CN201075715Y - 数码多功能充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数码多功能充电电路，其包括与外接电源对接的充电接口、与数码产品电池对接的放电接口、储存电池、对储存电池进行充电的充电控制电路、对数码产品电池进行放电的放电控制电路、微控制器以及电压采样电路，其中，充/放电接口分别与充/放电控制电路对应连接，充电控制电路和放电控制电路与微控制器连接，储存电池与充电控制电路、电压采样电路连接。该充电电路采用太阳能或市电作为电源，采用微计算机处理技术和脉宽调制(PMW)控制技术相结合，以对数码电子产品的电池的充放电过程进行调制处理。

Description

数码多功能充电电路

技术领域

本实用新型涉及充电电路，尤指一种用于对数码产品进行充放电控制的数码多功能充电电路。

背景技术

在日常生活中，随着数码相机、MP3/MP4、手机、便携式游戏机、掌上电脑等便携式数码电子产品的日益广泛应用以及更新换代，加大了对与之相适配的充电器的需求，然而现有各式各样充电器不能通用于各类数码电子产品上，每个数码产品只能适用专用的充电器，居家旅游时，人们携带各种数码产品的同时也不得不随身携带多个充电器，增加了出行的负担。另外，现有的充电器一般通过简单利用拨动开关改变硬件电感量而改变提升电压，采用简单的过充过放保护，影响了电路系统的稳定性和电压提升效率。并且，现有电池充电器在实际应用中，如市电电流过大，由于自身不能对电流大小进行调解控制，容易出现烧坏充电电路的现象，因此只能限制在适配的电源上应用，应用条件受到大大的限制。

因此，提供一种通用性强、电压提升效率高、充放电效果优异的数码多功能充电电路非常有必要。

发明内容

基于现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种通用性强、电压提升效率高、充放电效果优异的数码多功能充电电路。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种数码多功能充电电路，其包括：

与外接电源对接的充电接口；

与数码产品电池对接的放电接口；

储存电池；

对储存电池进行充电的充电控制电路；

对数码产品电池进行放电的放电控制电路；

微控制器，其输出脉宽调制信号(PMW信号)控制充电控制电路的开通或关闭，或输出常开常闭信号控制放电控制电路的开通或关闭；以及

电压采样电路，用于检测和采集充电控制电路的电压数值，并将其反馈至微控制器；

其中，充/放电接口分别与充/放电控制电路对应连接，充电控制电路和放电控制电路与微控制器连接，储存电池与充电控制电路、电压采样电路连接。

本实用新型数码多功能充电电路还可包括以下技术特征：

本实用新型的一个优选实施例中，所述放电控制电路包括分别与微控制器和放电接口连接的升压电路和升压比控制电路。所述升压电路包括相互串联的放电开关、升压信号控制芯片(IC2)、电感(L1)、二极管(D5)、三极管(Q7)和电阻(R10)。所述升压比控制电路包括若干组相互并联的分组升压控制电路，每个分组升压控制电路包括相互串联的固定电阻和升压控制开关电路，所述各分组升压控制电路中的固定电阻的阻值不等。

本实用新型的又一个优选实施例中，所述充电电路还包括照明电路，照明电路与储存电池连接。

本实用新型的又一个优选实施例中，所述充电电路还包括与微控制器电连接的若干个的充电显示灯和放电显示灯。

在本实用新型中，所述充电接口为太阳能接口或5V直流电源接口，所述充/放电开关为三极管或场效管，所述放电接口可拆卸地安装于所述充电电路的电路板上。

与现有技术相比，本实用新型数码多功能充电电路采用微计算机处理技术和脉宽调制(PWM)控制技术相结合，一方面对电池充电过程进行调制处理，提高充电效果，延长电池的使用寿命。另一方面利用微计算机处理技术，通过微控制器中的软件处理，精确判断电池的电量状态，调整适当的电流对电池进行充放电，并藉由各种颜色不同的LED灯直观地反映。放电操作时，使用者可通过脉冲按钮开关选定所需要的提升电压，在放电控制电路内部，通过升压比控制电路调节合适的升压比，反馈至升压电路而得到不同的提升电压，由于升压电路中的硬件电感量固定不变，不需要拨动电感来改变提升电压，有效保护了硬件，减少了硬件的损耗，因而大大提高了的电压提升效率，延长了储存电池的使用寿命。并且，本充电电路还提供5V直流电压和太阳能电压两种不同的充电接口，方便了使用者可根据电源不同而因地制宜地选择适合的充电方式，提高了产品应用的范围。本充电电路还提供可替换式充电接口对不同的数码产品进行充放电，方便使用者根据不同的数码产品随机选择适配的充电接口，起到一机多充的作用，节约资源，极大的方便了居家旅游过程中多种数码产品的使用。

为使本实用新型更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本实用新型数码多功能充电电路的具体实施例。

附图说明

图1是本发明数码多功能充电电路的原理框图；

图2是本发明数码多功能充电电路的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种数码多功能充电电路，其采用太阳能或市电作为电源，采用微计算机处理技术和脉宽调制(PMW)控制技术相结合，以对数码电子产品的电池的充放电过程进行调制处理。

参见图1所示，所述数码多功能充电电路包括：充电接口1、充电控制电路2、储存电池3、电压采样电路4、微控制器(MCU芯片)5、放电控制电路6以及放电接口7，其中，充电接口1与充电控制电路2相连接，放电接口7与放电控制电路6相连接，充电控制电路2和放电控制电路6亦分别与微控制器5连接，储存电池3与充电控制电路2、电压采样电路4连接。

结合图1和图2所示，所述充电接口1用于实现充电电路与外接电源的对接，其包括太阳能接口J1和5V直流电源接口J2，太阳能接口J1一端通过二极管D4接入充电控制电路2，另一端接地，5V直流电源接口J2一端通过二极管D3接入充电控制电路2，另一端接地。使用者可根据电源选择充电接口，将充电电路通过太阳能接口J1与太阳能板连接，或是通过5V直流电源接口J2与外接5V直流电压连接。

所述充电控制电路2用于实现储存电池的充电操作，其包括三极管Q5、二极管D1、D2、电阻R7、充电显示灯LED6和切换开关S1，其中，所述三极管Q5起到控制充电控制电路2通断的作用，作为充电开关，其一端与二极管D1串联，一端直接与微控制器5连接，第三端与二极管D2、D3和电阻R7的共接点串联，充电显示灯LED6与电阻R7串联，切换开关S1设置于充电控制电路2与照明电路之间，用于实现充电与照明操作之间的切换。

所述储存电池3作为充电电路的内部电池，可选Li电池或聚合物电池，可以理解，在此并不以此为限。

所述电压采样电路4，用于检测和采集充电控制电路的电压数值，并将其反馈至微控制器5。所述电压采样电路4包括与充电控制电路2和微控制器5电连接的电阻R16和R17，通过电阻R16、R17与充电控制电路2相结合对输入电压进行检测、采集，再传输至微处理器3分析处理。

所述微控制器5作为中央控制系统，其输出脉宽调制信号(PMW信号)控制充电控制电路2的开通或关闭，将输入的DC电压转换为对电池充电的恒定电流，电流大小由PMW信号控制；或输出常开常闭信号控制放电控制电路6的开通或关闭。

所述放电控制电路6用于实现数码产品电池的放电操作，其包括分别与微控制器5和放电接口7连接的升压电路60和升压比控制电路61，所述升压电路60包括相互串联的三极管Q6、升压信号控制芯片(IC2)、电感(L1)、二极管(D5)、三极管(Q7)和电阻(R10)。在此，三极管Q6作为放电开关，其与微控制器5连接，根据微控制器5发出的PMW信号控制放电控制电路6通断。升压信号控制芯片(IC2)通过调节振荡信号，产生升压信号，控制整个升压电路60工作，输出稳定的电压。升压比控制电路61包括若干组相互并联的分组升压控制电路，分组升压控制电路与微控制器5、升压电路60和放电接口7连接，每个分组升压控制电路根据设定电阻阻值不同，可产生不同的升压比，指示升压电路60产生相应的提升电压对数码产品电池进行充电。每个分组升压控制电路包括阻值不等的固定电阻、升压控制开关电路和充电显示灯，固定电阻和升压控制开关电路相串联，升压控制开关电路一端与微控制器5连接，固定电阻一端与升压电路60连接，充电显示灯则分路与微控制器5连接。从放电接口7输出的即时电压亦反馈回工作状态下的分组升压控制电路的电压比进行比较，通过微控制器5感知并控制升压电路进行调整，从而获得稳定且准确的输出电压。

以下简述分组升压控制电路的电路组成，如其中一分组升压控制电路中固定电阻R14与三极管Q4相串联，固定电阻R14与升压电路60连接，三极管Q14作为升压控制开关电路，与微控制器5连接，其他分组升压控制电路如R13、Q3；R12、Q2；R11、Q1连接关系均同前。充电显示灯LED1-LED4相互并列，并与微控制器5连接，亦分别对应不同的分组升压控制电路，可分为9V、6V、5.5V和4.5V路。

所述放电接口7作为电压输出接口，实现充电电路与数码产品待充电电池的电连接，所述放电接口可拆卸地固定在充电器的电路板上，可根据数码产品的充电接口不同而选择适配的放电接口，设置这种可替换式接口可解决“多机多充电器”的问题，通过一种充电器即可实现多种数码产品的充放电，起到“一机多充”的作用。

所述充电电路还可进一步包括照明电路8，所述照明电路8与储存电池3电连接。所述照明电路8包括电阻R8和照明灯LED8，并通过切换开关S1实现与储存电池3之间的通断控制，即当切换开关S1打到1脚、3脚时，闭合照明电路，储存电池3向照明灯LED8供电，这时，充电器亦可充当手电，起到照明的作用；当切换开关S1打到1脚、2脚时，接通充电控制电路2，即对储存电池3进行充电。

所述充电电路还进一步包括与微控制器5电连接的充电显示灯LED5，LED5为双色灯，通过LED5的灯光颜色判断出储存电池3的电量情况。

所述充电电路还可进一步包括稳压电路9，所述稳压电路9一端与充电控制电路2连接，另一端与微控制器5连接，包括稳压三极管Q8、二极管D6、D2、电容C1、C5，稳压电路9用于稳定整个充电电路的电压，起到保护电路的作用。

在本实用新型中，所述充/放电开关为三极管或场效管。

以下参照图2，简述本实用新型数码多功能太阳能充电电路的充放电的工作原理：

充电过程：

首先，通过J1接口与太阳能板连接，或通过J2接口与外接5V直流电压连接，分别对应经过二极管D3，D4，于A点接入充电控制电路；接着，开始充电，把切换开关S1打到1脚，2脚接通的位置，当直流电源或太阳能转化的电量足够时，LED6(红灯)亮起，经微控制器IC1发去的PWM信号，送到三极管Q5的基极，开通E(发射极)，C(集电极)极，开始对储存电池J3充电，并由R16，R17检测，采集电压值，送到微控制器IC1内部处理，通过软件，反馈调节Q5的开通和关闭时间，达到自动PWM控制的目的。

在充电过程中，为了时时感知储存电池的电量情况，由充电显示灯LED5(双色灯)的发光颜色来分辨：

LED5显红色，表示电压≤3V，电量为较低值，开通Q5，状态为等待充电；

LED5显橙色，表示电压3V-3.8V，电量为中值，开通Q5，状态为可以充电；

LED5显绿色，表示电压3.8V-4.2V，电量为较高值，关闭Q5，状态为停止充电。

通过充电显示灯可以直观地反映储存电池3的电量情况，微控制器5通过发送PMW信号智能地对充电控制电路进行自动化的控制，通过PMW信号的反馈可自动调节充电开关三极管Q5的开通和关闭时间和时机，达到自动脉宽调制控制的目的。同时，充电电路内部通过限定输入电压的最高值起到保护充电电路的作用。

放电过程：

由R16，R17检测、采集储存电池J3的电压值，送到微控制器IC1内部处理，决定是否开通三极管Q6，根据LED5的颜色做出判断，条件如下：

LED5显红色：状态为不需放电，Q6关闭；

LED5显橙色：状态为能够放电，Q6开通；

LED5显绿色：状态为能够放电，Q6开通。

当微控制器IC1判断储存电池J3需要充电时，放电电压的选择通过与微控制器5连接脉动开关K1循环选择锁定，每按一下脉动开关K1，开关前一位，选择不同的升压比，由LED1-LED4的亮灭情况来反映所选提升电压值。

选择提升电压为9V时，开通三极管Q1，则LED1亮，LED2-LED4都灭；

选择提升电压为6V时，开通三极管Q2，则LED2亮，LED1、LED3-LED4都灭；

选择提升电压为5.5V时，开通三极管Q3，则LED3亮，LED1-LED2、LED4都灭；

选择提升电压为4.5V时，开通三极管Q4，则LED4亮，LED1-LED3都灭。

本实用新型数码多功能充电电路采用微计算机处理技术和脉宽调制(PWM)控制技术相结合，一方面对电池充电过程进行调制处理，提高充电效果，延长电池的使用寿命。另一方面利用微计算机处理技术，通过微控制器中的软件处理，精确判断电池的电量状态，调整适当的电流对电池进行充放电，并藉由各种颜色不同的LED灯直观地反映。放电操作时，使用者可通过脉冲按钮开关选定所需要的提升电压，在放电控制电路内部，通过升压比控制电路调节合适的升压比，反馈至升压电路而得到不同的提升电压，由于升压电路中的硬件电感量固定不变，不需要拨动电感来改变提升电压，有效保护了硬件，减少了硬件的损耗，因而大大提高了的电压提升效率，延长了储存电池的使用寿命。并且，本充电电路还提供5V直流电压和太阳能电压两种不同的充电接口，方便了使用者可根据电源不同而因地制宜地选择适合的充电方式，提高了产品应用的范围。本充电电路还提供可替换式充电接口对不同的数码产品进行充放电，方便使用者根据不同的数码产品随机选择适配的充电接口，起到一机多充的作用，节约资源，极大的方便了居家旅游过程中多种数码产品的使用。

以上所揭露的仅为本实用新型数码多功能充电电路的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种数码多功能充电电路，其特征在于包括：

与外接电源对接的充电接口；

与数码产品电池对接的放电接口；

储存电池；

对储存电池进行充电的充电控制电路；

对数码产品电池进行放电的放电控制电路；

微控制器，其输出脉宽调制信号(PMW信号)控制充电控制电路的开通或关闭，或输出常开常闭信号控制放电控制电路的开通或关闭；以及

电压采样电路，用于检测和采集充电控制电路的电压数值，并将其反馈至微控制器；

其中，充/放电接口分别与充/放电控制电路对应连接，充电控制电路和放电控制电路与微控制器连接，储存电池与充电控制电路、电压采样电路连接。

2.如权利要求1所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述放电控制电路包括分别与微控制器和放电接口连接的升压电路和升压比控制电路。

3.如权利要求1所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述充电接口为太阳能接口或5V直流电源接口。

4.如权利要求2所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述充电控制电路中内置有充电开关，升压电路中内置有放电开关。

5.如权利要求4所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述充/放电开关为三极管或场效管。

6.如权利要求1所述的数码多功能充电电路，其特征在于：进一步包括照明电路，照明电路与储存电池连接。

7.如权利要求1所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述放电接口可拆卸地安装于所述充电电路的电路板上。

8.如权利要求2所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述升压比控制电路包括若干组相互并联的分组升压控制电路，每个分组升压控制电路包括相互串联的固定电阻和升压控制开关电路，所述各分组升压控制电路中的固定电阻的阻值不等。

9.如权利要求4所述的数码多功能充电电路，其特征在于：所述升压电路还包括相互串联的升压信号控制芯片(IC2)、电感(L1)、二极管(D5)、三极管(Q7)和电阻(R10)。

10.如权利要求1所述的数码多功能充电电路，其特征在于：进一步包括与微控制器电连接的若干个的充电显示灯和放电显示灯。

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