CN117394507B - 一种优化电池使用寿命的智能充电器及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化电池使用寿命的智能充电器及其控制电路，涉及充电器领域，包括输入模块、电池组、控制模块、输出模块，控制模块和输入模块、电池组、输出模块连接，输入模块和电池组连接，输入模块用于对外部电源进行整流变压，输入模块将电源信号反馈到电池组并使电池组充电，控制模块用于接收输入模块和电池组反馈的电源信号，控制模块对充电器的状态进行判断，同时将电源信号反馈到输出模块，输出模块基于负载调整电压电流，本发明可以减少电池循环次数，在负载的充电线因损坏或接触不良造成连接信号不稳定时切断充电器对负载的充电状态，优化电池使用寿命。

Description

一种优化电池使用寿命的智能充电器及其控制电路

技术领域

本发明涉及充电器领域，特别涉及一种优化电池使用寿命的智能充电器及其控制电路。

背景技术

电池作为便携式电子设备的重要组件之一，其寿命的长短直接影响电子设备的体验和性能，而充电器主要为便携式电子设备进行充电，公告号为CN105071466A的中国发明专利公开了一种能延长蓄电池寿命的温度控制充电器，该智能充电器通过温度传感器判断电池温度并基于电池温度调整输出电压控制电池温度，但其无法在负载的充电线因损坏或接触不良造成连接信号不稳定时切断充电器对负载的充电状态，且不能减少电池循环次数。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，所述控制电路包括第一连接端子P1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电容C1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2，所述第一电阻R1一端和控制电路电源V1连接，第二电阻R2一端和第一电阻R1另一端连接，第一运算放大器U1反相端连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，第一运算放大器U1同相端设置有第一连接端子P1，第一运算放大器U1输出端和第一MOS管Q1栅极连接，第三电阻R3一端和控制电路电源V1连接，第四电阻R4一端和第三电阻R3另一端连接，第一MOS管Q1漏极连接在第三电阻R3和第四电阻R4之间，第一MOS管Q1源极和第一电容C1一端连接，第一电容C1另一端和第六电阻R6连接，第五电阻R5一端连接在第一MOS管Q1漏极和第一电容C1之间，第二运算放大器U2同相端连接在第一电容C1和第六电阻R6之间，第七电阻R7一端和第二运算放大器U2输出端连接，第八电阻R8一端和第七电阻R7另一端连接，第二运算放大器U2反相端连接在第七电阻R7和第八电阻R8之间，第二MOS管Q2栅极和第二运算放大器U2输出端连接，第九电阻R9一端和控制电路电源V1连接，第十电阻R10一端和第九电阻R9另一端连接，第二MOS管Q2源极连接在第九电阻R9和第十电阻R10之间，第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第八电阻R8、第十电阻R10的另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制电路还包括第二连接端子P2、第三运算放大器U3、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一二极管D1、第二二极管D2、所述第十一电阻R11一端和控制电路电源V1连接，第一二极管D1阳极和第十一电阻R11另一端连接，第十二电阻R12一端和第一二极管D1阴极连接，第二二极管D2阳极连接在第十一电阻R11和第一二极管D1阳极之间，第二二极管D2阴极和第十三电阻R13一端连接，第二二极管D2阴极和第十三电阻R13之间设置有第二连接端子P2，第十四电阻R14一端和控制电路电源V1连接，第十五电阻R15一端和第十四电阻R14另一端连接，第三运算放大器U3同相端连接在第十一电阻R11另一端、第一二极管D1阳极、第二二极管D2阳极之间，第三运算放大器U3反相端连接在第十四电阻R14和第十五电阻R15之间，第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十五电阻R15的另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制电路还包括第三连接端子P3、第四连接端子P4、第五连接端子P5、第五MOS管Q5、第三二极管D3、第四二极管D4、第十七电阻R17、第十八电阻R18，所述第三MOS管Q3栅极和第三运算放大器U3输出端连接，第三MOS管Q3源极和第十六电阻R16连接，第四MOS管Q4栅极连接在第三MOS管Q3栅极和第三运算放大器U3输出端之间，第四MOS管Q4漏极和第十七电阻R17一端连接，第五MOS管Q5栅极和第二MOS管Q2漏极连接，第五MOS管Q5源极和第十八电阻R18一端连接，第三MOS管Q3漏极和第四连接端子P4连接，第四MOS管Q4源极和第三连接端子P3连接，第五MOS管Q5源极和第十八电阻R18之间设置有第五连接端子P5，第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18的另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制电路还包括第三二极管D3，所述第三二极管D3阳极连接在第三MOS管Q3源极和第十六电阻R16之间，第三二极管D3阴极和第五MOS管Q5漏极连接。

进一步的，所述控制电路还包括第四二极管D4，第四二极管D4阳极连接在第四MOS管Q4漏极和第十七电阻R17之间，第四二极管D4阴极连接在第五MOS管Q5漏极和第三二极管D3之间。

进一步的，所述控制电路还包括第十九电阻R19，所述第十九电阻R19一端连接在第一运算放大器U1输出端和第一MOS管Q1栅极之间，第十九电阻R19的另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制电路还包括第二十电阻R20，所述第二十电阻R20一端和第二MOS管Q2栅极连接，第二十电阻R20的另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制电路还包括第二一电阻R21，所述第二一电阻R21和第五MOS管Q5栅极连接，第二一电阻R21的另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制电路还包括第二二电阻R22，所述第二二电阻R22连接在第三运算放大器U3输出端、第三MOS管Q3栅极、第四MOS管Q4栅极之间，第二二电阻R22的另一端和接地端连接。

进一步的，本发明还提供了一种优化电池使用寿命的智能充电器，包括输入模块、电池组、控制模块、输出模块，所述控制模块上设置有上述的控制电路，控制模块和输入模块、电池组、输出模块连接，输入模块和电池组连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明可以在外部电源信号接入时切断电池组为负载供电转由外部电源为负载充电以减少电池组的循环次数，且在负载的充电线因损坏或接触不良造成连接信号不稳定时切断充电器对负载的充电状态，减少因频繁中断充电状态使电池磨损及老化的速度增加，以此优化电池使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本发明提供的整体结构示意图。

图2为本发明控制模块的控制电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图1，在此实施例中，输入模块用于对外部电源进行整流变压，输入模块将电源信号反馈到电池组并使电池组充电，控制模块用于接收输入模块和电池组反馈的电源信号，控制模块对充电器的状态进行判断，同时将电源信号反馈到输出模块，输出模块基于负载调整电压电流。

参阅附图1-2，在此实施例中，考虑到当负载的充电线损坏及接触不良时造成连接信号不稳定时，电池处于频繁中断充电状态会加速电池的磨损及老化速度，负载的充电线和输出模块连接，连接时输出模块通过第一连接端子P1将充电线连接信号反馈到第一运算放大器U1同相端，第一电阻R1和第二电阻R2间为第一运算放大器U1反相端反馈信号，第一运算放大器U1输出端输出时将信号反馈到第一MOS管Q1栅极并使第一MOS管Q1栅极和第一MOS管Q1源极达到导通压差，第三电阻R3和第四电阻R4间信号经第一MOS管Q1漏极、第一MOS管Q1源极、第五电阻R5到接地端回路，第一电容C1和第五电阻R5间电位上升，第六电阻R6和第一电容C1间电位跃变，而后电位下降，第一电容C1和第六电阻R6间信号反馈到第二运算放大器U2同相端，第二运算放大器U2输出端、第七电阻R7、第八电阻R8组成负反馈电路，第二运算放大器U2输出端输出时信号反馈到第二MOS管Q2栅极并使第二MOS管Q2栅极和第二MOS管Q2源极达不到导通压差，第二MOS管Q2截止，当第一运算放大器U1截止时，第六电阻R6和第一电容C1间电位再次跃变，而后电位下降，第二运算放大器U2输出，当第六电阻R6和第一电容C1间电位下降到零电位时，第二运算放大器U2截止，第二MOS管Q2导通，第九电阻R9和10间信号经第二MOS管Q2源极、第二MOS管Q2漏极、第二一电阻R21到接地端回路，第二MOS管Q2和第二一电阻R21间信号表为允许充电指示信号，第十九电阻R19用于泄放第一MOS管Q1栅极的寄生电容，第二十电阻R20用于泄放第二MOS管Q2栅极的寄生电容，以此优化电池的使用寿命。

在此实施例中，考虑到当负载的充电线与输入模块连接且处于良好状态时，而输入模块未获得外部电源信号时，需要由充电器的电池组对负载进行充电，电池组的电源信号反馈到通过第三连接端子P3反馈到第四MOS管Q4源极，第四MOS管Q4源极信号经第四MOS管Q4漏极、第十七电阻R17到接地端回路，第二MOS管Q2漏极和第二一电阻R21间信号反馈到第五MOS管Q5栅极并使第五MOS管Q5栅极和第五MOS管Q5源极达到导通压差，第五MOS管Q5导通，第四MOS管Q4漏极和第十七电阻R17间信号经第四二极管D4、第五MOS管Q5漏极、第五MOS管Q5源极、第十八电阻R18到接地端回路，第五MOS管Q5源极和第十八电阻R18间信号通过第五连接端子P5反馈到输出模块，输出模块反馈到负载，以此在输入模块未获得外部电源信号时使电池组为负载充电。

本发明的工作原理：在此实施例中，考虑到当负载的充电线与输入模块连接且处于良好状态时且输入模块获得外部电源信号时，控制电路电源V1信号一路经第十一电阻R11、第一二极管D1、第十二电阻R12到接地端回路，第十一电阻R11和第一二极管D1间信号反馈到第三运算放大器U3同相端，第十四电阻R14和第十五电阻R15间信号反馈到第三运算放大器U3反相端，第一运算放大器U1同相端获得反馈信号的同时，第十一电阻R11和第一二极管D1间信号电压幅值上升，控制电路电源V1信号另一路经第二二极管D2、第十三电阻R13到接地端回路，输入模块和外部电源连接，连接时输入模块通过第二连接端子P2将外部电源连接信号反馈到第二二极管D2和第十三电阻R13之间，第十一电阻R11和第一二极管D1间信号电压幅值再次上升，第三运算放大器U3输出端输出信号反馈到第四MOS管Q4栅极并使第四MOS管Q4栅极和第四MOS管Q4源极达不到导通压差，第四MOS管Q4截止，同时第三运算放大器U3输出端信号同步反馈到第三MOS管Q3栅极并使第三MOS管Q3栅极和第三MOS管Q3源极达到导通压差，第三MOS管Q3导通，输入模块的外部电源信号通过第四连接端子P4反馈到第三MOS管Q3漏极，第三MOS管Q3漏极信号经第三MOS管Q3源极、第十六电阻R16到接地端回路，第三MOS管Q3源极和第十六电阻R16间信号经第三二极管D3、第五MOS管Q5漏极、第五MOS管Q5源极、第十八电阻R18到接地端回路，以此在输入模块获得外部电源信号时切断电池组为负载供电转由外部电源为负载充电，减少电池循环次数，优化电池使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (8)

1.一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括第一连接端子、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电容、第一MOS管、第二MOS管，所述第一电阻一端和控制电路电源连接，第二电阻一端和第一电阻另一端连接，第一运算放大器反相端连接在第一电阻和第二电阻之间，第一运算放大器同相端设置有第一连接端子，第一运算放大器输出端和第一MOS管栅极连接，第三电阻一端和控制电路电源连接，第四电阻一端和第三电阻另一端连接，第一MOS管漏极连接在第三电阻和第四电阻之间，第一MOS管源极和第一电容一端连接，第一电容另一端和第六电阻连接，第五电阻一端连接在第一MOS管漏极和第一电容之间，第二运算放大器同相端连接在第一电容和第六电阻之间，第七电阻一端和第二运算放大器输出端连接，第八电阻一端和第七电阻另一端连接，第二运算放大器反相端连接在第七电阻和第八电阻之间，第二MOS管栅极和第二运算放大器输出端连接，第九电阻一端和控制电路电源连接，第十电阻一端和第九电阻另一端连接，第二MOS管源极连接在第九电阻和第十电阻之间，第二电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第八电阻、第十电阻的另一端和接地端连接；

所述控制电路还包括第二连接端子、第三运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一二极管、第二二极管、所述第十一电阻一端和控制电路电源连接，第一二极管阳极和第十一电阻另一端连接，第十二电阻一端和第一二极管阴极连接，第二二极管阳极连接在第十一电阻和第一二极管阳极之间，第二二极管阴极和第十三电阻一端连接，第二二极管阴极和第十三电阻之间设置有第二连接端子，第十四电阻一端和控制电路电源连接，第十五电阻一端和第十四电阻另一端连接，第三运算放大器同相端连接在第十一电阻另一端、第一二极管阳极、第二二极管阳极之间，第三运算放大器反相端连接在第十四电阻和第十五电阻之间，第十二电阻、第十三电阻、第十五电阻的另一端和接地端连接；

所述控制电路还包括第三连接端子、第四连接端子、第五连接端子、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第十七电阻、第十八电阻，所述第三MOS管栅极和第三运算放大器输出端连接，第三MOS管源极和第十六电阻连接，第四MOS管栅极连接在第三MOS管栅极和第三运算放大器输出端之间，第四MOS管漏极和第十七电阻一端连接，第五MOS管栅极和第二MOS管漏极连接，第五MOS管源极和第十八电阻一端连接，第三MOS管漏极和第四连接端子连接，第四MOS管源极和第三连接端子连接，第五MOS管源极和第十八电阻之间设置有第五连接端子，第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻的另一端和接地端连接。

2.根据权利要求1所述的一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第三二极管，所述第三二极管阳极连接在第三MOS管源极和第十六电阻之间，第三二极管阴极和第五MOS管漏极连接。

3.根据权利要求2所述的一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第四二极管，所述第四二极管阳极连接在第四MOS管漏极和第十七电阻之间，第四二极管阴极连接在第五MOS管漏极和第三二极管之间。

4.根据权利要求1所述的一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第十九电阻，所述第十九电阻一端连接在第一运算放大器输出端和第一MOS管栅极之间，第十九电阻的另一端和接地端连接。

5.根据权利要求1所述的一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第二十电阻，所述第二十电阻一端和第二MOS管栅极连接，第二十电阻的另一端和接地端连接。

6.根据权利要求1所述的一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第二一电阻，所述第二一电阻和第五MOS管栅极连接，第二一电阻的另一端和接地端连接。

7.根据权利要求1所述的一种优化电池使用寿命的智能充电器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第二二电阻，所述第二二电阻连接在第三运算放大器输出端、第三MOS管栅极、第四MOS管栅极之间，第二二电阻的另一端和接地端连接。

8.一种优化电池使用寿命的智能充电器，其特征在于，包括输入模块、电池组、控制模块、输出模块，所述控制模块上设置有如权利要求1～7任一项所述的控制电路，控制模块和输入模块、电池组、输出模块连接，输入模块和电池组连接。