CN206559099U - 一种充电管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种充电管理电路，包括：MCU控制电路单元、第一分压网络单元、第二分压网络单元、驱动电路单元、充电电流采样单元；所述第一分压网络单元检测输入端的电压值、第二分压网络单元检测当前电池电压、充电电流采集单元采集充电电流参数并将采集信号发送至MCU控制电路单元，所述驱动电路接收MCU控制电路单元的PWM控制信号。本实用新型采用单片机驱动被动型升压电路，直接将电压提升到一个合理值，通过检测串联在电池负极的电阻来实现恒流充电，检测电池的电压来实现恒压充电，进而达到锂电池的恒流恒压充电，从而有效的达到了合理使用的目的，大大的降低充电过程中的能量损耗和安全性隐患。

Description

一种充电管理电路

技术领域

本实用新型属于锂电池充电技术领域，尤其涉及一种充电管理电路。

背景技术

随着移动电源产品的发展、延伸，使用领域越来越广泛，现在的锂电池从单纯的给手机续航充电，提升到了给笔记本续航充电，给汽车点火，给车胎打气等诸多领域，这些领域的锂电池产品，不再是单纯的5V输入输出，需要产品提供更多的电压输出来满足不同领域的需求。

现有技术的锂电充电管理电路，一般都是降压型充电，必须先对输入电压进行升压，然后采用降压电路对输入电压进行降压输出，这个升压降压的过程中，现有技术至少存在着如下问题：一是会造成能量的损耗，耗费较大的电能，电压转换的效率不可能100%，在每次转换的过程中，必然会损耗一定的电能；二是在电压转换过程中会产生一定的热量，使电路的工作温度升高，进而影响到电子元器件性能的稳定，甚至造成产品的损坏。

因此，现有技术需要改进。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型公开了一种充电管理电路，包括：

MCU控制电路单元、第一分压网络单元、第二分压网络单元、驱动电路单元、充电电流采样单元；

所述第一分压网络单元与所述MCU控制电路单元连接，用于检测输入端的电压值，并将监测电压值发送至MCU控制电路单元，MCU控制电路单元判断输入电压值是否在设定的充电电压阈值内，并判断是否充电，所述第一分压网络单元包括：电容C1、C2和电阻R1、R2，所述电容C1、C2输入滤波电容，用于稳定输入电压；

所述第二分压网络单元与所述MCU控制电路单元连接，用于检测当前电池电压，并将当前电池电压发送至MCU控制电路单元，MCU控制电路单元判断电池电压值是否在设定的电池电压阈值内，并判断是否停止向电池充电，所述第二分压网络单元包括：电阻R7、R8和电容C3；

所述驱动电路单元包括第一级驱动电路单元和第二级驱动电路单元，所述第一级驱动电路单元与MCU控制电路单元、第二级驱动电路单元连接，并驱动第二级驱动电路单元，所述第二级驱动电路单元用于驱动功率MOS管Q1，所述第一级驱动电路单元包括：电阻R4、R5和MOS管Q4，所述第二级驱动电路单元包括：三极管Q2、Q3；

所述充电电流采集单元与所述MCU控制电路单元连接，用于采集充电电流参数，并将采集电流参数发送至MCU控制电路单元，由MCU控制电路单元调整电池充电的电流，所述充电电流采集单元包括：电阻R9、R6和电容C4。

基于上述充电管理电路的另一个实施例中，所述充电电压阈值为：4.5V≤充电电压阈值≤5.5V。

基于上述充电管理电路的另一个实施例中，所述电池电压阈值为12.6V。

基于上述充电管理电路的另一个实施例中，还包括整流电路，所述整流电路为整流二极管D1，用于将电感L1的脉动电压变为直流电压。

基于上述充电管理电路的另一个实施例中，还包括稳压电路，所述稳压电路为电容C5，用于稳定电池端的电压。

基于上述充电管理电路的另一个实施例中，所述MCU控制电路单元包括MCU芯片和电源模块；

所述电源模块用于为MCU芯片供电，与MCU芯片的第一引脚连接，所述电源模块将13.6V电压变换成5V电压，并向MCU芯片供电；

所述MCU芯片的第二引脚与第二分压网络单元连接，用于接收第二分压网络单元检测的当前电池电压；所述MCU芯片的第三引脚与第一分压网络单元连接，用于接收第一分压网络单元检测的输入电压；所述MCU芯片的第四引脚与第一级驱动电路单元连接，并向第一级驱动电路单元发送PWM控制信号；所述MCU芯片的第五引脚与充电电流采样单元连接，用于接收充电电流采样单元的采样电流，并根据采样电流调整第四引脚的PWM控制信号输出；所述第二引脚检测到当前电池电压达到电池电压阈值时，第四引脚输出PWM控制信号的占空比调小，转为恒压充电模式。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用单片机驱动被动型升压电路，直接将电压提升到一个合理值，通过检测串联在电池负极的电阻来实现恒流充电；通过检测电池的电压来实现恒压充电，进而达到锂电池的恒流恒压充电，从而有效的达到了合理使用的目的，大大的降低充电过程中的能量损耗和安全性隐患，本实用新型的输入耐压可提高到20V，更安全，电路简单，需要的元器件少，可以更灵活的根据产品的尺寸进行搭配，使成本更低。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍。

图1是本实用新型的一种充电管理电路的一个实施例的电路图。

图中：1 MCU控制电路单元、2第一分压网络单元、3第二分压网络单元、4驱动电路单元、5充电电流采样单元、6整流电路、7稳压电路

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型的一种充电管理电路的结构示意图，如图1所示，所述充电管理电路包括：

MCU控制电路单元1、第一分压网络单元2、第二分压网络单元3、驱动电路单元4、充电电流采样单元5；

所述第一分压网络单元2与所述MCU控制电路单元1连接，用于检测输入端的电压值，并将监测电压值发送至MCU控制电路单元1，MCU控制电路单元1判断输入电压值是否在设定的充电电压阈值内，并判断是否充电，所述第一分压网络单元2包括：电容C1、C2和电阻R1、R2，所述电容C1、C2输入滤波电容，用于稳定输入电压，电阻R1、R2组成的分压网络；在本发明的实施例中，所述设定的充电电压阈值为：4.5V≤充电电压阈值≤5.5V，也即是输入电压在4.5V-5.5V范围内时，MCU控制电路单元1允许充电，否则不允许充电；

所述第二分压网络单元3与所述MCU控制电路单元1连接，用于检测当前电池电压，并将当前电池电压发送至MCU控制电路单元1，MCU控制电路单元1判断电池电压值是否在设定的电池电压阈值内，并判断是否停止向电池充电，所述第二分压网络单元3包括：电阻R7、R8和电容C3；在本发明的实施例中，所述设定的电池电压阈值为12.6V，当第二分压网络单元3检测当前电池电压达到12.6V时，MCU控制电路单元1发出控制信号，停止给锂电池充电；

所述驱动电路单元4包括第一级驱动电路单元和第二级驱动电路单元，所述第一级驱动电路单元与MCU控制电路单元1、第二级驱动电路单元连接，并驱动第二级驱动电路单元，所述第二级驱动电路单元用于驱动功率MOS管Q1，所述第一级驱动电路单元包括：电阻R4、R5和MOS管Q4，所述第二级驱动电路单元包括：三极管Q2、Q3；

所述充电电流采集单元5与所述MCU控制电路单元1连接，用于采集充电电流参数，并将采集电流参数发送至MCU控制电路单元1，由MCU控制电路单元1调整电池充电的电流，所述充电电流采集单元5包括：电阻R9、R6和电容C4。

还包括整流电路6，所述整流电路6为整流二极管D1，用于将电感L1的脉动电压变为直流电压。

还包括稳压电路7，所述稳压电路7为电容C5，用于稳定电池端的电压。

所述MCU控制电路单元1包括MCU芯片和电源模块；

所述电源模块用于为MCU芯片供电，与MCU芯片的第一引脚连接，所述电源模块将13.6V电压变换成5V电压，并向MCU芯片供电；

所述MCU芯片的第二引脚与第二分压网络单元3连接，用于接收第二分压网络单元3检测的当前电池电压；所述MCU芯片的第三引脚与第一分压网络单元2连接，用于接收第一分压网络单元2检测的输入电压；所述MCU芯片的第四引脚与第一级驱动电路单元连接，并向第一级驱动电路单元发送PWM控制信号；所述MCU芯片的第五引脚与充电电流采样单元5连接，用于接收充电电流采样单元5的采样电流，并根据采样电流调整第四引脚的PWM控制信号输出；所述第二引脚检测到当前电池电压达到电池电压阈值时，第四引脚输出PWM控制信号的占空比调小，转为恒压充电模式。

当有电压输入的时候，MCU芯片的第三引脚接收到一个电压值，第四引脚开始向第一级驱动电路单元输出PWM信号，驱动功率MOS管Q1的导通和关闭，进而使电感L1两端的电压升高，再通过整流二极管D1整流后给电池组充电。

MCU芯片的第五引脚根据充电电流采样单元5采集的电阻R6上面的电压来判定当前的电流值，进而调整第四引脚向第一级驱动电路单元输出PWM信号，当第二引脚检测到电池的电压达到12.6V，将第四引脚输出的PWM信号占空比调小，转到恒压充电模式，当第五引脚接收到的采样电流小于一定的值后，停止充电。

以上对本实用新型所提供的一种充电管理电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种充电管理电路，其特征在于，包括：MCU控制电路单元、第一分压网络单元、第二分压网络单元、驱动电路单元、充电电流采样单元；

所述第一分压网络单元与所述MCU控制电路单元连接，用于检测输入端的电压值，并将监测电压值发送至MCU控制电路单元，MCU控制电路单元判断输入电压值是否在设定的充电电压阈值内，并判断是否充电，所述第一分压网络单元包括：电容C1、C2和电阻R1、R2，所述电容C1、C2输入滤波电容，用于稳定输入电压；

所述第二分压网络单元与所述MCU控制电路单元连接，用于检测当前电池电压，并将当前电池电压发送至MCU控制电路单元，MCU控制电路单元判断电池电压值是否在设定的电池电压阈值内，并判断是否停止向电池充电，所述第二分压网络单元包括：电阻R7、R8和电容C3；

所述驱动电路单元包括第一级驱动电路单元和第二级驱动电路单元，所述第一级驱动电路单元与MCU控制电路单元、第二级驱动电路单元连接，并驱动第二级驱动电路单元，所述第二级驱动电路单元用于驱动功率MOS管Q1，所述第一级驱动电路单元包括：电阻R4、R5和MOS管Q4，所述第二级驱动电路单元包括：三极管Q2、Q3；

所述充电电流采集单元与所述MCU控制电路单元连接，用于采集充电电流参数，并将采集电流参数发送至MCU控制电路单元，由MCU控制电路单元调整电池充电的电流，所述充电电流采集单元包括：电阻R9、R6和电容C4。

2.根据权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，所述充电电压阈值为：4.5V≤充电电压阈值≤5.5V。

3.根据权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，所述电池电压阈值为12.6V。

4.根据权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，还包括整流电路，所述整流电路为整流二极管D1，用于将电感L1的脉动电压变为直流电压。

5.根据权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，还包括稳压电路，所述稳压电路为电容C5，用于稳定电池端的电压。

6.根据权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，所述MCU控制电路单元包括MCU芯片和电源模块；

所述电源模块用于为MCU芯片供电，与MCU芯片的第一引脚连接，所述电源模块将13.6V电压变换成5V电压，并向MCU芯片供电；

所述MCU芯片的第二引脚与第二分压网络单元连接，用于接收第二分压网络单元检测的当前电池电压；所述MCU芯片的第三引脚与第一分压网络单元连接，用于接收第一分压网络单元检测的输入电压；所述MCU芯片的第四引脚与第一级驱动电路单元连接，并向第一级驱动电路单元发送PWM控制信号；所述MCU芯片的第五引脚与充电电流采样单元连接，用于接收充电电流采样单元的采样电流，并根据采样电流调整第四引脚的PWM控制信号输出；所述第二引脚检测到当前电池电压达到电池电压阈值时，第四引脚输出PWM控制信号的占空比调小，转为恒压充电模式。