三电阻PR6上的电压，并且与参考电压进行比较，从而输出一个电流的控制信号，从而利用三极管PQ42的电流增益特性来控制三极管PQ42处于主动工作区、介质区或者饱和区。

在本发明实施例中，充电电路还包括控制器，控制器分别与两个充电支路的支路输入端连接，并控制多个充电支路的连通状态。具体地，两个充电支路的支路输入端分别设有充电开关，控制器分别与充电开关通信连接，并通过充电开关控制两个充电支路的连通状态。

如图2所示，充电开关可以为NPN型的三极管PQ22和三极管PQ24，控制器(图中未示出)分别通过向三极管PQ22的信号输入端输入M_TRCL控制信号和通过向三极管PQ24的信号输入端输入S_TRCL控制信号，来控制三极管PQ22和三极管PQ24的导通状态，以控制两个充电支路的连通状态。

在本发明实施例中，两个充电支路的结构相同，下面以连接内置电池的充电支路为例对充电支路进行说明。

如图4所示，充电支路可以包括MOSFET管PQ21，MOSFET管PQ21的源极连接充电输入端，MOSFET管PQ21的闸极依次通过第四电阻PR41和第五电阻PR42连接三极管PQ22的信号输出端，电容器PC26和第六电阻PR40的两端并联连接后，分别连接MOSFET管PQ21的第一输入端和第四电阻PR41和第五电阻PR42的连接点，MOSFET管PQ21的汲极并联两组二极管组PD15，PD16，两组二极管组PD15，PD16的输出端并联至内置电池的充电接口。其中，两组二极管组PD15，PD16分别包括两个二极管。

当保护电路输出的充电电压开始上升时，电容器PC26开始充电，此时，三极管PQ22的信号输出端的电压开始升高，当三极管PQ22的信号输入端接收到M_TRCL控制信号时，会将三极管PQ22导通，使充电支路形成回路。此时，第六电阻PR40和第五电阻PR42对充电电压进行分压，根据电压分配定则，第五电阻PR42所分到的电压可以使MOSFET管PQ21导通，之后再经由两组二极管组PD15，PD16向内置电池充电。

由于在本发明实施例的充电支路中设有电容器PC26，电容器PC26可以起到暖开关的作用，来抑制突波电流；由于设有第四点租PR41因此可以起到限流作用；由于设有两组二极管组PD15，PD16，因此可以避免电压反灌。

本发明实施例的一种充电电路的保护方法，其充电电路包括多个充电支路，多个充电支路的支路输入端并联形成充电输入端。具体地，方法包括：

在充电输入端与充电电源之间串联一保护电路，然后通过保护电路将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至充电输入端。

本发明实施例中，由于在充电输入端与充电电源之间增加一保护电路，来通过保护电路调节经过保护电路的电流大小，限制流入充电支路的电流大小，因此，能够防止较大电流流入充电支路，以保护充电支路的元件，防止元件损坏。

本发明实施例中，通过保护电路将充电电源提供的充电电流调节至预设电流值的具体方法可以包括：

采集充电电源提供的充电电流，然后将充电电流转换为信号源，并根据信号源将充电电流调节至预设电流值。

具体地，可以先将充电电流转化为信号源，然后再根据信号源和预设电压值的比较结果，将充电电流调节至预设电流值，以快速地对流入充电支路的电流大小进行调节。

本发明实施例的充电电路的保护方法还包括：通过控制器接收控制信号，控制器根据控制信号控制多个充电支路的工作状态。因此，可以控制每个充电支路处于导通或断开的不同状态，以使每个充电支路处于对电池充电和不对电池充电的不同工作状态，使充电电路的充电方式更具有灵活性。

综上所述，本发明实施例的充电电路及其保护方法，由于保护电路对电流的限制，能够防止较大电流流入充电支路，以保护充电支路的元件，防止元件损坏。

以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：

多个充电支路，所述多个充电支路的支路输入端并联后，形成充电输入端；以及

保护电路，所述保护电路串联于所述充电输入端与充电电源之间；其中，

所述保护电路将所述充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至所述充电输入端。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述保护电路包括：

三极管，所述三极管的集电极与所述充电电源连接，所述三极管的发射极与所述充电输入端连接，并且所述三极管的发射极与所述三极管的基极之间连接有调节电路；

第一电阻，所述第一电阻的两端分别连接所述三极管的基极和集电极。

3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述调节电路包括：

第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联于所述三极管的发射极与所述充电输入端之间；以及

比较器，所述比较器的第一输入端和第二输入端分别与所述第三电阻的两端连接，所述比较器的输出端与所述三极管的基极连接。

4.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器分别与所述多个充电支路的支路输入端连接，并控制所述多个充电支路的连通状态。

5.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述多个充电支路的支路输入端分别设有充电开关，所述控制器分别与所述充电开关通信连接，并通过所述充电开关控制所述多个充电支路的连通状态。

6.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述多个充电支路分别为涓流充电电路。

7.一种充电电路的保护方法，所述充电电路包括多个充电支路，所述多个充电支路的支路输入端并联形成充电输入端，其特征在于，包括：

在所述充电输入端与充电电源之间串联一保护电路；

通过所述保护电路将所述充电电源提供的充电电流调节至预设电流值后，输送至所述充电输入端。

8.如权利要求7所述的充电电路的保护方法，其特征在于，通过所述保护电路将所述充电电源提供的充电电流调节至预设电流值包括：

采集所述充电电源提供的所述充电电流；

将所述充电电流转换为信号源，并根据所述信号源将所述充电电流调节至预设电流值。

9.如权利要求8所述的充电电路的保护方法，其特征在于，所述保护电路将所述充电电流转换为信号源包括：

将所述充电电流转化为信号源；

根据所述信号源和预设电压值的比较结果，将所述充电电流调节至预设电流值。

10.如权利要求7所述的充电电路的保护方法，其特征在于，还包括：

通过控制器接收控制信号；

所述控制器根据所述控制信号控制所述多个充电支路的工作状态。