CN209709702U - 一种充电控制电路、电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电控制电路、电子设备，所述充电控制电路包括电压检测电路，所述电压检测电路的一端与电芯连接；处理电路，与电压检测电路连接，用于通过电压检测电路检测电芯的电压值；处理电路包括信号输出端，当电压值低于预设值时，处理电路通过信号输出端输出控制信号；控制电路，与处理电路连接，包括开关子电路，开关子电路设于电芯与电源的输入端之间，用于根据控制信号控制对电芯进行涓流充电。本申请可以在电芯处于过放状态下，利用涓流充电为电芯进行充电以使其恢复正常电压状态，以便后续进行正常充电，可以提高充电过程的安全性。

Description

一种充电控制电路、电子设备

技术领域

本申请涉及电气控制领域，特别涉及一种充电控制电路、电子设备。

背景技术

目前锂电池产品应用越来越广泛，社会对锂电池产品的使用安全要求也越来越高。

当锂电池接近电量耗尽时，一般会采用快速充电方式对锂电池进行充电。但是，锂电池在使用过程中可能出现过放的情况，如果对过放的电池输入大电流进行快速充电，容易引发充电故障进而无法正常充电，甚至会出现锂电池的电芯烧坏、爆炸的问题，如此对使用者造成很大的安全隐患。

发明内容

本申请提供一种充电控制电路、电子设备，可以提高电芯在充电过程的安全性。

本申请实施例提供一种充电控制电路，所述充电控制电路包括：

电压检测电路，所述电压检测电路的一端与电芯连接；

处理电路，与所述电压检测电路连接，用于通过所述电压检测电路检测所述电芯的电压值；所述处理电路包括信号输出端，当所述电压值低于预设值时，所述处理电路通过所述信号输出端输出控制信号；

控制电路，与所述处理电路连接，包括开关子电路，所述开关子电路设于所述电芯与电源的输入端之间，用于根据所述控制信号控制对所述电芯进行涓流充电。

可选的，所述开关子电路包括开关mos管，所述开关mos管的栅极与所述处理电路的信号输出端连接，所述开关mos管的源极与所述电源连接，所述开关mos管的漏极与所述电芯连接。

可选的，所述开关子电路还包括：

推挽模块，所述推挽模块包括第一三极管以及第二三极管，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管；

所述第一三极管以及所述第二三极管的基极与所述处理电路的信号输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述电源的正极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述电源的负极连接，所述开关mos管的栅极连接至所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极之间。

可选的，所述处理电路的信号输出端与所述推挽模块之间，还设有用于放大所述控制信号的第三三极管。

可选的，所述开关mos管的栅极与源极之间设有稳压二极管。

可选的，所述电压检测电路，包括相互串联的第一分压电阻以及第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述电芯的正极连接，所述第二分压电阻的一端接地，所述处理电路包括电压检测端，所述电压检测端连接至所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间。

可选的，所述电压检测电路，还包括滤波模块，所述滤波模块连接至所述电芯的正极与所述处理电路的电压检测端之间。

可选的，所述充电控制电路，还包括：

电流检测电路，与所述处理电路连接，包括采样电阻以及与所述采样电阻连接的运算放大器，所述采样电阻设于所述电芯的负极与所述电源的负极之间，所述运算放大器与处理电路连接；

所述电流检测电路用于获取所述采样电阻两端的电流值，并将所述电流值输出给处理电路，以通过所述处理电路控制充电电流值。

可选的，所述预设值为2-2.5V。

本申请实施例还公开一种电子设备，所述电子设备包括电芯以及电源输入端，还包括连接于所述电芯以及电源输入端之间的充电控制电路；

其中，所述充电控制电路为如上任意一项所述的充电控制电路。

由上可知，本申请实施例利用电压检测电路使得处理电路获得电芯的电压值，并在电芯的电压值低于预设值时控制该控制电路对电芯进行涓流充电，如此可以在电芯处于过放状态下，利用涓流充电为电芯进行充电以使其恢复正常电压状态，以便后续进行正常充电，可以提高充电过程的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的充电控制系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的充电控制电路的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的充电控制电路的另一结构示意图。

图4本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的充电控制系统的结构。

如图1所示，该充电控制系统包括充电控制电路1、电芯2以及电源3，其中该充电控制电路1设置在电芯2以及电源3之间，用于控制电能从电源3到电芯2的充电过程。

其中，该电芯2为可充电电芯2，可以为锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池等，其种类在此不作限定。

充电时，电源3从充电控制电路1处输入充电电流和充电电压，充电控制电路1通过控制流入到电芯2的充电电流以及充电电压来确保电芯2在充电过程中的安全。

请参阅图2，图中示出了本申请实施例提供的充电控制电路1的结构。

如图2所示，该充电控制电路1包括电压检测电路11、处理电路12以及控制电路13。

该电压检测电路11一端与电芯2连接。其中，该电压检测电路11还与处理电路12连接，用于获取电芯2的电压值。具体的，该电压检测电路11可以包括与所述电芯2正极连接的采样电阻，处理电路12可以通过对该采样电阻的电压值进行检测，并基于该采样电阻的电压值来确定电芯2的电压值。

处理电路12，与电压检测电路11连接，用于通过电压检测电路11检测该电芯2的电压值；该处理电路12包括信号输出端，当电压值低于预设值时，该处理电路12通过信号输出端输出控制信号。

其中，该处理电路12可以包括MCU处理单元，该MCU处理单元可以集成用于检测电压值的电压检测元件ADC（Analog-to-digital converter，模拟数字转换器），该电压检测元件的管脚与电压检测电路11的采样电阻连接，以通过获取该采样电阻的电压值来确定该电芯2的电压值。

该控制信号可以是PWM脉冲电平信号，以通过PWM脉冲电平信号的电平变化来实现控制。

该预设值可以为2-2.5V，当该电芯的电压值低于2-2.5V时，电池处于过放状态。当然，不同电芯在过放时可能具有不同的电压值特征，该预设值可以根据电芯的不同进行设定。

控制电路13，与处理电路12连接，包括开关子电路，所述开关子电路设于电芯2与电源3的输入端之间，用于根据控制信号控制对电芯2进行涓流充电。

其中，涓流充电可以采用连续脉冲电流来实现小电流充电，该充电过程中产生的电流值小于正常充电时的电流值。该开关子电路受控制信号控制，当该控制信号为PWM脉冲电平信号时，开关子电路可以根据PWM脉冲电平信号的电平变化来实现开关控制。

当电芯2处于过放状态时，正常的充电方式因电压和/或电流较大，容易导致电芯2发热。利用涓流充电方式对电芯2进行充电，可以将电芯2的电压值恢复到较高的水平，进而使得电芯2更容易接受正常充电方式较大的电压和/或电流，提高充电过程的安全性。

在一些实施例中，该开关子电路可以包括开关三极管或者开关mos管，该处理电路12的信号输出端与开关三极管的基极或者是开关mos管的栅极连接，以通过该控制信号实现对开关三极管或者是开关mos管的开关控制。

由上可知，利用电压检测电路11使得处理电路12获得电芯2的电压值，并在电芯的电压值低于预设值时控制该控制电路13对电芯2进行涓流充电，如此可以在电芯2处于过放状态下，利用涓流充电为电芯2进行充电以使其恢复正常电压状态，以便后续进行正常充电，可以提高充电过程的安全性。

请参阅图3，图中示出了本申请实施例提供的充电控制电路1的另一结构。

如图3所示，该充电控制包括电压检测电路11、处理电路12以及控制电路13。

其中，该电压检测电路11包括相互串联的第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2，该第一分压电阻R1的一端与电芯2的正极连接，该第二分压电阻R2的一端接地，该处理电路12包括电压检测端，该电压检测端连接至第一分压电阻R1与第二分压电阻R2之间。

具体的，为了提高信号的识别准确性，在该电压检测端与第二分压电阻R2之间还设有滤波电路，该滤波电路包括电阻R3以及第一电容C1、第二电容C2，其中该电阻R3一端与第二分压电阻R2的一端连接，另一端与处理电路12连接，该第一电容C1的一端与电阻R3的一端连接，第一电容C1的另一端接地；第二电容C2的一端与电阻R3的另一端连接，第二电容C2的另一端接地。如此使得该电容R3以及第一电容C1、第二电容C2接地，形成RC滤波电路。

该处理电路12，包括MCU处理单元，该MCU处理单元可以集成用于检测电压值的电压检测元件ADC（Analog-to-digital converter，模拟数字转换器），该电压检测元件ADC的管脚BAT_AD作为电压检测端，连接至电压检测电路11的电阻R3一端，以使电压检测元件ADC与第二分压电阻R2形成并联，该处理电路12通过检测第二分压电阻R2的电压值从而测算出电芯2的电压值。

该控制电路13，包括开关mos管Q1，该开关mos管Q1的源极与电源3的正极连接，漏极与电芯2的正极连接，栅极受控制信号的以控制电源3对电芯2的充电。其中，该开关mos管Q1可以是P沟道mos管，当然还可以采用N沟道mos管，该开关mos管的具体类型可以根据实际情况而定。通过对开关mos管的开闭控制，可以控制输入到电芯2的电流值的大小。

在一些实施例中，为了提高开关mos管的开关效率以及稳定性，该开关mos管Q1与处理电路12的信号输出端之间，还设有推挽模块。

该推挽模块，包括第一三极管以及第二三极管，该第一三极管为NPN型三极管，该第二三极管为PNP型三极管。该推挽模块可以有效提高开关mos管Q1的工作稳定性。

该第一三极管以及第二三极管的基极与处理电路12的信号输出端连接，该第一三极管的集电极与电源3的正极连接，该第一三极管的发射极与第二三极管的发射极连接，该第二三极管的集电极与电源3的负极连接，该开关mos管的栅极连接至第一三极管的发射极与第二三极管的发射极之间。

进一步的，该处理电路12的信号输出端与推挽模块之间，还设有用于放大控制信号的第三三极管。

具体的，该处理电路12还包括信号输出端CHG_PWM，该信号输出端用于输出PWM信号。该信号输出端CHG_PWM连接至第三三极管的基极，该第三三极管的集电极通过电阻R4以及电阻R5与电源3的正极连接，该第三三极管的发射极接地。

该推挽模块的控制端，也即第一三极管的基极以及所述第二三极管基极连接至电阻R4与电阻R5之间，受所述第三三极管的控制。该开关mos管的栅极以及源极之间，还串接有稳压二极管D4，该二极管D4用于开关mos管在栅极与源极之间的稳压及放电，提高开关过程的稳定性。该第二三极管的集电极通过电阻R6与电源3的负极连接，该第三三极管的基极通过电阻R7与电源3的负极连接，并在与信号输出端CHG_PWM之间设有电阻R8。

在工作过程中，信号输出端CHG_PWM输出的控制信号为PWM波形，当CHG_PWM输出为高电平的控制信号时，第三三极管Q4打开，开关mos管Q1的栅极受控使得开关mos管Q1打开，电源3的电能通过开关mos管Q1向电芯2的正极输入电能，电芯2开始充电。反之，当CHG_PWM输出为低电平的控制信号时，第三三极管Q4关断，推挽模块中的第一三极管三极管Q2、以及第二三极管Q3的基极电压为电源3电压，开关mos管Q1的栅极也被嵌位在电源3电压，开关mos管Q1关断，电源3与电芯2处于断开状态，电芯2停止充电。

在一些实施例中，该充电控制电路1还包括电流检测电路14。该电流检测电路14与处理电路12连接，包括采样电阻R9以及与采样电阻R9连接的运算放大器U1，该采样电阻R9设于电芯2的负极与电源3的负极之间，该运算放大器U1与处理电路12连接；其中，该电流检测电路14用于获取采样电阻R9两端的电流值，并将电流值输出给处理电路12，以通过处理电路12控制充电电流值。

当处理电路12获取到该电流值后，处理电路12根据实时充电电流调整开关MOS管的开关频率，达到精准控制充电电流的目的，充电电流可以控制在正负0.05A。

通过上述电流检测电路以及处理电路12的配合，实现对充电电流的精确控制，可以避免充电电流过大或过小的情况，有效提高充电过程的安全可靠性。

由上可知，利用开关mos管以及推挽模块的配合作为开关子电路，可以提升开关子电路的可靠性。当处理电路通过电压检测电路获得的电芯电压低于预设值时，输出控制信号控制开关子电路对电芯进行涓流充电，以使电芯可以以较为安全的方式提升至正常使用值，保证电芯在充电过程中的安全性。

请参阅图4，图中示出了本申请实施例提供的电子设备的结构。

其中，该电子设备包括电芯以及电源输入端，还包括连接于该电芯以及电源输入端之间的充电控制电路。其中，该充电控制电路为上述任意一项实施例所述的充电控制电路。

该电源输入端可以是基于预设标准的接口，例如市电插头，或者是与变压器连接的接口。该电子设备可以通过该接口连接电源，以从电源处获得电能实现对电芯的充电。

该充电控制电路可以参考图2-3所述的充电控制电路，本申请在此不进行赘述。

利用充电控制电路的控制，可以使得电子设备能够在电芯的电压值低于预设值时提供涓流充电，确保电子设备的电芯在充电过程中的安全性。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路包括：

电压检测电路，所述电压检测电路的一端与电芯连接；

处理电路，与所述电压检测电路连接，用于通过所述电压检测电路检测所述电芯的电压值；所述处理电路包括信号输出端，当所述电压值低于预设值时，所述处理电路通过所述信号输出端输出控制信号；以及

控制电路，与所述处理电路连接，包括开关子电路，所述开关子电路设于所述电芯与电源的输入端之间，用于根据所述控制信号控制对所述电芯进行涓流充电。

2.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关子电路包括开关mos管，所述开关mos管的栅极与所述处理电路的信号输出端连接，所述开关mos管的源极与所述电源连接，所述开关mos管的漏极与所述电芯连接。

3.如权利要求2所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关子电路还包括：

推挽模块，所述推挽模块包括第一三极管以及第二三极管，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管；

所述第一三极管以及所述第二三极管的基极与所述处理电路的信号输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述电源的正极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述电源的负极连接，所述开关mos管的栅极连接至所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极之间。

4.如权利要求3所述的充电控制电路，其特征在于，所述处理电路的信号输出端与所述推挽模块之间，还设有用于放大所述控制信号的第三三极管。

5.如权利要求2-4任意一项所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关mos管的栅极与源极之间设有稳压二极管。

6.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述电压检测电路，包括相互串联的第一分压电阻以及第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述电芯的正极连接，所述第二分压电阻的一端接地，所述处理电路包括电压检测端，所述电压检测端连接至所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间。

7.如权利要求6所述的充电控制电路，其特征在于，所述电压检测电路，还包括滤波模块，所述滤波模块连接至所述电芯的正极与所述处理电路的电压检测端之间。

8.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路，还包括：

电流检测电路，与所述处理电路连接，包括采样电阻以及与所述采样电阻连接的运算放大器，所述采样电阻设于所述电芯的负极与所述电源的负极之间，所述运算放大器与处理电路连接；

所述电流检测电路用于获取所述采样电阻两端的电流值，并将所述电流值输出给处理电路，以通过所述处理电路控制充电电流值。

9.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述预设值为2-2.5V。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括电芯以及电源输入端，还包括连接于所述电芯以及电源输入端之间的充电控制电路；

其中，所述充电控制电路为权利要求1-9任意一项所述的充电控制电路。