CN207835097U - 一种防止充电死机失控危险的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防止充电死机失控危险的电路，包括隔直模块，脉冲整形模块和开关模块；隔直模块的输入端连接主控模块，隔直模块的输出端连接脉冲整形模块的输入端，脉冲整形模块的输出端连接开关模块的输入端，开关模块的输出端连接充电电源。当控制单元CPU死机时，主控模块输出电流变为直流，防止充电死机失控危险的电路将充电电源与电池断开，有效避免了因主控CPU死机导致充电电路持续导通，对充电电池持续充电而产生的电池过压、过热甚至爆炸的风险。

Description

一种防止充电死机失控危险的电路

技术领域

本实用新型涉及电源管理领域，尤其是电池充电控制领域。

背景技术

目前的具有充电功能的电子电器产品，大多采用控制单元完成对电池充电的管理。控制单元对充电电流、输出电压进行A/D采样，对采样结果进行分析，根据分析结果，调整输入的电压和电流，形成“采样——分析——控制”的闭环结构，若主控模块的CPU因程序缺陷或受到意外干扰死机时，该闭环结构将失效，充电电路将处于持续导通状态，充电电源持续为电池充电，将导致充电电池出现过压、过热甚至爆炸的危险。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供防止充电死机失控危险的电路，该电路可有效监测主控单元CPU的死机状态，并在 CPU死机时控制开关电路断开，停止对电池充电。

本实用新型所采用的技术方案是：一种防止充电死机失控危险的电路，所述防止充电死机失控危险的电路的输入端与充电电源连接，防止充电死机失控危险的电路的输出端与电池连接，所述防止充电死机失控危险的电路包括主控模块和电源输入模块，其特征在于，包括隔直模块、脉冲整形模块和开关模块；

隔直模块的输入端连接主控模块；

隔直模块的输出端连脉冲整形模块的输入端；

脉冲整形模块的输出端连接开关模块的输入端；

开关模块的输出端连接充电电源。

优选的，防止充电死机失控危险的电路还包括滤波模块，所述脉冲整形模块的输出端连接滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接开关模块的输入端。

优选的，隔直模块包括第一电容，第一电容的一端连接主控模块的输出端，第一电容的另一端连接脉冲整形模块的输入端。

优选的，脉冲整形模块包括整流二极管A，整流二极管B；整流二极管A的正极连接隔直模块的输出端，整流二极管A的负极作为脉冲整形电路的输出端；整流二极管B的负极连接整流二级管A的正极，整流二极管B的正极接地。

优选的，滤波模块包括第二电容；第二电容的一端连接脉冲整形模块的输出端，第二电容的另一端接地。

优选的，开关模块包括第一电阻、第一场效应管和第三三极管；

第三三极管的基极连接所述脉冲整形模块的输出端，第三三极管的发射极接地，第三三级管的集电极连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的源极连接充电电源，第一场效应管的漏极作为开关模块的输出端，第一电阻一端连接充电电源，第一电阻的另一端连接第一场效应管的栅极。

本实用新型的有益效果是：本实用新型，通过隔直模块进行主控模块死机检测，当主控模块死机时，主控模块输出信号为恒定的高电平或低电平，隔直模块无电流通过，整个防止充电死机失控危险的电路断开，充电电源停止对电池充电。当主控正常工作时，主控输出信号为脉冲信号，隔直模块导通，脉冲整形模块将输入的信号转化成直流信号，驱动开关模块导通，使得充电电源能够为电池充电，有效避免了因主控模块死机导致开关电路持续导通，对充电电池持续充电而产生的电池过压、过热甚至爆炸的风险。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一种防止充电死机失控危险的电路的一具体实施例电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，防止充电死机失控危险的电路，防止充电死机失控危险的电路的输入端与充电电源DC INPUT连接，防止充电死机失控危险的电路的输出端与电池BATTER连接，所述防止充电死机失控危险的电路包括主控模块和电源输入模块，其特征在于，包括隔直模块 1、脉冲整形模块2、滤波模块3和开关模块4；

隔直模块1的输入端连接主控模块CPU I/O；

隔直模块1的输出端连脉冲整形模块2的输入端；

脉冲整形模块2的输出端连接滤波模块3的输入端；

滤波模块3的输入端连接开关模块4的输入端；

开关模块4的输出端连接充电电源DC INPUT。

隔直模块1包括第一电容C1，第一电容C1的一端连接主控模块 CPU I/O，另一端连接脉冲整形模块的输入端，当主控模块死机时，输出CPU I/O为直流信号，第一电容C1相当于开路，开关模块相当于断开，充电停止。当主控模块正常工作时，输出CPU I/O为周期性脉冲信号，第一电容C1导通，并输出电压到脉冲整形模块，开关模块导通，充电继续。

脉冲整形模块2包括第一整流二极管D1，第二整流二极管D2；第一整流二极管D1的正极连接隔直模块的输出端，第一整流二极管 D1的负极作为脉冲整形电路的输出端；第二整流二极管D2的负极连接第一整流二级管D1的正极，第二整流二极管D2的正极接地。脉冲整形模块将输入的周期性脉冲信号转换成直流信号，输出到开关模块。

滤波模块3包括第二电容C2和第四电阻R4，第二电容C2的一端为滤波模块的输入端，第二电容C2另一端接地，第四电阻R4的一端连接第二电容C2的一端作为滤波模块的输出端，第四电阻R4的另一端接地。滤波模块起到对脉冲整流模块的输出电压进一步整形并在控制模块的CPU死机时，快速通过第二电容C2放电，将开关模块断开。

开关模块4包括第一电阻R1、第一场效应管Q1、第二电阻R2、第三三极管Q3、第三电阻R3；

第三电阻R3的一端作为开关模块的输入端，第三电阻R3的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极接地，第三三级管Q3的集电极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接充电电源DC INPUT；

第一场效应管Q1的栅极与第一电阻R1和第二电阻R2的中间节点连接，第一场效应管Q1的源极与充电电源DC INPUT连接，第一场效应管Q1的漏极作为开关模块的输出端。

当主控模块输出CPU I/O为周期性脉冲信号时，脉冲整形模块2 输出直流电压到开关模块4，直流电压大于第三三极管Q3的导通电压，第三三极管Q3导通，继而第一场效应管导通Q1导通，充电电源 DC INPUT可通过防止充电死机失控危险的电路接入到充电电路5中。

充电电路包括输出控制模块6、电流滤波模块7，采样模块，其中，采样模块包括电流采样模块8和电压采样模块9。

防止充电死机失控危险的电路的输出端连接输出控制模块6的输入端，充电电路的输出控制模块6的输出端连接电流滤波模块7的输入端，电流滤波模块7的输出端连接充电电池BATTER正极，充电电池BATTER和接地节点之间接入电流采样模块8；电压采样模块9的一端连接充电电池BATTER的正极，另一端接地。

输出控制模块包括第二场效应管Q2、第五电阻R5、第六电阻R6、第四三极管Q4、第七电阻R7；输出控制模块6的输入端为PWM，来自于主控CPU的PWM口，输入端PWM连接第七电阻R7，第七电阻R7 的另一端连接到第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的集电极与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与防止充电死机失控危险的电路的输出端连接，第二场效应管Q2的漏极与防止充电死机失控危险的电路的输出端连接。第二场效应管Q2的栅极与第五电阻R5和第六电阻R6的中间节点连接。

输出控制模块输入端PWM输出周期性脉冲信号，当周期性脉冲信号为高电平时，第四三极管Q4导通，进而第二场效应管Q2导通；当周期性脉冲信号为低电平时，第四三极管Q4截止，进而第二场效应管Q2截止，相当于输出控制模块断开。因此，输出控制模块6将通过防止充电死机失控危险的电路的输入直流信号转换为周期性的方波信号。

电流滤波模块7包括第三二极管D3、第一电感L1、第一滤波电容CE1、第四二极管D4；第三二极管D3的负极连接输出控制模块的输出端，第三二极管D3的正极接地，第一电感L1的一端连接输出控制模块的输出端，另一端连接第一滤波电容CE1正极，第一滤波电容CE1的负极接地；第四二极管D4的正极与第一电感和第一滤波电容 CE1正极的中间节点连接，第四二极管D4的负极与充电电池BATTER 的正极连接；电流滤波模块7将输入的周期性方波信号转换成低压的直流信号。

电流采样模块8包括第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3。第九电阻R9的一端与充电电池BATTER的负极连接，第九电阻R9的另一端接地。第八电阻的一端与充电电池BATTER的负极连接，第八电阻的另一端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端接地。第八电阻和第三电容的中间节点为电流采样节点CURRENT DET接入主控模块的输入端。电流采样节点CURRENT DET中的电流过高时，主控模块将调整输出反馈控制模块的输入端PWM信号的占空比，降低充电电池的充电电流。

电压采样模块9的输入端连接充电电池BATTER的正极，电压采样模块9的输出端接地。电压采样模块9包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第四电容C4。第十电阻R10的一端连接充电电池的正极，第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11，第十一电阻R11的另一端接地。第四电容C4的一端连接第十电阻R10和第十一电阻R11的中间节点，第四电容C4的另一端接地，第四电容C4的两端为电压采样点VBAT DET，电压采样点VBAT DET连接主控模块的输入端，主控模块通过电压采样点VBAT DET两端的电压计算充电电池两端的电压，当充电电池两端的电压达到额定电压时，调整输出控制模块的输入端 PWM信号的占空比进入涓流充电状态。

第一场效应管Q1、第二场效应管Q2耐电流取值应为最大充电电流有效值的3～5倍以上，耐压应为输入端供电电压的2倍以上。第三三极管Q3、第四三极管Q4可以选耐压较高、漏电流小的三极管如 3904或MOSFET管如2N7002。第三二极管D3、第四二极管D4可选的二极管如1N4148或BAV99。第一电容C1、第二电容C2可取100nF～ 1uF,第四电阻R4可取4.7K～10K,以确保在单片机出现死机时迅速给第二电容C2放电，让第三三极管Q3、第一三极管Q1截止。第三电阻R3、第七电阻R7可取2.2K，第一电阻R1、第五电阻R5可取1K～10K，第二电阻R2、第六电阻R6可取100Ω～470Ω。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种防止充电死机失控危险的电路，所述防止充电死机失控危险的电路的输入端与充电电源连接，防止充电死机失控危险的电路的输出端与电池连接，所述防止充电死机失控危险的电路包括主控模块和电源输入模块，其特征在于，包括隔直模块、脉冲整形模块和开关模块；

隔直模块的输入端连接所述主控模块；

隔直模块的输出端连脉冲整形模块的输入端；

脉冲整形模块的输出端连接开关模块的输入端；

开关模块的输出端连接充电电源。

2.根据权利要求1所述的防止充电死机失控危险的电路，其特征在于，还包括滤波模块，所述脉冲整形模块的输出端连接滤波模块的输入端，滤波模块的输出端连接开关模块的输入端。

3.根据权利要求1所述的防止充电死机失控危险的电路，其特征在于，所述隔直模块包括第一电容，第一电容的一端连接主控模块的输出端，第一电容的另一端连接脉冲整形模块的输入端。

4.根据权利要求1所述的防止充电死机失控危险的电路，其特征在于，所述脉冲整形模块包括整流二极管A，整流二极管B；整流二极管A的正极连接隔直模块的输出端，整流二极管A的负极作为脉冲整形电路的输出端；整流二极管B的负极连接整流二级管A的正极，整流二极管B的正极接地。

5.根据权利要求2所述的防止充电死机失控危险的电路，其特征在于，所述滤波模块包括第二电容；第二电容的一端连接脉冲整形模块的输出端，第二电容的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的防止充电死机失控危险的电路，其特征在于，所述开关模块包括第一电阻、第一场效应管和第三三极管；

第三三极管的基极连接所述脉冲整形模块的输出端，第三三极管的发射极接地，第三三级管的集电极连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的源极连接充电电源，第一场效应管的漏极作为开关模块的输出端，第一电阻一端连接充电电源，第一电阻的另一端连接第一场效应管的栅极。