CN209472413U - 一种充电电路及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电电路及设备，用以满足对镍氢电池的充电需求。充电电路，包括：电源输入模块、输出电压调整模块、反馈模块以及比较模块，电源输入模块的输入端与充电电源连接，电源输入模块的输出端与输出电压调整模块的第一端连接；输出电压调整模块的第二端与比较模块的输出端相连，输出电压调整模块的第三端与比较模块的第一输入端相连，输出电压调整模块的第三端通过反馈模块的第一组件与电池的正极相连，且通过反馈模块中的第一组件和第二组件与比较模块的第二输入端相连；反馈模块的第一端与输出电压调整模块的第三端相连，反馈模块的第二端与输出电压调整模块的第一端相连，且反馈模块的第二端与第二组件之间连接有第三组件。

Description

一种充电电路及设备

技术领域

本实用新型涉及充电领域，尤其涉及一种充电电路及设备。

背景技术

在电动车的无线通信终端中，通常都备有备用电池，以在外部电源出现异常中断连接时，启用备用电池供电，及时将数据传送给企业平台。

目前，备用电池一般使用安全系数较高的镍氢电池，但是现有的充电技术方案大都是基于手机锂电池的电池充电芯片所设计的，其并不适用于对车载通信终端中使用的镍氢电池充电，而且基于手机锂电池的电池充电芯片所设计的充电方案成本高，控制逻辑复杂，不利于车载通信终端的成本控制以及系统的可靠性。

综上所述，目前亟需一种充电技术方案，以满足车载通信终端中镍氢电池的充电需求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种充电电路及设备，用以满足对镍氢电池的充电需求。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电电路，包括：电源输入模块、输出电压调整模块、反馈模块以及比较模块，其中，

电源输入模块的输入端与充电电源连接，电源输入模块的输出端与输出电压调整模块的第一端连接；

输出电压调整模块的第二端与比较模块的输出端相连，输出电压调整模块的第三端与比较模块的第一输入端相连，输出电压调整模块的第三端通过反馈模块中用于调节充电电流的第一组件与电池的正极相连，且通过反馈模块中的第一组件和用于调节第一组件两端电压的第二组件与比较模块的第二输入端相连；

反馈模块的第一端与输出电压调整模块的第三端相连，反馈模块的第二端与输出电压调整模块的第一端相连，且反馈模块的第二端与第二组件之间连接有用于调整第二组件工作状态的第三组件。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，输出电压调整模块包括：达林顿管，达林顿管的集电极为输出电压调整模块的第一端，达林顿管的基极为输出电压调整模块的第二端，达林顿管的发射极为输出电压调整模块的第三端。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，比较模块包括：运算放大器，且运算放大器的输出端与输出电压调整模块的第二端之间连接有电阻组件。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，第一组件包括电阻组件，第二组件包括稳压二极管，第三组件包括电阻组件，稳压二极管的阳极通过第一组件与输出电压调整模块的第三端连接，稳压二极管的阴极与比较模块的第二输入端相连、且通过第三组件与输出电压调整模块的第一端相连。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，该充电电路还包括：连接于第一组件与电池的正极之间的第一二极管。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，该充电电路还包括：连接在电池的正极与电池的负极之间的第一电容和第二电容。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，电源输入模块包括：第一电阻、第三电容、第二二极管、第二电阻以及金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管；其中，

MOS管的源极与充电电源相连，MOS管的栅极通过第二电阻与充电电源的负极相连，MOS管的漏极与输出电压调整模块的第一端相连；

第一电阻的第一端、第三电容的第一端和第二二极管的阴极均与MOS管的源极相连，第一电阻的第二端、第三电容的第二端和第二二极管的阳极均与MOS管的栅极相连。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，电源输入模块还包括：连接于第二电阻与充电电源的负极之间的控制组件，用于控制电源输入模块与输出电压调整模块的连接。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述充电电路中，控制组件，包括：第三电阻、第四电阻、第四电容以及三极管；其中，

三极管的集电极与第二电阻相连，三极管的基极通过第三电阻与用于接收使能控制信号的使能控制端相连，三极管的发射极与充电电源的负极相连；

第四电阻和第四电容连接在三极管的基极与三极管的发射极之间。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种充电设备，包括本实用新型实施例第一方面提供的充电电路。

本实用新型实施例的有益效果如下：

本实用新型实施例提供的一种充电电路及设备，充电电路包括：电源输入模块、输出电压调整模块、反馈模块以及比较模块，其中，电源输入模块的输入端与充电电源连接，电源输入模块的输出端与输出电压调整模块的第一端连接；输出电压调整模块的第二端与比较模块的输出端相连，输出电压调整模块的第三端与比较模块的第一输入端相连，输出电压调整模块的第三端通过反馈模块中用于调节充电电流的第一组件与电池的正极相连，且通过反馈模块中的第一组件和用于调节第一组件两端电压的第二组件与比较模块的第二输入端相连；反馈模块的第一端与输出电压调整模块的第三端相连，反馈模块的第二端与输出电压调整模块的第一端相连，且反馈模块的第二端与第二组件之间连接有用于调整第二组件工作状态的第三组件。

本实用新型实施例提供的充电方案中，电源输入模块连接充电电源和输出电压调整模块，输出电压调整模块根据充电要求调整充电电压或者进一步调整充电电流，以对电池进行充电，与现有技术中基于手机锂电池的电池充电芯片所设计的充电方案相比，不需要借助锂电池的电池充电芯片，适用范围较广，也即适用于对镍氢电池的充电，能够满足车载通信终端中镍氢电池的充电需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一充电电路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实用新型实施例所提供的充电方案，适用于各种材质类型的电池，可以包括但不限于：锂电池、镍氢电池等。

下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的充电电路及设备的具体实施方式进行说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种充电电路，包括：电源输入模块10、输出电压调整模块20、反馈模块30以及比较模块40。

电源输入模块10的输入端与充电电源(图中未示出)连接，电源输入模块10的输出端与输出电压调整模块20的第一端连接。

输出电压调整模块20的第二端与比较模块40的输出端相连，输出电压调整模块20的第三端与比较模块40的第一输入端相连，输出电压调整模块20的第三端通过反馈模块30中用于调节充电电流的第一组件与电池的正极相连，且通过反馈模块30中的第一组件和用于调节第一组件两端电压的第二组件与比较模块40的第二输入端相连。

反馈模块30的第一端与输出电压调整模块20的第三端相连，反馈模块30的第二端与输出电压调整模块20的第一端相连，且反馈模块30的第二端与第二组件之间连接有用于调整第二组件工作状态的第三组件。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的充电电路中，电源输入模块10包括：第一电阻11、第三电容12、第二二极管13、金属-氧化物-半导体场效应晶体(MetalOxide Semiconductor，MOS)管14以及第二电阻15。

MOS管14的源极与充电电源相连，MOS管14的栅极通过第二电阻15与充电电源的负极相连，MOS管14的漏极与输出电压调整模块20的第一端相连。

第一电阻11的第一端、第三电容12的第一端和第二二极管13的阴极均与MOS管14的源极相连，第一电阻11的第二端、第三电容12的第二端和第二二极管13的阳极均与MOS管14的栅极相连。

需要说明的是，第一电阻11与第二电阻15可以包括多个串联和/或并联的电阻，且第一电阻11与第二电阻15的阻值可以相同，也可以不同，本实用新型下述实施例以第一电阻11与第二电阻15阻值相同为例进行说明。

其中，第三电容12起滤波作用，第一电阻11为MOS管14的栅极与源极之间提供电位差，保证MOS管14处于导通状态。

需要说明的是，由于MOS管14的耐压能力较强，当充电电源的电压数值出现变动时，MOS管14也可以承受，即允许通过的充电电源的电压范围较大。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的充电电路，输出电压调整模块20包括：达林顿管，达林顿管的集电极为输出电压调整模块20的第一端，达林顿管的基极为输出电压调整模块20的第二端，达林顿管的发射极为输出电压调整模块20的第三端。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的充电电路中，在反馈模块30中，第一组件包括电阻组件31，第二组件包括稳压二极管32，第三组件包括电阻组件33，稳压二极管32的阳极通过第一组件与输出电压调整模块20的第三端连接，稳压二极管32的阴极与比较模块40的第二输入端相连、且通过第三组件与输出电压调整模块20的第一端相连。

其中，稳压二极管32通过电阻组件33与电源输入模块10的输出端相连，以保证稳压二极管32处于击穿状态，即工作在稳压状态。

需要说明的是，电阻组件31和电阻组件33可以包括多个串联和/或并联的电阻，本实用新型实施例对此不做限定。

其中，电阻组件31的阻值的大小可以调整充电电流的大小，具体数值可以根据实际需求进行设定，例如，电阻组件31的阻值可以为12.5欧姆，当然也可以选择其它数值的电阻，本实用新型下述实施例以电阻阻值为12.5欧姆为例进行说明。

其中，稳压二极管32可以根据实际需要进行选择，例如：可以选择稳压值为1.25V的稳压二极管，当然也可以选择稳压值为其它数值的稳压二极管，本实用新型实施例对此不做限定。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的充电电路中，比较模块40包括：运算放大器，且运算放大器的输出端与输出电压调整模块20的第二端之间连接有电阻组件50。

需要说明的是，连接在运算放大器的输出端与输出电压调整模块20的第二端之间的电阻组件50，可以包括多个串联和/或并联的电阻，本实用新型实施例对此不做限定。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的充电电路中，该充电电路还包括：连接于电阻组件31与电池的正极之间的第一二极管60，用于防止当电池充电完毕，电池电压升高造成反向充电。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的充电电路中，该充电电路还包括：连接在电池的正极与电池的负极之间的第一电容70和第二电容80，用于进行滤波。

下面结合图1对本实用新型实施例提供的充电电路的工作原理进行说明。

当充电电源与MOS管14的源极相连时，此时MOS管14源极的电位为充电电源电压，栅极的电位为1/2充电电源电压，MOS管14的源极电位高于栅极电位，MOS管14导通，充电电源的电能通过输出电压调整模块20和反馈模块30的电阻组件31，给电池进行充电。

由于比较模块40中的运算放大器处于线性状态时，正相输入端与反向输入端的电位相同，即稳压二极管32与电阻组件31串联的支路的两端的电压为零，由于稳压二极管32的稳压值为1.25V，所以电阻组件31两端的电压为-1.25V，在电池电量为0时，电阻组件31第一端的电位为1.25V，此时充电电流为1.25V与电阻组件31阻值的比值，即100毫安。

在充电过程中，电池两端的电压逐渐升高，电阻组件31第二端点的电位也随之升高，此时运算放大器的输入电流也随之发生变化，放大器输出端输出的电压跟随输入电流的变换而变化，由于运算放大器的输出端通过电阻组件50与达林顿管的基极相连，当达林顿管的基极电压发生变化时，调整达林顿管发射极与集电极之间的电压，改变了电阻组件31第一端的电位，从而保持电阻组件31两端的电压不变，维持充电电流不变。

在本实用新型实施例提供的充电电路中，电源输入模块10还可以包括：连接于第二电阻15与充电电源的负极之间的控制组件90，用于控制电源输入模块10与输出电压调整模块20的连接。

如图2所示，本实施例提供的充电电路中，控制组件90包括：第三电阻91、第四电阻92、第四电容93以及半导体三极管94。

三极管94的集电极与第二电阻15相连，三极管94的基极通过第三电阻91与用于接收使能控制信号的使能控制端相连，三极管94的发射极与充电电源的负极相连，第四电阻92和第四电容93连接在三极管94的基极与三极管94的发射极之间。

在一种可能的实施方式中，当电池接近充满时，通过使能控制端控制对电池进行涓流充电，例如，可以设置在1分钟内，充电2秒，关闭充电58秒。

需要说明的是，关闭充电时长与充电时长可以根据实际需要进行设置，例如，可以关闭时长为55秒，充电时长为5秒，当然也可以设置为其它时长，本实用新型实施例对此不做限定。

需要说明的是，可以通过以下两种方式检测电池是否接近充满。

方式一，当充电时长达到预设充电时长时，对电池进行涓流充电。

方式二，当检测到电池两端的电压为电池的额定电压时，对电池进行涓流充电。

下面结合图2对本实用新型实施例提供的充电电路的使能充电的工作原理进行说明。

具体实施时，当电池进行充电时，使能控制端输出高电压信号，此时三极管94的基极电位大于发射极电位，满足导通条件，三极管94导通，此时MOS管14的源极电位为充电电源电压，栅极电位为1/2充电电源电压，MOS管14导通，对电池进行充电。

当检测到电池接近充满时，使能控制端输出低电压信号，此时三极管94的基极电位与发射极电位相同，不满足导通条件，此时三极管94处于截止状态，此时MOS管14栅极的电位与源极的电位相同，MOS管14截止，此时停止为电池进行充电。

另外，结合上述实施例中的充电电路，本实用新型实施例可提供一种充电设备。该充电设备包括本实用新型实施例提供的充电电路。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：电源输入模块、输出电压调整模块、反馈模块以及比较模块，其中，

所述电源输入模块的输入端与充电电源连接，所述电源输入模块的输出端与所述输出电压调整模块的第一端连接；

所述输出电压调整模块的第二端与所述比较模块的输出端相连，所述输出电压调整模块的第三端与所述比较模块的第一输入端相连，所述输出电压调整模块的第三端通过所述反馈模块中用于调节充电电流的第一组件与电池的正极相连，且通过所述反馈模块中的第一组件和用于调节所述第一组件两端电压的第二组件与所述比较模块的第二输入端相连；

所述反馈模块的第一端与所述输出电压调整模块的第三端相连，所述反馈模块的第二端与所述输出电压调整模块的第一端相连，且所述反馈模块的第二端与所述第二组件之间连接有用于调整所述第二组件工作状态的第三组件。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述输出电压调整模块包括：达林顿管，所述达林顿管的集电极为所述输出电压调整模块的第一端，所述达林顿管的基极为所述输出电压调整模块的第二端，所述达林顿管的发射极为所述输出电压调整模块的第三端。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述比较模块包括：运算放大器，且所述运算放大器的输出端与所述输出电压调整模块的第二端之间连接有电阻组件。

4.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一组件包括电阻组件，所述第二组件包括稳压二极管，所述第三组件包括电阻组件，所述稳压二极管的阳极通过所述第一组件与所述输出电压调整模块的第三端连接，所述稳压二极管的阴极与所述比较模块的第二输入端相连、且通过所述第三组件与所述输出电压调整模块的第一端相连。

5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括：连接于所述第一组件与所述电池的正极之间的第一二极管。

6.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括：连接在所述电池的正极与所述电池的负极之间的第一电容和第二电容。

7.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述电源输入模块包括：第一电阻、第三电容、第二二极管、第二电阻以及金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管；其中，

所述MOS管的源极与所述充电电源相连，所述MOS管的栅极通过所述第二电阻与所述充电电源的负极相连，所述MOS管的漏极与所述输出电压调整模块的第一端相连；

所述第一电阻的第一端、所述第三电容的第一端和所述第二二极管的阴极均与所述MOS管的源极相连，所述第一电阻的第二端、所述第三电容的第二端和所述第二二极管的阳极均与所述MOS管的栅极相连。

8.根据权利要求7所述的充电电路，其特征在于，所述电源输入模块还包括：连接于所述第二电阻与所述充电电源的负极之间的控制组件，用于控制所述电源输入模块与所述输出电压调整模块的连接。

9.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，所述控制组件，包括：第三电阻、第四电阻、第四电容以及三极管；其中，

所述三极管的集电极与所述第二电阻相连，所述三极管的基极通过所述第三电阻与用于接收使能控制信号的使能控制端相连，所述三极管的发射极与所述充电电源的负极相连；

所述第四电阻和所述第四电容连接在所述三极管的基极与所述三极管的发射极之间。

10.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备包括如权利要求1-9中任一项所述的充电电路。