CN110829521A - 二分区充电电路 - Google Patents

Abstract

公开了二分区充电电路，属于电路技术领域。该二分区充电电路包括电源电路、主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路。电源电路用于为主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路供电；主控电路用于二分区充电电路的系统逻辑控制，使得二分区充电电路中的两个分区以择一或者全连接方式接入充电电路；电流检测电路用于实时检测二分区充电电路中电流的大小；通道控制电路用于通过继电器的驱动控制选择通道输出接口；指示灯电路用于指示二分区充电电路中各分区的工作状态。其能够针对待充电设备进行二分区充电，从而在尽可能提高充电效率的同时，也能够保证充电安全。

Description

二分区充电电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种二分区充电电路。

背景技术

现有技术中的充电电路大都无法实现二分区充电，一般情况下都是一次性充电或者断电。在这种情况下，如果是进行逐一进行设备充电，需要耗费的总充电时长很长，如果是一次性为所有设备充电，则充电设备的功率很大，容易出现用电安全问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种二分区充电电路，其能够针对待充电设备进行二分区充电，从而在尽可能提高充电效率的同时，也能够保证充电安全，从而更加适于实用。

为了达到上述目的，本发明提供的二分区充电电路的技术方案如下：

本发明提供的二分区充电电路包括电源电路、主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路，

所述电源电路用于为所述主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路供电；

所述主控电路用于所述二分区充电电路的系统逻辑控制，使得所述二分区充电电路中的两个分区以择一或者全连接方式接入充电电路；

所述电流检测电路用于实时检测所述二分区充电电路中电流的大小；

所述通道控制电路用于通过继电器的驱动控制选择通道输出接口；

所述指示灯电路用于指示所述二分区充电电路中各分区的工作状态。

本发明提供的二分区充电电路还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，所述电源模块的输入电压的取值范围为AC110V～AC240V。

作为优选，所述主控电路的芯片型号为STM32F030F4。

作为优选，所述电流检测电路包括取样电阻RL1、电流取样信号处理ICU4、继电器JD1和继电器JD2，

所述取样电阻RL1用于所述电流检测电路的取样；

所述ICU4用于根据获取的电流强度大小，针对所述二分区以择一或者全连接方式接入充电电路；

所述继电器JD1和继电器JD2用于通道开关控制，使得以择一或者全连接方式接入充电电路的分区处于工作状态或者断开状态。

作为优选，所述ICU4的型号为BL0939。

作为优选，所述通道控制电路包括第一通道控制电路和第二通道控制电路，其中，

所述第一通道控制电路包括三级管Q1、电阻R5和电阻R6，所述第二通道控制电路包括三级管Q2、电阻R7和电阻R8，

所述三级管Q1的基极同时连接于所述电阻R5的一端和电阻R6的一端，所述电阻R5的另一端连接于所述STM32单片机IO口，所述三级管Q1的集电极连接于所述继电器JD1，所述三级管Q1的发射极、所述电阻R6的另一端连接后同时接地；

所述三级管Q2的基极同时连接于所述电阻R7的一端和电阻R6的一端，所述电阻R8的另一端连接于所述STM32单片机IO口，所述三级管Q2的集电极连接于所述继电器JD2，所述三级管Q2的发射极、所述电阻R8的另一端连接后同时接地；

所述三级管Q1和三级管Q2根据与其对应连接的继电器JD1和JD2对二分区充电电路中的接口进行控制，使得对应的接口以择一或者全连接方式处于工作状态。

作为优选，所述指示灯电路包括第一指示灯电路和第二指示灯电路，其中，

所述第一指示灯电路包括三级管Q3、电阻R10和电阻R11，所述第二指示灯电路包括三级管Q4、电阻R12和电阻R13，

所述三级管Q3的基极同时连接于所述电阻R10的一端和电阻R11的一端，所述电阻R10的另一端连接于STM32单片机IO口，所述三级管Q3的集电极连接于灯泡LED1，所述三级管Q3的发射极、所述电阻R11的另一端连接后同时接地；

所述三级管Q4的基极同时连接于所述电阻R12的一端和电阻R13的一端，所述电阻R12的另一端连接于STM32单片机IO口，所述三级管Q4的集电极连接于灯泡LED2，所述三级管Q4的发射极、所述电阻R8的另一端连接后同时接地；

所述第一指示灯电路和第二指示灯电路对应地控制所述灯泡LED1和LED2，使它们能够指示所述二分区充电电路中对应的分区的工作状态。

作为优选，当所述指示灯对应的分区处于工作状态时，对应的指示灯为红色。

作为优选，

当所述二分区充电电路中的电流强度之和小于第一阈值时，所述二分区充电电路以全连接方式充电；

当所述二分区充电电路中的电流强度之和大于第二阈值时，所述二分区充电电路以择一方式选择其中一个分区充电：

当所述二分区充电电路中的任一分区的实时检测电流强度超过第二阈值时，对应的分区处于关闭状态，

当所述二分区电路中的任一分区的实时检测电流强度低于阈值时，对应的分区处于开启状态；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

作为优选，所述第一阈值为5A，所述第二阈值为15A。

本发明提供的二分区充电电路包括电源电路、主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路，所述电源电路用于为所述主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路供电；所述主控电路用于所述二分区充电电路的系统逻辑控制，使得所述二分区充电电路中的两个分区以择一或者全连接方式接入充电电路；所述电流检测电路用于实时检测所述二分区充电电路中电流的大小；所述通道控制电路用于通过继电器的驱动控制选择通道输出接口；所述指示灯电路用于指示所述二分区充电电路中各分区的工作状态。其能够利用主控电路与电流检测电路及通道控制电路之间的配合，针对待充电设备进行二分区以择一或者全连接方式充电，从而在尽可能提高充电效率的同时，也能够保证充电安全。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例方案涉及的电流检测电路的原理图；

图2为本发明实施例方案涉及的主控电路的原理图；

图3为本发明实施例方案涉及的通道控制电路原理图；

图4为本发明实施例方案涉及的指示灯电路原理图。

具体实施方式

本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种二分区充电电路，其能够针对待充电设备进行二分区充电，从而在尽可能提高充电效率的同时，也能够保证充电安全，从而更加适于实用。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的二分区充电电路，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

参见附图1～附图4，本发明实施例提供的二分区充电电路包括电源电路、主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路。电源电路用于为主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路供电。主控电路用于二分区充电电路的系统逻辑控制，使得二分区充电电路中的两个分区以择一或者全连接方式接入充电电路。电流检测电路用于实时检测二分区充电电路中电流的大小。通道控制电路用于通过继电器的驱动控制选择通道输出接口。指示灯电路用于指示二分区充电电路中各分区的工作状态。

本发明实施例提供的二分区充电电路包括电源电路、主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路，电源电路用于为主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路供电；主控电路用于二分区充电电路的系统逻辑控制，使得二分区充电电路中的两个分区以择一或者全连接方式接入充电电路；电流检测电路用于实时检测二分区充电电路中电流的大小；通道控制电路用于通过继电器的驱动控制选择通道输出接口；指示灯电路用于指示二分区充电电路中各分区的工作状态。其能够利用主控电路与电流检测电路及通道控制电路之间的配合，针对待充电设备进行二分区以择一或者全连接方式充电，从而在尽可能提高充电效率的同时，也能够保证充电安全。

其中，电源模块的输入电压的取值范围为AC110V～AC240V。在这种情况下，其具有更宽泛的供电范围使得产品能更灵活适用于不同国家和地区的供电电压。

其中，主控电路的芯片型号为STM32F030F4。该芯片是由意法半导体生产的32位F0系列MCU具有极高的性价比，以及拥有比传统51内核8位MCU更快的处理速度，数据处理速度快，对外部电流变化的响应控制高效、及时、稳定。

其中，电流检测电路包括取样电阻RL1、电流取样信号处理ICU4、继电器JD1和继电器JD2。取样电阻RL1用于电流检测电路的取样。单片机电流取样信号处理ICU4用于根据获取的电流强度大小，针对二分区以择一或者全连接方式接入充电电路。继电器JD1和继电器JD2用于通道开关控制，使得以择一或者全连接方式接入充电电路的分区处于工作状态或者断开状态。其中，RL1电流采样电阻为锰铜丝，具有良好的热稳定性，采样信号质量好，精度高，价格便宜。U4采样信号处理芯片BL0939是一颗电能测量专用芯片，有3路独立Sigma-Delta ADC，加上合理的电路设计，计量误差可小于3%。继电器用于电路通道开合控制。电流检测电路至于分区供电的总电路中，；利用软件的控制，可以实现1路检测2个分区通道的电流值。

其中，电流取样信号处理ICU4的型号为BL0939。

其中，通道控制电路包括第一通道控制电路和第二通道控制电路，其中，第一通道控制电路包括三级管Q1、电阻R5和电阻R6，第二通道控制电路包括三级管Q2、电阻R7和电阻R8。三级管Q1的基极同时连接于电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接于STM单片机IO口（此处IO口用于产生继电器或LED灯的开关信号，下同），三级管Q1的集电极连接于继电器JD1，三级管Q1的发射极、电阻R6的另一端连接后同时接地；三级管Q2的基极同时连接于电阻R7的一端和电阻R6的一端，电阻R8的另一端连接于STM单片机IO口，三级管Q2的集电极连接于继电器JD2，三级管Q2的发射极、电阻R8的另一端连接后同时接地。三级管Q1和三级管Q2根据与其对应连接的继电器JD1和JD2对二分区充电电路中的接口进行控制，使得对应的接口以择一或者全连接方式处于工作状态。在这种情况下，由于使用了常见的NPN三极管用于继电器的开关控制，三极管作为电流控制器件，所接电阻一方面可以控制继电器线圈吸合电流保证继电器使用寿命，另一方面可以保证了，上电时继电器开关的稳定性，避免继电器意外开合，失去控制。

其中，指示灯电路包括第一指示灯电路和第二指示灯电路，其中，第一指示灯电路包括三级管Q3、电阻R10和电阻R11，第二指示灯电路包括三级管Q4、电阻R12和电阻R13。三级管Q3的基极同时连接于电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接于STM32单片机IO口，三级管Q3的集电极连接于灯泡LED1，三级管Q3的发射极、电阻R11的另一端连接后同时接地；三级管Q4的基极同时连接于电阻R12的一端和电阻R13的一端，电阻R12的另一端连接于STM32单片机IO口，三级管Q4的集电极连接于灯泡LED2，三级管Q4的发射极、电阻R8的另一端连接后同时接地。第一指示灯电路和第二指示灯电路对应地控制灯泡LED1和LED2，使它们能够指示二分区充电电路中对应的分区的工作状态。在这种情况下，2路LED用于产品运行方式的指示，LED在能清晰发光指示的同时具有极低的功耗，控制方式同理于继电器的控制，除此之外，在现有的2路LED指示灯的基础上，还可以增加若干LED指示灯，例如，可以增加3路指示灯，但在不同的位置用于指示工作状态。

其中，当指示灯对应的分区处于工作状态时，对应的指示灯为红色。

其中，当二分区充电电路中的电流强度之和小于第一阈值时，二分区充电电路以全连接方式充电；当二分区充电电路中的电流强度之和大于第二阈值时，二分区充电电路以择一方式选择其中一个分区充电：当二分区充电电路中的任一分区的实时检测电流强度超过第二阈值时，对应的分区处于关闭状态。当二分区电路中的任一分区的实时检测电流强度低于阈值时，对应的分区处于开启状态。其中，第二阈值大于第一阈值。本实施例中，第一阈值为5VA，第二阈值为15VA。其能够利用主控电路与电流检测电路及通道控制电路之间的配合，针对待充电设备进行二分区以择一或者全连接方式充电，从而在尽可能提高充电效率的同时，也能够保证充电安全。在这种情况下，当A+B<15A时，AB同时开启；当A+B>15A且A<15A,B<15A时，AB轮流开启，每隔15分钟轮换一次；如果A任意通道>15A,此通道关闭，每隔一分钟检测一次，以上模式的切换都是实时。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种二分区充电电路，其特征在于，包括电源电路、主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路，

所述电源电路用于为所述主控电路、电流检测电路、通道控制电路和指示灯电路供电；

所述主控电路用于所述二分区充电电路的系统逻辑控制，使得所述二分区充电电路中的两个分区以择一或者全连接方式接入充电电路；

所述电流检测电路用于实时检测所述二分区充电电路中电流的大小；

所述通道控制电路用于通过继电器的驱动控制选择通道输出接口；

所述指示灯电路用于指示所述二分区充电电路中各分区的工作状态。

2.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，所述电源模块的输入电压的取值范围为AC110V～AC240V。

3.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，所述主控电路的芯片型号为STM32F030F4。

4.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，所述电流检测电路包括取样电阻RL1、电流取样信号处理ICU4、继电器JD1和继电器JD2，

所述取样电阻RL1用于所述电流检测电路的取样；

所述ICU4用于根据获取的电流强度大小，针对所述二分区以择一或者全连接方式接入充电电路；

所述继电器JD1和继电器JD2用于通道开关控制，使得以择一或者全连接方式接入充电电路的分区处于工作状态或者断开状态。

5.根据权利要求4所述的二分区充电电路，其特征在于，所述ICU4的型号为BL0939。

6.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，所述通道控制电路包括第一通道控制电路和第二通道控制电路，其中，

所述第一通道控制电路包括三级管Q1、电阻R5和电阻R6，所述第二通道控制电路包括三级管Q2、电阻R7和电阻R8，

所述三级管Q1的基极同时连接于所述电阻R5的一端和电阻R6的一端，所述电阻R5的另一端连接于所述STM单片机IO口，所述三级管Q1的集电极连接于所述继电器JD1，所述三级管Q1的发射极、所述电阻R6的另一端连接后同时接地；

所述三级管Q2的基极同时连接于所述电阻R7的一端和电阻R6的一端，所述电阻R8的另一端连接于所述STM单片机IO口，所述三级管Q2的集电极连接于所述继电器JD2，所述三级管Q2的发射极、所述电阻R8的另一端连接后同时接地；

所述三级管Q1和三级管Q2根据与其对应连接的继电器JD1和JD2对二分区充电电路中的接口进行控制，使得对应的接口以择一或者全连接方式处于工作状态。

7.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，所述指示灯电路包括第一指示灯电路和第二指示灯电路，其中，

所述第一指示灯电路包括三级管Q3、电阻R10和电阻R11，所述第二指示灯电路包括三级管Q4、电阻R12和电阻R13，

所述三级管Q3的基极同时连接于所述电阻R10的一端和电阻R11的一端，所述电阻R10的另一端连接于STM32单片机IO口,所述三级管Q3的集电极连接于灯泡LED1，所述三级管Q3的发射极、所述电阻R11的另一端连接后同时接地；

所述三级管Q4的基极同时连接于所述电阻R12的一端和电阻R13的一端，所述电阻R12的另一端连接于STM32单片机IO口，所述三级管Q4的集电极连接于灯泡LED2，所述三级管Q4的发射极、所述电阻R8的另一端连接后同时接地；

所述第一指示灯电路和第二指示灯电路对应地控制所述灯泡LED1和LED2，使它们能够指示所述二分区充电电路中对应的分区的工作状态。

8.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，当所述指示灯对应的分区处于工作状态时，对应的指示灯为红色。

9.根据权利要求1所述的二分区充电电路，其特征在于，

当所述二分区充电电路中的电流强度之和小于第一阈值时，所述二分区充电电路以全连接方式充电；

当所述二分区充电电路中的电流强度之和大于第一阈值时，所述二分区充电电路以择一方式选择其中一个分区充电：

当所述二分区充电电路中的任一分区的实时检测电流强度超过第二阈值时，对应的分区处于关闭状态，

当所述二分区电路中的任一分区的实时检测电流强度低于阈值时，对应的分区处于开启状态；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

10.根据权利要求9所述的二分区充电电路，其特征在于，所述第一阈值为15A，所述第二阈值为15A。

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