CN204046203U - 充放电电路 - Google Patents

Abstract

一种充放电电路，包括双路开关电路，双路开关电路的作用在于是防止充放电同时接通时，电流直接从充电入口流向放电出口，从而烧坏电路板。上述充放电电路可以做到充电时不放电、放电时不充电的效果，防止逆流现象产生。

Description

充放电电路

技术领域

本实用新型涉及充放电电路，特别是涉及一种应用于电子产品上的充放电电路。 

背景技术

能源短缺和环境污染是当今世界能源工业发展面临的两大挑战，因此开展动力电池新能源刻不容缓。动力电池已广泛应用于人类的生活和工作中，而现有的商品化二次电池种类繁多，如燃料电池、铅酸电池以及锂离子电池等等。随着社会经济和科技的发展，互联网的推广，现今市面上电子类产品多种多样，大屏幕电子产品几乎风靡整个电子市场，如触屏手机、平板电脑等等。这类电子产品的大屏幕、多功能以及轻便小巧，方便携带，现代工作人士在出差或出行途中必不可少的出行随身用品。正因为这类的电子产品的大屏幕和多功能，其耗电量相当大，对电池电量也提出了一个新的挑战。而目前市面上的锂离子电池的容量最多只能支持几个小时工作时间，因此，移动电源、备用电源等能源类电子产品应运而生。 

锂离子电池具备能量密度高、输出功率高、寿命长、充放电效率高、适用温度范围宽、自放电低、负载特性好、温度存储性能好、低内阻、无记忆效应、可实现快速充电、安全性高、可靠性高、成本低以及可重复使用等特征，成为目前电池类工业中最为畅销的电池，并且广泛引用于触屏手机、平板电脑、笔记本以及移动电源等。然而，电子产品同时充放电时如果发生逆流等情况，锂离子电池的压力和热量会大量增加，容易引起电火花、燃烧甚至爆炸。 

实用新型内容

基于此，提供一种能防止逆流情况的充放电电路。 

一种充放电电路，包括电源电路、充电电路、放电电路和双路开关电路；所述电源电路的正极通过所述双路开关电路一路连接所述充电电路的输出端， 所述双路开关电路的另一路连接所述放电电路的输入端，所述电源电路的负极接地，所述放电电路为DC/DC升压放电电路。 

在其中一个实施例中，还包括第一开关，所述电源电路通过所述第一开关连接所述双路开关电路。 

在其中一个实施例中，所述DC/DC升压放电电路包括：DC/DC控制器S8365或S8366、第一电感器、第一MOSFET、第一二极管、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一电阻器、第二电阻器、放电电路输入端和放电电路输出端，所述DC/DC控制器S8365或S8366包括EXT脚、VSS脚、ON/OFF脚、FB脚、CSP脚和VDD脚； 

所述放电电路输入端通过所述第一电容器接地，所述放电电路输入端连接ON/OFF脚和VDD脚，所述放电电路输入端通过所述第一电感器连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述放电电路输出端，所述第一二极管的正极连接所述第一MOSFET的漏极，所述第一MOSFET的源极接地，所述第一MOSFET的栅极连接所述EXT脚，所述第一二极管的负极通过所述第四电容器接地，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻器和所述第二电阻器接地，所述第三电容器和所述第一电阻器并联连接，所述VSS脚接地，所述CSP脚通过所述第二电容器接地，所述FB脚连接所述第一电阻器和所述第二电阻器的交接点。 

在其中一个实施例中，还包括保护电路，所述电源电路通过所述保护电路连接所述双路开关电路。 

在其中一个实施例中，所述保护电路包括过流保护电路和过热保护电路中的至少一种。 

在其中一个实施例中，所述保护电路包括自恢复保险丝和NTC热敏电阻器中的至少一种。 

在其中一个实施例中，还包括过压保护电路，所述过压保护电路和所述电源电路并联连接。 

在其中一个实施例中，所述过压保护电路包括第一压敏电阻器和第一LED灯，所述电源电路的正极通过第一压敏电阻器连接第一LED灯的正极，第一LED 灯的负极接地；或者所述电源电路的正极连接第一LED灯的正极，第一LED灯的负极通过第一压敏电阻器接地。 

在其中一个实施例中，所述充电电路包括USB电路。 

上述充放电电路，包括双路开关电路，双路开关电路的作用在于是防止充放电同时接通时，电流直接从充电入口流向放电出口，从而烧坏电路板。上述充放电电路可以做到充电时不放电、放电时不充电的效果，防止逆流现象产生。 

附图说明

图1为第一实施例充放电电路的模块图； 

图2为第二实施例充放电电路的模块图； 

图3为第三实施例充放电电路的模块图； 

图4为第四实施例充放电电路的模块图； 

图5为一实施例放电电路的原理图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。 

如图1所示，为第一实施例充放电电路的模块图。 

一种充放电电路，包括电源电路110、充电电路120、放电电路130和双路开关电路140。电源电路110的正极通过双路开关电路140一路连接充电电路120的输出端，而双路开关电路140的另一路连接放电电路130的输入端，电源电路110的负极接地，放电电路130为DC/DC升压放电电路。双路开关电路140可以是拨动开关或者单刀双掷开关，即电源电路110在同一时间只能接通充电电路120或放电电路130。防止充放电同时接通时，电流直接从充电入口流向放电出口，从而烧坏电路板。 

上述充放电电路，防止充放电同时接通时，电流直接从充电入口流向放电出口，从而烧坏电路板。可以做到充电时不放电、放电时不充电的效果，防止逆流现象产生。 

图2为第二实施例充放电电路的模块图，在本实施例中，对第一实施例进 行了改进，加入了一个总开关250，即包括电源电路210、充电电路220、放电电路230、双路开关电路240和总开关250。总开关250接在电源电路210和双路开关电路240之间。 

加入了总开关250，在电源电路210不需要工作(充放电)时可以关闭电路，既安全可靠也节约能源。 

图3为第三实施例充放电电路的模块图，在本实施例中，对第二实施例进行了进一步的改进，加入了一个保护电路360，即包括电源电路310、充电电路320、放电电路330、双路开关电路340、总开关350和保护电路360。保护电路360接在电源电路310和总开关350之间。 

保护电路360包括一个实现过流保护作用的自恢复保险丝R4和一个实现过热保护作用的NTC热敏电阻器R5。 

自恢复保险丝R4是由经过特殊处理的聚合树脂及分布在里面的导电粒子组成。聚合树脂精密地将导电粒子束缚在结晶状导电通路，此时的自恢复保险丝R4为低阻值状态，线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时，流经自恢复保险丝的大电流所产生的热量使得聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高祖状态，工作电流会迅速减少，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自恢复保险丝R4重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝R4回复为低阻值状态，从而完成对电路的限流、限压保护，无须人工更换，可以循环使用。 

NTC热敏电阻器R5则是对整个电路起到限温保护的作用。热敏电阻的特点是灵敏度较高，工作温度范围宽，体积小，使用方便，稳定性好，过载能力强。在电路正常工作时，热敏电阻温度与室温接近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过。而当电路因故障而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度时，电阻瞬间会剧增，回路中的电流会迅速减少至安全值，达到保护作用。 

图4为第四实施例充放电电路的模块图，在本实施例中，对第三实施例进行了进一步的改进，加入了一个过压保护电路470，即包括电源电路410、充电电路420、放电电路430、双路开关电路440、总开关450、保护电路460和过 压保护电路470，过压保护电路470和电源电路410并联连接。 

过压保护电路包括压敏电阻器R3和发光二极管LED，电源电路410的正极通过压敏电阻器R3连接发光二极管LED的正极，发光二极管LED的负极接地。 

根据电池(电源电路410)的属性，选用不同数值的压敏电阻R3。当压敏电阻R3两端电压低于标称额定电压值时，压敏电阻R3的阻值接近无穷大，内部几乎无电流通过。当压敏电阻R3两端电压超过标称额定电压，但是没有超过最大限制电压时压敏电阻将迅速击穿导通，由高阻状态变成低阻状态，工作电流也急剧增大。本发明之保护电路的压敏电阻R3、发光二极管LED与电池属于并联关系，并联有分压的效果。当电池达到满电的上限电压时，此时也就达到压敏电阻R3的标称电压，压敏电阻R3导通，则发光二极管LED也同样导通发亮，提示满电。既可以合理保证电池在充电时不会过压，又可以达到限压的作用。 

在其他实施例中，电源电路410的正极连接发光二极管LED的正极，发光二极管LED的负极通过压敏电阻器R3接地。 

图5为一实施例放电电路的原理图。 

在第四实施例中，放电电路430为DC/DC升压放电电路，包括：DC/DC控制器U1(型号为精工电子有限公司的DC/DC控制器S8365或S8366)、第一电感器L1、第一MOSFET Q1、第一二极管D1、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第一电阻器R1、第二电阻器R2、放电电路输入端VIN和放电电路输出端USB，DC/DC控制器U1包括EXT脚、VSS脚、ON/OFF脚、FB脚、CSP脚和VDD脚。 

放电电路输入端VIN通过第一电容器C1接地，放电电路输入端VIN连接ON/OFF脚和VDD脚，放电电路输入端VIN通过第一电感器L1连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接放电电路输出端USB，第一二极管D1的正极连接第一MOSFET Q1的漏极，第一MOSFET Q1的源极接地，第一MOSFET Q1的栅极连接EXT脚，第一二极管D1的负极通过第四电容器C4接地，第一二极管D1的负极通过第一电阻器R1和第二电阻器R2接地，第三电容器C3和第一电阻器R1并联连接，VSS脚接地，CSP脚通过第二电容器C2 接地，FB脚连接第一电阻器R1和第二电阻器R2之间的连接端。放电电路输出端USB为包含USB电路的接口电路，具备USB充放电功能。 

当电池(电源电路410)在高电量状态时，则U1为导通状态，而当电池处于低电量状态时，则U1为截止状态。EXT脚连接第一MOSFET Q1的栅极，判断电池低电量状态。电池电流从VDD脚输入，再由VSS脚流入地，回到电池的负极，形成回路。稳定的恒压恒流从FB脚输出流入负载(R2)，再经地形成一个回路。最后，CSP脚连接一个电容(C2)，为整个电路做个短路安全保护，保证整个电路的安全运行。 

DC/DC升压放电电路，充分考虑到市面上电子产品的充电需要，能够以5V/1A稳定输出，并且其低能量状态保护模式能够在短时间内(时间为ms级)防止电池过放电。 

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (9)

1.一种充放电电路，其特征在于，包括电源电路、充电电路、放电电路和双路开关电路；所述电源电路的正极通过所述双路开关电路一路连接所述充电电路的输出端，所述双路开关电路的另一路连接所述放电电路的输入端，所述电源电路的负极接地，所述放电电路为DC/DC升压放电电路。

2.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，还包括第一开关，所述电源电路通过所述第一开关连接所述双路开关电路。

3.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述DC/DC升压放电电路包括：DC/DC控制器S8365或S8366、第一电感器、第一MOSFET、第一二极管、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一电阻器、第二电阻器、放电电路输入端和放电电路输出端，所述DC/DC控制器S8365或S8366包括EXT脚、VSS脚、ON/OFF脚、FB脚、CSP脚和VDD脚；

所述放电电路输入端通过所述第一电容器接地，所述放电电路输入端连接ON/OFF脚和VDD脚，所述放电电路输入端通过所述第一电感器连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述放电电路输出端，所述第一二极管的正极连接所述第一MOSFET的漏极，所述第一MOSFET的源极接地，所述第一MOSFET的栅极连接所述EXT脚，所述第一二极管的负极通过所述第四电容器接地，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻器和所述第二电阻器接地，所述第三电容器和所述第一电阻器并联连接，所述VSS脚接地，所述CSP脚通过所述第二电容器接地，所述FB脚连接所述第一电阻器和所述第二电阻器的交接点。

4.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，还包括保护电路，所述电源电路通过所述保护电路连接所述双路开关电路。

5.根据权利要求4所述的充放电电路，其特征在于，所述保护电路包括过流保护电路和过热保护电路中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的充放电电路，其特征在于，所述保护电路包括自恢复保险丝和NTC热敏电阻器中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，还包括过压保护电路，所述过压保护电路和所述电源电路并联连接。

8.根据权利要求7所述的充放电电路，其特征在于，所述过压保护电路包括第一压敏电阻器和第一LED灯，所述电源电路的正极通过第一压敏电阻器连接第一LED灯的正极，第一LED灯的负极接地；或者所述电源电路的正极连接第一LED灯的正极，第一LED灯的负极通过第一压敏电阻器接地。

9.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，所述充电电路包括USB电路。