CN202121345U - 一种带电量检测的万能充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种带电量检测的万能充电器，包括：用于提供工作电压及充电路径并接入待充电池的输入模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池极性的极性检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池是否短路的短路检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池电量的电量检测模块，以及分别控制所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块和电量检测模块的控制及状态显示模块；所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块、电量检测模块和控制及状态显示模块集成在一颗集成电路芯片上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带电量检测的万能充电器。
背景技术
现有的充电器市场充斥着各式各样的充电器，其中部分充电器不具备电量显示功能，即当电池连接充电器后无法显示电池现有电量；而部分充电器虽然带有电量显示功能，但其电量检测及显示电路均由分离器件或另外的集成电路构成，所占PCB板面积较大，电路成本高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带电量检测的万能充电器，能够把极性识别、充电控制、电量检测等电路集成在一颗芯片上。
有鉴于此，本实用新型提供一种带电量检测的万能充电器，包括：用于提供工作电压及充电路径并接入待充电池的输入模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池极性的极性检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池是否短路的短路检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池电量的电量检测模块，以及分别控制所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块、电量检测模块的控制及状态显示模块；所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块、电量检测模块和控制及状态显示模块集成在一颗集成电路芯片上。
优选的，所述电量检测模块包括：波形发生器，和与所述波形发生器相耦合的比较电路。
优选的，所述波形发生器包括：内建振荡器，和与所述内建振荡器相耦合的分频电路。
优选的，所述输入模块包括：第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关；所述第一电源开关一端连接于工作电源，所述第一电源开关另一端分别连接于第一接地开关和待测电池的正极，第一接地开关另一端连接于地，所述第二电源开关一端连接于工作电源，所述第二电源开关另一端分别连接于第二接地开关和待测电池的负极，第二接地开关另一端连接于地。
优选的，所述第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关分别采用由所述控制及状态显示模块控制的开关管。
优选的，所述控制及状态显示模块控制的开关管为场效应管、双极性晶体管、绝缘栅双极性晶体管、晶闸管或者是上述器件的组合。
与现有技术相比，采用上述技术方案的优点在于，将极性判断电路、短路保护电路，充电控制电路、电量检测及显示电路集成在一颗芯片上，在采用脉冲关断采样消除开关管内阻对饱和电压检测影响的基础上，增加电量检测及显示功能，并能在电池饱和后关断充电电流以保护电池。形成电源-电池正极-电池负极-电源地的充电回路；电量检测模块检测电池电压，当电池饱和后即切断电池回路防止过充；若发生负载短路时短路检测模块把充电回路切断防止出现大电流；电路内建振荡和LED驱动电路能分别指示：空载，饱和，充电，短路，电源未接入状态以及实时显示电池电量。
附图说明
图1是本实用新型带电量检测的万能充电器一种实施例的结构示意图；
图2是图1所示实施例中电量检测模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明：
如图1所示，一种带电量检测的万能充电器，包括：用于提供工作电压及充电路径并接入待充电池的输入模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池极性的极性检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池是否短路的短路检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池电量的电量检测模块，以及分别控制所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块、电量检测模块的控制及状态显示模块；所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块、电量检测模块和控制及状态显示模块集成在一颗集成电路芯片上。
其中，所述输入模块包括：第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关；所述第一电源开关一端连接于工作电源，所述第一电源开关另一端分别连接于第一接地开关和待测电池的正极（或负极），第一接地开关另一端连接于地，所述第二电源开关一端连接于工作电源，所述第二电源开关另一端分别连接于第二接地开关和待测电池的负极（或正极），第二接地开关另一端连接于地。
所述第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关分别采用由所述控制及状态显示模块控制的开关管。
控制及状态显示模块根据电路的状态控制第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关；电池接入端口后极性检测模块判断电池的极性并将极性信号传输至控制及状态显示模块，控制及显示模块使适当的开关选通，形成电源-电池正极-电池负极-电源地的充电回路；电量检测模块检测电池电压，当电池饱和后传输饱和信号至控制及显示模块，控制及显示模块即切断充电回路防止过充；若发生负载短路时短路检测模块将短路信号传输至控制及显示模块，控制及显示模块即切断充电回路防止出现大电流；电路内建振荡和LED驱动电路能分别指示：空载，饱和，充电，短路，电源未接入状态以及实时显示电池电量。
进一步请参照图2 ，图2为电量检测模块的原理图。图中波形发生器模块由内建振荡器和分频电路构成。P1、P2、K1、K2……Km-1和Km是波形产生器生成的周期性信号，开关KP由 P1控制，高电平时KP断开，低电平时闭合； P1、P2时序如图2所示P2的脉宽比P1的窄，保证了Vcomp与VREF比较前，开关KP有足够的关断时间；P2与K1、K2……Km-1、Km的关系如图2所示，K1、K2……Km-1和Km的高电平出现在P2的高电平期间。K1、K2……Km-1和Km高电平时开关闭合，低电平断开。VBT为电池电压（VBT=VP-VN），R0至Rm为分压电阻，VREF为恒定的基准电压，K1至Km为分时依次闭合的逻辑开关（开关顺序为由下至上，从Km到K1顺次闭合），V1至Vm为开关左侧电压。Vx（x=1，2，….m-1，m）对应不同的电压检测点VBTx，其中Vm对应饱和电压检测点，V1对应最低电压检测点。当开关闭合时，开关左侧的电压Vx被传输至Vcomp端与VREF比较，DATAOUT为比较器COMP的输出。m由A/D转换所需的分辨率决定，例如所需要的分辨率k为2位，则m选为2k-1，即选择m+1个分压电阻R0至R3。由图2可以得出：
设定分压电阻的总和，并令Vx=VREF，则可以计算出测量不同VBT值所对应的分压电阻大小。如：计算检测饱和电压对应的Rm。
假设VBT最高为4.25V，则可以算出：
如此类推，可以得出各个分压电阻的取值。
当VBT≥VBTx时，Vx≥VREF，比较器COMP输出为1，高电平保持时间与逻辑开关Kx闭合时间一致。反之，VBT＜VBTx时，Vx＜VREF，比较器COMP的输出为0，低电平保持时间与逻辑开关闭合时间一致。一个检测周期内，DATAOUT的输出为一个串行数字序列，可供后续电路判断电池状态使用。以分辨率k=2为例，不同的DATAOUT输出对应的电压范围由表1给出：
表1
| DATAOUT | 电池电压VBT |
| 000 | VBT<VBT1 |
| 001 | VBT1<VBT<VBT2 |
| 011 | VBT2<VBT<VBT3 |
| 111 | VBT≥VBT3 |
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种带电量检测的万能充电器，其特征在于，包括：用于提供工作电压及充电路径并接入待充电池的输入模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池极性的极性检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池是否短路的短路检测模块、与所述输入模块相连接且用于测量待测电池电量的电量检测模块，以及分别控制所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块和电量检测模块的控制及状态显示模块；所述输入模块、极性检测模块、短路检测模块、电量检测模块和控制及状态显示模块集成在一颗集成电路芯片上。
2.如权利要求1所述的带电量检测的万能充电器，其特征在于，所述电量检测模块包括：波形发生器，和与所述波形发生器相耦合的比较电路。
3.如权利要求2所述的带电量检测的万能充电器，其特征在于，所述波形发生器包括：内建振荡器，和与所述内建振荡器相耦合的分频电路。
4.如权利要求1、2或3所述的带电量检测的万能充电器，其特征在于，所述输入模块包括：第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关；所述第一电源开关一端连接于工作电源，所述第一电源开关另一端分别连接于第一接地开关和待测电池的正极，第一接地开关另一端连接于地，所述第二电源开关一端连接于工作电源，所述第二电源开关另一端分别连接于第二接地开关和待测电池的负极，第二接地开关另一端连接于地。
5.如权利要求1、2或3所述的带电量检测的万能充电器，其特征在于，所述输入模块包括：第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关；所述第一电源开关一端连接于工作电源，所述第一电源开关另一端分别连接于第一接地开关和待测电池的负极，第一接地开关另一端连接于地，所述第二电源开关一端连接于工作电源，所述第二电源开关另一端分别连接于第二接地开关和待测电池的正极，第二接地开关另一端连接于地。
6.如权利要求4所述的带电量检测的万能充电器，其特征在于，所述第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关分别采用由所述控制及状态显示模块控制的开关管。
7.如权利要求5所述的带电量检测的万能充电器，其特征在于，所述第一电源开关、第二电源开关、第一接地开关和第二接地开关分别采用由所述控制及状态显示模块控制的开关管。
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|---|---|---|---|---|
| CN104007342A (zh) * | 2014-05-23 | 2014-08-27 | Tcl通讯（宁波）有限公司 | 充电器、充电器检测系统及其检测方法 |
| CN104065110A (zh) * | 2013-03-21 | 2014-09-24 | 荆涛 | 电子设备的充电底座、充电系统和充电方法 |
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