CN210404780U - 充电电路、电源和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充电电路、电源和电子设备，其中该充电电路包括控制器、电源输出电路及电流参考电路及电流调节电路；控制器的控制端与电源输出电路的受控端连接；电流参考电路的输出端与控制器的电流反馈端连接，电流参考电路的输入端接收参考电压，电流调节电路的输出端与控制器的电流反馈端连接，电流调节电路的输入端接地，电流调节电路的受控端接收电流控制信号；电流参考电路提供参考电流信号；电流调节电路在接收电流控制信号时输出电流调整信号；控制器根据参考电流信号及电流调整信号，调节电源输出电路的输出电流大小。本实用新型技术方案能够动态的调整电源输出电路的输出电流大小，提高了电流控制的精准度。

Description

充电电路、电源和电子设备

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，特别涉及一种充电电路、电源和电子设备。

背景技术

传统的锂电池充电电路都是设计固定好的充电电流，应用相对局限，而通过电位器分压去调节充电电流，则会造成电流控制不精准，造成锂电池充电异常，甚至发生爆炸危险等。

可见，现有充电电路中的电流控制存在控制不精准的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种充电电路，旨在提升电流控制的精准度。

为实现上述目的，本实用新型提出的充电电路，包括控制器、电源输出电路、电流参考电路及电流调节电路；所述控制器的控制端与所述电源输出电路的受控端连接；所述电流参考电路的输出端与所述控制器的电流反馈端连接，所述电流参考电路的输入端接收参考电压，所述电流调节电路的输出端与所述控制器的电流反馈端连接，所述电流调节电路的输入端接地，所述电流调节电路的受控端接收电流控制信号；其中

所述电流参考电路，用于提供参考电流信号；

所述电流调节电路，用于在接收电流控制信号时输出电流调整信号；

所述控制器，用于根据所述参考电流信号及所述电流调整信号，调节所述电源输出电路的输出电流大小。

优选地，所述充电电路包括多个电流调节电路，所述电流调节电路的输出端均与所述控制器的电流反馈端连接，所述电流调节电路的输入端均接地，所述电流调节电路的受控端接收电流控制信号。

优选地，所述电流调节电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容及第一场效应管；其中

所述第一电阻的第一端与所述控制器的电流反馈端连接，所述第一电阻的第二端与接地；所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一场效应管的源极连接，所述第一场效应管的漏极接地；所述第三电阻的第一端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第二电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端接地；所述第一场效应管的栅极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接收所述电流控制信号。

优选地，所述充电电路还包括电压参考电路及电压调节电路；所述电压参考电路的输出端与所述控制器的电压反馈端连接，所述电压参考电路的输入端接地，所述电压参考电路的采样端与所述电源输出电的输出端连接；所述电压调节电路的输出端与所述电压参考电路的输出端连接，所述电压调节电路的输入端接地，所述电压调节电路的受控端接收电压控制信号；其中

所述电压参考电路，用于提供参考电压信号；

所述电压调节电路，用于在接收电压控制信号时输出电压调整信号；

所述控制器，用于根据所述参考电压信号及所述电压调整信号，调节所述电源输出电路的输出电压大小。

优选地，所述充电电路包括多个电压调节电路，所述电压调节电路的输出端均与所述电压参考电路的输出端连接，所述电压调节电路的输入端均接地，所述电压调节电路的受控端接收电压控制信号。

优选地，所述电压调节电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容及第二场效应管；其中

所述第六电阻的第一端与所述电压参考电路的输出端连接，所述第六电阻的第二端经所述第七电阻与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的漏极接地；所述第八电阻的第一端与所述第二场效应管的栅极连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第三电容的第一端与所述第二场效应管的栅极连接，所述第三电容的第二端接地；所述第二场效应管的栅极还与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接收电压控制信号。

优选地，所述电压参考电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻及第十三电阻，所述第十电阻的第一端与所述电源输出电路的输出端连接，所述第十电阻的第二端与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端经所述第十二电阻与所述第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端接地。

优选地，所述电压参考电路还包括第四电容，所述第四电容的第一端与所述第十电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第十电阻的第二端连接。

为实现上述目的，本发明还提出一种电源，所述电源包括如上所述的充电电路。

为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的电源。

本实用新型技术方案通过设置控制器、电源输出电路及电流参考电路及电流调节电路，形成了一种充电电路。该充电电路能够根据外部的电流控制信号，对电流调节电路进行投切，使得电流调节电路能够接入或者断开与电流参考电路形成的回路，进而可以动态的调整电源输出电路的输出电流大小。本实用新型技术方案能够动态的调整电源输出电路的输出电流大小，提高了电流控制的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型充电电路一实施例的第一功能模块图；

图2为本实用新型充电电路一实施例的第二功能模块图；

图3为本实用新型充电电路一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种充电电路。

参照图1，该充电电路包括控制器10、电源输出电路20、电流参考电路30及电流调节电路40；所述控制器10的控制端与所述电源输出电路20的受控端连接；所述电流参考电路30的输出端与所述控制器10的电流反馈端连接，所述电流参考电路30的输入端接收参考电压，所述电流调节电路40的输出端与所述控制器10的电流反馈端连接，所述电流调节电路40的输入端接地，所述电流调节电路40的受控端接收电流控制信号。

所述电流参考电路30，用于提供参考电流信号；

所述电流调节电路40，用于在接收电流控制信号时输出电流调整信号；

所述控制器10，用于根据所述参考电流信号及所述电流调整信号，调节所述电源输出电路20的输出电流大小。

该充电电路应用于电子设备时，设备上设置有主控器，主控器可以获取负载的大小，当负载的功率超过一设定的阈值时，主控器发出电流控制信号。

值得说明的是，电流调节电路40中设置有预设阻值的电阻和开关管，通过开关管的通断，控制接入系统回路的阻值。

电流调节电路40在接收电流控制信号时，电流调节电路40中的开关管导通，接入系统回路的阻值改变，从而输出电流调整信号。

对应地，电流参考电路30中也设置有预设阻值的电阻。电流参考电路30和电流调节电路40中的电阻决定输至控制器10的电流调整信号。

本实用新型技术方案通过设置控制器10、电源输出电路20及电流参考电路30及电流调节电路40，形成了一种充电电路。该充电电路能够根据外部的电流控制信号，对电流调节电路40进行投切，使得电流调节电路40能够接入或者断开与电流参考电路30形成的回路，进而可以动态的调整电源输出电路20的输出电流大小。本实用新型技术方案能够动态的调整电源输出电路20的输出电流大小，提高了电流控制的精准度。

参照图2，进一步地，所述充电电路包括多个电流调节电路40，所述电流调节电路40的输出端均与所述控制器10的电流反馈端连接，所述电流调节电路40的输入端均接地，所述电流调节电路40的受控端接收电流控制信号。

需要说明的是，基于负载大小，设定多个功率阈值，对应设置有多个电流调节电路40，形成多个调节档位，从而进一步地提高了电流控制的精准度。通过因此输出电流控制信号至各个电流调节电路40，从而依次开通各个电流调节电路40。

参照图3，进一步地，所述电流调节电路40包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2及第一场效应管M1；其中

所述第一电阻R1的第一端与所述控制器10的电流反馈端连接，所述第一电阻R1的第二端与接地；所述第一电容C1的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地；所述第二电阻R2的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第一场效应管M1的源极连接，所述第一场效应管M1的漏极接地；所述第三电阻R3的第一端与所述第一场效应管M1的栅极连接，所述第三电阻R3的第二端接地，所述第二电容C2的第一端与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第二电容C2的第二端接地；所述第一场效应管M1的栅极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端接收所述电流控制信号。

所述电流参考电路包括第五电阻R5，所述第五电阻R5的第一端与所述控制器10的电流反馈端连接，所述第五电阻R5的第二端接收参考电压VREF。

需要说明的是，当Charge_Current_CTL电流控制信号没有或者是低电平的话，第一场效应管M1不导通，充电电流的设定参数I_SET1＝R1/(R1+R5)，充电电路输出默认的充电电流；当Charge_Current_CTL电流控制信号为高电平时，第一场效应管M1导通，第二电阻R2经所述第一场效应管M1与地接通。充电电流的设定参数I_SET1＝(R1||R2)/[R5+(R1||R2)]，其中“R1||R2”标示R1和R2并联后的阻值。此时，电源输出电路20输出另一组充电电流；从而实现两档的充电电流控制输出。

请继续参照图2，进一步地，所述充电电路还包括电压参考电路50及电压调节电路60；所述电压参考电路50的输出端与所述控制器10的电压反馈端连接，所述电压参考电路50的输入端接地，所述电压参考电路50的采样端与所述电源输出电路20的输出端连接；所述电压调节电路60的输出端与所述电压参考电路50的输出端连接，所述电压调节电路60的输入端接地，所述电压调节电路60的受控端接收电压控制信号；其中

所述电压参考电路50，用于提供参考电压信号；

所述电压调节电路60，用于在接收电压控制信号时输出电压调整信号；

所述控制器10，用于根据所述参考电压信号及所述电压调整信号，调节所述电源输出电路20的输出电压大小。需要说明的是，基于与电流控制类似的原理，实现对输出电压的控制。本实施例中，通过将电压调节电路60并入系统电路，改变与电压输出大小相关的设定参数，实现对输出电压大小的调节。

进一步地，所述充电电路包括多个电压调节电路60，所述电压调节电路60的输出端均与所述电压参考电路50的输出端连接，所述电压调节电路60的输入端均接地，所述电压调节电路60的受控端接收电压控制信号。

需要说明的是，基于负载大小，设定多个功率阈值，对应设置有多个电压调节电路60，形成多个调节档位，从而进一步地提高了电压控制的精准度。通过输出电压控制信号至各个电压调节电路60，从而依次开通各个电压调节电路60。

请继续参照图3，所述电压调节电路60包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3及第二场效应管M2；其中

所述第六电阻R6的第一端与所述电压参考电路50的输出端连接，所述第六电阻R6的第二端经所述第七电阻R7与所述第二场效应管M2的源极连接，所述第二场效应管M2的漏极接地；所述第八电阻R8的第一端与所述第二场效应管M2的栅极连接，所述第八电阻R8的第二端接地，所述第三电容C3的第一端与所述第二场效应管M2的栅极连接，所述第三电容C3的第二端接地；所述第二场效应管M2的栅极还与所述第九电阻R9的第一端连接，所述第九电阻R9的第二端接收电压控制信号。

具体地，所述电压参考电路50包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12及第十三电阻R13，所述第十电阻R10的第一端与所述电源输出电路20的输出端连接，所述第十电阻R10的第二端与所述第十一电阻R11的第一端连接，所述第十一电阻R11的第二端经所述第十二电阻R12与所述第十三电阻R13的第一端连接，所述第十三电阻R13的第二端接地。

需要说明的是，当Charge_Voltage_CTL电压控制信号没有或者是低电平的话，第二场效应管M2不导通，充电电压的设定参数VFB＝(R11+R12+R13)/(R10+R11+R12+R13)，充电电路输出默认的充电电压；当Charge_Voltage_CTL电压控制信号是高电平的话，第二场效应管M2导通，充电电压的设定参数VFB＝[(R11+R12+R13)||(R6+R7)]/[R10+((R11+R12+R13)||(R6+R7))]，充电电路输出另一组充电电压；从而实现两档的充电电压控制输出。

进一步地，所述电压参考电路50还包括第四电容C4，所述第四电容C4的第一端与所述第十电阻R10的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第十电阻R10的第二端连接。

第四电容C4可以起到稳压滤波的作用，使得输出至控制器10的电压更加稳定，从而提高了控制的精准度。

本实施中，电源输出电路20包括第三场效应管M3、第四场效应管M4。控制器10输出PWM控制信号至第三场效应管M3、第四场效应管M4，通过调节PWM控制信号的占空比实现对输出电压和输出电流的调节。

进一步地，电源输出电路20还包括第五电容C5及第十四电阻R14，第五电容C5及第十四电阻R14构成滤波电路。

电源输出电路20还包括第一电感L1、第六电容C6、第十五的电阻R15、第十六电阻R16、第七电容C7及第八电容C8，第一电感L1、第六电容C6、第十五的电阻R15、第十六电阻R16、第七电容C7及第八电容C8同样用于对输出的电源进行滤波。

本实用新型还提出一种电源，该电源包括上述充电电路，该充电电路的具体结构参照上述实施例，由于本电源采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的电源。

本实用新型技术方案结合主控器控制则可实现智能化充电电压和电流控制；如设备工作在耗电量大时，可控制降低充电电流，避免电源板输出功率不足问题；如电池在多次循环使用后，充电达不到额定电压，以致充电电路一直给电池充电造成异常行为，则可自动降低充电电压；如应用在可更换电池的应用场合，则可根据检测电池的电压来识别电池组的状态，实现自适应充电电压的控制。

本实用新型在现有充电电路中增加了更灵活的应用的范围，结合主控器控制可灵活精准控制需要的充电电流，可满足不同场合应用，可降低电源板的硬件成本；通过控制充电电压可实现在特殊场合降低充电电压，以保护产品更安全可靠；实现智能充电管理系统。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，包括控制器、电源输出电路、电流参考电路及电流调节电路；所述控制器的控制端与所述电源输出电路的受控端连接；所述电流参考电路的输出端与所述控制器的电流反馈端连接，所述电流参考电路的输入端接收参考电压，所述电流调节电路的输出端与所述控制器的电流反馈端连接，所述电流调节电路的输入端接地，所述电流调节电路的受控端接收电流控制信号；其中

所述电流参考电路，用于提供参考电流信号；

所述电流调节电路，用于在接收电流控制信号时输出电流调整信号；

所述控制器，用于根据所述参考电流信号及所述电流调整信号，调节所述电源输出电路的输出电流大小。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路包括多个电流调节电路，所述电流调节电路的输出端均与所述控制器的电流反馈端连接，所述电流调节电路的输入端均接地，所述电流调节电路的受控端接收电流控制信号。

3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述电流调节电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容及第一场效应管；其中

所述第一电阻的第一端与所述控制器的电流反馈端连接，所述第一电阻的第二端与接地；所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一场效应管的源极连接，所述第一场效应管的漏极接地；所述第三电阻的第一端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第二电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端接地；所述第一场效应管的栅极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接收所述电流控制信号。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括电压参考电路及电压调节电路；所述电压参考电路的输出端与所述控制器的电压反馈端连接，所述电压参考电路的输入端接地，所述电压参考电路的采样端与所述电源输出电的输出端连接；所述电压调节电路的输出端与所述电压参考电路的输出端连接，所述电压调节电路的输入端接地，所述电压调节电路的受控端接收电压控制信号；其中

所述电压参考电路，用于提供参考电压信号；

所述电压调节电路，用于在接收电压控制信号时输出电压调整信号；

所述控制器，用于根据所述参考电压信号及所述电压调整信号，调节所述电源输出电路的输出电压大小。

5.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路包括多个电压调节电路，所述电压调节电路的输出端均与所述电压参考电路的输出端连接，所述电压调节电路的输入端均接地，所述电压调节电路的受控端接收电压控制信号。

6.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述电压调节电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容及第二场效应管；其中

所述第六电阻的第一端与所述电压参考电路的输出端连接，所述第六电阻的第二端经所述第七电阻与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的漏极接地；所述第八电阻的第一端与所述第二场效应管的栅极连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第三电容的第一端与所述第二场效应管的栅极连接，所述第三电容的第二端接地；所述第二场效应管的栅极还与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接收电压控制信号。

7.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述电压参考电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻及第十三电阻，所述第十电阻的第一端与所述电源输出电路的输出端连接，所述第十电阻的第二端与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端经所述第十二电阻与所述第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端接地。

8.如权利要求7所述的充电电路，其特征在于，所述电压参考电路还包括第四电容，所述第四电容的第一端与所述第十电阻的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第十电阻的第二端连接。

9.一种电源，其特征在于，所述电源包括如权利要求1～8任意一项所述的充电电路。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求9所述的电源。

Images