CN202190108U - 电池充电放电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池充电放电器，其包括：输入端、输出端、充电电路、二次电池和调整电路，其中，所述充电电路、所述二次电池和所述调整电路串联连接，从而构成电池充电放电支路。根据本实用新型，所述电池充电放电器还包括：第一开关器件(P-MOS)，所述第一开关器件(P-MOS)设置在所述二次电池和所述调整电路之间，并且所述第一开关器件(P-MOS)能够根据来自所述输入端(IN)的输入电压来控制通断；直接放电电路(L1)，所述直接放电电路(L1)按照与所述电池充电放电支路(L2)并联的方式直接连接在所述输入端(IN)和所述输出端(0UT)之间。该电池充电放电器可以对电池充电的同时，对外部装置放电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池充电放电器，其包括：输入端、输出端、充电电路、二次电池和调整电路，其中，所述充电电路、所述二次电池和所述调整电路串联连接，从而构成电池充电放电支路。
背景技术
近些年，随着小尺寸便携式电子设备的发展，二次电池已经得到广泛使用。一种使用最广泛的二次电池是锂电池。然而，锂电池存在许多问题，例如因为过度充电或放电导致电池损坏退化等，由此缩短了电池的使用寿命。为了这些问题，已经开发了各种充电/放电保护电路。这些充电/放电保护电路的大多具有这样的电路结构：提供两个串联的MOSFET作为充电/放电通路中的充电/放电控制开关器件，其中使用电池电压作为电源的控制电路控制两个MOSFET的栅极电压，由此禁止充电或放电。
图3示出具有上述配置的传统充电/放电保护电路(见JP 2872365B)。具体地说，充电/放电控制电路5在检测到二次电池12的电池电压增大到等于或大于预置电压时，通过充电控制端子23断开充电控制MOSFET 18，由此切断充电电流。在充电电流切断期间，放电电流流过充电控制MOSFET 18的寄生二极管。类似地，充电/放电控制电路5在检测到二次电池12的电池电压降低到小于等于预定电压时，通过放电控制端子24断开放电控制MOSFET 19，由此切断放电电流。在放电电流切断期间，放电电流流过放电控制MOSFET 19的寄生二极管。在上述电路结构中，必须在外部提供两个MOSFET给充电/放电控制电路5，这增大了充电/放电保护电路的尺寸。因此，上述电路配置在成本以及便携式设备中所需的覆盖区中的空间节省方面存在问题。此外，还存在另一个问题，即设备本身容易退化，因为电路具有这样的模式：充电/放电电流流过MOSFET的寄生二极管。
为了解决那些问题，已经提议了另一种充电/放电保护电路，其中只采用了单个充电/放电控制开关器件，并且充电/放电电流不流过寄生二极管。
图4示出了这种充电/放电保护电路的传统实例，其中向充电/放电通路提供了双掷半导体开关器件。双掷半导体开关器件是没有寄生二极管的单个器件，并具有双掷特性(见JP 2001-251772A)。
具体地说，双掷半导体开关器件1的漏极连接到二次电池12，源极连接到负载/充电器4，并且栅极连接到充电/放电控制电路5。充电/放电控制电路5根据二次电池12的端子电压来接通和断开双掷半导体开关器件1。
上述电路仅仅包含双掷半导体开关器件1作为充电/放电开关器件，由此实现了更简单的电路配置。另外，双掷半导体开关器件1在断开时切断了双向电流，并因此电路没有电流流过寄生二极管的情况，因此，不会引起设备本身的退化。
然而，在使用双掷半导体开关器件的传统充电/放电保护电路中，充电/放电控制电路5不能检测到负载和充电器中的哪一个连接到充电/放电保护电路。因此，存在一个问题：一旦为了切断充电电流而断开双掷半导体开关器件，则放电电流就被中断，甚至在断开充电电流后又连接负载之时仍然还是这样。还存在一个类似问题：一旦双掷半导体开关器件断开以便切断放电电流，就不可能启动充电。
图2示出了一种电池充电放电器，其包括：输入端、输出端、充电电路、二次电池和调整电路，其中，所述充电电路、所述二次电池和所述调整电路串联连接，从而构成电池充电放电支路。该充电放电电路原理简单功能可靠。但是与上述两种实施方式一起，存在一个共性问题，即二次电池放电是都不可避免地经过升压电路(或者降压电路)，也无法在对二次电池充电的同时，对负载进行放电。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种电池充电放电器，其包括：输入端、输出端、充电电路、二次电池和调整电路，其中，所述充电电路、所述二次电池和所述调整电路串联连接，从而构成电池充电放电支路，其中，所述电池充电放电器还包括：第一开关器件，所述第一开关器件设置在所述二次电池和所述调整电路之间，并且所述第一开关器件能够根据来自所述输入端的输入电压来控制通断；直接放电电路，所述直接放电电路按照与所述电池充电放电支路并联的方式直接连接在所述输入端和所述输出端之间。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述直接放电电路包括第二开关器件，所述第二开关器件能够根据来自所述输入端的输入电压来控制通断，其中，当所述第一开关器件接通时，所述第二开关器件断开；而当所述第一开关器件断开时，所述第二开关器件接通。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述第二开关器件是二极管或金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)，如N型MOS管。MOSFET又简称为金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，它是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。在本实用新型中也可以采用其它开关器件。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述第一开关器件是金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)，如P型MOS管。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述调整电路是升压电路或降压电路。
根据本实用新型的一个改进实施方式，在所述第一开关器件与所述二次电池之间设置有第三开关器件。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述第三开关器件是二极管。根据本实用新型的一个改进实施方式，所述二极管是肖特基二极管。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述二极管是肖特基二极管。
根据本实用新型的一个改进实施方式，所述第一开关器件(P-MOS)是栅极串联有反向器的N-MOS。
根据本实用新型的电池充电放电器具有下列优点：其能够依据需要在对电池充电的同时，对外部装置放电，这种放电无需经过调整电路，因而功率较高，同时发热量较小；另外，也能够根据需要随时断开各个电路部分，同时各个开关兼具反向保护功能；所采用的元件较少，结构简单，易于制造。
附图说明
图1示出本实用新型一个优选实施方式；
图2示出一种现有技术；
图3示出另一种现有技术；以及
图4示出再一种现有技术。
具体实施方式
图1示出根据本实用新型的一种电池充电放电器。该电池充电放电器包括输入端IN、输出端OUT、充电电路、二次电池和调整电路。充电电路、二次电池和调整电路彼此串联连接，从而构成电池充电放电支路L2，L2在图中用虚线示出。
该电池充电放电器还包括第一开关器件，图中所示例如为P-MOS。第一开关器件P-MOS设置在电池和调整电路之间，并且第一开关器件P-MOS能够根据来自输入端IN的输入电压来控制通断。换言之，该第一开关器件受到电源电压(图中所示为电源Vin)的控制。当加载电源电压以便对电池(如锂电池这样的二次电池)进行充电时，第一开关器件处于截止状态。可以想到采用其他开关器件，如继电器、各种晶闸管、各种二极管、专用集成电路等，只要其受到电源电压的控制。例如可以想到的是，栅极串联有反向器的N-MOS来代替图中的P-MOS。
该电池充电放电器还包括直接放电电路L1，L1在图1中也以虚线示出。该直接放电电路L1按照与电池充电放电支路L2并联的方式直接连接在输入端IN和输出端OUT之间。在第一开关器件截止之时，电源Vin仍然可以通过直接放电电路L1对外部装置直接供电。第一开关器件的通断是根据输入端IN的电压来控制的。
根据本实用新型的一个优选实施方式，直接放电电路L1可以在第一开关器件接通的情况下对外部装置供电。根据本实用新型的另一个优选实施方式，直接放电电路L1可以在第一开关器件断开的情况下对外部装置供电。具体如何使用，应当视具体应用情况而定。本领域技术人员可以想到，针对各种应用采用适当的开关器件作为第一开关器件。
根据本实用新型的一个优选实施方式，直接放电电路L1包括第二开关器件(图中所示为SBD1)。第二开关器件能够根据来自输入端IN的输入电压来控制通断。第二开关器件也可以为二极管，其正极与输入端IN连接、负极与输出端OUT连接。根据一个优选实施方式，当第一开关器件接通时，第二开关器件断开；而当第一开关器件断开时，第二开关器件接通。根据另一个优选实施方式，当第一开关器件断开时，第二开关器件也断开；而当第一开关器件接通时，第二开关器件也接通。具体如何使用，应当视具体应用情况而定。本领域技术人员可以想到，针对各种应用采用适当的开关器件作为第二开关器件。第二开关器件例如可以是继电器、各种晶闸管、各种二极管、专用集成电路等。
如图1所示，调整电路可以是升压电路或降压电路。该调整电路可以是交流直流转换电路，也可以是直流直流升压电路。升压电路可以采用各种现有技术中公开的技术方案，例如升压型DC/DC转换器、脉宽调制升压电路等。
如图1所示，在第一开关器件与电池之间设置有第三开关器件。该第三开关器件继电器、各种晶闸管、各种二极管、专用集成电路等。
根据本实用新型的电池充电放电器具有下列优点：其能够依据需要在对电池充电的同时，对外部装置放电，这种放电无需经过调整电路，因而功率较高，同时发热量较小；另外，也能够根据需要随时断开各个电路部分，同时各个开关兼具反向保护功能；所采用的元件较少，结构简单，易于制造。
Claims (10)
1.一种电池充电放电器，其包括：输入端(IN)、输出端(OUT)、充电电路、二次电池和调整电路，其中，所述充电电路、所述二次电池和所述调整电路串联连接，从而构成电池充电放电支路(L2)，
其特征在于，所述电池充电放电器还包括：
第一开关器件(P-MOS)，所述第一开关器件(P-MOS)设置在所述二次电池和所述调整电路之间，并且所述第一开关器件(P-MOS)能够根据来自所述输入端(IN)的输入电压来控制通断；直接放电电路(L1)，所述直接放电电路(L1)按照与所述电池充电放电支路(L2)并联的方式直接连接在所述输入端(IN)和所述输出端(OUT)之间。
2.如权利要求1所述的电池充电放电器，其特征在于，所述直接放电电路(L1)包括第二开关器件(SBD1)，所述第二开关器件能够根据来自所述输入端(IN)的输入电压来控制通断，其中，当所述第一开关器件(P-MOS)接通时，所述第二开关器件(SBD1)断开；而当所述第一开关器件(P-MOS)断开时，所述第二开关器件(SBD1)接通。
3.如权利要求2所述的电池充电放电器，其特征在于，所述第二开关器件(SBD1)是二极管或N-MOS。
4.如权利要求1所述的电池充电放电器，其特征在于，所述第一开关器件(P-MOS)是P型MOS管。
5.如权利要求1至4之一所述的电池充电放电器，其特征在于，所述调整电路是升压电路或降压电路。
6.如权利要求1至4之一所述的电池充电放电器，其特征在于，在所述第一开关器件(P-MOS)与所述二次电池之间设置有第三开关器件(SBD2)。
7.如权利要求6所述的电池充电放电器，其特征在于，所述第三开关器件(SBD2)是二极管。
8.如权利要求7所述的电池充电放电器，其特征在于，所述二极管是肖特基二极管。
9.如权利要求3所述的电池充电放电器，其特征在于，所述二极管是肖特基二极管。
10.如权利要求1所述的电池充电放电器，其特征在于，所述第一开关器件(P-MOS)是栅极串联有反向器的N型MOS管。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Battery charging and discharging device Effective date of registration: 20130808 Granted publication date: 20120411 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd Zhongguancun Beijing branch Pledgor: Beijing Sinobel Technology Co., Ltd. Registration number: 2013990000552 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
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Date of cancellation: 20140331 Granted publication date: 20120411 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd Zhongguancun Beijing branch Pledgor: Beijing Sinobel Technology Co., Ltd. Registration number: 2013990000552 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
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Addressee: Beijing Sinobel Technology Co., Ltd. Document name: Notification to Pay the Fees |
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Addressee: Beijing Sinobel Technology Co., Ltd. Document name: Notification of Termination of Patent Right |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120411 Termination date: 20180907 |