CN110854970A - 一种多级防护的充电器充电辅助电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多级防护的充电器充电辅助电路，其包括电源输出V+端、电源输出V‑端、负载接口和MOS管开关单元及启动电路单元及用于控制该MOS管开关单元截止而不工作并且依次连接的第四电阻、第四二极管和充满转灯信号输入端，充满转灯信号输入端与充电器中的充满转灯信号输出端连接，该负载接口具有V+端和开关控制端，V+端和开关控制端之间连接有防反接保护电路；防反接保护电路包括光电耦合器，光电耦合器的第一脚连接开关控制端，第二脚连接第一二极管的阳极后连接V+端，第三、第四脚之间连接有延时电容，第四脚连接分压大电阻后连接电源输出V+端，第三脚连接第三三极管的b极，第三三极管的e极和c极分别连接电源输出V‑端和MOS管开关单元。
Description
技术领域：
本发明涉及充电器技术领域，特指一种多级防护的充电器充电辅助电路。
背景技术：
充电器是一种用对各种电子产品进行充电的装置，其被广泛使用，成为电子产品必不可少的部件。
目前的充电器在与电池端子接反时，容易烧毁充电器内部电路和电池，也容易导致安全事故发生。同时，充电器在充满时无法实现百分百关断电路以控制不对电池充电。
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，提供一种多级防护的充电器充电辅助电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该多级防护的充电器充电辅助电路包括与充电器输出接口的正负极连接的电源输出V+端、电源输出V-端以及连接于电源输出V+端与电源输出V-端之间的负载接口和MOS管开关单元及启动电路单元，该负载接口具有分别用于与电池负载的正负极连接的V+端和开关控制端，该V+端连接所述电源输出V+端，该开关控制端连接MOS管开关单元，该V+端和开关控制端之间连接有防反接保护电路，该防反接保护电路包括有光电耦合器，该光电耦合器的第一脚连接开关控制端，该光电耦合器的第二脚连接第一二极管的阳极，该第一二极管的阴极连接所述V+端，该光电耦合器的第三脚和第四脚之间连接有延时电容，该光电耦合器的第四脚还连接分压大电阻后连接电源输出V+端，该光电耦合器的第三脚连接第三三极管的b极，该第三三极管的e极连接电源输出V-端，该第三三极管的c极连接该MOS管开关单元和启动电路单元；该充电器充电辅助电路还包括有用于控制该MOS管开关单元截止而不工作并且依次连接的第四电阻、第四二极管和充满转灯信号输入端，该第四二极管的阴极连接第四电阻，该第四二极管的阳极连接该充满转灯信号输入端，且该充满转灯信号输入端与充电器中的充满转灯信号输出端连接。
进一步而言，上述技术方案中，所述光电耦合器的型号为LTV-357T-C；所述第三三极管的型号为SS8050。
进一步而言，上述技术方案中，所述第一二极管的阴极与所述V+端之间还连接有分压电阻R9，该电阻R9的阻值为5.6kΩ。
进一步而言，上述技术方案中，所述启动电路单元包括有第一三极管和用于控制该第一三极管导通的第二三极管以及连接第一三极管的e极与b极之间并具有充电延时功能的第一电容，该第一三极管的e极连接所述电源输出V+端，该第一三极管的c极连接该MOS管开关单元，该第二三极管的b极连接所述开关控制端,该第二三极管的c极连接第一三极管的b极，该第二三极管的e极连接所述电源输出V-端；
进一步而言，上述技术方案中，所述MOS管开关单元包括有第一MOS管和第二MOS管，该第一MOS管的G极连接该第三三极管的c极，该第一MOS管的G极还连接电阻R7后连接该第二MOS管的G极，该第二MOS管的D极连接所述开关控制端，该第一MOS管的S极连接该第二MOS管的S极连接，该第二MOS管的D极连接所述电源输出V-端；所述第四电阻连接第一MOS管的G极和第一三极管的c极。
进一步而言，上述技术方案中，所述第二三极管的b极与所述开关控制端之间还连接有电阻R6，该第二三极管的c极与第一三极管的b极之间还连接有电阻R4。
进一步而言，上述技术方案中，所述第二MOS管的S极与G极还连接有具有充电延时功能的第二电容；该第一MOS管的G极与所述电源输出V-端还连接有稳压二极管。
进一步而言，上述技术方案中，所述第一电容两端还并联连接有电阻R3；所述第二电容两端还并联连接有电阻R12。
进一步而言，上述技术方案中，所述第一MOS管的G极与该第一三极管的c极之间还连接有电阻R11、电阻R5、电阻R2。
进一步而言，上述技术方案中，所述第一三极管的型号为MMBT5401；所述第二三极管的型号为MMBT5551；所述第一MOS管的型号为NCE1540K；所述第二MOS管的型号为NCE1540K。
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：本发明在使用时，将电源输出V+端、电源输出V-端分别与充电器输出接口的正负极连接以通电，使本发明中的负载接口相当于充电器输出接口，用于连接负载电池；当充电器连接市电通电后，负载接口的V+端和开关控制端与电池负载的正负极连接时，该防反接保护电路不会工作，而启动电路单元工作以控制MOS管开关单元导通，以实现对负载电池正常充电；当负载接口的开关控制端和V+端与电池负载的正负极连接时，即接反时，电池负载正极由开关控制端经光电耦合器、第一二极管、分压电阻R9、V+端连到电池负载负极，形成回路，因光电耦合器导通，充电器正电压经分压大电阻、光电耦合器、给第三三极管提供正向偏置，该第三三极管导通，把MOS管开关单元控制电压短路，MOS管开关单元关闭，达到防反接而不烧毁电路和充电器电路板的目的，并且保证产品使用寿命，使充电器使用起来更加安全，令本发明具有极强的市场竞争力。再者，当充电器对电池负载充电时，充电电流大于转灯电流值，转灯信号输入高电位，经第四二极管、第四电阻后给MOS管开关单元的G极提供一个高电平，维持MOS管开关单元导通，随着电池电压的上升充电电流会减小，当充电电流小于转灯电流值，转灯信号由高电平转为低电平，第四二极管82截止，同时电池电压趋等于充电器电压，电池已经充满，第二三极管52的B极和E极上的电压趋等于0V，因此导通工作的启动电路单元5也无法导通，因此MOS管开关单元截止而不工作，此时该电源输出V-端与电池负载断路，以致使充电器不能再对该电池负载充电，实现百分百关断电路以控制不对电池负载充电，降低损耗。另外，本发明应用于一块小PCB板，与充电器独立设计，即在充电器上额外增设小PCB板，使充电器具有防反接保护功能和充饱关断停止充电的功能，实现多级防护功能，以辅助充电器充电工作，适用于各种充电器。
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，为一种多级防护的充电器充电辅助电路，其包括与充电器输出接口的正负极连接的电源输出V+端1、电源输出V-端2以及连接于电源输出V+端1与电源输出V-端2之间的负载接口3和MOS管开关单元4及启动电路单元5，该负载接口3具有分别用于与电池负载6的正负极连接的V+端31和开关控制端32，该V+端31连接所述电源输出V+端1，该开关控制端32连接MOS管开关单元4，该V+端31和开关控制端32之间连接有防反接保护电路7，该防反接保护电路7包括有光电耦合器71，该光电耦合器71的第一脚连接开关控制端32，该光电耦合器71的第二脚连接第一二极管72的阳极，该第一二极管72的阴极连接所述V+端31，该光电耦合器71的第三脚和第四脚之间连接有延时电容711，该光电耦合器71的第四脚还连接分压大电阻712后连接电源输出V+端1，该光电耦合器71的第三脚连接第三三极管73的b极，该第三三极管73的e极连接电源输出V-端2，该第三三极管73的c极连接该MOS管开关单元4和启动电路单元5。该充电器充电辅助电路还包括有用于控制该MOS管开关单元4截止而不工作并且依次连接的第四电阻81、第四二极管82和充满转灯信号输入端83，该第四二极管82的阴极连接第四电阻81，该第四二极管82的阳极连接该充满转灯信号输入端83，且该充满转灯信号输入端83与充电器中的充满转灯信号输出端连接。本发明在使用时，将电源输出V+端1、电源输出V-端2分别与充电器输出接口的正负极连接以通电，使本发明中的负载接口3相当于充电器输出接口，用于连接负载电池；当充电器连接市电通电后，负载接口3的V+端31(相当于正极)和开关控制端32(相当于负极)与电池负载6的正负极连接时，该防反接保护电路7不会工作，而启动电路单元5工作以控制MOS管开关单元4导通，以实现对负载电池正常充电；当负载接口3的开关控制端32(相当于负极)和V+端31(相当于正极)与电池负载6的正负极连接时，即接反时，电池负载6正极由开关控制端32经光电耦合器71、第一二极管72、分压电阻R9、V+端31连到电池负载6负极，形成回路，因光电耦合器71导通，充电器正电压经分压大电阻712、光电耦合器71、给第三三极管73提供正向偏置，该第三三极管73导通，把MOS管开关单元4控制电压短路，MOS管开关单元4关闭，达到防反接而不烧毁电路和充电器电路板的目的，并且保证产品使用寿命，使充电器使用起来更加安全，令本发明具有极强的市场竞争力。再者，当充电器对电池负载充电时，充电电流大于转灯电流值，转灯信号83输入高电位，经第四二极管82、第四电阻81后给MOS管开关单元4的G极提供一个高电平，维持MOS管开关单元4导通，随着电池电压的上升充电电流会减小，当充电电流小于转灯电流值，转灯信号83由高电平转为低电平，第四二极管82截止，同时电池电压趋等于充电器电压，电池已经充满，第二三极管52的B极和E极上的电压趋等于0V，因此导通工作的启动电路单元5也无法导通，因此MOS管开关单元4截止而不工作，此时该电源输出V-端2与电池负载断路，以致使充电器不能再对该电池负载充电，实现百分百关断电路以控制不对电池负载充电，降低损耗。另外，本发明应用于一块小PCB板，与充电器独立设计，即在充电器上额外增设小PCB板，使充电器具有防反接保护功能和充饱关断停止充电的功能，实现多级防护功能，以辅助充电器充电工作，适用于各种充电器。
所述分压大电阻712的阻值为100kΩ。所述光电耦合器71的型号为LTV-357T-C；所述第三三极管73的型号为SS8050。
所述第一二极管72的阴极与所述V+端31之间还连接有分压电阻R9，该电阻R9的阻值为5.6kΩ。
所述启动电路单元5包括有第一三极管51和用于控制该第一三极管51导通的第二三极管52以及连接第一三极管51的e极与b极之间并具有充电延时功能的第一电容53，该第一三极管51的e极连接所述电源输出V+端1，该第一三极管51的c极连接该MOS管开关单元4，该第二三极管52的b极连接所述开关控制端32,该第二三极管52的c极连接第一三极管51的b极，该第二三极管52的e极连接所述电源输出V-端2。所述第四电阻81连接第一MOS管41的G极和第一三极管51的c极。当第一三极管51的c极输出一个高电平时，会给到第一MOS管41的G极和该第二MOS管42的G极，以控制该第一MOS管41和该第二MOS管42同时导通。所述电池负载6与负载接口3正接时，该防反接保护电路7不会工作，而启动电路单元5工作，启动电路单元5与负载电池构成一个完整的回路，此时，该负载电池6的负极会提供第二三极管52中b极的电位，使第二三极管52导通放大，且该第二三极管的c极拉低第一三极管51中b极的电位，使第一三极管51也导通，即可使启动电路单元5与负载电池构成的回路导通，此时，该第一三极管51的c极会为该MOS管开关单元4提供一个高电平以驱使该MOS管开关单元4导通，使该电源输出V+端1、电源输出V-端2、负载电池6和MOS管开关单元4形成通路，以此实现对该负载电池6进行充电，且由于第一电容53能够充电延时，使第一三极管51中b极的电位缓慢变低，起到延时的目的，以致在负载接口3与负载电池6连接的瞬间不会导通，而是先延时，再导通，以此防止在与负载电池6的端子连接时瞬间产生火花，以具有防打火功能，使充电器使用起来更加安全，令本发明具有极强的市场竞争力。即可使充电器具有防打火功能、防反接保护功能和充饱关断停止充电的功能。
所述第二三极管52的b极与所述开关控制端32之间还连接有电阻R6，该第二三极管52的c极与第一三极管51的b极之间还连接有电阻R4。
所述MOS管开关单元4包括有第一MOS管41和第二MOS管42，该第一MOS管41的G极连接该第三三极管73的c极，该第一MOS管41的G极还连接该第一三极管51的c极，该第一MOS管41的G极还连接电阻R7后连接该第二MOS管42的G极，该第二MOS管42的D极连接所述开关控制端32，该第一MOS管41的S极连接该第二MOS管42的S极连接，该第二MOS管42的D极连接所述电源输出V-端2。当第一三极管51的c极输出一个高电平时，会给到第一MOS管41的G极和该第二MOS管42的G极，以控制该第一MOS管41和该第二MOS管42同时导通。
所述第二MOS管42的S极与G极还连接有具有充电延时功能的第二电容421；该第一MOS管41的G极与所述电源输出V-端2还连接有稳压二极管43。因充电器里面装置有多个电解电容，充电器未连接市电通，将负载接口3连接负载电池6时，因电阻R7和第二电容421串联，负载电池6对第二电容421充电，电压会缓慢上升，即第二电容421和第二MOS管42的G极、S极并联，导致第二MOS管42也会延迟导通，MOS管开关单元4延迟导通，这样在负载电池6与负载接口3接触期间，负载电池6不会对充电器里面多个电解电容瞬间接触而充电，以具有防打火功能，使充电器使用起来更加安全，令本发明具有极强的市场竞争力。
所述第一电容53两端还并联连接有电阻R3。所述第二电容421两端还并联连接有电阻R12。所述第一MOS管41的G极与该第一三极管51的c极之间还连接有电阻R11、电阻R5、电阻R2。所述第一三极管51的型号为MMBT5401；所述第二三极管52的型号为MMBT5551。所述第一MOS管41的型号为NCE1540K；所述第二MOS管42的型号为NCE1540K。
综上所述，本发明在使用时，将电源输出V+端1、电源输出V-端2分别与充电器输出接口的正负极连接以通电，使本发明中的负载接口3相当于充电器输出接口，用于连接负载电池；当充电器连接市电通电后，负载接口3的V+端31(相当于正极)和开关控制端32(相当于负极)与电池负载6的正负极连接时，该防反接保护电路7不会工作，而启动电路单元5工作以控制MOS管开关单元4导通，以实现对负载电池正常充电；当负载接口3的开关控制端32(相当于负极)和V+端31(相当于正极)与电池负载6的正负极连接时，即接反时，电池负载6正极由开关控制端32经光电耦合器71、第一二极管72、分压电阻R9、V+端31连到电池负载6负极，形成回路，因光电耦合器71导通，充电器正电压经分压大电阻712、光电耦合器71、给第三三极管73提供正向偏置，该第三三极管73导通，把MOS管开关单元4控制电压短路，MOS管开关单元4关闭，达到防反接而不烧毁电路和充电器电路板的目的，并且保证产品使用寿命，使充电器使用起来更加安全，令本发明具有极强的市场竞争力。再者，当充电器对电池负载充电时，充电电流大于转灯电流值，转灯信号83输入高电位，经第四二极管82、第四电阻81后给MOS管开关单元4的G极提供一个高电平，维持MOS管开关单元4导通，随着电池电压的上升充电电流会减小，当充电电流小于转灯电流值，转灯信号83由高电平转为低电平，第四二极管82截止，同时电池电压趋等于充电器电压，电池已经充满，第二三极管52的B极和E极上的电压趋等于0V，因此导通工作的启动电路单元5也无法导通，因此MOS管开关单元4截止而不工作，此时该电源输出V-端2与电池负载断路，以致使充电器不能再对该电池负载充电，实现百分百关断电路以控制不对电池负载充电，降低损耗。另外，本发明应用于一块小PCB板，与充电器独立设计，即在充电器上额外增设小PCB板，使充电器具有防反接保护功能和充饱关断停止充电的功能，实现多级防护功能，以辅助充电器充电工作，适用于各种充电器。
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 (10)
1.一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：其包括与充电器输出接口的正负极连接的电源输出V+端(1)、电源输出V-端(2)以及连接于电源输出V+端(1)与电源输出V-端(2)之间的负载接口(3)和MOS管开关单元(4)及启动电路单元(5)，该负载接口(3)具有分别用于与电池负载(6)的正负极连接的V+端(31)和开关控制端(32)，该V+端(31)连接所述电源输出V+端(1)，该开关控制端(32)连接MOS管开关单元(4)，该V+端(31)和开关控制端(32)之间连接有防反接保护电路(7)，该防反接保护电路(7)包括有光电耦合器(71)，该光电耦合器(71)的第一脚连接开关控制端(32)，该光电耦合器(71)的第二脚连接第一二极管(72)的阳极，该第一二极管(72)的阴极连接所述V+端(31)，该光电耦合器(71)的第三脚和第四脚之间连接有延时电容(711)，该光电耦合器(71)的第四脚还连接分压大电阻(712)后连接电源输出V+端(1)，该光电耦合器(71)的第三脚连接第三三极管(73)的b极，该第三三极管(73)的e极连接电源输出V-端(2)，该第三三极管(73)的c极连接该MOS管开关单元(4)和启动电路单元(5)；该充电器充电辅助电路还包括有用于控制该MOS管开关单元(4)截止而不工作并且依次连接的第四电阻(81)、第四二极管(82)和充满转灯信号输入端(83)，该第四二极管(82)的阴极连接第四电阻(81)，该第四二极管(82)的阳极连接该充满转灯信号输入端(83)，且该充满转灯信号输入端(83)与充电器中的充满转灯信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述光电耦合器(71)的型号为LTV-357T-C；所述第三三极管(73)的型号为SS8050。
3.根据权利要求1所述的一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述第一二极管(72)的阴极与所述V+端(31)之间还连接有分压电阻R9，该电阻R9的阻值为5.6kΩ。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述启动电路单元(5)包括有第一三极管(51)和用于控制该第一三极管(51)导通的第二三极管(52)以及连接第一三极管(51)的e极与b极之间并具有充电延时功能的第一电容(53)，该第一三极管(51)的e极连接所述电源输出V+端(1)，该第一三极管(51)的c极连接该MOS管开关单元(4)，该第二三极管(52)的b极连接所述开关控制端(32),该第二三极管(52)的c极连接第一三极管(51)的b极，该第二三极管(52)的e极连接所述电源输出V-端(2)。
5.根据权利要求4所述的一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述MOS管开关单元(4)包括有第一MOS管(41)和第二MOS管(42)，该第一MOS管(41)的G极连接该第三三极管(73)的c极，该第一MOS管(41)的G极还连接电阻R7后连接该第二MOS管(42)的G极，该第二MOS管(42)的D极连接所述开关控制端(32)，该第一MOS管(41)的S极连接该第二MOS管(42)的S极连接，该第二MOS管(42)的D极连接所述电源输出V-端(2)；所述第四电阻(81)连接第一MOS管(41)的G极和第一三极管(51)的c极。
6.根据权利要求4所述的一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述第二三极管(52)的b极与所述开关控制端(32)之间还连接有电阻R6，该第二三极管(52)的c极与第一三极管(51)的b极之间还连接有电阻R4。
7.根据权利要求5所述的一种多级防护的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述第二MOS管(42)的S极与G极还连接有具有充电延时功能的第二电容(421)；该第一MOS管(41)的G极与所述电源输出V-端(2)还连接有稳压二极管(43)。
8.根据权利要求5所述的一种具有充饱关断功能的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述第一电容(53)两端还并联连接有电阻R3；所述第二电容(421)两端还并联连接有电阻R12。
9.根据权利要求5所述的一种具有充饱关断功能的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述第一MOS管(41)的G极与该第一三极管(51)的c极之间还连接有电阻R11、电阻R5、电阻R2。
10.根据权利要求5所述的一种具有充饱关断功能的充电器充电辅助电路，其特征在于：所述第一三极管(51)的型号为MMBT5401；所述第二三极管(52)的型号为MMBT5551；所述第一MOS管(41)的型号为NCE1540K；所述第二MOS管(42)的型号为NCE1540K。
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