CN114914961A - 充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电装置。该充电装置和包括：输入端口、输出端口以及电源转换电路，外部电源提供的电能自输入端口输入，并经电源转换电路输送至输出端口，以对负载设备进行充电；过压保护电路用于判断电源转换电路输出的电压是否超过阈值；过流保护电路用于判断电源转换电路输出的电流是否超过阈值；开关电路，分别连接过压保护电路和过流保护电路以及电源转换电路和输出端口之间，以当电源转换电路输出的电压超过阈值和/或电源转换电路输出的电流超过阈值时，开关电路使得电源转换电路和输出端口之间断开。通过上述方式，本发明能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

Description

充电装置

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种充电装置。

背景技术

随着电子产品发展的多样化，电子产品所需电源的电压、电流也不尽相同，同时便携式电源的应用也越来越广泛，电源输出的稳定性是电子产品可靠性的基础。电源系统是一切电子产品的能量源，因此高度集成、更少的组件数及更小的板级空间，同时输出稳定且可调的精密电源系统成为一种迫切需求，是衡量电源质量的重要技术指标。

目前，现有的电源系统通常会设计过载保护电路，从而在过压或过流时自动断电，以保护电源系统及其连接的电子设备。然而，目前的电源系统其过载保护电路的保护效果较差，导致电源系统的稳定性以及可靠性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明主要解决的技术问题是提供一种充电装置，能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种充电装置，该充电装置包括：输入端口，用于连接外部电源；输出端口，用于连接负载设备；电源转换电路，分别连接输入端口和输出端口，外部电源提供的电能自输入端口输入，并经电源转换电路输送至输出端口，以对负载设备进行充电；过压保护电路，分别连接电源转换电路和输出端口，用于判断电源转换电路输出的电压是否超过阈值；过流保护电路，分别连接电源转换电路和输出端口，用于判断电源转换电路输出的电流是否超过阈值；开关电路，分别连接过压保护电路和过流保护电路，开关电路还连接于电源转换电路和输出端口之间，以当电源转换电路输出的电压超过阈值和/或电源转换电路输出的电流超过阈值时，开关电路使得电源转换电路和输出端口之间断开。

在本发明的一实施例中，开关电路包括或门和第一开关件，或门分别连接过压保护电路和过流保护电路，或门还连接第一开关件的控制端，第一开关件的输入端连接电源转换电路，第一开关件的输出端连接输出端口，以当电源转换电路输出的电压超过阈值和/或电源转换电路输出的电流超过阈值时，或门控制第一开关件断开。

在本发明的一实施例中，过压保护电路包括第一比较器，充电装置还包括控制电路，第一比较器的第一输入端连接电源转换电路，第一比较器的第二输入端连接控制电路，第一比较器的输出端连接开关电路，用于将电源转换电路输出的电压与控制电路提供的参考电压进行比较，以判断电源转换电路输出的电压是否超过阈值。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括第一数模转换电路，第一数模转换电路连接于控制电路和第一比较器的第二输入端之间，用于向第一比较器提供参考电压。

在本发明的一实施例中，过流保护电路包括第二比较器和稳压器，第二比较器的第一输入端连接电源转换电路，第二比较器的第二输入端连接稳压器，第二比较器的输出端连接开关电路，用于将电源转换电路输出的电流转换为电压后与稳压器提供的参考电压进行比较，以判断电源转换电路输出的电流是否超过阈值。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括采样电阻和第一电压放大电路，采样电阻连接于电源转换电路和输出端口之间，第一电压放大电路连接于采样电阻的两端，用于获取采样电阻两端的电压，第一电压放大电路还连接第二比较器的第一输入端。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括控制电路和第二开关件，控制电路分别连接电源转换电路和第二开关件的控制端，第二开关件的输入端连接电源转换电路，第二开关件的输出端连接输出端口；控制电路用于判断电源转换电路输出的电压是否超过阈值以及判断电源转换电路输出的电流是否超过阈值，以当电源转换电路输出的电压超过阈值和/或电源转换电路输出的电流超过阈值时，控制第二开关件断开。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括采样电阻、第一电压放大电路和模数转换电路，采样电阻连接于电源转换电路和输出端口之间，第一电压放大电路连接于采样电阻的两端，用于获取采样电阻两端的电压，第一电压放大电路还连接模数转换电路，模数转换电路还连接控制电路。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括第二电压放大电路和模数转换电路，第二电压放大电路的输入端连接电源转换电路，第二电压放大电路的输出端连接模数转换电路，模数转换电路还连接控制电路。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括控制电路，控制电路分别连接电源转换电路的输出端和控制端，其中控制电路用于调节电源转换电路输出的电压和电流。

在本发明的一实施例中，充电装置还包括第二数模转换电路，第二数模转换电路连接于控制电路和电源转换电路的控制端之间。

在本发明的一实施例中，电源转换电路的数量为至少两个，每个电源转换电路分别连接输入端口、输出端口、过压保护电路、过流保护电路以及开关电路。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明提供一种充电装置。该充电装置的过压保护电路和过流保护电路均分别连接电源转换电路和输出端口。过压保护电路能够判断电源转换电路输出的电压是否超出阈值，过流保护电路能够判断电源转换电路输出的电流是否超出阈值，以当电源转换电路输出的电压超过阈值和/或电源转换电路输出的电流超出阈值时，开关电路使得电源转换电路和输出端口之间断开，即断开充电装置与负载设备的电连接，使得电源转换电路停止继续向输出端口输出电能，即停止对负载设备的充电，能够防止充电装置激起连接的负载设备损坏，因而能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。此外，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

图1是本发明充电装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明充电装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为解决现有中电源系统的稳定性以及可靠性较差的技术问题，本发明的一实施例提供了一种充电装置。该充电装置包括输入端口，用于连接外部电源；输出端口，用于连接负载设备；电源转换电路，分别连接输入端口和输出端口，外部电源提供的电能自输入端口输入，并经电源转换电路输送至输出端口，以对负载设备进行充电；过压保护电路，分别连接电源转换电路和输出端口，用于判断电源转换电路输出的电压是否超过阈值；过流保护电路，分别连接电源转换电路和输出端口，用于判断电源转换电路输出的电流是否超过阈值；开关电路，分别连接过压保护电路和过流保护电路，开关电路还连接于电源转换电路和输出端口之间，以当电源转换电路输出的电压超过阈值和/或电源转换电路输出的电流超过阈值时，开关电路使得电源转换电路和输出端口之间断开。以下进行详细阐述。

请参阅图1，图1是本发明充电装置一实施例的结构示意图。

在一实施例中，本发明所提供的充电装置能够应用于存储类芯片测试系统，或是汽车电子控制系统等，在此不做限定。

充电装置包括电源转换电路30。电源转换电路30能够转换输入至电源转换电路30的电能，并输出转换后的电能。

可选地，一个电源转换电路30可以对应一个或多个负载设备，以能够对一个或多个负载设备进行充电。当然，充电装置也包括多个电源转换电路30，各电源转换电路30分别用于对一个或多个负载设备进行充电。

可选地，电源转换电路30可以是DC/DC模块(直流-直流模块)等，从而能够将直流电分别转换至不同等级的电压，对应输出至负载设备。

为保证充电装置的电路安全，充电装置还包括保护电路40，每个电源转换电路30还分别连接保护电路40，保护电路40能够使得电路过载时，断开各电源转换电路30和输出端口之间的连接，以避免因充电装置过载而引发安全事故，从而提高充电装置的可靠性。

可选地，保护电路40可以包括过压保护电路、过流保护电路以及开关电路等，在此不做限定。以保护电路40包括下文所阐述的过压保护电路、过流保护电路以及开关电路为例，每个电源转换电路30应当分别连接过压保护电路、过流保护电路以及开关电路。

进一步地，充电装置还包括控制电路50、数模转换电路60以及模数转换电路70。各电源转换电路30分别连接控制电路50、数模转换电路60以及模数转换电路70，且数模转换电路60和模数转换电路70分别连接控制电路50。

可选地，控制电路50可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制器)等，也可以是FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等。数模转换电路60可以是数模转换器等。模数转换电路70可以是模数转换器等。

具体地，电源转换电路30发送模拟信号(例如包括输出电压、输出电流等)至模数转换电路70，经模数转换电路70将模拟信号转换为数字信号后发送至控制电路50，控制电路50对该数字信号进行数据处理后，能够发送相应的负反馈信号以调节电源转换电路30，该负反馈信号可以是数字信号等，数字信号经数模转换电路60转换为模拟信号后，输送至电源转换电路30，从而电源转换电路30能够调节其输出的电压等，进而提高充电装置的精密度。

再进一步地，至少两个电源转换电路30的带载能力不同，即电源转换电路30所能输出的电压和电流等级不同，可以通过控制电路50在一定范围内对电源转换电路30输出的电压进行调整。

举例而言，图1展示了充电装置包括八个电源转换电路30的情况，八个电源转换电路30对应三种不同类型的电源转换电路30。

具体地，第一电源转换电路301和第二电源转换电路302能够输出的电压的范围为-40～0V，输出的电流为2A；

第三电源转换电路303和第四电源转换电路304能够输出的电压的范围为0～24V，输出的电流为5A；

第五电源转换电路305至第八电源转换电路308能够输出的电压的范围为0～24V，输出的电流为10A。

以上可以看出，本实施例所提供的充电装置通过至少两个的电源转换电路，能够实现多种不同电压范围的多路输出，从而能够满足多种电子设备的需求。并且，本实施例所提供的充电装置所使用的电路组件的数量较少，占用更小的板级(例如PCB，PrintedCircuit Board，印制电路板)空间，具有高度集成的优点。进一步地，本实施例所提供的充电装置通过保护电路以对电路进行保护，避免电路过载引发安全事故，从而使得充电装置的电能输出更加稳定可靠。

容易理解的是，上述电路是由多个电源转换电路的拓扑结构构成，下文以单通道电源转换电路为例对本发明充电装置的原理和结构进行详细阐述。请参阅图2，图2是本发明充电装置另一实施例的结构示意图。

在一实施例中，充电装置包括输入端口11、输出端口21、电源转换电路31、过压保护电路41、过流保护电路42以及开关电路43。充电装置的电源转换电路31分别连接输入端口11和输出端口21，输入端口11用于连接外部电源，输出端口21用于连接负载设备，从而外部电源提供的电能能够自输入端口11输入，经电源转换电路31转换至负载设备正常工作所需的电压和电流，并经电源转换电路31输送至输出端口21，以对负载设备进行充电。

充电装置的过压保护电路41分别连接电源转换电路31和输出端口21，用于判断电源转换电路31输出的电压是否超过阈值；过流保护电路42分别连接电源转换电路31和输出端口21，用于判断电源转换电路31输出的电流是否超出阈值。其中，阈值可以是预先设置于充电装置等。

充电装置的开关电路43用于控制充电装置中供电电路的通断，开关电路43分别连接过压保护电路41和过流保护电路42，还连接于电源转换电路31和输出端口21之间，以当电源转换电路31输出的电压超过阈值和/或电源转换电路31输出的电流超过阈值时，开关电路43使得电源转换电路31和输出端口21之间断开。其中，输出的电压超过阈值和/或输出的电流超出阈值，可以认为是电源转换电路31输出的电压和/或输出的电流过大，即充电装置过载，则通过开关电路43断开电源转换电路31和输出端口21的连接，从而能够在电路过载时断开电源转换电路31和输出端口21的连接，进而断开充电装置和负载设备的连接，避免充电装置过载而引发安全事故，能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

由此可见，本实施例中的充电装置能够将外部电源提供的电能自输入端口11输入，并经电源转换电路31输出至输出端口21，以对负载设备进行充电。并且过压保护电路41和过流保护电路42均分别连接电源转换电路31和输出端口21，过压保护电路41能够判断电源转换电路31输出的电压是否超出阈值，过流保护电路42能够判断电源转换电路31输出的电流是否超出阈值。以当电源转换电路31输出的电压超过阈值和/或电源转换电路31输出的电流超出阈值时，开关电路43使得电源转换电路31和输出端口21之间断开，即断开充电装置与负载设备的电连接，使得电源转换电路31停止向输出端口21输出电能，即停止向负载设备供电，能够防止充电装置激起连接的负载设备损坏，因而本发明提供的充电装置能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

请继续参阅图2。在一实施例中，开关电路43包括或门431和第一开关件432。其中，具有“或”逻辑关系的电路叫做或门431。所谓或逻辑是指：如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。

或门431分别连接过压保护电路41和过流保护电路42，从而过压保护电路41和过流保护电路42能够分别向或门431发送相应的数字信号，从而电源转换电路31输出的电压超过阈值和/或电源转换电路31输出的电流超过阈值时，则控制电源转换电路31和输出端口21之间断开以保护电路。

或门431还连接第一开关件432的控制端4323，以控制第一开关件432的通断。第一开关件432的输入端4321连接电源转换电路31，第一开关件432的输出端4322连接输出端口21。

也就是说，第一开关件432闭合时，电源转换电路31和输出端口21之间导通，充电装置能够向所连接的负载设备进行供电。第一开关件432断开时，电源转换电路31和输出端口21之间断开，充电装置停止向所连接的负载设备进行供电。

具体地，当电源转换电路31输出的电压超过阈值和/或电源转换电路31输出的电流超过阈值时，或门431控制第一开关件432断开，即控制电源转换电路31和输出端口21之间断开，从而在电路过载时断开充电装置和负载设备的连接，能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

请继续参阅图2。在一实施例中，过压保护电路41包括第一比较器411，充电装置还包括控制电路51，控制电路51能够控制并协调充电装置的工作。第一比较器411的第一输入端4111连接电源转换电路31，第一比较器411的第二输入端4112连接控制电路51，第一比较器411的输出端4113连接开关电路43。

具体地，第一比较器411的第一输入端4111能够获取电源转换电路31输出的电压；第二输入端4112能够获取控制电路51所提供的参考电压，从而第一比较器411能够对电源转换电路31输出的电压和控制电路51提供的参考电压进行比较，具体是比较电源转换电路31输出的电压与参考电压的差值是否超过预设值，进而判断电源转换电路31输出的电压是否超过阈值。以当电源转换电路31输出的电压与参考电压的差值超过预设值时，则认为电源转换电路31输出的电压超过阈值，即认为电源转换电路31输出的电压过大，将相应的信号输入至上述实施例中所阐述的或门431，从而控制第一开关件432的断开，进一步控制电源转换电路31和输出端口21之间断开，以控制充电装置停止向负载设备进行供电。

当然，电源转换电路31所输出电压对应的阈值也可以为电路正常工作时所允许的最大电压。第一比较器411比较电源转换电路31输出的电压和对应的阈值，以当电源转换电路31输出的电压超过阈值时，控制第一开关件432断开，以控制电源转换电路31和输出端口21之间断开，从而控制充电装置停止向负载设备进行供电。

请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置还包括第一数模转换电路61。顾名思义，第一数模转换电路61能够将数字信号转换为模拟信号。第一数模转换电路61连接于控制电路51和第一比较器411的第二输入端4112之间，用于向第一比较器411提供参考电压。

也就是说，控制电路51可以输出数字信号以向第一比较器411提供参考电压，但由于第一比较器411可能无法直接识别数字信号，因此充电装置中可以设有第一数模转换电路61，通过第一数模转换电路61可以将控制电路51所输出的数字信号转换为第一比较器411能够识别的模拟信号，从而向第一比较器411提供参考电压。

上述实施例中，对本发明所提供的充电装置的硬件过压保护的实施方式进行了详细阐述，下文将对硬件过流保护的实施方式进行举例阐述。请继续参阅图2。在一实施例中，过流保护电路42包括第二比较器421和稳压器84，稳压器84用于提供参考电压。第二比较器421的第一输入端4211连接电源转换电路31，第二比较器421的第二输入端4212连接稳压器84，第二比较器421的输出端4213连接开关电路43。

可选地，稳压器84可以是LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器84)等，稳压器84能够稳定提供参考电压。

具体地，第二比较器421的第一输入端4211能够获取电源转换电路31输出的电流；第二输入端4212能够获取稳压器84所提供的参考电压，从而第二比较器421能够将电源转换电路31输出的电流所转换的电压，和稳压器84所提供的参考电压进行比较，具体是比较电源转换电路31输出的电流所转换的电压与参考电压的差值是否超过预设值，进而判断电源转换电路31输出的电流是否过流。以当电源转换电路31输出的电流所转换的电压与参考电压的差值超过预设值时，则认为电源转换电路31输出的电流超过阈值，即认为电源转换电路31输出的电流过大，将对应的信号输入至上述实施例中所阐述的或门431，从而控制第一开关件432的断开，进一步控制电源转换电路31和输出端口21之间的断开，以控制充电装置停止向负载设备进行供电。

当然，电源转换电路31所输出电流对应的阈值也可以为电路正常工作时所允许的最大电流所转换的电压。第一比较器411比较电源转换电路31输出电流转换成的电压和对应的阈值，以当电源转换电路31输出的电流超过阈值时，控制第一开关件432断开，以控制电源转换电路31和输出端口21之间断开，从而控制充电装置停止向负载设备进行供电。

以下对将电源转换电路31输出的电流转换为电压的具体实施方式进行举例阐述。请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置还包括采样电阻83和第一电压放大电路81，采样电阻83连接于电源转换电路31和输出端口21之间，第一电压放大电路81连接于采样电阻83的两端，从而能够获取采样电阻83的电压，该电压即为电源转换电路31输出的电流所转换的电压。第一电压放大电路81还连接第二比较器421的第一输入端4211，以将转换得到的电压输入第二比较器421，从而与参考电压进行比较。

可选地，采样电阻83可以是精密电阻等，以提高电源转换电路31输出的电流转换而得的电压的精度。

请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置还包括控制电路51和第二开关件433，控制电路51分别连接电源转换电路31和第二开关件433的控制端4333，以获取电源转换电路31输出的电流和/或电源转换电路31输出的电流，且进行相应的数据处理结果，从而控制电路51向第二开关件433输出控制信号控制第二开关件433的通断。第二开关件433的输入端4331连接电源转换电路31，第二开关件433的输出端4332连接输出端口21，即第二开关件433能够直接控制电源转换电路31和输出端口21之间的通断，从而实现软件过载保护。

具体地，控制电路51用于判断电源转换电路31输出的电压是否超过阈值以及判断电源转换电路31输出的电流是否超过阈值，以当电源转换电路31输出的电压超过阈值和/或电源转换电路31输出的电流超过阈值时，控制第二开关件433断开，从而控制电源转换电路31和输出端口21之间断开，进而控制充电装置和负载设备断开连接，以能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

容易理解的是，本实施例中所阐述的控制电路51可以与上述实施例中所阐述控制电路51为同一个，即充电装置的控制电路51还能够判断电源转换电路31输出的电压和/或电源转换电路32输出的电流是否超出阈值，并直接输出控制信号以控制第二开关件433的通断。

以下对软件过载保护中控制电路51获取电源转换电路31输出的电流的实施方式进行详细阐述。请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置还包括采样电阻83、第一电压放大电路81和模数转换电路71。采样电阻83连接于电源转换电路31和输出端口21之间，第一电压放大电路81连接于采样电阻83的两端，从而能够获取采样电阻83两端的电压。第一电压放大电路81还连接模数转换电路71，模数转换电路71还连接控制电路51。顾名思义，模数转换电路71能够将模拟信号转换为数字信号，即能够将第一电压放大电路81输出的模拟信号转换为控制电路51所能识别的数字信号。

具体地，第一电压放大电路81所获取的电压，该电压可以认为是电源转换电路31输出的电流所转换得到的电压，可以用以指示电源转换电路31输出的电流。第一电压放大电路81能够对转换得到的电压进行缩放，将其缩放至模数转换电路71所能准确识别的数值范围内，以保证模数转换电路71能够准确地将该电压值输送至控制电路51，控制电路51能够将该电压值与预存于控制电路51内的阈值进行比较，以当电源转换电路31输出的电流转换得到的电压值超过阈值时，控制第二开关件433断开，从而改善充电装置的稳定性以及可靠性。

具体地，电源转换电路31输出的电流所转换的电压过小而模数转换电路71无法准确识别时，第一电压放大电路81的放大倍数大于1；当电源转换电路31输出的电流所转换的电压过大，超出模数转换器71的读取范围即溢出时，第一电压放大电路81的放大倍数小于1。

以下对软件过载保护中控制电路51获取电源转换电路31输出的电压的实施方式进行详细阐述。请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置还包括第二电压放大电路82和模数转换电路71，第二电压放大电路82的输入端821连接电源转换电路31，第二电压放大电路82的输出端822连接模数转换电路71，模数转换电路71还连接控制电路51。

具体地，电源转换电路31输出的电压经第二电压放大电路82缩放至模数转换器所能准确识别的数值范围内，以保证模数转换电路71能够准确地将电源转换电路31输出的电压值输送至控制电路51，进而控制电路51能够将电源转换电路31输出的电压与预存于控制电路51内的预设值进行比较，以当电源转换电路31输出的电压超过阈值时，控制第二开关件433断开，从而改善充电装置的稳定性以及可靠性。

与上述实施例中所阐述的第一电压放大电路81类似，当电源转换电路31输出的电压过小而模数转换电路71无法准确识别时，第二电压放大电路82的放大倍数大于1；当电源转换电路31输出的电压过大而溢出时，第二电压放大电路82的放大倍数小于1。

其中，本实施例中所阐述的模数转换电路71可以与上述实施例中所阐述的模数转换电路71为同一个。也就是说，模数转换电路71可以能够同时转换电源转换电路31输出的电压以及用以指示电源转换电路31输出的电流的电压，并将转换得到的数字信号发送至控制电路51。

请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置还包括控制电路51，控制电路51分别连接电源转换电路31的输出端311和控制端312，其中，控制电路51用于调节电源转换电路31输出的电压和电流。

具体地，外部电源提供的电能自输入端口11输入，电源转换电路31能够将电能换至负载设备所需要的电压等级和电流等级，并通过输出端311向连接于输出端口21的负载设备供电。与此同时，控制电路51能够同步获取电源转换电路31的输出电压和输出电流，具体获取方式可以参考上述软件过载保护中获取电压和电路的实施方式，在此就不再赘述。

控制电路51能够对所获取的电压和电流与预设于控制电路51中的电压和电流的阈值分别进行比较，并输出相应的负反馈信号至电源转换电路31的控制端312，以调节电源转换电路31输出的电压和电流，从而提高充电装置输出的电压和电流的精度。

进一步地，充电装置还包括第二数模转换电路62，第二数模转换电路62连接于控制电路51和电源转换电路31的控制端312之间。第二数模转换电路62的功能与第一数模转换电路61的功能相同，即能够将数字信号转换为模拟信号。

也就是说，控制电路51所输出用于调节电源转换电路31的负反馈信号可以是数字信号，从而通过第二数模转换电路62转换为电源转换电路31所能够识别的模拟信号，进而通过该模拟信号调节电源转换电路31输出的电压和电流。

结合上述实施例中所阐述的实施方式，以下进一步对充电装置的实施方式进行举例阐述。

当第一开关件432断开时，电源转换电路31可以持续输出电能，控制电路51实时检测电源转换电路31输出的电压和电流，并发送负反馈信号至电源转换电路31以调节电源转换电路31输出的电压和/或电流，以在电源转换电路31输出的电压和电流符合负载设备需求时，第一比较器411和第二比较器421输出相应的数字信号至或门431，或门431则可以控制第一开关件432闭合，从而电源转换电路31和输出端口21之间导通，使得充电装置能够向负载设备供电。

当第二开关件433断开时，电源转换电路31也可以持续输出电能，控制电路51实时检测电源转换电路31输出的电压和电流，并发送负反馈信号至电源转换电路31以调节电源转换电路31输出的电压和/或电流，以在电源转换电路31输出的电压和电流符合负载设备需求时，控制电路51控制第二开关件433闭合，从而电源转换电路31和输出端口21之间导通，使得充电装置能够向负载设备供电。

请继续参阅图2。在一实施例中，充电装置包括上位机91，上位机91连接控制电路51，具体可以通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输)协议进行通讯。上位机91能够发送阈值和/或预设值至控制电路51，阈值具体包括上述实施例中所阐述的电源转换电路31所输出电压相对应的阈值，以及电源转换电路31所输出电流相对应的阈值；预设值包括上述实施例中所阐述的电源转换电路31所输出电压相对应的预设值，以及电源转换电路31所输出电流相对应的预设值，从而控制电路51能够预存储阈值和/或预设值。

进一步地，考虑到目前的电子产品需要连接一个稳定可调的充电装置，在一实施例中，上位机还可以读取与充电设备连接的负载设备，读取负载设备正常工作时所需的电压以及电流等，从而能够快速调节负载设备的工作电压，使其能够在不同环境下工作，同时还能够精准掌握负载设备在不同环境，即不同的输入电压和/或输入电流的条件下的工作情况，进而提高充电装置的智能化。

可选地，上位机可以是PC(Personal Computer，个人计算机/个人电脑)等。

充电装置还包括显示屏92，显示屏92连接控制电路51。显示屏92能够实时显示电源转换模块输出的电压和电流，以及其他相关参数等，例如温度等。与此同时，用户可以通过显示屏92控制充电装置的工作状态，即显示屏92可以向控制电路51发送上述阈值和/或预设值，从而控制电路51能够预存储阈值和/或预设值，进一步提高充电装置的智能化。

请继续参阅图2。结合图1所展示的充电装置的情况，在一实施例中，电源转换电路31的数量为至少两个，每个电源转换电路31分别连接输入端口11、输出端口21、过压保护电路41、过流保护电路42以及开关电路43。具体工作原理与上述实施例中相似，在此就不再赘述。

结合上述实施例中所阐述第一数模转换电路61和第二数模转换电路62，第二数模转换电路62与第一数模转换电路61的区别在于：第一数模转换电路61的作用为将控制电路51所提供的阈值和/或参考电压的数字信号，转换为第一比较器81所能读取的模拟信号；第二数模转换电路62的作用为将控制电路51所输出的控制信号转换为电源转换模块31所能识别的数字信号。因此，可以选用两个数模转换电路以分别实现功能，从而提高数据处理的效率。容易理解的，数模转换电路所具有的通路越多，则成本越高，因此本实施例所提供的充电装置还能够降低成本。

容易理解的是，本发明所提供的充电装置相当于监控电源系统，所谓监控电源系统是指，能够实现对电源装置输出的电流以及电流进行实时检测，并能够通过负反馈调节电源装置输出的电压和电流的系统。可见，本发明所提供的充电装置同样能够实现上述功能。

综上所述，本发明所提供的充电装置，能够对电源转换电路输出的电压和/或电流进行判断，通过保护电路直接控制电源转换电路和输出端口之间的通断，进而控制充电装置和负载设备连接的通断，实现硬件过压保护和硬件过流保护，从而能够改善充电装置的稳定性以及可靠性。

并且，能够通过控制电路直接对电源转换电路输出的电压和/或电流进行判断，由控制电路直接控制电源转换电路和输出端口之间的通断，以实现软件过载保护，进一步改善充电装置的稳定性以及可靠性。

进一步地，通过第一电压放大电路和第二电压放大电路分别对电源转换电路输出的电流和电压进行缩放，以使得模数转换电路能够获取准确的电压和电流值，并输送至控制电路，提高充电装置的测量精度。

并且，控制电路能够根据所获取的电源转换电路输出的电压和电流，输出负反馈信号以调节电源转换电路输出的电压和电流，以提高电源转换电路的输出精度。

再进一步地，充电装置可以设有多个电源转换电路，以满足不同负载设备对输入电压和输入电流的需求，并且本充电装置的电路组件较小，占用较少的板级空间，具有高度集成的优点等。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“层叠”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括：

输入端口，用于连接外部电源；

输出端口，用于连接负载设备；

电源转换电路，分别连接所述输入端口和所述输出端口，所述外部电源提供的电能自所述输入端口输入，并经所述电源转换电路输送至所述输出端口，以对所述负载设备进行充电；

过压保护电路，分别连接所述电源转换电路和所述输出端口，用于判断所述电源转换电路输出的电压是否超过阈值；

过流保护电路，分别连接所述电源转换电路和所述输出端口，用于判断所述电源转换电路输出的电流是否超过阈值；

开关电路，分别连接所述过压保护电路和所述过流保护电路，所述开关电路还连接于所述电源转换电路和所述输出端口之间，以当所述电源转换电路输出的电压超过阈值和/或所述电源转换电路输出的电流超过阈值时，所述开关电路使得所述电源转换电路和所述输出端口之间断开。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关电路包括或门和第一开关件，所述或门分别连接所述过压保护电路和所述过流保护电路，所述或门还连接所述第一开关件的控制端，所述第一开关件的输入端连接所述电源转换电路，所述第一开关件的输出端连接所述输出端口，以当所述电源转换电路输出的电压超过阈值和/或所述电源转换电路输出的电流超过阈值时，所述或门控制所述第一开关件断开。

3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述过压保护电路包括第一比较器，所述充电装置还包括控制电路，所述第一比较器的第一输入端连接所述电源转换电路，所述第一比较器的第二输入端连接所述控制电路，所述第一比较器的输出端连接所述开关电路，用于将所述电源转换电路输出的电压与所述控制电路提供的参考电压进行比较，以判断所述电源转换电路输出的电压是否超过阈值。

4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括第一数模转换电路，所述第一数模转换电路连接于所述控制电路和所述第一比较器的第二输入端之间，用于向所述第一比较器提供所述参考电压。

5.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述过流保护电路包括第二比较器和稳压器，所述第二比较器的第一输入端连接所述电源转换电路，所述第二比较器的第二输入端连接所述稳压器，所述第二比较器的输出端连接所述开关电路，用于将所述电源转换电路输出的电流转换为电压后与所述稳压器提供的参考电压进行比较，以判断所述电源转换电路输出的电流是否超过阈值。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括采样电阻和第一电压放大电路，所述采样电阻连接于所述电源转换电路和所述输出端口之间，所述第一电压放大电路连接于所述采样电阻的两端，用于获取所述采样电阻两端的电压，所述第一电压放大电路还连接所述第二比较器的第一输入端。

7.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，

所述充电装置还包括控制电路和第二开关件，所述控制电路分别连接所述电源转换电路和所述第二开关件的控制端，所述第二开关件的输入端连接所述电源转换电路，所述第二开关件的输出端连接所述输出端口；

所述控制电路用于判断所述电源转换电路输出的电压是否超过阈值以及判断所述电源转换电路输出的电流是否超过阈值，以当所述电源转换电路输出的电压超过阈值和/或所述电源转换电路输出的电流超过阈值时，控制所述第二开关件断开。

8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括采样电阻、第一电压放大电路和模数转换电路，所述采样电阻连接于所述电源转换电路和所述输出端口之间，所述第一电压放大电路连接于所述采样电阻的两端，用于获取所述采样电阻两端的电压，所述第一电压放大电路还连接所述模数转换电路，所述模数转换电路还连接所述控制电路。

9.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括第二电压放大电路和模数转换电路，所述第二电压放大电路的输入端连接所述电源转换电路，所述第二电压放大电路的输出端连接所述模数转换电路，所述模数转换电路还连接所述控制电路。

10.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括控制电路，所述控制电路分别连接所述电源转换电路的输出端和控制端，其中所述控制电路用于调节所述电源转换电路输出的电压和电流。

11.根据权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括第二数模转换电路，所述第二数模转换电路连接于所述控制电路和所述电源转换电路的控制端之间。

12.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述电源转换电路的数量为至少两个，每个所述电源转换电路分别连接所述输入端口、所述输出端口、所述过压保护电路、所述过流保护电路以及所述开关电路。

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