CN207926217U - 充电电路及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种充电电路及其电子装置。该充电电路包括：电源管理芯片对储能电池充电，或者对该储能电池提供的电源进行处理后给该升降压电路提供初始充电电压；微控制器根据外部电源以及该待充电设备的充电需求确定充电模式；该升降压电路给待充电设备充电；该电流检测电路获取该待充电设备的充电电流，并将该充电电流反馈至该运算放大电路；该基准电路为该微控制器以及该运算放大电路提供参考电压；该运算放大电路控制该升降压电路给待充电设备提供恒流充电和/或恒压充电。其在给储能电池充电的同时也给待充电设备充电，在外部电源不能满足待充电设备的充电需求时，由外部电源和储能电一起给待充电设备充电，以保证给待充电设备的充电速度。

Description

充电电路及其电子装置

【技术领域】

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种充电电路及其电子装置。

【背景技术】

目前，很多充电设备都会采用锂电池作为储能设备，给待充电设备进行充电。

由于锂电池充电过程分成三个阶段：涓流充电、恒流充电以及恒压充电。因此，在这类充电设备中，对锂电池进行充电储能时，其充电电路大多需采用降压变化器；而该锂电池给某些待充电设备充电时，则又需要采用升压电路先对锂电池进行升压，然后再采用降压电路，将锂电池的电压降成与待充电设备相匹配的电压，进行充电。

因此，该电路转化效率不高，且电路结构相对复杂该、成本也较高，造成资源浪费。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电路结构较简单、充电效率较高的充电电路及其电子装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种充电电路，其包括：电源管理芯片、储能电池、微控制器、升降压电路、电流检测电路、运算放大电路、基准电路；该电源管理芯片，用于在该微控制器的控制下，对外部电源进行处理后，给该储能电池充电；或者，在该微控制器的控制下，用于对该储能电池提供的电源进行处理后，给该升降压电路提供初始充电电压；该微控制器，用于根据外部电源以及待充电设备的充电需求，确定充电模式以保证满足该待充电设备的充电需求；该升降压电路，用于在该微控制器以及该运算放大电路的控制下，对该初始充电压进行处理以后给待充电设备充电；该电流检测电路，用于获取该待充电设备的充电电流，并将该充电电流反馈至该运算放大电路；该基准电路，用于为该微控制器以及该运算放大电路提供参考电压；该运算放大电路，用于根据该基准电路提供的参考电压以及该电流检测电路反馈的充电电流，控制该升降压电路给待充电设备提供恒流充电和/或恒压充电。

另一方面，本实用新型提供一种充电设备，其包括上述充电电路。

本实用新型的有益效果在于，给储能电池120充电的同时也给待充电设备200充电，甚至在外部电源不能满足待充电设备200的充电需求时，由外部电源和储能电池120一起给待充电设备200充电，以保证给待充电设备的充电速度。

【附图说明】

图1本实用新型一种充电电路的具体实施方式的应用场景图。

图2本实用新型一种充电电路的具体实施方式的电路原理图。

图3本实用新型一种充电电路的具体实施方式的运算放大电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所实用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合；本文所使用的术语“连接”，如果是电路或电子元件之间的连接，包括电路或电子元件之间直接的电连接或通信连接，也包括电路或电子元件之间通过其他电路或电子元件，实现的间接的电连接。

请参见图1，本实用新型一种充电电路的具体实施方式的应用场景图。其包括：充电电路100、待充电设备200以及充电接口300。

该充电电路100从该充电接口300电连接至适配器400，从而获取外部电源，经过升压和/或降压处理后给待充电设备200进行充电；同时该充电电路100也通过该外部电源给自身的储能电池进行充电。或者，在没有外部电源时，该电电路100自身的储能电池直接给待充电设备200进行充电。该充电电路100可以是应用于充电器、移动电源、UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)、或者兼具充电器以及移动电源功能的电子设备中。该待充电设备200可以是电子设备，也可以是另一块可充电电池。

请参见图2，本实用新型一种充电电路的具体实施方式的电路原理图。该充电电路100包括：电源管理芯片110、储能电池120、微控制器130、升降压芯片140、电流检测电路150、运算放大电路160、基准电路170。

其中，该电源管理芯片110，用于在该微控制器130的控制下，对外部电源进行处理后，给该储能电池120充电；或者，在该微控制器130的控制下，用于对该储能电池120提供的电源进行处理后，给该升降压电路140 提供的初始充电电压。由此，可以保证给待充电设备200提供充分的充电电压。所谓充分的充电电压是指充电电路提供的充电电压完全能满足待充电设备的充电需求，从而可以保证充电速度。

具体的，该电源管理芯片110对电源的处理包括：升压或降压处理；可以是采用的具备升压功能的电源管理芯片、也可以是具备降压功能的电源管理芯片、或者是同时具备升压和降压功能的电源管理芯片。

该微控制器130，用于根据外部电源以及该待充电设备200的充电需求，确定充电模式以保证满足该待充电设备的充电需求；优化的，该微控制器 130，还用于通过该电源管理芯片110控制该储能电池120的充饱电压、充电电流。优化的，该电源管理芯片110还管理该储能电池120的通讯。

具体的，该充电模式包括但不限于：该外部电源对该储能电池120和待充电设备200同时充电；或者，该外部电源和该储能电池120同时给该待充电设备200充电；或者，仅该储能电池120给该待充电设备200充电。优化的，该充电模式还可以包括：仅该外部电源对该待充电设备200进行充电；或者，该外部电源通过该电源管理芯片110给储能电池120充电。

具体的，当有外部电源，且该微控制器130确定该外部电源能满足该待充电设备200的充电需求时，该外部电源直接给该升降压电路140提供初始充电电压，同时，该微控制器130还控制该电源管理芯片110对该外部电源进行处理后给该储能电池120充电；

当有外部电源，但该该微控制器130确定该外部电源不能满足该待充电设备200的充电需求时，该外部电源直接给该升降压电路140提供初始充电电压，同时，该微控制器130控制该电源管理芯片110，使该储能电池 120也给该升降压电路140提供初始充电电压；

当没有外部电源时，即该充电接口300没有接入适配器时，则该微控制器130控制该电源管理芯片110，使该储能电池120给该升降压电路140 提供初始充电电压。

优化的，当有外部电源，但该微控制器130确定该外部电源只能满足该待充电设备200的充电需求时，该外部电源直接给该升降压电路140提供初始充电电压。当有外部电源，但该微控制器130确定没有待充电设备 200接入电路时，控制该电源管理芯片110给储能电池120充电，并关闭该升降压电路140。

具体的，该微控制器130通过检测到的输入电压以及待充电设备200 的充电需求(如：电流、电压需求)来确认外部电源是否能满足该待充电设备200的充电需求，并动态调整该升降压电路140的充电电流。

具体的，当微控制器130通过信号识别处理检测到有适配器400插入充电接口300时，会自动控制打开该充电电路进行工作；工作时，如果待充电设备200的电池电压没有达到运算放大电路160设置的电压，则微控制器130会控制该升降压电路140进行充电，若电池电压达到运算放大电路160设置的电压，则微控制器130会控制该升降压电路140停止充电。

如何使用微控制器搭建具体电路，作为本领域的技术人员，可以根据本实用新型具体实施方式的技术方案，按照不同类型或型号的微控制器的产品说明来实现，在此不做赘述。

该升降压电路140，用于在该微控制器130以及该运算放大电路160的控制下，对该初始充电压进行处理以后给待充电设备200充电。具体的，该升降压电路140可以采用升降压芯片实现，具备双向升降压功能。

该电流检测电路150，用于获取该待充电设备200的充电电流，并将该充电电流反馈至该运算放大电路160。

基准电路170，用于为该微控制器130以及该运算放大电路160提供参考电压。该基准电路170可以采用线性稳压电路。

该运算放大电路160，用于根据该基准电路170提供的参考电压以及该该电流检测电路150反馈的充电电流，为该待充电设备200设定充电电流和/或充饱电压。即，该运算放大电路160是根据该基准电路170提供的参考电压以及该电流检测电路150反馈的充电电流，控制该升降压电路140 给待充电设备200提供恒流充电和/或恒压充电。

工作时，该运算放大电路160根据该基准电路170提供的参考电压以及该电流检测电路150反馈的待充电设备200的充电电流，对该升降压电路140进行恒流和/或恒压充电控制。

当有待充电设备200接入该充电电路100，且该充电接口300接入电源适配器时，如果该电源适配器提供的电源可以满足待充电设备200的充电需求，则该电源管理芯片110在该微控制器130的控制下，对该电源适配器提供的外部电源进行处理后，给该储能电池120充电，同时也给该升降压电路140提供初始充电电压。如果该电源适配器提供的电源不能满足待充电设备200的充电需求，则该电源管理芯片110在该微控制器130的控制下，使该外部电源以及该储能电池120同时给该升降压电路140提供初始充电电压。当该充电接口300没有接入适配器时，即没有外部电源时，则该电源管理芯片110在该微控制器130的控制下，对该储能电池120提供的电源进行处理后，给该升降压电路140提供初始充电电压。

该升降压电路140则在该微控制器130以及该运算放大电路160的恒流和/或恒压充电控制下，对该初始充电电进行处理后给待充电设备200充电。

当没有有待充电设备200接入该充电电路100，且该充电接口300接入电源适配器时，则该电源管理芯片110在该微控制器130的控制下，对该电源适配器提供的外部电源进行处理后，给该储能电池120充电。

本实用新型的上述具体实施方式，可以在给储能电池120充电的同时，也给待充电设备200充电，甚至在外部电源不能满足待充电设备200的充电需求时，由外部电源和储能电池120一起给待充电设备200充电，以保证给待充电设备的充电速度。同时，由于在储能电池120和备用电池之间采用的是升降压电路140，具备双向升降压功能，从而使得该充电电路100 无论是在给自身的储能电池120充电，还是给待充电设备200充电时，都既可以做升压处理，也可以做降压处理。如此一来，不但可以可以简化外围电路，降低电路成本；还可以使得该储能电池120不用受快速充电协议中定义的电压的限制，而是可以根据实际需求设计电池组电压，从而降低该储能电池120电压充电年电压之间的差距，进而降低电流，减小电路损耗以及发热量，提升电路的转化率。

请参见图3，本实用新型一种充电电路的具体实施方式的运算放大电路 160的电路原理图。

该运算放大电路160包括：恒流运算放大器U5、恒压运算放大器U6。恒流运算放大器U5、恒压运算放大器U6的输出端电连接后，向该升降压电路140输出控制信号。具体的，可以是输出该该升降压芯片的反馈端。

恒流运算放大器U5，用于控制该升降压电路140进行恒流充电。

具体的，恒流运算放大器U5的反馈端输入端接收电流检测电路150反馈的待充电设备200的充电电流，基准端则接入参考电压，通过恒流运算放大器U5对该充电电流以及参考电压进行比较，输出端输出控制信号给升降压电路140，保证该升降压电路140充电电流恒定。该参考电压可以由串联连接于供电电路与地之间的分压电阻R45和R46提供。

恒压运算放大器U6，用于控制该升降压电路140进行恒压充电。

具体的，恒压运算放大器U6的反馈端输接收该电流检测电路150反馈待充电设备200的充电电压；基准端则接入该恒流运算放大器U5、恒压运算放大器U6的输出端的输出电压，通过恒压运算放大器U6对充电电压以及恒压运算放大器U6的输出电压进行比较，保证该升降压电路140充电电压恒定。该充电电压可以是串联连接于该该电流检测电路150与地之间的一组分压电阻R47和R48提供的。

上述具体实施方式说明但并不限制本实用新型，本领域的技术人员能在权利要求的范围内设计出多个可代替实例。所属领域的技术人员应该意识到，对在没有违反如所附权利要求书所定义的本实用新型的范围之内，可对具体实现方案做出适当的调整、修改等。因此，凡依据本实用新型的精神和原则，所做的任意修改和变化，均在所附权利要求书所定义的本实用新型的范围之内。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，该充电电路包括：电源管理芯片、储能电池、微控制器、升降压电路、电流检测电路、运算放大电路、基准电路；

该电源管理芯片，用于在该微控制器的控制下，对外部电源进行处理后，给该储能电池充电；或者，在该微控制器的控制下，用于对该储能电池提供的电源进行处理后，给该升降压电路提供初始充电电压；

该微控制器，用于根据外部电源以及待充电设备的充电需求，确定充电模式以保证满足该待充电设备的充电需求；

该升降压电路，用于在该微控制器以及该运算放大电路的控制下，对该初始充电压进行处理以后给待充电设备充电；

该电流检测电路，用于获取该待充电设备的充电电流，并将该充电电流反馈至该运算放大电路；

该基准电路，用于为该微控制器以及该运算放大电路提供参考电压；

该运算放大电路，用于根据该基准电路提供的参考电压以及该电流检测电路反馈的充电电流，控制该升降压电路给待充电设备提供恒流充电和/或恒压充电。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该电源管理芯片采用具备升压功能的电源管理芯片、或者具备降压功能的电源管理芯片、或者是同时具备升压和降压功能的电源管理芯片中的一种。

3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该充电模式包括：该外部电源对该储能电池和该待充电设备同时充电；或者，该外部电源和该储能电池同时给该待充电设备充电；或者，仅该储能电池给该待充电设备充电。

4.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，当有外部电源，且该微控制器确定该外部电源能满足该待充电设备的充电需求时，该外部电源直接给该升降压电路提供初始充电电压，同时，该微控制器还控制该电源管理芯片对该外部电源进行处理后给该储能电池充电；

当有外部电源，但该该微控制器确定该外部电源不能满足该待充电设备的充电需求时，该外部电源直接给该升降压电路提供初始充电电压，同时，该微控制器控制该电源管理芯片，使该储能电池也给该升降压电路提供初始充电电压；

当没有外部电源时，则该微控制器控制该电源管理芯片，使该储能电池给该升降压电路提供初始充电电压。

5.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，当该待充电设备的电池电压没有达到运算放大电路设置的电压时，该微控制器控制该升降压电路进行充电；当该待充电设备的电池电压达到运算放大电路设置的电压是，该微控制器控制该升降压电路停止充电。

6.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该微控制器通过检测到的输入电压以及待充电设备的充电需求来确认外部电源是否能满足该待充电设备的充电需求，并动态调整该升降压电路的充电电流。

7.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该运算放大电路包括：恒流运算放大器U5、恒压运算放大器U6；该恒流运算放大器U5，用于控制该升降压电路进行恒流充电；该恒压运算放大器U6，用于控制该升降压电路进行恒压充电。

8.如权利要求7所述的充电电路，其特征在于，

该恒流运算放大器的输出端向该升降压电路输出控制信号；

该恒流运算放大器的反馈端输入端接收该电流检测电路反馈的待充电设备的充电电流，该恒流运算放大器的基准端则接入参考电压，通过该恒流运算放大器对该充电电流以及该参考电压进行比较，该恒流运算放大器的输出端输出该控制信号给升降压电路。

9.如权利要求7所述的充电电路，其特征在于，

该恒压运算放大器的输出端向该升降压电路输出控制信号；

该恒压运算放大器的反馈端输入接收该电流检测电路反馈待充电设备的充电电压；该恒压运算放大器的基准端则接入该恒流运算放大器、该恒压运算放大器的输出端，通过该恒压运算放大器对充电电压以及该恒压运算放大器的输出电压进行比较，后向该升降压电路输出该控制信号，保证该升降压电路充电电压恒定。

10.一种电子装置，用于给待充电设备进行充电，其特征在于，该电子装置包括权利要求1至9中任意一项所述的充电电路。