CN206323136U - 一种充电器的电池反接保护电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池充电器技术领域，公开了一种充电器的电池反接保护电路，继电器的第一常开触点与第一电源端连接；继电器的第二常开触点与电池正极输出端连接；继电器的第一驱动端与第二电源端连接；继电器的第二驱动端与NPN三极管的集电极连接；NPN三极管的发射极与电池负极输出端连接，NPN三极管的基极通过第一电阻与正电压输入端连接；光敏三极管的集电极与NPN三极管的基极连接，光敏三极管的发射极与电池负极输出端连接；第一二极管、发光二极管以及第二电阻同向串联形成串联通路；串联通路的输入端与电池负极输出端连接，串联通路的输出端与电池正极输出端连接。本实用新型解决了由于电池反接而导致电池被烧坏的技术问题，并且结构简单可靠，成本低。

Description

一种充电器的电池反接保护电路及充电器

技术领域

本实用新型涉及电池充电器技术领域，特别是涉及一种充电器的电池反接保护电路及充电器。

背景技术

目前，现有的电动汽车充电器的电池反接保护电路主要采用输出端反接二极管，末端串接保险丝的方式来实现电池的反接保护。当电池的极性反接后，电池的正极与电池反接保护电路的电池负极输出端连接，电池的负极与电池反接保护电路的电池正极输出端连接，此时电池的电流从电池负极输出端流经二极管、保险丝后，回到电池正极输出端，造成电池短路，以形成瞬间大电流烧断保险丝，从而切断电池的充电，进而起到保护电池的作用。

但是，由于电池短路时存在瞬间大电流，使得二极管需要更高的最大正向电流来防止二极管被烧坏，因此二极管需要更大的封装面积，导致了PCB板面积的增加，从而导致了成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种充电器的电池反接保护电路及充电器，在解决由于电池反接而导致电池被烧坏的技术问题的同时，使得该充电器的电池反接保护电路的电路结构简单且可靠性较高，进而降低PCB板的面积，从而降低成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种充电器的电池反接保护电路，所述充电器的电池反接保护电路具有第一电源端、电池正极输出端、电池负极输出端、第二电源端以及正电压输入端；所述电池反接保护电路还包括继电器、NPN三极管、第一电阻、光电耦合器、第一二极管和第二电阻；所述光电耦合器包括发光二极管和光敏三极管；

所述继电器的第一常开触点与所述第一电源端连接；所述继电器的第二常开触点与所述电池正极输出端连接；所述继电器的第一驱动端与所述第二电源端连接；所述继电器的第二驱动端与所述NPN三极管的集电极连接；

所述NPN三极管的发射极与所述电池负极输出端连接，所述NPN三极管的基极通过所述第一电阻与所述正电压输入端连接；所述光敏三极管的集电极与所述NPN三极管的基极连接，所述光敏三极管的发射极与所述电池负极输出端连接；

所述第一二极管、所述发光二极管以及所述第二电阻同向串联形成串联通路；所述串联通路的输入端与所述电池负极输出端连接，所述串联通路的输出端与所述电池正极输出端连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括第二二极管；所述第二二极管的负极与所述第一驱动端连接，所述第二二极管的正极与所述第二驱动端连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述NPN三极管的基极连接，所述第三电阻的另一端与所述NPN三极管的发射极连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括第四电阻，所述第四电阻与所述发光二极管并联。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括控制模块；所述控制模块具有正电压控制端；所述正电压控制端与所述正电压输入端连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括第五电阻和第六电阻；所述控制模块还具有电压检测输出端；所述第五电阻的第一端与所述电池正极输出端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第二端与所述电池负极输出端连接；所述电压检测输出端与所述第六电阻的第一端连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括第三二极管；所述第三二极管的负极与所述第五电阻的第二端连接，所述第三二极管的正极与所述电池负极输入端连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括第七电阻，所述第五电阻的第二端通过所述第七电阻与所述第六电阻的第一端连接。

作为优选方案，所述充电器的电池反接保护电路还包括电解电容，所述电解电容的正极与所述第一电源端连接，所述电解电容的负极与所述电池负极输出端连接。

为了解决相同的技术问题，本实用新型还提供一种充电器，包括充电模块以及上述的充电器的电池反接保护电路；所述充电模块的电源输出端与所述充电器的电池反接保护电路的所述第一电源端连接。

本实用新型提供的一种充电器的电池反接保护电路，充电器的电池反接保护电路具有第一电源端、电池正极输出端、电池负极输出端、第二电源端以及正电压输入端；电池反接保护电路还包括继电器、NPN三极管、第一电阻、光电耦合器、第一二极管和第二电阻；光电耦合器包括发光二极管和光敏三极管；继电器的第一常开触点与第一电源端连接；继电器的第二常开触点与电池正极输出端连接；继电器的第一驱动端与第二电源端连接；继电器的第二驱动端与NPN三极管的集电极连接；NPN三极管的发射极与电池负极输出端连接，NPN三极管的基极通过第一电阻与正电压输入端连接；光敏三极管的集电极与NPN三极管的基极连接，光敏三极管的发射极与电池负极输出端连接；第一二极管、发光二极管以及第二电阻同向串联形成串联通路；串联通路的输入端与电池负极输出端连接，串联通路的输出端与电池正极输出端连接。该充电器的电池反接保护电路通过光电耦合器、NPN三极管结合继电器实现电路在电池反接时断开，以切断电池的充电，从而起到保护电池的作用。同时，由于该电路的结构简单可靠，使得PCB板的面积较小，从而降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的充电器的电池反接保护电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型优选实施例的一种充电器的电池反接保护电路，所述充电器的电池反接保护电路具有第一电源端VIN、电池正极输出端BAT+、电池负极输出端BAT-、第二电源端VCC以及正电压输入端RELAY1；所述电池反接保护电路还包括继电器RLY1、NPN三极管Q1、第一电阻R1、光电耦合器、第一二极管D1和第二电阻R2；所述光电耦合器包括发光二极管OT1A和光敏三极管OT1B；所述继电器RLY1的第一常开触点与所述第一电源端VIN连接；所述继电器RLY1的第二常开触点与所述电池正极输出端BAT+连接；所述继电器RLY1的第一驱动端与所述第二电源端VCC连接；所述继电器RLY1的第二驱动端与所述NPN三极管Q1的集电极连接；所述NPN三极管Q1的发射极与所述电池负极输出端BAT-连接，所述NPN三极管Q1的基极通过所述第一电阻R1与所述正电压输入端RELAY1连接；所述光敏三极管OT1B的集电极与所述NPN三极管Q1的基极连接，所述光敏三极管OT1B的发射极与所述电池负极输出端BAT-连接；所述第一二极管D1、所述发光二极管OT1A以及所述第二电阻R2同向串联形成串联通路；所述串联通路的输入端与所述电池负极输出端BAT-连接，所述串联通路的输出端与所述电池正极输出端BAT+连接。

需要说明的是，所述继电器RLY1的第一驱动端与第二驱动端之间断电时，所述继电器RLY1的第一常开触点与第二常开触点之间断开；所述继电器RLY1的第一驱动端与第二驱动端之间通电时，所述继电器RLY1的第一常开触点与第二常开触点之间闭合。

在本实用新型实施例中，所述充电器的电池反接保护电路通过所述光电耦合器、所述NPN三极管Q1结合所述继电器D1实现电路在电池反接时断开，以切断所述电池的充电，从而起到保护所述电池的作用。同时，在所述电池反接时，由于该电路的结构简单可靠，使得通过所述第一二极管D1的电流较小，所述第一二极管D1需要的最大正向电流较小，因此所述第一二极管D1需要的封装面积较小，进而使得PCB板的面积较小，从而降低了成本。

本实施例的所述充电器的电池反接保护电路的工作原理如下：当电池反接时，所述串联通路导通，且电流由所述电池负极输出端BAT-经过所述串联通路流入到所述电池正极输出端BAT+；所述发光二极管OT1A有电流流过，引起所述光敏三极管OT1B的集电极与发射极导通，将所述NPN三极管Q1的基极拉至低电平，导致所述NPN三极管Q1截止，使得所述继电器RLY1的第一驱动端与第二驱动端之间断电，所述继电器RLY1的第一常开触点与第二常开触点之间断开，从而切断所述电池的充电。

此外，在本实用新型实施例中，所述串联通路的具体连接关系为：所述第一二极管D1的负极与所述电池正极输出端BAT+连接，所述第一二极管D1的正极与所述发光二极管OT1A的负极连接，所述发光二极管OT1A的正极通过所述第一电阻与所述电池负极输出端BAT-连接。当所述电池正接时，所述第一二极管D1截止，避免了由于电流流过所述发光二极管OT1A而烧坏所述发光二极管OT1A，从而对所述发光二极管OT1A起到保护的作用。当所述电池反接时，所述第二电阻R2起到分压的作用，避免了由于电压过大而烧坏所述发光二极管OT1A，从而对所述发光二极管OT1A起到保护的作用。

如图1所示，为了避免所述继电器RLY1在闭合或断开的瞬间，所述继电器RLY1的线圈产生的反向电动势所形成的感应电流烧坏所述NPN三极管Q1，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括第二二极管D2；所述第二二极管D2的负极与所述第一驱动端连接，所述第二二极管D2的正极与所述第二驱动端连接，通过所述第二二极管D2使所述感应电流从所述继电器RLY1的线圈的正极流过所述第二二极管D2的正极，并从所述第二二极管D2的负极回到所述继电器RLY1的线圈的负极，避免由于所述感应电流流过所述NPN三极管Q1而烧坏所述NPN三极管Q1。

如图1所示，为了进一步避免由于电压过大而烧坏所述NPN三极管Q1，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与所述NPN三极管Q1的基极连接，所述第三电阻R3的另一端与所述NPN三极管Q1的发射极连接，通过所述第三电阻R3的分压作用，减少所述NPN三极管Q1的基极的电压，从而避免由于电压过大烧坏所述NPN三极管Q1。

如图1所示，为了避免由于电流过大而烧坏所述发光二极管OT1A，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括第四电阻R4，所述第四电阻R4与所述发光二极管OT1A并联，通过所述第四电阻R4的分流作用，降低流过所述发光二极管OT1A的电流，从而避免由于电流过大而烧坏所述发光二极管OT1A。

在本实用新型实施例中，为了能够控制所述NPN三极管Q1的导通和截止，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括控制模块；所述控制模块具有正电压控制端；所述正电压控制端与所述正电压输入端RELAY1连接。当所述控制模块的所述正电压控制端输出高电平时，所述正电压输入端RELAY1为高电平，使得所述NPN三极管Q1导通；当所述控制模块的所述正电压控制端输出低电平，所述正电压输入端RELAY1为低电平，使得所述NPN三极管Q1截止。

如图1所示，为了能够对所述电池的反接进行检测，以切断所述电池的充电，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括第五电阻R5和第六电阻R6；所述控制模块还具有电压检测输出端BAT-CV；所述第五电阻R5的第一端与所述电池正极输出端BAT+连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第六电阻R6的第一端连接；所述第六电阻R6的第二端与所述电池负极输出端BAT-连接；所述电压检测输出端BAT-CV与所述第六电阻R6的第一端连接。当所述电池反接时，所述电压检测输出端BAT-CV检测到电压会发生变化，从而通过所述控制模块控制所述正电压输出端输出低电平，使得所述正电压输入端RELAY1为低电平，从而控制所述NPN三极管Q1截止，使得所述继电器RELAY断电，以切断所述电池的充电，进而起到保护所述电池的作用。

如图1所示，为了防止由于所述电压检测输出端BAT-CV的电压过大而烧坏所述控制模块，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括第三二极管D3；所述第三二极管D3的负极与所述第五电阻R5的第二端连接，所述第三二极管D3的正极与所述电池负极输入端BAT-连接，通过所述第三三极管D3把所述电压检测输出端BAT-CV的电压钳为在0.7V以内，从而避免由于所述电压检测输出端BAT-CV的电压过大而烧坏所述控制模块。

如图1所示，为了进一步防止由于所述电压检测输出端BAT-CV的电压过大而烧坏所述控制模块，本实施例中的所述充电器的电池反接保护电路还包括第七电阻R7，所述第五电阻R5的第二端通过所述第七电阻R7与所述第六电阻R6的第一端连接，通过所述第七电阻的分压作用，进一步减少所述电压检测输出端BAT-CV的电压，从而进一步避免由于所述电压检测输出端BAT-CV的电压过大而烧坏所述控制模块。

如图1所示，为了对所述充电池的电池反接保护电路进行滤波，本实施例中所述充电器的电池反接保护电路还包括电解电容EC1，所述电解电容EC1的正极与所述第一电源端VIN连接，所述电解电容EC1的负极与所述电池负极输出端BAT-连接。

为了解决相同的技术问题，本实用新型还提供一种充电器，包括充电模块以及上述的充电器的电池反接保护电路；所述充电模块的电源输出端与所述充电器的电池反接保护电路的所述第一电源端VIN连接。

本实用新型提供的一种充电器的电池反接保护电路，充电器的电池反接保护电路具有第一电源端VIN、电池正极输出端BAT+、电池负极输出端BAT-、第二电源端VCC以及正电压输入端RELAY1；电池反接保护电路还包括继电器RLY1、NPN三极管Q1、第一电阻R1、光电耦合器、第一二极管D1和第二电阻R2；光电耦合器包括发光二极管OT1A和光敏三极管OT1B；继电器RLY1的第一常开触点与第一电源端VIN连接；继电器RLY1的第二常开触点与电池正极输出端BAT+连接；继电器RLY1的第一驱动端与第二电源端VCC连接；继电器RLY1的第二驱动端与NPN三极管Q1的集电极连接；NPN三极管Q1的发射极与电池负极输出端BAT-连接，NPN三极管Q1的基极通过第一电阻R1与正电压输入端RELAY1连接；光敏三极管Q1的集电极与NPN三极管Q1的基极连接，光敏三极管OT1B的发射极与电池负极输出端BAT-连接；第一二极管D1、发光二极管OT1B以及第二电阻R2同向串联形成串联通路；串联通路的输入端与电池负极输出端BAT-连接，串联通路的输出端与电池正极输出端BAT+连接。该充电器的电池反接保护电路通过光电耦合器、NPN三极管Q1结合继电器RLY1实现电路在电池反接时断开，以切断电池的充电，从而起到保护电池的作用。同时，由于该电路的结构简单可靠，使得PCB板的面积较小，从而降低了成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路具有第一电源端、电池正极输出端、电池负极输出端、第二电源端以及正电压输入端；所述电池反接保护电路还包括继电器、NPN三极管、第一电阻、光电耦合器、第一二极管和第二电阻；所述光电耦合器包括发光二极管和光敏三极管；

所述继电器的第一常开触点与所述第一电源端连接；所述继电器的第二常开触点与所述电池正极输出端连接；所述继电器的第一驱动端与所述第二电源端连接；所述继电器的第二驱动端与所述NPN三极管的集电极连接；

所述NPN三极管的发射极与所述电池负极输出端连接，所述NPN三极管的基极通过所述第一电阻与所述正电压输入端连接；所述光敏三极管的集电极与所述NPN三极管的基极连接，所述光敏三极管的发射极与所述电池负极输出端连接；

所述第一二极管、所述发光二极管以及所述第二电阻同向串联形成串联通路；所述串联通路的输入端与所述电池负极输出端连接，所述串联通路的输出端与所述电池正极输出端连接。

2.如权利要求1所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括第二二极管；所述第二二极管的负极与所述第一驱动端连接，所述第二二极管的正极与所述第二驱动端连接。

3.如权利要求2所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述NPN三极管的基极连接，所述第三电阻的另一端与所述NPN三极管的发射极连接。

4.如权利要求1所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括第四电阻，所述第四电阻与所述发光二极管并联。

5.如权利要求1所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括控制模块；所述控制模块具有正电压控制端；所述正电压控制端与所述正电压输入端连接。

6.如权利要求5所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括第五电阻和第六电阻；所述控制模块还具有电压检测输出端；所述第五电阻的第一端与所述电池正极输出端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第二端与所述电池负极输出端连接；所述电压检测输出端与所述第六电阻的第一端连接。

7.如权利要求6所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括第三二极管；所述第三二极管的负极与所述第五电阻的第二端连接，所述第三二极管的正极与所述电池负极输入端连接。

8.如权利要求7所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括第七电阻，所述第五电阻的第二端通过所述第七电阻与所述第六电阻的第一端连接。

9.如权利要求1所述的充电器的电池反接保护电路，其特征在于，所述充电器的电池反接保护电路还包括电解电容，所述电解电容的正极与所述第一电源端连接，所述电解电容的负极与所述电池负极输出端连接。

10.一种充电器，其特征在于，包括充电模块以及如权利要求1-9任一项所述的充电器的电池反接保护电路；所述充电模块的电源输出端与所述充电器的电池反接保护电路的所述第一电源端连接。