CN208423882U - 充电电路的防逆接装置和充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电电路的防逆接装置和充电器，该装置包括：第一场效应管、第二场效应管、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电源正极接口、电源负极接口；当充电电路与充电电池反接时，第一场效应管和第二场效应管的漏极和源极截止，停止对充电电池正常充电，以对充电电路进行保护。本实用新型可以提高电源的利用效率。

Description

充电电路的防逆接装置和充电器

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其是涉及一种充电电路的防逆接装置和充电器。

背景技术

随着汽车产业发展，车载高频充电器已经广泛应用，充电器设备使用的过程中，如果用户不甚将充电器的正负极反向接入，将会损害充电器内部工作电路，对充电器造成永久损害。为了解决上述问题，现有的技术是通过在充电器输入线路上加上一个单向二极管或者输入端加继电器以防正负极反接对充电器造成损害。但是使用二极管做防反接时，由于二极管导通存在压降，会损耗电能，导致电源利用率不高，且伴随有散热的问题；使用继电器做防反接时，由于继电器是机械式控制，继电器触点易产生拉弧，造成接触点氧化，使用寿命不长。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种充电电路的防逆接装置和充电器，以提高电源利用率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电电路的防逆接装置，装置包括：第一场效应管、第二场效应管、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电源正极接口、电源负极接口；第一场效应管的源极与第二场效应管的源极连接；第一场效应管的栅极与第二场效应管的栅极连接；第一电阻连接在源极和栅极之间；第二电阻分别与栅极和三极管的集电极连接；三极管的基极分别与第三电阻和第四电阻连接；三极管的发射极分别与第五电阻和地线连接；电源负极接口分别与地线、第五电阻连接；电源正极接口分别与第二场效应管的漏极、第四电阻连接；

当充电电路与充电电池反接时，第一场效应管和第二场效应管的漏极和源极截止，停止对充电电池正常充电，以对充电电路进行保护。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，当充电电路与充电电池正接时，第一场效应管和第二场效应管的漏极和源极导通，对充电电池正常充电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，第一场效应管和第二场效应管包括P沟道的场效应管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，三极管为NPN型三极管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻包括碳膜电阻。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，装置还包括灯光提示装置；灯光提示装置包括发光二极管和限流电阻；限流电阻与发光二极管依次连接；限流电阻与第一场效应管的漏极相连；发光二极管分别与第二电阻、三极管集电极相连；限流电阻用来保护发光二极管，以防电流过大损坏发光二极管；发光二极管用来提示电源充电的状态。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种充电器，充电器包括上述的装置，还包括充电电路；充电电路包括整流电路、阻容吸收电路、驱动电路和反馈电路；整流电路用于将交流电能转换成直流电能；阻容吸收电路用于防止过电压造成的负载绝缘击穿；驱动电路用于控制电路的电流值；反馈电路用于输出稳定电压值。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，整流电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；第一整流二极管的负极与第二整流二极管的正极相连；第一整流二极管的正极与第三整流二极管正极相连；第三整流二极管的负极与第四整流二极管的正极相连。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，驱动电路的驱动芯片包括NCP1252A芯片。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，阻容吸收电路包括电容和电阻；电容与电阻并联连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型提供了一种充电电路的防逆接装置和充电器，该装置包括：第一场效应管、第二场效应管、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电源正极接口、电源负极接口；当充电电路与充电电池反接时，第一场效应管和第二场效应管的漏极和源极截止，停止对充电电池正常充电，以对充电电路进行保护。本实用新型可以提高电源的利用效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种充电电路的防逆接装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种充电电路的防逆接装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种充电电路的防逆接装置的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的一种充电器的电路图。

图标：100-第一场效应管；101-第二场效应管；102-三极管；103-第一电阻；104-第二电阻；105-第三电阻；106-第四电阻；107-第五电阻；108-电源正极接口；109-电源负极接口；110-发光二极管；111-限流电阻；200-第一整流二极管；201-第二整流二极管；202-第三整流二极管；203-第四整流二极管。

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，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

考虑到现有的防充电器反接的方式，易导致电源利用率不高，且使用寿命有限的问题，本发明实施例提供了一种充电电路的防逆接装置和充电器。该技术可以应用于汽车电源充电的过程中。为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种充电电路的防逆接装置和充电器进行详细介绍。

参见图1所示的充电电路的防逆接装置的结构示意图；该装置包括：第一场效应管100、第二场效应管101、三极管102、第一电阻103、第二电阻104、第三电阻105、第四电阻106、第五电阻107、电源正极接口108、电源负极接口109；第一场效应管100的源极与第二场效应管101的源极连接；第一场效应管100的栅极与第二场效应管101的栅极连接；第一电阻103连接在源极和栅极之间；第二电阻104分别与栅极和三极管102的集电极连接；三极管102的基极分别与第三电阻105和第四电阻106连接；三极管102的发射极分别与第五电阻107和地线连接；电源负极接口109分别与地线、第五电阻107连接；电源正极接口108分别与第二场效应管101的漏极、第四电阻106连接；

当充电电路与充电电池反接时，第一场效应管100和第二场效应管101的漏极和源极截止，停止对充电电池正常充电，以对充电电路进行保护。

上述的第一场效应管和第二场效应管均为FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)简称场效应管；主要包括两种类型JFET(junction Field Effect Transistor，结型场效应晶体管)和金属-氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FieldEffect Transistor，MOS-FET)。在一块N型半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的P型区，就形成两个不对称的PN结，把两个P区并联在一起，引出一个电极，称为栅极(G极)，在N型半导体的两端各引出一个电极，分别称为源极(S极)和漏极(D极)。

MOS场效应管又分为N沟道耗尽型和增强型；P沟道耗尽型和增强型四大类。与双极型晶体管相比，场效应管具有如下特点。

(1)场效应管是电压控制器件，它通过VGS(栅源电压)来控制ID(漏极电流)；

(2)场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。

(3)利用多数载流子导电，因此温度稳定性较好；

(4)组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；

(5)场效应管的抗辐射能力强；

(6)由于其不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。

三极管，全称为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件；其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极E、基极B和集电极C两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种类型。

本实用新型提供了一种充电电路的防逆接装置，该装置包括：第一场效应管、第二场效应管、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电源正极接口、电源负极接口；当充电电路与充电电池反接时，第一场效应管和第二场效应管的漏极和源极截止，停止对充电电池正常充电，以对充电电路进行保护。本实用新型可以提高电源的利用效率。

参见图2所示的另一种充电电路的防逆接装置的结构示意图；该装置还包括灯光提示装置；灯光提示装置包括发光二极管110和限流电阻111；限流电阻111与发光二极管110依次连接；限流电阻111与第一场效应管100的漏极相连；发光二极管110分别与第二电阻104、三极管102集电极相连；限流电阻111用来保护发光二极管110，以防电流过大损坏发光二极管110；发光二极管110用来提示电源充电的状态。

当充电电路与充电电池正接时，第一场效应管100和第二场效应管101的漏极和源极导通，对充电电池正常充电。

第一场效应管100和第二场效应管101包括P沟道的场效应管。三极管102为NPN型三极管。第一电阻103、第二电阻104、第三电阻105、第四电阻106、第五电阻107包括碳膜电阻。

图3为充电电路防逆接装置的电路图；其中，Q1和Q2是防逆接MOS管，由P沟道场效应管组成，防逆接场管串联在充电器的输出正极端，Q1的S极与Q2的S极对接相当于无触点开关控制电路中电流的流动，Q2的D极与电瓶正极相连接；N1为三极管，N1的C极经R11电阻与Q1和Q2的控制极相连，当充电器的输出正负极与电瓶的正负极正确连接时，电瓶电压经R14电阻流到N1的B极使N1的C和E极导通，由N1将Q1和Q2的G极电压接地线，此时Q1和Q2的D和S极导通，与电瓶正负极正确连接，发光二极管点亮，进入正常充电模式。

当充电器的输出正负极与电瓶的正负极错误连接时，R14电阻接地，N1的E极与电瓶正极相连，N1的B极电压为零C、E极无法导通，因此Q1和Q2的G极电压不能接地线，此时Q1和Q2的D和S极处于截止状态，电瓶正负极与充电器输出处于开路状态，发光二极光不会被点亮，充电器与电瓶产生不了回路，从而起到逆接保护作用，其中，R10用于控制Q2场效应管偏置电阻，R11为下拉限流电阻，当N1的C、E极导通时，不会因电流过大导致N1损坏，R13为N1三极管偏置电阻，R14为驱动N1导通电阻，R15为充电电流采用的电阻，R1为发光二极管的限流电阻。

本实用新型通过场效应管的连接实现电路的防逆接以保护充电电路和电瓶，该方式可以提高电源的利用效率。

参见图4所示的充电器的电路图；该充电器包括上述的防逆接装置，还包括充电电路；该充电电路包括整流电路、阻容吸收电路、驱动电路和反馈电路；整流电路用于将交流电能转换成直流电能；阻容吸收电路用于防止过电压造成的负载绝缘击穿；驱动电路用于控制电路的电流值；反馈电路用于输出稳定电压值。

其中，整流电路包括第一整流二极管200、第二整流二极管201、第三整流二极管202和第四整流二极管203；第一整流二极管200的负极与第二整流二极管201的正极相连；第一整流二极管200的正极与第三整流二极管202正极相连；第三整流二极管202的负极与第四整流二极管203的正极相连。驱动电路的驱动芯片包括NCP1252A芯片。阻容吸收电路包括电容和电阻；电容与电阻并联连接。

上述的充电电路的防逆接装置可以连接到充电电路中，从而实现对电瓶的充电，该方式主要具有如下优势：

1.场效应管的导通压降处于毫欧极，发热量低。

2.无触点开关控制：在电磁兼容性、可靠性、安全性等方面的优越性是机械式继电器，导通和关断时不出现电弧或火花，动作迅速，寿命长，可靠性高，适合防火、防爆、防潮等特殊环境使用。

3.充电器主要由场效应管使用P管S极对接方式，控制方法简单实用，也可以使用二极管及继电器替代。

本实用新型通过场效应管的连接实现电路的防逆接以保护充电电路和电瓶，该方式可以提高电源的利用效率。

本实用新型实施例提供的充电器，与上述实施例提供的充电电路的防逆接装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本实用新型实施例所提供的进行充电电路的防逆接装置和充电器的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电电路的防逆接装置，其特征在于，所述装置包括：第一场效应管、第二场效应管、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电源正极接口、电源负极接口；

所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的源极连接；所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极连接；所述第一电阻连接在所述源极和所述栅极之间；所述第二电阻分别与所述栅极和所述三极管的集电极连接；所述三极管的基极分别与所述第三电阻和所述第四电阻连接；所述三极管的发射极分别与所述第五电阻和地线连接；所述电源负极接口分别与所述地线、所述第五电阻连接；所述电源正极接口分别与所述第二场效应管的漏极、所述第四电阻连接；

当充电电路与充电电池反接时，所述第一场效应管和所述第二场效应管的漏极和源极截止，停止对所述充电电池正常充电，以对所述充电电路进行保护。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述充电电路与充电电池正接时，所述第一场效应管和所述第二场效应管的漏极和源极导通，对所述充电电池正常充电。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管包括P沟道的场效应管。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻、所述第五电阻包括碳膜电阻。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括灯光提示装置；所述灯光提示装置包括发光二极管和限流电阻；

所述限流电阻与所述发光二极管依次连接；所述限流电阻与所述第一场效应管的漏极相连；所述发光二极管分别与所述第二电阻、所述三极管集电极相连；

所述限流电阻用来保护发光二极管，以防电流过大损坏所述发光二极管；所述发光二极管用来提示电源充电的状态。

7.一种充电器，其特征在于所述充电器包括权利要求1-6任意一项所述的装置，还包括充电电路；所述充电电路包括整流电路、阻容吸收电路、驱动电路和反馈电路；

所述整流电路用于将交流电能转换成直流电能；所述阻容吸收电路用于防止过电压造成的负载绝缘击穿；所述驱动电路用于控制电路的电流值；所述反馈电路用于输出稳定电压值。

8.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述整流电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；

所述第一整流二极管的负极与所述第二整流二极管的正极相连；所述第一整流二极管的正极与所述第三整流二极管正极相连；所述第三整流二极管的负极与所述第四整流二极管的正极相连。

9.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述驱动电路的驱动芯片包括NCP1252A芯片。

10.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述阻容吸收电路包括电容和电阻；所述电容与所述电阻并联连接。