CN210297325U - 具有过充保护的充电显示电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有过充保护的充电显示电路，包括充电接口，用于连接外界电源，形成一个给电池充电的充电回路；第一开关单元，设置在充电接口和外界电源之间，并控制充电接口与外界电源之间的通断；控制模块，用于检测电池输出接口的实时电压，控制第一开关单元的通断，进而控制充电回路的通断；显示单元，用于连接电池，并对电池的电量进行显示；控制模块检测到低电平信号，第一开关单元断开，进而充电接口与外界电源之间导通，并给电池持续充电；控制模块检测到高电平信号，并控制第一开关单元导通，进而充电接口与外界电源之间断开；用户可及时取下电池，并且第一开关单元控制充电回路的通断，对充电电池起到过充保护的作用。

Description

具有过充保护的充电显示电路

技术领域

本实用新型涉及充电显示电路，尤其涉及一种具有过充保护的充电显示电路。

背景技术

电动工具主要包括电钻、电动砂轮机、电动扳手和电动螺丝刀、电锤和冲击电钻、混凝土振动器、电刨等，这些电动工具在工作时，附近一般难有电源插座，因此现有的电动工具一般都是安装充电电池，并定期对充电电池进行充电，满足电动工具的移动需求；

现有的电动工具在充电过程中，不能准确的显示充点电量，由于用户的疏忽，可能导致电动工具在充满电后，仍然继续充电导致电动工具过充甚至损坏的情况，并且电动工具自身也没有断电功能，并且用户也不难以判断充满时间，借此来做到定时断电，若继续长时间充电不仅损坏电动工具，甚至可能导致起火爆炸等不安全事故，因此这是一个急需解决的问题。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提出了一种具有过充保护的充电显示电路，解决了现有电动工具容易充电过度，从而引发安全事故的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有过充保护的充电显示电路，包括

充电接口，用于连接外界电源，形成一个给电池充电的充电回路；

第一开关单元，设置在充电接口和外界电源之间，并控制充电接口与外界电源之间的通断；

控制模块，用于检测电池输出接口的实时电压，以此来控制第一开关单元的通断，进而控制充电回路的通断；

显示单元，用于连接电池，并对电池的电量进行显示；

控制模块检测到低电平信号，并控制第一开关单元断开，进而充电接口与外界电源之间导通，并给电池持续充电；控制模块检测到高电平信号，并控制第一开关单元导通，进而充电接口与外界电源之间断开。

其中，第一开关单元包括第一nmos管，控制模块连接第一nmos管的G极，并控制第一nmos管的通断，第一nmos管的S极连接电池的负极、D极连接充电回路，并控制充电回路的通断。

其中，电池的数量为多个，且控制模块连接每一块电池，检测到任意一个电池的高电平信号，进而控制模块控制第一开关单元的断开。

其中，还包括串接在充电接口和输出接口之间的第二开关单元，且控制模块控制第二开关单元的通断；控制模块检测到电池的电压低于最低阈值，或者电压高于最高阈值，则控制模块控制第二开关单元断开，进而停止给电池充电；控制模块检测到电池的电压位于最高阈值和最低阈值之间，则控制模块控制第二开关单元导通，进而继续给电池充电。

其中，第二开关单元包括第二nmos管，控制模块连接第二nmos管的G极并控制第二nmos管的通断，第二nmos管的S极连接电池的负极、D极连接电池的正极。

其中，第二开关单元还包括第三nmos管，控制模块连接第三nmos管的G极并控制第三nmos管的通断，第三nmos管的D极连接第二nmos管的D极、S极连接电池的正极。

其中，显示单元包括第一发光部、第二发光部和第三发光部，电池充电时，第一发光部、第二发光部和第三发光部依次点亮。

其中，第一发光部包括第一发光二极管、第一三端稳压管、第一电阻和第二电阻，第一三端稳压管的负极连接第一发光二极管的负极、正极与第二电阻的一端共接于地、参考极连接第二电阻的另一端，第一电阻的一端连接第一三端稳压管的参考极与第二电阻的连接点、另一端与第一发光二极管的正极共接于电池的正极上。

其中，第二发光部包括第二发光二极管、第二三端稳压管、第三电阻和第四电阻，第二三端稳压管的负极连接第二发光二极管的负极、正极与第四电阻的一端共接于地、参考极连接第四电阻的另一端，第三电阻的一端连接第二三端稳压管的参考极与第四电阻的连接点、另一端与第二发光二极管的正极共接于电池的正极上。

其中，第三发光部包括第三发光二极管、第三三端稳压管、第五电阻和第六电阻，第三三端稳压管的负极连接第三发光二极管的负极、正极与第六电阻的一端共接于地、参考极连接第六电阻的另一端，第五电阻的一端连接第三三端稳压管的参考极与第六电阻的连接点、另一端与第三发光二极管的正极共接于电池的正极上。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的具有过充保护的充电显示电路，包括充电接口，用于连接外界电源，形成一个给电池充电的充电回路；第一开关单元，设置在充电接口和外界电源之间，并控制充电接口与外界电源之间的通断；控制模块，用于检测电池输出接口的实时电压，以此来控制第一开关单元的通断，进而控制充电回路的通断；显示单元，用于连接电池，并对电池的电量进行显示；控制模块检测到低电平信号，并控制第一开关单元断开，进而充电接口与外界电源之间导通，并给电池持续充电；控制模块检测到高电平信号，并控制第一开关单元导通，进而充电接口与外界电源之间断开；设置有显示单元对电量进行实时显示，用户能够直接获取到充电信息，在电量充满后可及时的将其取下对充电电池进行保护，同时通过第一开关单元来控制充电接口和电源之间的充电回路的通断，对充电电池起到过充保护的作用。

附图说明

图1是本实用新型的主要模块图；

图2是本实用新型的详细模块图；

图3是本实用新型的第一开关单元工作电路图；

图4是本实用新型的第二开关单元的工作电路图；

图5是本实用新型的显示单元电路图。

主要元件符号说明

1、外界电源 2、第一开关单元

3、充电接口 4、电池

5、控制模块 6、显示单元

7、输出接口 8、第二开关单元。

具体实施方式

为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行说明。

请参阅图1，本实施例提供一种具有过充保护的充电显示电路，包括充电接口，用于连接外界电源，形成一个给电池充电的充电回路；第一开关单元，设置在充电接口和外界电源之间，并控制充电接口与外界电源之间的通断；控制模块，用于检测电池输出接口的实时电压，以此来控制第一开关单元的通断，进而控制充电回路的通断；显示单元，用于连接电池，并对电池的电量进行显示；控制模块检测到低电平信号，并控制第一开关单元断开，进而充电接口与外界电源之间导通，并给电池持续充电；控制模块检测到高电平信号，并控制第一开关单元导通，进而充电接口与外界电源之间断开；设置有显示单元对电量进行实时显示，用户能够直接获取到充电信息，在电量充满后可及时的将其取下对充电电池进行保护，同时通过第一开关单元来控制充电接口和电源之间的充电回路的通断，对充电电池起到过充保护的作用。

本实施例的第一开关单元包括第一nmos管，控制模块连接第一nmos管的G极，并控制第一nmos管的通断，第一nmos管的S极连接电池的负极、D极连接充电回路，并控制充电回路的通断；本实施例的控制模块包括芯片型号为BM3051的控制芯片U4，芯片的2、3、4、5、6号脚均对电池各个位置进行电压检测，任意位置的电压超过预定值，则8号脚输出高电平信号，则第一nmos管导通，进而拉低了充电回路的电流值，并控制充电回路断开。

本实施例的电池的数量为多个，且控制模块连接每一块电池，检测到任意一个电池的高电平信号，进而控制模块控制第一开关单元的断开；本实施例中的电池为5节，每块电池的电压为4.2V，5节电池的总电压为21V，控制模块包括多个检测脚，控制芯片BM3051的2、3、4、5、6号脚分别同时检测1号电池的电压，1、 2号电池的电压，1、2、3号电池的电压，1、2、3、4号电池的电压，1、2、3、4、5号电池的电压，若其中任意一个电压高于设定值，则控制模块控制第一开关单元断开，进而停止对电池充电。

本实施例的还包括串接在充电接口和输出接口之间的第二开关单元，且控制模块控制第二开关单元的通断；控制模块检测到电池的电压低于最低阈值，或者电压高于最高阈值，则控制模块控制第二开关单元断开，进而停止给电池充电；控制模块检测到电池的电压位于最高阈值和最低阈值之间，则控制模块控制第二开关单元导通，进而继续给电池充电；在第一开关单元失效时，或者电池在给外界设备供电过程中，第二开关单元能够控制电池内部断路，不论是电池的电压过高或者过低都会断开内部电路，防止电池过充或者过放而损坏，特别是对于锂电池来说，若内部电量完全放出很容易导致电池报废，进而起到对电池的二重保护作用。

本实施例的第二开关单元包括第二nmos管，控制模块连接第二nmos管的G极并控制第二nmos管的通断，第二nmos管的S极连接电池的负极、D极接地；本实施例的第二开关单元还包括第三nmos管，控制模块连接第三nmos管的G极并控制第三nmos管的通断，第三nmos管的D极连接第二nmos管的D极、S极接地；控制模块包括芯片型号为BM3451的控制芯片U1，芯片U1的12号脚检测电池内部的电压，若电压大于设定的最高阈值，则控制芯片U1的10号脚输出低电平信号，进而第二nmos管断开，则电池的负极和正极断开，停止对电池充电，若检测到电池电压小于设定的最高阈值，则控制芯片U1的10号脚输出高电平信号，进而第二nmos管导通，则电池的负极和正极连接形成回路持续为电池进行充电；若电压小于设定的最低阈值，则控制芯片U1的11号脚输出低电平信号，进而第三nmos管断开，电池的正极和负极连通形成回路，持续为外界充电，若电压大于设定的最低阈值，则控制芯片U1的11号脚输出高电平信号，进而第三nmos管导通，电池的正极和负极断开，停止对外界供电。

本实施例的显示单元包括第一发光部、第二发光部和第三发光部，电池充电时，第一发光部、第二发光部和第三发光部依次点亮，在对电池的充电过程中，电池的电压不断升高，第一、二、三发光部先后点亮，在三个发光部同时点亮就表示电量已经充满；在电池的充电过程中，电池的充电量会依次显示，用户能够及时的知道电池充满，并及时的取下电池，起到防止电池过充的效果；本实施例的第一发光部包括第一发光二极管、第一三端稳压管、第一电阻和第二电阻，第一三端稳压管的负极连接第一发光二极管的负极、正极与第二电阻的一端共接于地、参考极连接第二电阻的另一端，第一电阻的一端连接第一三端稳压管的参考极与第二电阻的连接点、另一端与第一发光二极管的正极共接于电池的正极上，第一三端稳压管的型号为TL431CLP。

本实施例的第二发光部包括第二发光二极管、第二三端稳压管、第三电阻和第四电阻，第二三端稳压管的负极连接第二发光二极管的负极、正极与第四电阻的一端共接于地、参考极连接第四电阻的另一端，第三电阻的一端连接第二三端稳压管的参考极与第四电阻的连接点、另一端与第二发光二极管的正极共接于电池的正极上；本实施例的第三发光部包括第三发光二极管、第三三端稳压管、第五电阻和第六电阻，第三三端稳压管的负极连接第三发光二极管的负极、正极与第六电阻的一端共接于地、参考极连接第六电阻的另一端，第五电阻的一端连接第三三端稳压管的参考极与第六电阻的连接点、另一端与第三发光二极管的正极共接于电池的正极上。

TL431CLP为三端稳压管，也叫做可调精度分流调节器，包括正极（A）、负极（C）和参考极(R)，输出电压V（C）=（1+R_上/R_下）×2.5，其中R_上为上拉电阻，R_下为下拉电阻，通过控制三个三端稳压管的下拉电阻的大小来控制输出电压，依次增大第一三端稳压管、第二三端稳压管和第三三端稳压管的下拉电阻，得到的V1（C）、V2（C）、V3（C）依次增大，因此第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管的负极电压依次增大，如果需要发光二极管正常工作，则第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管的正极需要的电压就越大，即实现了在电压依次增大的过程中，第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管依次工作的目的。

本实用新型的优势在于：

（1）通过第一开关单元来控制充电接口和电源之间的充电回路的通断，对充电电池起到过充保护的作用；

（2）设置有显示单元对电量进行实时显示，用户能够直接获取到充电信息，在电量充满后可及时的将其取下对充电电池进行保护；

（3）在第一开关单元失效时，或者电池在给外界设备供电过程中，第二开关单元能够控制电池内部断路，不论是电池的电压过高或者过低都会断开内部电路，防止电池过充或者过放而损坏。

以上公开的仅为本实用新型的一个或几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有过充保护的充电显示电路，包括电池，其特征在于，包括

充电接口，用于连接外界电源，形成一个给所述电池充电的充电回路；

第一开关单元，设置在所述充电接口和外界电源之间，并控制所述充电接口与外界电源之间的通断；

控制模块，用于检测所述电池的输出接口的实时电压，以此来控制所述第一开关单元的通断，进而控制所述充电回路的通断；

显示单元，用于连接所述电池，并对所述电池的电量进行显示；

所述控制模块检测到低电平信号，并控制所述第一开关单元断开，进而所述充电接口与外界电源之间导通，并给所述电池持续充电；所述控制模块检测到高电平信号，并控制所述第一开关单元导通，进而所述充电接口与外界电源之间断开。

2.根据权利要求1所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一nmos管，所述控制模块连接所述第一nmos管的G极，并控制所述第一nmos管的通断，所述第一nmos管的S极连接所述电池的负极、D极连接所述充电回路，并控制所述充电回路的通断。

3.根据权利要求1所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述电池的数量为多个，且所述控制模块连接每一块电池，检测到任意一个电池的高电平信号，进而所述控制模块控制第一开关单元的断开。

4.根据权利要求1所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，还包括串接在所述充电接口和输出接口之间的第二开关单元，且所述控制模块控制所述第二开关单元的通断；所述控制模块检测到电池输出接口的电压低于最低阈值，或者电压高于最高阈值，则所述控制模块控制所述第二开关单元断开，进而停止给电池充电；所述控制模块检测到电池的电压位于最高阈值和最低阈值之间，则所述控制模块控制所述第二开关单元导通，进而继续给电池充电。

5.根据权利要求4所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二nmos管，所述控制模块连接所述第二nmos管的G极并控制所述第二nmos管的通断，所述第二nmos管的S极连接电池的负极、D极连接电池的正极。

6.根据权利要求5所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括第三nmos管，所述控制模块连接所述第三nmos管的G极并控制所述第三nmos管的通断，所述第三nmos管的D极连接所述第二nmos管的D极、S极连接电池的正极。

7.根据权利要求1所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述显示单元包括第一发光部、第二发光部和第三发光部，所述电池充电时，所述第一发光部、所述第二发光部和第三发光部依次点亮。

8.根据权利要求7所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述第一发光部包括第一发光二极管、第一三端稳压管、第一电阻和第二电阻，所述第一三端稳压管的负极连接所述第一发光二极管的负极、正极与所述第二电阻的一端共接于地、参考极连接所述第二电阻的另一端，所述第一电阻的一端连接所述第一三端稳压管的参考极与所述第二电阻的连接点、另一端与所述第一发光二极管的正极共接于所述电池的正极上。

9.根据权利要求7所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述第二发光部包括第二发光二极管、第二三端稳压管、第三电阻和第四电阻，所述第二三端稳压管的负极连接所述第二发光二极管的负极、正极与所述第四电阻的一端共接于地、参考极连接所述第四电阻的另一端，所述第三电阻的一端连接所述第二三端稳压管的参考极与所述第四电阻的连接点、另一端与所述第二发光二极管的正极共接于所述电池的正极上。

10.根据权利要求7所述的具有过充保护的充电显示电路，其特征在于，所述第三发光部包括第三发光二极管、第三三端稳压管、第五电阻和第六电阻，所述第三三端稳压管的负极连接所述第三发光二极管的负极、正极与所述第六电阻的一端共接于地、参考极连接所述第六电阻的另一端，所述第五电阻的一端连接所述第三三端稳压管的参考极与所述第六电阻的连接点、另一端与所述第三发光二极管的正极共接于所述电池的正极上。

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