CN115360801B - 充电控制装置及电源设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种充电控制装置及电源设备,该充电控制装置包括:恒压输出单元,经正极输出端和负极输出端对用电负载充电;输出开关单元,设置于恒压输出单元与负极输出端之间;检测单元,用于获取恒压输出单元的充电电流;恒压输出单元,用于获取充电电流及正极输出端的正极检测电压,并根据充电电流及正极检测电压控制输出开关单元工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压;反接保护电路,用于获取充电电流及负极输出端的负极检测电压,并根据负极检测电压和/或充电电流控制输出开关单元的导通或者关断。本发明通过设置模块化的硬件电路,对充电线路进行防浪涌及防反接保护,响应速度灵敏,有效降低浪涌电流。

Description

充电控制装置及电源设备
技术领域
本发明涉及充电控制技术领域,尤其涉及一种充电控制装置及电源设备。
背景技术
浪涌电流是指电源接通瞬间或者电路异常运行情况下产生的远超电流峰值的电流。浪涌电流的产生对电源的危害极大,因此,需要对电源进行防浪涌设计。
在现有技术中,电源电路的防浪涌设计通常采用限流电阻及采用MCU芯片检测端口电压异常,其存在的问题在于,软件响应速度较慢,在用电设备输入电压异常或者输入电压切换时,依然会产生较大的瞬态浪涌电流,容易对电源内部的器件造成损伤,影响电源电路的可靠性。
发明内容
本发明提供了一种充电控制装置及电源设备,通过硬件电路实现充电线路的防浪涌及防反接保护,以解决现有的电源防浪涌设计响应速度慢、可靠性差的问题。
根据本发明的一方面,提供了一种充电控制装置,包括:
恒压输出单元,经正极输出端和负极输出端对用电负载充电;
输出开关单元,设置于所述恒压输出单元与所述负极输出端之间;
检测单元,用于获取所述恒压输出单元的充电电流;
所述恒压输出单元,用于获取所述充电电流及所述正极输出端的正极检测电压,并根据所述充电电流及所述正极检测电压控制所述输出开关单元工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压;
反接保护电路,用于获取所述充电电流及所述负极输出端的负极检测电压,并根据所述负极检测电压和/或所述充电电流控制所述输出开关单元的导通或者关断。
可选地,所述恒压输出单元包括:正极电压检测电路、第一反馈电阻、第一运算放大器和第一二极管;所述第一运算放大器的第一输入端与所述正极电压检测电路电连接,且所述第一运算放大器的第一输入端经所述第一反馈电阻与所述检测单元电连接,所述第一运算放大器的第二输入端接收第一参考电压,所述第一运算放大器的输出端与所述第一二极管的负极端电连接;所述第一二极管的正极端与所述输出开关单元的控制端电连接;所述第一运算放大器用于根据所述正极检测电压及所述充电电流输出高/低电平信号,控制所述输出开关单元工作在线性放大区。
可选地,所述正极电压检测电路包括:第一稳压管、稳压开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻;所述第一电阻的第一端连接供电电源,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接,所述第一电阻与所述第二电阻之间设有第一节点;所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的第一输入端电连接;所述第一稳压管的负极端与所述正极输出端电连接,所述第一稳压管的正极端经所述第三电阻与所述稳压开关管的控制端电连接;所述稳压开关管的第一端与所述第一节点电连接,所述稳压开关管的第二端接地。
可选地,所述第一稳压管的击穿电压等于或者近似等于所述预设稳压电压。
可选地,所述反接保护电路包括:第二运算放大器和第二二极管,所述第二运算放大器的第一输入端与所述负极输出端及所述检测单元电连接,所述第二运算放大器的第二输入端接收第二参考电压,所述第二运算放大器的输出端与所述第二二极管的负极端电连接;所述第二二极管的正极端与所述输出开关单元的控制端电连接;所述第二运算放大器用于根据所述负极检测电压和/或所述充电电流输出高/低电平信号,驱动所述输出开关单元导通或者关断。
可选地,所述反接保护电路还包括:第二稳压管、第四电阻和第五电阻;所述第二稳压管的负极端与所述负极输出端电连接,所述第二稳压管的正极端与所述第四电阻的第一端电连接;所述第四电阻的第二端与所述第二运算放大器的第一输入端电连接;所述第五电阻的第一端与所述检测单元电连接,所述第五电阻的第二端与所述第二运算放大器的第一输入端电连接;所述第二二极管的正极端与所述输出开关单元的控制端电连接,所述第二二极管的负极端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
可选地,所述第二稳压管的击穿电压大于所述恒压输出单元的最大输出电压。
可选地,所述充电控制装置还包括:电压异常检测单元,所述电压异常检测单元包括:检测芯片,所述检测芯片设有负极输出检测引脚、正极输出检测引脚和输出引脚;所述负极输出检测引脚经第六电阻与所述负极输出端电连接,且经第七电阻接地;所述正极输出检测引脚经第八电阻与所述正极输出端电连接,且经第九电阻接地;所述输出引脚经第十电阻与所述输出开关单元的控制端电连接;所述电压异常检测单元,用于获取所述正极检测电压和所述负极检测电压,根据所述正极检测电压和所述负极检测电压判断是否发生电压异常,并根据电压异常检测结果控制所述输出开关单元的导通或者关断。
可选地,所述充电控制装置还包括:电流环限流单元,所述电流环限流单元包括:第三运算放大器、第二反馈电阻和光电开关;所述第三运算放大器的第一输入端经所述第二反馈电阻与所述检测单元电连接,所述第三运算放大器的第二输入端接收第三参考电压,所述第三运算放大器的输出端与所述光电开关电连接;所述第三运算放大器用于根据所述充电电流驱动所述光电开关输出高/低电平信号,所述高/低电平信号用于调节所述充电电流的大小。
根据本发明的另一方面,提供了一种电源设备,包括:上述充电控制装置。
本发明实施例的技术方案,设置恒压输出单元、输出开关单元、检测单元和反接保护电路,通过检测单元获取恒压输出单元的充电电流,采用恒压输出单元获取充电电流及正极输出端的正极检测电压,并根据充电电流及正极检测电压控制输出开关单元工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压;采用反接保护电路获取充电电流及负极输出端的负极检测电压,并根据负极检测电压和/或充电电流控制输出开关单元的导通或者关断,解决了现有的电源防浪涌设计响应速度慢、可靠性差的问题,通过设置模块化的硬件电路,对充电线路进行防浪涌及防反接保护,响应速度灵敏,有效降低浪涌电流,降低充电线路固有损耗,提升充电效率。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种充电控制装置的结构示意图;
图2为本发明提供的一种充电控制装置的电气原理图;
图3为本发明提供的另一种充电控制装置的电气原理图;
图4为本发明提供的又一种充电控制装置的电气原理图;
图5为本发明提供的又一种充电控制装置的电气原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请提供的充电控制装置及电源设备,设置恒压输出单元、输出开关单元、检测单元和反接保护电路,通过检测单元获取恒压输出单元的充电电流,采用恒压输出单元获取充电电流及正极输出端的正极检测电压,并根据充电电流及正极检测电压控制输出开关单元工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压;采用反接保护电路获取充电电流及负极输出端的负极检测电压,并根据负极检测电压和/或充电电流控制输出开关单元的导通或者关断,解决了现有的电源防浪涌设计响应速度慢、可靠性差的问题,通过设置模块化的硬件电路,对充电线路进行防浪涌及防反接保护,响应速度灵敏,有效降低浪涌电流,降低充电线路固有损耗,提升充电效率。
图1为本发明提供的一种充电控制装置的结构示意图,本实施例可适用于硬件电路限制充电回路的浪涌电流。
如图1所示,该充电控制装置00包括:恒压输出单元100、输出开关单元Q1、检测单元200和反接保护电路300。其中,恒压输出单元100用于经正极输出端B+和负极输出端B-对用电负载充电,该用电负载可为待充电电池组;输出开关单元Q1设置于恒压输出单元100与负极输出端B-之间,控制充电回路通断。
如图1所示,充电装置设有变压器T1、充电二极管D0和电解电容C0,检测单元200设有采样电阻R0及采样节点CS,变压器T1的原边绕组连接供电主电源,变压器T1的副边绕组的正极端与充电二极管D0的正极端电连接,变压器T1的副边绕组的正极端接地,变压器T1对电解电容C0进行充电,实现电能储存;充电二极管D0的负极端与电解电容C0的正极端电连接,电解电容C0的负极端接地。电解电容C0的正极端与正极输出端B+电连接,电解电容C0的负极端经采样电阻R0和输出开关单元Q1与负极输出端B-电连接,其中,采样电阻R0的电阻值可设置为几十毫欧。当输出开关单元Q1导通时,充电回路导通,电解电容C0对用电负载进行充电;当输出开关单元Q1导通时,充电回路关断,电解电容C0停止对用电负载充电。
如图1所示,检测单元200用于获取恒压输出单元100的充电电流ICS,并通过采样节点CS将充电电流ICS传输至恒压输出单元100和反接保护电路300,恒压输出单元100用于获取充电电流ICS及正极输出端B+的正极检测电压VB+,并根据充电电流ICS及正极检测电压VB+控制输出开关单元Q1工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压VC1;反接保护电路300,用于获取充电电流ICS及负极输出端B-的负极检测电压VB-,并根据负极检测电压VB-和/或充电电流ICS控制输出开关单元Q1的导通或者关断。
在本发明的实施例中,可在恒压输出单元100中设置高精度运算放大器,该高精度运算放大器用于控制输出开关单元Q1放大区的驱动,以使恒压输出单元100精准采样充电电流ICS,限制充电回路的电流;在反接保护电路300设置高速运算放大器,该高速运算放大器用于控制输出开关单元Q1导通或者关断的驱动,若负极检测电压VB-异常增大,或者,充电电流ICS异常增大,则反接保护电路300快速响应负极检测电压VB-或者充电电流ICS的异常变化,控制输出开关单元Q1关断,限制充电回路的电流激增。若恒压输出单元100与用电负载之间未发生反接异常,则充电回路开始建立,恒压输出单元100首先驱动输出开关单元Q1工作在放大区,使充电回路的充电电流逐渐增大,避免恒压输出单元100与用电负载之间的压差过大产生浪涌电流。
在充电一段时间之后,电解电容C0两端的电压下降,恒压输出单元100持续检测充电电流ICS及正极检测电压VB+,并通过充电对电解电容C0两端的电压进行补偿,使电解电容C0的输出电压大于或者等于预设稳压电压VC1。其中,该预设稳压电压VC1可为维持充电回路内部器件工作所需的最小供电电压值。
由此,本申请的技术方案,通过设置模块化的硬件电路,对充电线路进行防浪涌及防反接保护,解决了现有的电源防浪涌设计响应速度慢、可靠性差的问题,响应速度灵敏,可有效降低浪涌电流,降低充电线路固有损耗,提升充电效率。
可选地,图2为本发明提供的一种充电控制装置的电气原理图,在图1的基础上,示例性地示出了一种恒压输出单元的具体实施方式。
如图2所示,该恒压输出单元100包括:正极电压检测电路、第一反馈电阻R101、第一运算放大器U1B和第一二极管D1;第一运算放大器U1B的第一输入端(例如为负极输入端)与正极电压检测电路电连接,且第一运算放大器U1B的第一输入端(例如为负极输入端)经第一反馈电阻R101与检测单元200电连接,第一运算放大器U1B的第二输入端(例如为正极输入端)接收第一参考电压Vref1,第一运算放大器U1B的输出端与第一二极管D1的负极端电连接;第一二极管D1的正极端与输出开关单元Q1的控制端电连接;第一运算放大器U1B用于根据正极检测电压VB+及充电电流ICS输出高/低电平信号,控制输出开关单元Q1工作在线性放大区。
在本发明的实施例中,第一运算放大器U1B可设置为高精度运算放大器,对其具体型号及性能参数不作限定。通过设置高精度运算放大器,调节充电回路的输出电压,有利于弥补芯片失调电压大引起的采样不准的缺点,使电流控制更加精准。
如图2所示,该正极电压检测电路包括:第一稳压管ZD1、稳压开关管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3;第一电阻R1的第一端连接供电电源Vcc,第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端电连接,第一电阻R1与第二电阻R2之间设有第一节点;第二电阻R2的第二端与第一运算放大器U1B的第一输入端电连接;第一稳压管ZD1的负极端与正极输出端B+电连接,第一稳压管ZD1的正极端经第三电阻R3与稳压开关管Q2的控制端电连接;稳压开关管Q2的第一端与第一节点电连接,稳压开关管Q2的第二端接地。
在本实施例中,第一稳压管ZD1的击穿电压等于或者近似等于预设稳压电压VC1
在本实施例中,稳压开关管Q2可为NPN型三极管或者N沟道型MOS管。
示例性地,以恒压输出单元100的最大输出电压为58.8V,预设稳压电压VC1等于33V为例,可设置第一稳压管ZD1的击穿电压等于33V。
结合参考图2所示,以稳压开关管Q2为三极管为例,当正极检测电压VB+大于第一稳压管ZD1的击穿电压(即预设稳压电压VC1)与稳压开关管Q2的基极发射极导通压降(例如为0.7V)之和时,稳压开关管Q2导通,第一节点的电压近似等于稳压开关管Q2的集电极和发射极导通电压(例如为0.3V),此时,第一运算放大器U1B的负极输入端的电压低于其正极输入端的电压,第一运算放大器U1B输出高电平信号,第一二极管D1截止;当正极检测电压VB+大于第一稳压管ZD1的击穿电压(即预设稳压电压VC1)与稳压开关管Q2的基极发射极导通压降(例如为0.7V)之和时,稳压开关管Q2关断,第一运算放大器U1B的负极输入端的电压由第一反馈电阻R101上拉至高于其正极输入端的电压,第一运算放大器U1B输出低电平信号,第一二极管D1导通,第一运算放大器U1B驱动输出开关单元Q1工作在放大区,对输出开关单元Q1的导通程度进行控制,使电解电容C0的输出电压稳定在预设稳压电压VC1与稳压开关管Q2的基极发射极导通压降之和,充电电流ICS固定。由此,通过设置高精度运算放大器,检测电解电容输出电压的变化及充电电流ICS的变化,通过反馈线路调节输出开关单元Q1在线性区的开通程度,实现充电回路的电流过渡,降低回路损耗,提高充电效率。另一方面,通过稳定输出电解电容的输出电压,有利于为充电回路的内部器件持续供电。
可选地,图3为本发明提供的另一种充电控制装置的电气原理图,在图2的基础上,示例性地示出了一种反接保护电路的具体实施方式。
如图3所示,该反接保护电路300包括:第二运算放大器U2B和第二二极管D2,第二运算放大器U2B的第一输入端(例如为负极输入端)与负极输出端B-及检测单元200电连接,第二运算放大器U2B的第二输入端(例如为正极输入端)接收第二参考电压Vref2,第二运算放大器U2B的输出端与第二二极管D2的负极端电连接;第二二极管D2的正极端与输出开关单元Q1的控制端电连接;第二运算放大器U2B用于根据负极检测电压VB-和/或充电电流ICS输出高/低电平信号,驱动输出开关单元Q1导通或者关断。
在本发明的实施例中,第二运算放大器U2B可设置为高速运算放大器,对其具体型号及性能参数不作限定。通过设置高速运算放大器控制反接保护动作,有利于弥补软件响应速度慢的缺点,及时有效地保护充电回路。
如图3所示,该反接保护电路300还包括:第二稳压管ZD2、第四电阻R4和第五电阻R5;第二稳压管ZD2的负极端与负极输出端B-电连接,第二稳压管ZD2的正极端与第四电阻R4的第一端电连接;第四电阻R4的第二端与第二运算放大器U2B的第一输入端(例如为负极输入端)电连接;第五电阻R5的第一端与检测单元200电连接,第五电阻R5的第二端与第二运算放大器U2B的第一输入端(例如为负极输入端)电连接;第二二极管D2的正极端与输出开关单元Q1的控制端电连接,第二二极管D2的负极端与第二运算放大器U2B的输出端电连接。
在本实施例中,第二稳压管ZD2的击穿电压大于恒压输出单元100的最大输出电压。
示例性地,以恒压输出单元100的最大输出电压等于58.8V为例,可设置第二稳压管ZD2的击穿电压等于62V。
具体而言,结合参考图3所示,若恒压输出单元100与用电负载之间反接,则在反接瞬间,充电电流ICS异常增大,导致第五电阻R5的分压增大;在负极检测电压VB-大于第二稳压管ZD2的击穿电压时,第二运算放大器U2B的负极输入端的电压由第四电阻R4和第五电阻R5分压,第二运算放大器U2B的负极输入端的电压高于其正极输入端的电压,使第二运算放大器U2B输出低电平信号,第二二极管D2导通,输出开关单元Q1的控制端接低电平信号,输出开关单元Q1关断,充电回路被切断。通过设置高速运算放大器,及时响应负极检测电压VB-和充电电流ICS异常,限制反接导致的电流上升,避免输出开关单元Q1。
可选地,图4为本发明提供的又一种充电控制装置的电气原理图,在上述实施例的基础上,本实施例通过增加检测芯片对充电电压进行异常检测。
如图4所示,充电控制装置00还包括:电压异常检测单元400,电压异常检测单元400包括:检测芯片MCU,检测芯片MCU设有负极输出检测引脚、正极输出检测引脚和输出引脚;负极输出检测引脚经第六电阻R6与负极输出端B-电连接,且经第七电阻R7接地;正极输出检测引脚经第八电阻R8与正极输出端B+电连接,且经第九电阻R9接地。结合参考图2至图4所示,检测芯片MCU的输出引脚EN经第十电阻R10与输出开关单元Q1的控制端电连接;电压异常检测单元400,用于获取正极检测电压VB+和负极检测电压VB-,根据正极检测电压VB+和负极检测电压VB-判断是否发生电压异常,并根据电压异常检测结果控制输出开关单元Q1的导通或者关断。
具体而言,在充电过程中,检测芯片MCU持续检测正极检测电压VB+和负极检测电压VB-,若判断正极输出端B+和负极输出端B-发生短接故障,则控制输出开关单元Q1直接关断;避免硬件电路无法识别短路故障导致的误动作;另一方面,在硬件电路判定充电回路发生反接时,硬件电路控制输出开关单元Q1切断充电回路,此时,可通过检测芯片MCU对正极输出端B+和负极输出端B-进行反接检测,经过一段延迟时间之后,若检测芯片MCU判断正极输出端B+和负极输出端B-之间未发生反接,则检测芯片MCU输出高电平信号,控制输出开关单元Q1导通,恢复充电,有利于提高充电线路保护动作的可靠性。
可选地,图5为本发明提供的又一种充电控制装置的电气原理图,本实施例通过增加电流环对充电电流进行限流。
如图5所示,充电控制装置00还包括:电流环限流单元500,电流环限流单元500包括:第三运算放大器U3B、第二反馈电阻R501和光电开关U501;第三运算放大器U3B的第一输入端(例如为负极输入端)经第二反馈电阻R501与检测单元200的采样节点CS电连接,第三运算放大器U3B的第二输入端(例如为正极输入端)接收第三参考电压Vref3,第三运算放大器U3B的输出端与光电开关U501电连接;第三运算放大器U3B用于根据充电电流ICS驱动光电开关U501输出高/低电平信号,高/低电平信号用于调节充电电流的大小。
在本发明的实施例中,光电开关U501的输出信号可反馈至变压器T1的原边绕组一侧的开关模块(例如为PWM开关模块)。
具体来说,在电解电容C0的输出电压稳定之后,利用电流环限流单元500持续检测充电电流ICS,若充电回路中的充电电流ICS减小,第三运算放大器U3B的负极输入端的电压低于正极输入端的电压,则第三运算放大器U3B输出高电平,光电开关U501输出高电平,调大变压器T1的原边绕组一侧的充电电流,从而抬升变压器T1的副边绕组一侧的充电电流ICS;若充电回路中的充电电流ICS增大,第三运算放大器U3B的负极输入端的电压高于正极输入端的电压,则第三运算放大器U3B输出低电平,光电开关U501输出低电平信号,控制变压器T1的原边绕组一侧的充电电流减小,从而降低变压器T1的副边绕组一侧的充电电流ICS。由此,通过设置电流环限流单元500,维持充电回路的充电电流稳定,有利于为内部器件提高持续稳定的供电。
基于上述任一实施例,本发明提供了一种电源设备,包括:上述任一实施例提供的充电控制装置00。
可选地,电源设备可为开关电源或者其他配置电源模块的电气设备。
本发明实施例的电源设备,设置充电控制装置00,该充电控制装置00设置恒压输出单元100、输出开关单元Q1、检测单元200和反接保护电路300,通过检测单元200获取恒压输出单元100的充电电流,采用恒压输出单元100获取充电电流及正极输出端B+的正极检测电压,并根据充电电流及正极检测电压控制输出开关单元Q1工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压;采用反接保护电路300获取充电电流及负极输出端B-的负极检测电压,并根据负极检测电压和/或充电电流控制输出开关单元Q1的导通或者关断,解决了现有的电源防浪涌设计响应速度慢、可靠性差的问题,通过设置模块化的硬件电路,对充电线路进行防浪涌及防反接保护,响应速度灵敏,有效降低浪涌电流,降低充电线路固有损耗,有利于提升设备的充电效率和产品竞争力。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种充电控制装置,其特征在于,包括:
恒压输出单元,经正极输出端和负极输出端对用电负载充电;
输出开关单元,设置于所述恒压输出单元与所述负极输出端之间;
检测单元,用于获取所述恒压输出单元的充电电流;
所述恒压输出单元,用于获取所述充电电流及所述正极输出端的正极检测电压,并根据所述充电电流及所述正极检测电压控制所述输出开关单元工作在线性放大区,以及控制输出电压大于或者等于预设稳压电压;
反接保护电路,用于获取所述充电电流及所述负极输出端的负极检测电压,并根据所述负极检测电压和/或所述充电电流控制所述输出开关单元的导通或者关断;
所述充电控制装置还包括:电压异常检测单元,所述电压异常检测单元包括:检测芯片,所述检测芯片设有负极输出检测引脚、正极输出检测引脚和输出引脚;所述负极输出检测引脚经第六电阻与所述负极输出端电连接,且经第七电阻接地;所述正极输出检测引脚经第八电阻与所述正极输出端电连接,且经第九电阻接地;所述输出引脚经第十电阻与所述输出开关单元的控制端电连接;所述电压异常检测单元,用于获取所述正极检测电压和所述负极检测电压,根据所述正极检测电压和所述负极检测电压判断是否发生电压异常,并根据电压异常检测结果控制所述输出开关单元的导通或者关断;
所述充电控制装置还包括:电流环限流单元,所述电流环限流单元包括:第三运算放大器、第二反馈电阻和光电开关;所述第三运算放大器的第一输入端经所述第二反馈电阻与所述检测单元电连接,所述第三运算放大器的第二输入端接收第三参考电压,所述第三运算放大器的输出端与所述光电开关电连接;所述第三运算放大器用于根据所述充电电流驱动所述光电开关输出高/低电平信号,所述高/低电平信号用于调节所述充电电流的大小;
所述恒压输出单元包括:正极电压检测电路、第一反馈电阻、第一运算放大器和第一二极管;所述第一运算放大器的第一输入端与所述正极电压检测电路电连接,且所述第一运算放大器的第一输入端经所述第一反馈电阻与所述检测单元电连接,所述第一运算放大器的第二输入端接收第一参考电压,所述第一运算放大器的输出端与所述第一二极管的负极端电连接;所述第一二极管的正极端与所述输出开关单元的控制端电连接;所述第一运算放大器用于根据所述正极检测电压及所述充电电流输出高/低电平信号,控制所述输出开关单元工作在线性放大区;
所述反接保护电路包括:第二运算放大器和第二二极管,所述第二运算放大器的第一输入端与所述负极输出端及所述检测单元电连接,所述第二运算放大器的第二输入端接收第二参考电压,所述第二运算放大器的输出端与所述第二二极管的负极端电连接;所述第二二极管的正极端与所述输出开关单元的控制端电连接;所述第二运算放大器用于根据所述负极检测电压和/或所述充电电流输出高/低电平信号,驱动所述输出开关单元导通或者关断。
2.根据权利要求1所述的充电控制装置,其特征在于,所述正极电压检测电路包括:第一稳压管、稳压开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻;
所述第一电阻的第一端连接供电电源,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接,所述第一电阻与所述第二电阻之间设有第一节点;
所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的第一输入端电连接;
所述第一稳压管的负极端与所述正极输出端电连接,所述第一稳压管的正极端经所述第三电阻与所述稳压开关管的控制端电连接;
所述稳压开关管的第一端与所述第一节点电连接,所述稳压开关管的第二端接地。
3.根据权利要求2所述的充电控制装置,其特征在于,所述第一稳压管的击穿电压等于或者近似等于所述预设稳压电压。
4.根据权利要求1所述的充电控制装置,其特征在于,所述反接保护电路还包括:第二稳压管、第四电阻和第五电阻;
所述第二稳压管的负极端与所述负极输出端电连接,所述第二稳压管的正极端与所述第四电阻的第一端电连接;
所述第四电阻的第二端与所述第二运算放大器的第一输入端电连接;
所述第五电阻的第一端与所述检测单元电连接,所述第五电阻的第二端与所述第二运算放大器的第一输入端电连接;
所述第二二极管的正极端与所述输出开关单元的控制端电连接,所述第二二极管的负极端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
5.根据权利要求4所述的充电控制装置,其特征在于,所述第二稳压管的击穿电压大于所述恒压输出单元的最大输出电压。
6.一种电源设备,其特征在于,包括:权利要求1-5中任一项所述的充电控制装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107785968B (zh) * 2017-12-05 2024-02-13 广州金升阳科技有限公司 充电电源的电池短路保护电路
CN107994636A (zh) * 2017-12-11 2018-05-04 江苏飞视文化发展有限公司 一种路边广告片蓄电池充放电状态检测装置
CN208078642U (zh) * 2018-04-17 2018-11-09 昆山硕通电子有限公司 抑制输出浪涌电流的控制装置
CN208986599U (zh) * 2018-09-28 2019-06-14 深圳市崧盛电子股份有限公司 一种抑制电源浪涌电压电流的控制电路及电源
CN112003261B (zh) * 2020-09-18 2024-01-23 东莞新能安科技有限公司 防反接保护电路、方法及电化学装置
CN115065137B (zh) * 2022-08-19 2022-11-18 昆山硕通电子有限公司 一种充电器及其充电电路

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