CN110365076B - 可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路 - Google Patents

可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其包括：USB输入端；DC‑DC升压单元，其连接该USB输入端；电流检测单元，其包括与USB输入端连接的电流检测电阻及与该电流检测电阻连接的第一、第二运算放大器模组；恒流恒压充电控制单元，其包括有与DC‑DC升压单元连接的第一MOS管和第二MOS管、第三MOS管及与该第三MOS管连接的恒流恒压充电控制芯片、+5V电源模组，该第二MOS管连接电池包；电池保护单元，其包括电池芯片，该电池芯片连接电池包中的每节电池、恒流恒压充电控制芯片及+5V电源模组；所述恒流恒压充电控制芯片连接所述DC‑DC升压单元以控制该DC‑DC升压单元工作；该恒流恒压充电控制芯片连接第一、第二运算放大器模组。

Description

可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路
技术领域：
本发明涉及电池包充电技术领域，特指一种可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路。
背景技术：
目前电池包大部分都是使用专用充电器居多，因为电池包会根据不同应用在18650的电池数量多少分为串联和并联，串联越多代表电压越高，并联越多代表容量越大，充电电流必须大加，所以不同款式的电池包会有好机款专用的充电器存在，这样会造成使用上的麻烦程度。
目前USB充电器太多不同输出电流，有基本的5V/1A和常规5V/2A、或更快3A、4A等等,如果电池包设定2A输入电流的话，拿5V/1A的充电器对电池包充电，充电器将会发生过电流保护，电池包不能正常充电。如果是拿5V/3A或5V/4A充电器充电的话，电池包也输入2A电流，这样没有用到充电器最大的输出，在充电池间上会加长不少。
有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路包括：USB输入端；DC-DC升压单元，其连接该USB输入端，并用于对USB输入端输入电压升高到对电池充电电压；电流检测单元，其包括有与所述USB输入端连接的电流检测电阻以及与该电流检测电阻连接的第一运算放大器模组和与该第一运算放大器模组连接的第二运算放大器模组；恒流恒压充电控制单元，其包括有与DC-DC升压单元连接的第一MOS管和第二MOS管、用于控制该第一MOS管和第二MOS管导通的第三MOS管以及与该第三MOS管连接的恒流恒压充电控制芯片、用于对该恒流恒压充电控制芯片供电的+5V电源模组，该第二MOS管连接电池包；电池保护单元，其包括电池芯片，该电池芯片与该电池包中的每节电池连接以检测每节电池的电压，且该电池芯片还连接所述恒流恒压充电控制芯片及+5V电源模组以用于将每节电池电压数据传送至恒流恒压充电控制芯片；所述恒流恒压充电控制芯片连接所述DC-DC升压单元以控制该DC-DC升压单元工作；该恒流恒压充电控制芯片连接所述第一运算放大器模组和第二运算放大器模组用于接收输入电流数据，以输出控制DC-DC升压单元的占空比，输出最大额定充电电流。
进一步而言，上述技术方案中，所述DC-DC升压单元包括有电感L1、第四MOS管、二极管D1和电解电容EC2，该第四MOS管的D极连接电感L1和二极管D1，该第四MOS管的S极连接地，该第四MOS管的G极连接所述恒流恒压充电控制芯片，该电感L1连接所述USB输入端，该二极管D1连接电解电容EC2。
进一步而言，上述技术方案中，所述第一运算放大器模组包括有第一运算放大器，该第一运算放大器的-脚连接电阻R53后连接所述电流检测电阻，该第一运算放大器的+脚连接电阻R54后连接地，该第一运算放大器的out脚连接电阻R56后连接所述恒流恒压充电控制芯片，该第一运算放大器的out脚与-脚之间并联连接有电阻R55。
进一步而言，上述技术方案中，所述第二运算放大器模组包括有第二运算放大器，该第二运算放大器的-脚连接电阻R60、电阻R61、电阻R62后连接所述恒流恒压充电控制芯片，该第二运算放大器的-脚还连接所述电阻R59后连接所述电流检测电阻，该第二运算放大器的out脚连接电阻R56后连接所述恒流恒压充电控制芯片。
进一步而言，上述技术方案中，所述第一MOS管的D极和第二MOS管的D极连接，该第一MOS管的S极连接所述DC-DC升压单元，该第二MOS管的S极连接所述电池包；该第二MOS管的G极和第一MOS管的G极连接，并连接所述第三MOS管的D极，该第三MOS管的S极接地，该第三MOS管的G极连接所述恒流恒压充电控制芯片。
进一步而言，上述技术方案中，所述第三MOS管的G极与所述恒流恒压充电控制芯片之间还连接有电阻R51、二极管D51、电容C52和电阻R52。
进一步而言，上述技术方案中，所述恒流恒压充电控制单元还包括有电量显示单元，该电量显示单元连接所述电池包。
进一步而言，上述技术方案中，所述电量显示单元包括有若干LED，该LED均连接一电阻后连接所述恒流恒压充电控制芯片，该LED还连接所述电池包。
进一步而言，上述技术方案中，所述电池保护单元包括有电池保护芯片，该电池保护芯片的型号的S8223CAE-I6T1U，该电池保护芯片的第3、4、5脚均连接至少一个电阻后连接所述电池包中的一节电池，该电池保护芯片的第1脚连接所述恒流恒压充电控制芯片。
进一步而言，上述技术方案中，所述恒流恒压充电控制芯片的型号为MC96F8208S。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明使各种USB充电器都能进行充电，并且让每个USB充电器发挥到最大额定输出电流，对电池包进行充电，充电速度达到最快、最合适，使用起来极为方便。
附图说明：
图1是本发明的电路图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
见图1所示，为一种可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，该充电电路包括：USB输入端1；DC-DC升压单元2，其连接该USB输入端1，并用于对USB输入端1输入电压升高到对电池充电电压；电流检测单元3，其包括有与所述USB输入端1连接的电流检测电阻31以及与该电流检测电阻31连接的第一运算放大器模组32和与该第一运算放大器模组32连接的第二运算放大器模组33；恒流恒压充电控制单元4，其包括有与DC-DC升压单元2连接的第一MOS管41和第二MOS管42、用于控制该第一MOS管41和第二MOS管42导通的第三MOS管43以及与该第三MOS管43连接的恒流恒压充电控制芯片44、用于对该恒流恒压充电控制芯片44供电的+5V电源模组45，该第二MOS管42连接电池包5；电池保护单元6，其包括电池芯片61，该电池芯片61与该电池包5中的每节电池51连接以检测每节电池的电压，且该电池芯片61还连接所述恒流恒压充电控制芯片44及+5V电源模组45以用于将每节电池51电压数据传送至恒流恒压充电控制芯片44；所述恒流恒压充电控制芯片44连接所述DC-DC升压单元2以控制该DC-DC升压单元2工作；该恒流恒压充电控制芯片44连接所述第一运算放大器模组32和第二运算放大器模组33用于接收输入电流数据，以输出控制DC-DC升压单元2的占空比，输出最大额定充电电流。
所述DC-DC升压单元2包括有电感L1、第四MOS管Q1、二极管D1和电解电容EC2，该第四MOS管Q1的D极连接电感L1和二极管D1，该第四MOS管Q1的S极连接地，该第四MOS管Q1的G极连接所述恒流恒压充电控制芯片44，该电感L1连接所述USB输入端1，该二极管D1连接电解电容EC2。该恒流恒压充电控制芯片44控制该第四MOS管Q1导通工作，以使DC-DC升压单元2进行工作。
所述第一运算放大器模组32包括有第一运算放大器321，该第一运算放大器321的-脚连接电阻R53后连接所述电流检测电阻31，该第一运算放大器321的+脚连接电阻R54后连接地，该第一运算放大器321的out脚连接电阻R56后连接所述恒流恒压充电控制芯片44，该第一运算放大器321的out脚与-脚之间并联连接有电阻R55。所述第二运算放大器模组33包括有第二运算放大器331，该第二运算放大器331的-脚连接电阻R60、电阻R61、电阻R62后连接所述恒流恒压充电控制芯片44，该第二运算放大器331的-脚还连接所述电阻R59后连接所述电流检测电阻31，该第二运算放大器331的out脚连接电阻R56后连接所述恒流恒压充电控制芯片44。
所述第一MOS管41的D极和第二MOS管42的D极连接，该第一MOS管41的S极连接所述DC-DC升压单元2，该第二MOS管42的S极连接所述电池包5；该第二MOS管42的G极和第一MOS管41的G极连接，并连接所述第三MOS管43的D极，该第三MOS管43的S极接地，该第三MOS管43的G极连接所述恒流恒压充电控制芯片44。所述第三MOS管43的G极与所述恒流恒压充电控制芯片44之间还连接有电阻R51、二极管D51、电容C52和电阻R52。充电直到每节电池电压在4.25V时，电池保护芯片61的Bat_En为高电平，所述恒流恒压充电控制芯片44的PWM_0脚就会变成低电平，此时，第一MOS管41和第二MOS管42截止，以致不能对电池包进行充电。此时恒流恒压充电控制芯片44的PWM_0、PWM_1、PWM_2脚全部停止动作，进入低损耗待机状态，使用起来更加节能环保，并可提高使用寿命。
所述恒流恒压充电控制单元4还包括有电量显示单元7，该电量显示单元7连接所述电池包5。所述电量显示单元7包括有若干LED，该LED均连接一电阻后连接所述恒流恒压充电控制芯片44，该LED还连接所述电池包5。
所述电池保护单元6包括有电池保护芯片61，该电池保护芯片61的型号的S8223CAE-I6T1U，该电池保护芯片61的第3、4、5脚均连接至少一个电阻后连接所述电池包5中的一节电池，该电池保护芯片61的第1脚连接所述恒流恒压充电控制芯片44。所述恒流恒压充电控制芯片44的型号为MC96F8208S。
综上所述，本发明工作时，该USB输入端1通电时，该恒流恒压充电控制芯片44则控制该DC-DC升压单元2工作，输出电压会达到设定点；当电池包每节电压低时，电池芯片61检测到该电池包每节电压低，并将数据传送到恒流恒压充电控制芯片44，该恒流恒压充电控制芯片44会输出PWM讯号从0％～100％，控制该第一MOS管41和第二MOS管42导通从软启动到全导通，以对电池包进行充电，此时充电电流会从小电流持续加大，也就是说恒流恒压充电控制芯片44会输出PWM讯号占空比持续加大，直到充电电流加大到USB输入端1电压直到变为低电平，代表充电器已经无发输出更大电流，而达到过电流保护动作。在过程中第一运算放大器模组32会放大流过电流检测电阻31电流的讯号，当作第二运算放大器模组33正向输入端的讯号，与第二运算放大器模组33反向输入端运算，此时会得到比较电压(恒流恒压充电控制芯片44中ADC_V脚的电压)，再通过恒流恒压充电控制芯片44内部计算会输出控制DC-DC升压单元2的占空比。恒流恒压充电控制芯片44会记录USB输入端1电压掉之前的准位，此准位则是充电器的最大输出电流，所以不管是充电器输出电流1A、1.5A、2A、2.5A、3A、4A，都可以过此检测方式来设定最大电流充电，即本发明会智能识别充电器的最大功率输出，以此使充电更快速更方便，故此，本发明使各种USB充电器都能进行充电，并且让每个USB充电器发挥到最大额定输出电流，对电池包进行充电，充电速度达到最快、最合适，使用起来极为方便。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (8)

1.可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：该充电电路包括：
USB输入端(1)；
DC-DC升压单元(2)，其连接该USB输入端(1)，并用于对USB输入端(1)输入电压升高到对电池充电电压；
电流检测单元(3)，其包括有与所述USB输入端(1)连接的电流检测电阻(31)以及与该电流检测电阻(31)连接的第一运算放大器模组(32)和与该第一运算放大器模组(32)连接的第二运算放大器模组(33)；
恒流恒压充电控制单元(4)，其包括有与DC-DC升压单元(2)连接的第一MOS管(41)和第二MOS管(42)、用于控制该第一MOS管(41)和第二MOS管(42)导通的第三MOS管(43)以及与该第三MOS管(43)连接的恒流恒压充电控制芯片(44)、用于对该恒流恒压充电控制芯片(44)供电的+5V电源模组(45)，该第二MOS管(42)连接电池包(5)；
电池保护单元(6)，其包括电池芯片(61)，该电池芯片(61)与该电池包(5)中的每节电池(51)连接以检测每节电池的电压，且该电池芯片(61)还连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)及+5V电源模组(45)以用于将每节电池(51)电压数据传送至恒流恒压充电控制芯片(44)；
所述恒流恒压充电控制芯片(44)连接所述DC-DC升压单元(2)以控制该DC-DC升压单元(2)工作；该恒流恒压充电控制芯片(44)连接所述第一运算放大器模组(32)和第二运算放大器模组(33)用于接收输入电流数据，以输出控制DC-DC升压单元(2)的占空比，输出最大额定充电电流；
所述DC-DC升压单元(2)包括有电感L1、第四MOS管Q1、二极管D1和电解电容EC2，该第四MOS管Q1的D极连接电感L1和二极管D1，该第四MOS管Q1的S极连接地，该第四MOS管Q1的G极连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)，该电感L1连接所述USB输入端(1)，该二极管D1连接电解电容EC2;
所述第一运算放大器模组(32)包括有第一运算放大器(321)，该第一运算放大器(321)的-脚连接电阻R53后连接所述电流检测电阻(31)，该第一运算放大器(321)的+脚连接电阻R54后连接地，该第一运算放大器(321)的out脚连接电阻R56后连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)，该第一运算放大器(321)的out脚与-脚之间并联连接有电阻R55。
2.根据权利要求1所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述第二运算放大器模组(33)包括有第二运算放大器(331)，该第二运算放大器(331)的-脚连接电阻R60、电阻R61、电阻R62后连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)，该第二运算放大器(331)的-脚还连接所述电阻R59后连接所述电流检测电阻(31)，该第二运算放大器(331)的out脚连接电阻R56后连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)。
3.根据权利要求1或2所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述第一MOS管(41)的D极和第二MOS管(42)的D极连接，该第一MOS管(41)的S极连接所述DC-DC升压单元(2)，该第二MOS管(42)的S极连接所述电池包(5)；该第二MOS管(42)的G极和第一MOS管(41)的G极连接，并连接所述第三MOS管(43)的D极，该第三MOS管(43)的S极接地，该第三MOS管(43)的G极连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)。
4.根据权利要求3所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述第三MOS管(43)的G极与所述恒流恒压充电控制芯片(44)之间还连接有电阻R51、二极管D51、电容C52和电阻R52。
5.根据权利要求1所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述恒流恒压充电控制单元(4)还包括有电量显示单元(7)，该电量显示单元(7)连接所述电池包(5)。
6.根据权利要求5所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述电量显示单元(7)包括有若干LED，该LED均连接一电阻后连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)，该LED还连接所述电池包(5)。
7.根据权利要求3所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述电池保护单元(6)包括有电池保护芯片(61)，该电池保护芯片(61)的型号的S8223CAE-I6T1U，该电池保护芯片(61)的第3、4、5脚均连接至少一个电阻后连接所述电池包(5)中的一节电池，该电池保护芯片(61)的第1脚连接所述恒流恒压充电控制芯片(44)。
8.根据权利要求3所述的可智能检测充电器在最大输出充电电流的充电电路，其特征在于：所述恒流恒压充电控制芯片(44)的型号为MC96F8208S。
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