CN210273547U - 锂电池和充电模块的一体化单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开锂电池和充电模块的一体化单元，所述充电模块包括电压转换模块、充电恒压恒流模块、开关装置；电压转换模块输入端连接市电，电压转换模块输出端连接充电恒压恒流模块的输入端，充电恒压恒流模块输出端与开关装置连接，开关装置与锂电池耦接，且充电模块和锂电池一体化。本实用新型提供的一体化单元安装在同一装置上，可直接连接市电充电，无需外接充电器为锂电池充电了；且能防止锂电池的电量外流，提高了锂电池的使用寿命。

Description

锂电池和充电模块的一体化单元

技术领域

本实用新型涉及锂电池充电技术领域，特别涉及锂电池和充电模块的一体化单元。

背景技术

现有技术中,锂电池因重量轻,导电性性佳的优点被广泛应用与手电筒上,且能对锂电池进行充电,节约了手电筒的使用成本,越来越受到社会的重视。锂电池的充电电压为4.2V，一旦超过充电电压，可能会引起锂电池的爆炸，给周围的人们带来安全隐患。

目前的手电筒中锂电池进行充电时，都是将锂电池从手电筒中取出，单独使用独立充电器对锂电池充电，给人们的生活和操作带来不便。且锂电池在手电筒中会随时释放微弱电流给其它电路模块，因此锂电池的电量是在不断消耗的，最终导致手电筒的照明时间减少。

发明内容

针对现有技术中手电筒充电器和锂电池分开以及锂电池放电的问题，本实用新型提供一种锂电池和充电模块的一体化单元。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

锂电池和充电模块的一体化单元，包括充电模块和锂电池，所述充电模块包括电压转换模块、充电恒压恒流模块、开关装置；

电压转换模块输入端连接市电，电压转换模块输出端连接充电恒压恒流模块的输入端，充电恒压恒流模块输出端与开关装置连接，开关装置与锂电池耦接；且所述充电模块和锂电池一体化。

优选的，所述开关装置为场效应管。

优选的，当锂电池电电压低于充电电压时，开关装置导通；当锂电池电压达到充电电压时，开光装置断开。

优选的，还包括充电插头，充电插头与所述充电模块电连接，且充电插头、充电模块和锂电池一体化。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型应用在手电筒等设备上时，锂电池不用从手电筒上取出用另外的充电器充电，可直接将手电筒插到外界插座连通市电进行充电，操作方便快捷；同时提供一种开关装置，将充电恒压恒流电路和锂电池隔离，防止锂电池电量外流到充电恒压恒流电路,以降低电池的电量；本实用新型中各模块均安装在同一装置上，实现充电和电池的一体化，避免携带多种设备，提高了空间利用率。

附图说明：

图1为根据本实用新型示例性实施例的锂电池和充电模块的一体化单元结构示意图。

图2为根据本实用新型示例性实施例的锂电池和充电模块的一体化单元电路示意图。

图3为根据本实用新型示例性实施例的一种手电筒结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。

图1为根据本实用新型示例性实施例的锂电池和充电模块的一体化单元，包括充电模块1和锂电池2，所述充电模块1包括电压转换模块11、充电恒压恒流模块12、开关装置13；电压转换模块11输入端连接市电，电压转换模块11输出端连接充电恒压恒流模块12的输入端，充电恒压恒流模块12的输出端与开关装置13耦接，开关装置13与锂电池2耦接。

本实施例中，电压转换模块11，采用现有模块，用于将市电220V电压转换为5V直流电压；充电恒压恒流模块12，用于保证锂电池充电过程中的电压稳定性；开关装置13，当导通时用于为锂电池进行充电，当断开时用于防止锂电池的电量反流入充电恒压恒流模块12。

锂电池和充电模块的一体化单元可以安装在任何装置上,为锂电池充电提供了便利。参考图3，为根据本实施例应用的一种手电筒结构示意图，本实用新型是一体化模块结构，即将电压转换模块11、充电恒压恒流模块12、开关装置13均安装在充电模块1上，充电模块1分别与锂电池2和指示灯4电连接，开关5与锂电池2电连接；充电模块1和锂电池2均固定在手电筒的内部，指示灯4安装在手电筒的外壁左侧，开关5安装在手电筒的外壁右侧，充电插头3(可采用AC插头)与充电模块1电连接，可采用抽拉式结构，安装在手电筒的外壁底部，当手电筒需要充电时，可将充电插头3直接插到市电插座上为锂电池充电，即无需将锂电池从手电筒内部取出再采用另外的充电器为锂电池充电，节约了时间和降低了操作频率。

电压模块11为现有技术，因此不在专利中赘述，当电压转换模块11将市电转换为5V电压后输入充电恒压恒流模块12为锂电池充电，图2为单元电路图，主要包括充电恒压恒流模块12、开关装置13、锂电池2，其电路包括可控精密稳压源U1，用于控制第一三极管Q1的发射极的输出电压最大为4.2V，可采用TL431：

电压正极连接第二三极管Q2的发射极，电源负极连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端分别与第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极连接，第一二极管D1的正极与电压正极连接，第二二极管D2的正极与第二三极管Q2的集电极连接；电压正极还与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端分别与第一电阻R1的一端和第一三极管Q1的集电极连接，第一电阻R1的另一端分别与第二三极管Q2的基级和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与场效应管的漏极连接，第一三极管Q1的基级分别与TL431的第一端口(端口1，电压端)和第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与电压正极连接，第一三极管Q1的发射级分别与第四电阻R4的一端和锂电池E的正极连接，第四电阻R4的另一端分别与第三电阻R3的一端和TL431的第二端口(端口2，控制采样端)连接，第三电阻R3的另一端与场效应管的漏极连接；场效应管的源极与锂电池E的负极连接；场效应管的栅极与第二三极管Q2的集电级连接；电压负极还分别与TL431的第三端口(端口3)和场效应管的漏极连接。

本实施例中，当充电时，电流回路为电流从电压正极依次流过第六电阻R6、第一三极管Q1、锂电池E、开关装置，之后电流流回电压负极，完成对锂电池E的充电；充电过程中，第六电阻R6检测到电流，从而控制第二三极管Q2导通，进而控制场效应管导通，以帮助形成完整的电流回路；第二三极管Q2导通时，第二二极管D2为发光二极管(外显为指示灯4)，显示红色以表示充电中。

本实施例中，锂电池E充电过程中，可控精密稳压源U1通过第三电阻R3和第四电阻R4检测锂电池E的电压，从而调整第一三极管Q1的输出电压为锂电池E充电，当第一三极管Q1的输出电压达到最大输出电压(4.2V)时，充电停止。

当锂电池E的电压达到充电电压(4.2V)时，锂电池E的电压与第一三极管Q1的最大输出电压相等，第一三极管Q1断开即电流回路断开，不再向锂电池E继续充电，以保障锂电池不会因电压过大发生爆炸，提高了锂电池的稳定性和安全性。

当电流回路断开时，第六电阻R6的电流为零，则第二三极管Q2断开，从而控制场效应管断开，可有效防止锂电池E充电完成后，内部电流还外流到电路中的各个元件导致锂电池电量的下降，从而提高了锂电池的使用寿命，降低了成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (4)

1.锂电池和充电模块的一体化单元，其特征在于，包括充电模块和锂电池，所述充电模块包括电压转换模块、充电恒压恒流模块、开关装置；

电压转换模块输入端连接市电，电压转换模块输出端连接充电恒压恒流模块的输入端，充电恒压恒流模块输出端与开关装置连接，开关装置与锂电池耦接；且所述充电模块和锂电池一体化。

2.如权利要求1所述的锂电池和充电模块的一体化单元，其特征在于，所述开关装置为场效应管。

3.如权利要求1所述的锂电池和充电模块的一体化单元，其特征在于，当锂电池电电压低于充电电压时，开关装置导通；当锂电池电压达到充电电压时，开光装置断开。

4.如权利要求1所述的锂电池和充电模块的一体化单元，其特征在于，还包括充电插头，充电插头与所述充电模块电连接，且充电插头、充电模块和锂电池一体化。

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