CN207039252U - 车载快速充电电路及车载充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载快速充电电路及车载充电器。该车载快速充电电路包括输入端口、输出端端口、预充电电路、恒流充电电路、恒压充电电路、第一比较器、第二比较器、分压电路、第一基准电压源和第二基准电压源、反相器、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关。本实用新型通过窗口比较器，巧妙设置开关电路，严格存贮马斯充电三定律，在快速充电的同时，保障了电池的使用寿命。

Description

车载快速充电电路及车载充电器

技术领域

本实用新型涉及充电电路技术领域，尤其涉及一种车载快速充电电路以及采用该车载快速充电电路的车载充电器。

背景技术

车载充电电路作为车载充电器或者设备供电电源有着广泛的作用。车载电源通过点烟器输出宽范围的直流电压（一般为12V-24V），再插接带有车载充电电路的USB车载充电器即可为电子产品充电。随着手机、电子书一系列手持产品的功能越来越强大，伴随这些电子产品的电池容量也在不断的提升，以达到更长时间的使用目的，为了更快的将电子产品充满电，现有的充车载充电器大多直接增加充电电流（2A或更大）的电池，但是这种不遵守马斯充电三定律的方式，极大影响了充电电池的使用寿命。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种车载快速充电电路，其通过窗口比较器，巧妙设置开关电路，严格存贮马斯充电三定律，在快速充电的同时，保障了电池的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种车载快速充电电路，其包括输入端口、输出端端口、预充电电路、恒流充电电路、恒压充电电路、第一比较器、第二比较器、分压电路、第一基准电压源和第二基准电压源、反相器、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关；所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的输入端均连接至输入端口，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的输出端分别通过预充电电路、恒流充电电路、恒压充电电路后均连接至输出端口；所述第一比较器的同相输入端连接至第一基准电压源，所述第二比较器的反向输入端连接至第二基准电压源；所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端均通过分压电路连接至输出端口，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端均通过反相器连接至第二电子开关的控制端，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别连接至第一电子开关的控制端和第三电子开关的控制端，所述输入端口连接至车载电子点烟器，所述输出端口连接至一USB端口的电源端，第一基准电压源的输出电压小于第二基准电压源的输出电压。

优选地，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关均为NPN三极管，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的集电极均连接至输入端口，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的基极分别连接至第一比较器的输出端、反相器的输出端以及第二比较器的输出端，所述第一电子开关的发射极通过预充电电路连接至输出端口，所述第二电子开关的发射极通过恒流充电电路连接至输出端口，所述第三电子开关的发射极通过恒压充电电路连接至输出端口。

优选地，所述分压电路包括电阻R2和电阻R3，所述电阻R2和电阻R3串联后一端连接至输出端口，另一端接地，所述第一比较器的反相输入端连接至电阻R2和电阻R3之间。

优选地，所述车载快速充电电路还包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端连接至输出端口，另一端接地。

优选地，所述第一比较器的输出端和反相器的输入端之间还连接有二极管D1，所述二极管D1的正极连接至第一比较器的输出端；所述第二比较器的输出端和反相器的输入端之间还连接有二极管D2，所述二极管D2的正极连接至第二比较器的输出端，所述二极管D2的负极连接至二极管D1的负极和反相器的输入端之间。

优选地，所述车载快速充电电路还包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接至二极管D1的负极和反相器的输入端之间，另一端接地。

优选地，所述第一比较器和第二比较器均为LM393。

本实用新型的另一目的在于提供一种车载充电器，其其通过窗口比较器，巧妙设置开关电路，严格存贮马斯充电三定律，在快速充电的同时，保障了电池的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种车载充电器，其包括壳体以及权利要求上述的车载快速充电电路，所述车载快速充电电路安装于壳体中，所述输入端口位于壳体的一端，所述USB接口位于壳体的另一端。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过窗口比较器，巧妙设置开关电路，在充电初期，充电电池电量小于第一阈值（由第一基准电压源提供参考电压）时，采用预充电电路充电，在充电电池电量大于第一阈值小于第二阈值（由第二基准电压源提供参考电压）时，通过产生大电流的恒流充电电路充电，在充电电池电量大于第二阈值时，由恒压充电电路充电，严格存贮马斯充电三定律，在快速充电的同时，保障了电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型车载快速充电电路的电路原理图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

实施例一

请参照图1所示，一种车载快速充电电路，其包括输入端口60、输出端端口、预充电电路10、恒流充电电路20、恒压充电电路30、窗口比较器、分压电路、第一基准电压源40和第二基准电压源50、反相器A3、第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、第三电子开关Q2。

第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q2的输入端均连接至输入端口60，第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q2的输出端分别通过预充电电路10、恒流充电电路20、恒压充电电路30后均连接至输出端口。

在本实施例中，第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q2均为NPN三极管，第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q2的集电极均连接至输入端口60，第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q2的基极分别连接至第一比较器A1的输出端、反相器A3的输出端以及第二比较器A2的输出端，第一电子开关Q1的发射极通过预充电电路10连接至输出端口，第二电子开关Q2的发射极通过恒流充电电路20连接至输出端口，第三电子开关Q2的发射极通过恒压充电电路30连接至输出端口。当然，第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q2也可以采用其他类型的三极管或者MOS管或者继电器等实现。

第一比较器A1的同相输入端连接至第一基准电压源40，第二比较器A2的反向输入端连接至第二基准电压源50；窗口比较器包括第一比较器A1和第二比较器A2，该第一比较器A1和第二比较器A2均采用LM393比较器。第一比较器A1的反相输入端和第二比较器A2的同相输入端均通过分压电路连接至输出端口，第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端均通过反相器A3连接至第二电子开关Q2的控制端，第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端分别连接至第一电子开关Q1的控制端和第三电子开关Q2的控制端，输入端口60连接至车载电子点烟器，输出端口连接至一USB端口70的电源端，第一基准电压源40的输出电压小于第二基准电压源50的输出电压。

分压电路包括电阻R2和电阻R3，电阻R2和电阻R3串联后一端连接至输出端口，另一端接地，第一比较器A1的反相输入端连接至电阻R2和电阻R3之间。

另外，该车载快速充电电路还包括滤波电容C1，滤波电容C1的一端连接至输出端口，另一端接地。第一比较器A1的输出端和反相器A3的输入端之间还连接有二极管D1，二极管D1的正极连接至第一比较器A1的输出端；第二比较器A2的输出端和反相器A3的输入端之间还连接有二极管D2，二极管D2的正极连接至第二比较器A2的输出端，二极管D2的负极连接至二极管D1的负极和反相器A3的输入端之间。二极管D1和二极管D2的作用是防止另一个比较器的输出反流。车载快速充电电路还包括电阻R1，电阻R1的一端连接至二极管D1的负极和反相器A3的输入端之间，另一端接地。

其工作原理是：当USB端口连接至待充电设备时，分压电路对该待充电设备的电池电量进行采样，然后执行：

1、当电池电量小于第一阈值（由第一基准电压源提供参考电压，说明充电初期）时，第一比较器A1输出高电平，第二比较器A2输出低电平，第一电子开关Q1导通，第二电子开关Q2和第三电子开关Q3截止，预充电电路（为现有常规小电流充电电路）为待充电设备充电。

2、当电池电量大于第一阈值且小于第二阈值（由第二基准电压源提供参考电压，说明充电中段）时，第一比较器A1输出低电平，第二比较器A2输出低电平，第一电子开关Q1和第三电子开关Q3截止，第二电子开关Q2导通，恒流充电电路（为现有常规恒流充电电路）为待充电设备充电。

3、当电池电量大于第二阈值（说明充电后期）时，第一比较器A1输出低电平，第二比较器A2输出高电平，第一电子开关Q1和第二电子开关Q2截止，第三电子开关Q3导通，恒压充电电路（为现有常规恒压充电电路）为待充电设备充电。

充电，在充电电池电量大于第一阈值小于第二阈值（由第二基准电压源提供参考电压）时，通过产生大电流的恒流充电电路充电，在充电电池电量大于第二阈值时，由恒压充电电路充电。

综上，该车载快速充电电路完全依据马斯充电三定律执行充电操作，快速充电的同时，保障了充电电池的使用寿命。

实施例二

实施例二提供车载充电器，其是在实施例一的基础上进行的，该车载充电器包括壳体和实施例一的车载充电电路，其中，车载快速充电电路安装于壳体中，输入端口60位于壳体的一端，用于与车载点烟器连接，USB接口70位于壳体的另一端，用于通过USB数据线与待充电设备连接。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车载快速充电电路，其特征在于，其包括输入端口、输出端端口、预充电电路、恒流充电电路、恒压充电电路、第一比较器、第二比较器、分压电路、第一基准电压源和第二基准电压源、反相器、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关；所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的输入端均连接至输入端口，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的输出端分别通过预充电电路、恒流充电电路、恒压充电电路后均连接至输出端口；所述第一比较器的同相输入端连接至第一基准电压源，所述第二比较器的反向输入端连接至第二基准电压源；所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端均通过分压电路连接至输出端口，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端均通过反相器连接至第二电子开关的控制端，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别连接至第一电子开关的控制端和第三电子开关的控制端，所述输入端口连接至车载电子点烟器，所述输出端口连接至一USB端口的电源端，第一基准电压源的输出电压小于第二基准电压源的输出电压。

2.如权利要求1所述的车载快速充电电路，其特征在于，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关均为NPN三极管，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的集电极均连接至输入端口，所述第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关的基极分别连接至第一比较器的输出端、反相器的输出端以及第二比较器的输出端，所述第一电子开关的发射极通过预充电电路连接至输出端口，所述第二电子开关的发射极通过恒流充电电路连接至输出端口，所述第三电子开关的发射极通过恒压充电电路连接至输出端口。

3.如权利要求1所述的车载快速充电电路，其特征在于，所述分压电路包括电阻R2和电阻R3，所述电阻R2和电阻R3串联后一端连接至输出端口，另一端接地，所述第一比较器的反相输入端连接至电阻R2和电阻R3之间。

4.如权利要求1所述的车载快速充电电路，其特征在于，所述车载快速充电电路还包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端连接至输出端口，另一端接地。

5.如权利要求1-4任一项所述的车载快速充电电路，其特征在于，所述第一比较器的输出端和反相器的输入端之间还连接有二极管D1，所述二极管D1的正极连接至第一比较器的输出端；所述第二比较器的输出端和反相器的输入端之间还连接有二极管D2，所述二极管D2的正极连接至第二比较器的输出端，所述二极管D2的负极连接至二极管D1的负极和反相器的输入端之间。

6.如权利要求5所述的车载快速充电电路，其特征在于，所述车载快速充电电路还包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接至二极管D1的负极和反相器的输入端之间，另一端接地。

7.如权利要求1-4任一项所述的车载快速充电电路，其特征在于，所述第一比较器和第二比较器均为LM393。

8.一种车载充电器，其特征在于，其包括壳体以及权利要求1-7任一项所述的车载快速充电电路，所述车载快速充电电路安装于壳体中，所述输入端口位于壳体的一端，所述USB接口位于壳体的另一端。