CN209963809U - 充电保护装置及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电保护装置及充电器，涉及充电保护的技术领域，包括：正输出端、负输出端、控制电路、开关电路；正输出端用以连接电池正极，负输出端用以连接电池负极；正输出端、负输出端与充电器的变压器组成充电回路；控制电路分别与正输出端和负输出端相连，控制电路与开关电路相连；开关电路串接在充电回路上；控制电路用以在检测到正输出端与负输出端错接时，控制开关电路断开，以能够在正输出端与负输出端错接产生的负载过大时，保护充电回路中的变压器。降低现有技术中存在的在输出发生短路、逆接或过载情况下，可能出现对充电器的原副边元器件造成应力损伤的技术问题。

Description

充电保护装置及充电器

技术领域

本实用新型涉及充电保护技术领域，尤其是涉及一种充电保护装置及充电器。

背景技术

在现有的充电保护电路中，一般会有恒功率限制保护法、或者反激超功率限制保护法，恒功率限制保护法的保护原理在于通过限制最大传输功率来保护原边电路。但是在反激变换器中，这种方式几乎不能保护副边输出元件。例如在不连续反激变换器中，原边峰值电流已经受到限制，也就是给出了限制的传递功率。当负载电阻减少、负载超过它的限定值时，输出电压开始下降。正是因为规定输入和相应输出的电压电流乘积，当输出电压开始下降时，输出电流将会上升。在短路时，副边电流将会变得很大，在开关电源中消耗全部的功率。这种形式的功率限制一般只作为某些限制补充形式，如副边限流这种补充限制的电路中。

反激超功率限制保护法的保护原理在这种形式中有一个电路来监视原边电流和副边电压，在输出电压降低时减少功率。通过这种方法，当负载电阻下降时使输出电流减小，防止副边元器件受到过强的应力损害，其缺点是用于非线性负载时会发生锁定现象。

然而，在上述两种保护电路中，在输出发生短路、逆接或过载情况下，可能出现对充电器的原副边元器件造成应力损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供充电保护装置及充电器，降低现有技术中存在的在输出发生短路、逆接或过载情况下，可能出现对充电器的原副边元器件造成应力损伤的技术问题。

本实用新型提供的一种充电保护装置，包括：正输出端、负输出端、控制电路、开关电路；

所述正输出端用以连接电池正极，所述负输出端用以连接电池负极；所述正输出端、所述负输出端与充电器的变压器组成充电回路；

所述控制电路分别与所述正输出端和所述负输出端相连，所述控制电路与所述开关电路相连；所述开关电路串接在充电回路上；

所述控制电路用以在检测到所述正输出端与所述负输出端错接时，控制所述开关电路断开，以能够在所述正输出端与所述负输出端错接产生的负载过大时，保护充电回路中的所述变压器。

进一步的，所述控制电路包括：第一控制开关和第一电阻，所述第一控制开关的控制端与所述负输出端相连，所述第一控制开关的第一端与所述正输出端相连，所述第一控制开关的第二端与所述开关电路相连；

所述第一控制开关在检测到所述正输出端与所述负输出端错接时，所述第一控制开关的第一端和所述第一控制开关的第二端断开，以能控制所述开关电路断开；

所述第一电阻设置在所述第一控制开关的第二端和所述负输出端之间，用以保护所述第一控制开关。

进一步的，所述第一控制开关为NPN型三极管。

进一步的，所述开关电路包括：第二控制开关和保护元件；

所述第二控制开关的第一端与所述第二控制开关的第二端串接在充电回路上，所述第二控制开关的控制端与所述第一控制开关的第二端相连；

所述保护元件并联在所述第二控制开关的第一端和所述第二控制开关的第二端。

进一步的，所述第二控制开关为场效应管。

进一步的，所述保护元件为第二电阻和第三电阻；所述第三电阻阻值小于所述第一电阻阻值；

所述第二电阻的一端连接所述第二控制开关的控制端，所述第二电阻的另一端连接所述第二控制开关的第一端；所述第二电阻用以防止所述第二控制开关误导通；

所述第三电阻的一端连接所述第二控制开关的控制端，所述第三电阻的另一端连接所述第二控制开关的第二端；所述第三电阻用以使从第一控制开关输出的电压在所述第二控制开关的控制端大于所述第二控制开关的第二端，以使所述第二控制开关的第一端和所述第二控制开关的第二端导通。

进一步的，所述充电保护装置还包括：报警装置；

所述报警装置的一端连接在所述充电回路上，所述报警装置的另一端接地；

在所述正输出端与所述负输出端连接逆接状态时，所述电池对所述报警装置放电，以使所述报警装置进行报警。

进一步的，所述充电保护装置还包括：储能元件；

所述储能元件用以并联在所述变压器两端，并在在所述正输出端与所述负输出端正常连接时，存储电能；

在所述正输出端与所述负输出端连接短路状态时，所述储能元件对所述报警装置放电，以使所述报警装置进行报警。

进一步的，所述报警装置包括：报警器、延时电容、保护电阻；

所述报警器与所述延时电容并联，所述报警器的一端连接在所述充电回路上，所述报警器的另一端通过所述保护电阻接地；

所述报警器用以在所述正输出端与所述负输出端错接时，在所述电池或者所述储能元件的供电下进行报警；

所述延时电容用以存储电能，并在所述储能元件电量耗尽时，释放电能给所述报警器，延迟报警时间；

所述保护电阻用以保护所述报警器。

本实用新型提供的一种充电器，包括：根据上述实施例任一项所述的充电保护装置。

本实用新型提供的充电保护装置及充电器，可以通过添加正输出端、负输出端、控制电路、开关电路，在结构上，正输出端用以连接电池正极，负输出端用以连接电池负极，正输出端、负输出端与充电器的变压器组成充电回路，控制电路分别与正输出端和负输出端相连，控制电路与开关电路相连，开关电路串接在充电回路上，控制电路用以在检测到正输出端与负输出端错接时，控制开关电路断开，这样能够在正输出端与负输出端错接产生的负载过大时，保护充电回路中的变压器，从而可以降低现有技术中存在的在输出发生短路、逆接或过载情况下，可能出现对充电器的原副边元器件造成应力损伤的技术问题。

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保护装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种充电保护装置的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种充电保护装置的正常工作的示意结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种充电保护装置的短路的示意结构图；

图5为本实用新型实施例提供的一种充电保护装置的逆接的示意结构图。

具体实施方式

下面将结合实施例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。

目前现有的保护电路中，在输出发生短路、逆接或过载情况下，可能出现对充电器的原副边元器件造成应力损伤。基于此，本实用新型提供的充电保护装置及充电器，可以通过添加正输出端、负输出端、控制电路、开关电路，在结构上，正输出端用以连接电池正极，负输出端用以连接电池负极，正输出端、负输出端与充电器的变压器组成充电回路，控制电路分别与正输出端和负输出端相连，控制电路与开关电路相连，开关电路串接在充电回路上，控制电路用以在检测到正输出端与负输出端错接时，控制开关电路断开，这样能够在正输出端与负输出端错接产生的负载过大时，保护充电回路中的变压器，从而可以降低现有技术中存在的在输出发生短路、逆接或过载情况下，可能出现对充电器的原副边元器件造成应力损伤的技术问题。

以下结合附图进行详细说明。

结合图1所示，本实用新型提供的一种充电保护装置，该充电保护装置可以应用在充电器上，包括：正输出端110、负输出端120、控制电路130、开关电路140；

所述正输出端110用以连接电池100正极，所述负输出端120用以连接电池100负极，其中，正输出端、与负输出端均可以为夹子的形式，两端的夹子可以分别夹在所述电池100正极和电池100负极上，这样就可以采用该充电器进行充电；所述正输出端110、所述负输出端120与充电器的变压器200组成充电回路，其中，充电回路中还包括整流装置，二极管组合D1，二极管的阳极连接变压器，二极管的阴极连接正输出端。

所述控制电路130分别与所述正输出端110和所述负输出端120相连，所述控制电路130与所述开关电路140相连；所述开关电路140串接在充电回路上；

所述控制电路130用以在检测到所述正输出端110与所述负输出端120错接时，控制所述开关电路140断开，以能够在所述正输出端110与所述负输出端120错接产生的负载过大时，保护充电回路中的所述变压器。

其中，所述正输出端110与所述负输出端120错接可以指，所述正输出端110没有连接在电池100正极且所述负输出端120连接在电池100负极，或者所述正输出端110连接在电池100正极且所述负输出端120没有连接在电池100负极，或者所述正输出端110连接电池100负极，所述负输出端120连接电池100正极等等情况。

当所述控制电路130确定所述正输出端110与所述负输出端120错接时，控制所述开关电路140断开，从而所述正输出端110、所述负输出端120、电池100、开关电路140与充电器的变压器200组成充电回路也断开，这样就可以在所述正输出端110与所述负输出端120错接产生的负载过大时，保护充电回路中的所述变压器，减小了对所述变压器的损坏。

结合图3所示，所述控制电路130包括：第一控制开关P1和第一电阻R1，所述第一控制开关P1的控制端与所述负输出端120相连，所述第一控制开关P1的第一端与所述正输出端110相连，所述第一控制开关P1的第二端与所述开关电路140相连；

所述第一控制开关P1在所述正输出端110与所述负输出端120错接时，所述第一控制开关P1的第一端和所述第一控制开关P1的第二端断开，以能控制所述开关电路140断开；

其中，所述第一控制开关P1为NPN型三极管。所述第一控制开关P1的第一端为NPN型三极管的集电极，所述第一控制开关P1的第二端为NPN型三极管的发射极，所述第一控制开关P1的控制端为NPN型三极管的基极。

所述第一电阻R1设置在所述第一控制开关P1的第二端和所述负输出端120之间，用以保护所述第一控制开关P1。

再结合图3所示，所述开关电路包括：第二控制开关Q1和保护元件；

所述第二控制开关Q1的第一端与所述第二控制开关Q1的第二端串接在充电回路上，所述第二控制开关Q1的控制端与所述第一控制开关P1的第二端相连。

当所述正输出端110与所述负输出端120错接时，所述第一控制开关P1的第一端和所述第一控制开关P1的第二端断开时，所述第一控制开关P1的第二端不能给所述第二控制开关Q1的控制端提供电压，使得第二控制开关Q1的控制端不得电时，无法控制所述第二控制开关Q1的第一端与所述第二控制开关Q1的第二端导通。

其中，所述第二控制开关Q1为场效应管。所述第二控制开关Q1的第一端为场效应管的源极，所述第二控制开关Q1的第二端为场效应管的漏极，所述第二控制开关Q1的控制端为场效应管的珊极。

所述保护元件并联在所述第二控制开关的第一端和所述第二控制开关的第二端。

再结合图3所示，所述保护元件为第二电阻R2和第三电阻R3；所述第三电阻R3阻值小于所述第一电阻R1阻值；

所述第二电阻R2的一端连接所述第二控制开关Q1的控制端，所述第二电阻R2的另一端连接所述第二控制开关Q1的第一端；所述第二电阻R2用以防止所述第二控制开关Q1误导通；

所述第三电阻R3的一端连接所述第二控制开关Q1的控制端，所述第三电阻R3的另一端连接所述第二控制开关Q1的第二端；所述第三电阻R3用以使从第一控制开关P1输出的电压在所述第二控制开关Q1的控制端大于所述第二控制开关Q1的第二端，以使所述第二控制开关Q1的第一端和所述第二控制开关Q1的第二端导通。

为了能让用户了解到正输出端和负输出端出现错接现象，本实用新型还增加了报警装置；

所述报警装置的一端连接在所述充电回路上，所述报警装置的另一端接地；

在所述正输出端与所述负输出端连接逆接状态时，所述电池的电流可以通过第一电阻、第二电阻以及第三电阻对所述报警装置放电，以使所述报警装置进行报警。

结合图2所示，报警装置还可以通过储能元件放电得以工作，具体来说，所述充电保护装置还包括：储能元件；

所述储能元件150用以并联在所述变压器两端，并在所述正输出端110与所述负输出端120正常连接时，存储电能；

在所述正输出端110与所述负输出端120连接短路状态时，由于由所述正输出端110、所述负输出端120、电池100、开关电路140与充电器的变压器200组成充电回路断开不工作，并由于报警装置160的另一端接地，即，报警装置160的另一端为低电位，则并联在所述变压器两端的所述储能元件150对所述报警装置160放电，报警装置160得电后，进行报警。

结合图3所示，所述报警装置160包括：报警器BZ1、延时电容E1、保护电阻R4；其中，报警器BZ1可以为声音报警器，还可以为光报警器，声音报警器例如蜂鸣器或者喇叭，光报警器例如发光二极管。

所述报警器BZ1与所述延时电容E1并联，所述报警器BZ1的一端连接在所述充电回路上，所述报警器BZ1的另一端通过所述保护电阻接地；

所述报警器BZ1用以在所述正输出端110与所述负输出端120错接时，在所述储能元件的供电下进行报警；

所述延时电容E1用以存储电能，并在所述储能元件电量耗尽时，释放电能给所述报警器，延迟报警时间；由于延迟电容E1与所述报警器BZ1为并联关系，所以，在储能元件150为所述报警器BZ1供电时，延迟电容E1也能进行储能，并在所述储能元件电量耗尽时，释放自身的电能，为报警器BZ1供电，能够延迟报警器BZ1报警的时间。

所述保护电阻R4用以保护所述报警器BZ1。

其中，所述储能元件为电容E2。

再结合图3～图5所示，示出了一种形式的充电保护装置，第一控制开关P1为三极管P1，储能模块E2为电容E2，第二控制开关Q1为场效应管Q1，报警器BZ1为蜂鸣器BZ1，延迟电容E1为电容E1。结合图3所示，在正常工作时的具体工作过程可以为：通过三极管P1元器件的检测输出正输出端和负输出端连接状态，即当正输出端和负输出端(DC+，DC-)连接电池100的正负极连接正确时，满足三极管P1的导通条件，则三极管P1导通，电容E2上电压(12V)三极管P1导通后，第三电阻R3处有电流流过，从而使得场效应管Q1的栅极得电，使得场效应管Q1正常工作导通，则充电回路导通，使得充电器设备给电池正常的供电。

结合图4所示，为短路时工作状态的具体工作过程可以为：同样的，通过三极管P1元器件的检测输出正输出端和负输出端连接状态，当正输出端和负输出端(DC+，DC-)连接电池100的正负极连接使得充电回路出现短路时，不满足三极管P1的导通条件，则三极管P1断开，第三电阻R3处没有来自三极管P1流过的电流，从而使得场效应管Q1的栅极不得电，场效应管Q1关断，由于充电回路中的场效应管Q1关断，所以充电回路断开，所以，在充电回路中的变压器原副边元器件不会受到由于充电回路短路而引起的过强应力的风险，同时，电容E2并非串接在充电回路中，而是并联在变压器原副边元器件上，所以，当充电回路断开的情况下，满足向蜂鸣器BZ1放电的情况，所以，电容E2放电时，经过正输出端、负输出端、第一电阻R1、第三电阻R3、第二电阻R2，使得蜂鸣器BZ1得电，发声报警提示，当正输出端和负输出端的短路故障解除后，蜂鸣器BZ1停止报警。其中，电容E1达到延长蜂鸣器BZ1鸣响时间。

结合图5所示，逆接工作状态的具体工作过程可以为：同样的，通过三极管P1元器件的检测输出正输出端和负输出端连接状态，当正输出端和负输出端(DC+，DC-)连接电池100的正负极连接使得充电回路出现短路时，P1三极管由于基极电压小于发射极电压，不满足三极管P1的导通条件，则三极管P1断开，第三电阻R3处没有来自三极管P1流过的电流，从而使得场效应管Q1的栅极不得电，场效应管Q1关断，由于充电回路中的场效应管Q1关断，所以充电回路断开，避免了变压器原副边元器件受到过强应力的风险，在电池有电的情况下，电池放电，电池正极电流经过第一电阻R1、第三电阻R3、第二电阻R2流入蜂鸣器BZ1，然后，再通过变压器绕组经二极管组合D1流向电池负极。

本实用新型提供的一种充电器，包括：根据上述实施例任一项所述的充电保护装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种充电保护装置，其特征在于，包括：正输出端、负输出端、控制电路、开关电路；

所述正输出端用以连接电池正极，所述负输出端用以连接电池负极；所述正输出端、所述负输出端与充电器的变压器组成充电回路；

所述控制电路分别与所述正输出端和所述负输出端相连，所述控制电路与所述开关电路相连；所述开关电路串接在充电回路上；

所述控制电路用以在检测到所述正输出端与所述负输出端错接时，控制所述开关电路断开，以能够在所述正输出端与所述负输出端错接产生的负载过大时，保护充电回路中的所述变压器。

2.根据权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于，所述控制电路包括：第一控制开关和第一电阻，所述第一控制开关的控制端与所述负输出端相连，所述第一控制开关的第一端与所述正输出端相连，所述第一控制开关的第二端与所述开关电路相连；

所述第一控制开关在检测到所述正输出端与所述负输出端错接时，所述第一控制开关的第一端和所述第一控制开关的第二端断开，以能控制所述开关电路断开；

所述第一电阻设置在所述第一控制开关的第二端和所述负输出端之间，用以保护所述第一控制开关。

3.根据权利要求2所述的充电保护装置，其特征在于，所述第一控制开关为NPN型三极管。

4.根据权利要求2所述的充电保护装置，其特征在于，所述开关电路包括：第二控制开关和保护元件；

所述第二控制开关的第一端与所述第二控制开关的第二端串接在充电回路上，所述第二控制开关的控制端与所述第一控制开关的第二端相连；

所述保护元件并联在所述第二控制开关的第一端和所述第二控制开关的第二端。

5.根据权利要求4所述的充电保护装置，其特征在于，所述第二控制开关为场效应管。

6.根据权利要求4所述的充电保护装置，其特征在于，所述保护元件为第二电阻和第三电阻；所述第三电阻阻值小于所述第一电阻阻值；

所述第二电阻的一端连接所述第二控制开关的控制端，所述第二电阻的另一端连接所述第二控制开关的第一端；所述第二电阻用以防止所述第二控制开关误导通；

所述第三电阻的一端连接所述第二控制开关的控制端，所述第三电阻的另一端连接所述第二控制开关的第二端；所述第三电阻用以使从第一控制开关输出的电压在所述第二控制开关的控制端大于所述第二控制开关的第二端，以使所述第二控制开关的第一端和所述第二控制开关的第二端导通。

7.根据权利要求1所述的充电保护装置，其特征在于，所述充电保护装置还包括：报警装置；

所述报警装置的一端连接在所述充电回路上，所述报警装置的另一端接地；

在所述正输出端与所述负输出端连接逆接状态时，所述电池对所述报警装置放电，以使所述报警装置进行报警。

8.根据权利要求7所述的充电保护装置，其特征在于，所述充电保护装置还包括：储能元件；

所述储能元件用以并联在所述变压器两端，并在所述正输出端与所述负输出端正常连接时，存储电能；

在所述正输出端与所述负输出端连接短路状态时，所述储能元件对所述报警装置放电，以使所述报警装置进行报警。

9.根据权利要求8所述的充电保护装置，其特征在于，所述报警装置包括：报警器、延时电容、保护电阻；

所述报警器与所述延时电容并联，所述报警器的一端连接在所述充电回路上，所述报警器的另一端通过所述保护电阻接地；

所述报警器用以在所述正输出端与所述负输出端错接时，在所述电池或者所述储能元件的供电下进行报警；

所述延时电容用以存储电能，并在所述储能元件电量耗尽时，释放电能给所述报警器，延迟报警时间；

所述保护电阻用以保护所述报警器。

10.一种充电器，其特征在于，包括：根据权利要求1-9任一项所述的充电保护装置。

Images