CN212114818U - 一种充电电路及储能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种充电电路及储能装置，所述充电电路用于与电源适配器以及储能电池连接，所述充电电路包括电源输入接口、输入电压检测电路、电池电压检测电路、控制电路以及升降压电路。其中，所述电源输入接口连接于所述电源适配器，所述输入电压检测电路连接于所述电源输入接口，所述电池电压检测电路连接于所述储能电池，所述控制电路连接于所述电源输入接口、所述输入电压检测电路以及所述电池电压检测电路，所述升降压电路连接于所述电源适配器以及所述储能电池。实施本实用新型实施例，有利于提升充电电路或者储能装置兼容性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种充电电路及储能装置。
背景技术
随着快充(快速充电)技术的不断普及，目前市面上同时存在各种参数不一的电源适配器，例如5V适配器以及快充适配器等，不同适配器所对应的输入电压不同。同时，各类储能装置(如锂电池包等)的电池串数不同，从而导致不同储能装置的电池电压不同。因此，若通过不同参数的电源适配器对电池电压不一致的储能装置进行充电，会出现输入电压高于或者低于电池电压的问题。现有技术中的升压电路或者降压电路均无法实现同时对输入电压进行升压或者降压处理，故亟需一种可同时对输入电压进行升降压处理的充电电路，以使储能装置可兼容不同参数的电源适配器。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种充电电路以及储能装置，克服现有充电电路以及储能装置兼容性差等缺陷。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种充电电路，用于与电源适配器以及储能电池连接，所述充电电路包括电源输入接口、输入电压检测电路、电池电压检测电路、控制电路以及升降压电路。其中，
所述电源输入接口连接于所述电源适配器；
所述输入电压检测电路连接于所述电源输入接口，用于对输入电压进行分压并向控制电路反馈所述输入电压；
所述电池电压检测电路连接于所述储能电池，用于对电池电压进行分压并向控制电路反馈所述电池电压；
所述控制电路连接于所述电源输入接口、所述输入电压检测电路以及所述电池电压检测电路，用于比较所述输入电压与电池电压的大小以及向升降压电路发送控制信号；
所述升降压电路连接于所述电源适配器以及所述储能电池，用于接收所述控制信号以及根据所述控制信号对输入电压进行升压或者降压。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述升降压电路包括储能单元、升压单元以及降压单元。其中，
所述升压单元连接于所述电源输入接口、所述控制电路以及所述储能单元；
所述降压单元连接于所述储能电池、所述控制电路以及所述储能单元。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述储能单元为电感，所述升压单元包括第一开关元件以及第二开关元件，所述降压单元包括第三开关元件以及第四开关元件；
所述第一开关元件与所述第二开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第一开关元件的输入端连接于所述第二开关元件的输出端以及所述电感的一端，所述第一开关元件的输出端连接于所述电源输入接口，所述第二开关元件的输入端接地；
所述第三开关元件以及所述第四开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第三开关元件的输入端连接于所述第四开关元件的输出端以及所述电感的另一端，所述第三开关元件的输出端连接于所述储能电池，所述第四开关元件的输入端接地。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述储能单元为电感，所述升压单元包括第一开关元件以及第二开关元件，所述降压单元包括第三开关元件以及第四开关元件；
所述第一开关元件与所述第二开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第一开关元件的输出端连接于所述第二开关元件的输出端以及所述电感的一端，所述第一开关元件的输入端连接于所述电源输入接口，所述第二开关元件的输入端接地；
所述第三开关元件以及所述第四开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第三开关元件的输出端连接于所述第四开关元件的输出端以及所述电感的另一端，所述第三开关元件的输入端连接于所述储能电池，所述第四开关元件的输入端接地。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述储能单元为电感，所述升压单元包括第一开关元件以及第一二极管，所述降压单元包括第二二极管以及第四开关元件；
所述第一开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第一开关元件的输出端连接于所述第一二极管的负极以及所述电感的一端，所述第一开关元件的输入端连接于所述电源输入接口，所述第一二极管的正极接地；
所述第四开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第四开关元件的输出端连接于所述第二二极管的正极以及所述电感的另一端，所述第二二极管的负极连接于所述储能电池，所述第四开关元件的输入端接地。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述升降压电路还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一滤波电容以及第二滤波电容，所述第一滤波电容的一端连接于所述电源输入接口，所述第一滤波电容的另一端接地；所述第二滤波电容的一端连接于所述储能电池，所述第二滤波电容的另一端接地。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述输入电压检测电路包括第一电阻以及第二电阻；所述第一电阻的一端连接于所述电源输入接口以及所述第二电阻的一端；所述第二电阻的一端连接于所述控制电路，另一端接地。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述电池电压检测电路包括第三电阻以及第四电阻；所述第三电阻的一端连接于所述储能电池以及所述第四电阻的一端；所述第四电阻的一端连接于所述控制电路，另一端接地。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述充电电路还包括充电电路检测电路，所述充电电路检测电路连接于所述储能电池以及所述控制电路，所述充电电路检测电路包括第五电阻，所述第五电阻的一端连接于所述储能电池以及所述控制电路，另一端接地。
本实用新型解决其技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种储能装置，包括储能电池，所述储能装置还包括上述任意一种充电电路，所述充电电路连接于所述储能电池。
本实用新型的有益效果在于，通过控制电路比较所述输入电压与电池电压的大小以及向升降压电路发送控制信号,升降压电路根据所述控制信号对输入电压进行升压或者降压，可使充电电路或者储能装置适用于不同的输入电压或者电池电压，以提升充电电路或者储能装置兼容性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的实施例中一种充电电路的电路图；
图2是本实用新型的实施例中另一种充电电路的电路图；
图3是本实用新型的实施例中又一种充电电路的电路图；
图4是本实用新型的实施例中一种储能装置的结构示意框图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
如图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种充电电路，该充电电路可应用于各类储能装置，储能装置可以为手持云台、航模、强光LED照明设备等电子设备提供电源。其中，所述充电电路用于与电源适配器(图中未示出) 以及储能电池105连接，所述充电电路包括电源输入接口101、输入电压检测电路102、电池电压检测电路104、控制电路107以及升降压电路103。
所述电源输入接口101连接于所述电源适配器。其中，电源输入接口101 可以为USB输入接口,USB输入接口包括但不限于microUSB、USB type-C等接口。充电电路可通过该所述电源输入接口101与不同型号的电源适配器进行连接，以提升电路的适配性。
所述输入电压检测电路102连接于所述电源输入接口101，用于对输入电压进行分压并向控制电路107反馈所述输入电压。所述电池电压检测电路104 连接于所述储能电池105，用于对电池电压进行分压并向控制电路107反馈所述电池电压。其中，通过所述输入电压检测电路102与所述电池电压检测电路 104分别对输入电压与电池电压进行分压，以供控制电路107获取输入电压与电池电压。
所述控制电路107连接于所述电源输入接口101、所述输入电压检测电路 102以及所述电池电压检测电路104，用于比较所述输入电压与电池电压的大小以及向升降压电路103发送控制信号。其中，控制电路107具体可以为控制芯片，该芯片可以为具有比较电压大小，输出PWM信号功能的控制芯片。本实用新型实施例不对控制电路107具体采用的芯片型号作出限定。控制芯片可包括多个管脚，具体管脚因芯片型号而异。
例如，若控制电路107比较得出输入电压小于电池电压，则向所述升降压电路103发送升压信号；若控制电路107比较得出输入电压大于电池电压，则向所述升降压电路103发送降压信号。升压信号或者降压信号具体可以为 PWM电平信号。
所述升降压电路103连接于所述储能电池105，以及通过电源输入接口101 连接于所述电源适配器，用于接收所述控制信号以及根据所述控制信号对输入电压进行升压或者降压。
进一步地，所述升降压电路103包括储能单元、升压单元以及降压单元。所述升压单元连接于所述电源输入接口101、所述控制电路107以及所述储能单元；所述降压单元连接于所述储能电池105、所述控制电路107以及所述储能单元。
例如，控制信号包括升压信号以及降压信号。若接收所述控制信号为升压信号，所述升降压电路103对输入电压进行升压；若接收所述控制信号为降压信号，所述升降压电路103对输入电压进行降压。
实施本实用新型实施例，通过控制电路107比较所述输入电压与电池电压的大小以及向升降压电路103发送控制信号,升降压电路103根据所述控制信号对输入电压进行升压或者降压，可使充电电路或者储能装置适用于不同的输入电压或者电池电压，以提升充电电路或者储能装置兼容性。
具体请参照图1，在一较佳的实施例中，所述储能单元为电感L1，所述升压单元包括第一开关元件Q1以及第二开关元件Q2，所述降压单元包括第三开关元件Q3以及第四开关元件Q4。
所述第一开关元件Q1与所述第二开关元件Q2的控制端连接于所述控制电路107，所述第一开关元件Q1的输入端连接于所述第二开关元件Q2的输出端以及所述电感L1的一端，所述第一开关元件Q1的输出端连接于所述电源输入接口101，所述第二开关元件Q2的输入端接地GND。
所述第三开关元件Q3以及所述第四开关元件Q4的控制端连接于所述控制电路107，所述第三开关元件Q3的输入端连接于所述第四开关元件Q4的输出端以及所述电感L1的另一端，所述第三开关元件Q3的输出端连接于所述储能电池105，所述第四开关元件Q4的输入端接地。
具体实施中，本实用新型实施例所指的第一开关元件Q1、第二开关元件 Q2、第三开关元件Q3以及第四开关元件Q4具体可以是IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)等等。例如，所述第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3以及第四开关元件Q4可以为N型MOS管。对应地，输入端是指N型MOS管的源极，输出端是指N型MOS管的漏极，控制端是指N型 MOS管的栅极。
下面对该充电电路的工作原理进行说明：
(1)若控制电路107比较得出输入电压大于电池电压，控制电路107向所述升降压电路103发送的降压信号。具体为，控制电路107中控制芯片中与第四开关元件Q4连接的第五管脚P5固定输出低电平信号，控制电路107中控制芯片中与第三开关元件Q3连接的第六管脚P6固定输出高电平信号，控制电路107中控制芯片中与第二开关元件Q2连接的第一管脚P1以及与第一开关元件Q1连接的第二管脚P2输出互补同频反向的PWM信号。
此时，第一开关元件Q1完全导通，等效于阻值很小的电阻，第二开关元件Q2截止，等效于开路。电感L1、第四开关元件Q4与第三开关元件Q3形成一个升压电路，其中第一开关元件Q1用于对输入电压进行斩波形成PWM 脉冲，第二开关元件Q2在放电过程中作为续流回路开关，电感L1用于储能以在第一开关元件Q1关断时持续给输出供电。储能电池105的充电电流由 PWM信号的占空比决定，例如第四开关元件Q4的控制占空比越高，电池充电电流越大。
(2)若控制电路107比较得出输入电压小于电池电压，控制电路107向所述升降压电路103发送的升压信号。具体为，第六管脚P6固定输出高电平，第五管脚P5固定输出低电平，第一管脚P1与第二管脚P2输出互补同频反向的PWM信号。
此时第三开关元件Q3完全导通，等效于阻值很小的电阻，第四开关元件 Q4截止，等效于开路。电感L1、第一开关元件Q1与第二开关元件Q2形成一个降压电路，其中第四开关元件Q4用于将输入电压斩波为PWM脉冲，第三开关元件Q3用于续流，电感L1用于储能以在第四开关元件Q4关断时持续给输出供电。储能电池105的充电电流由PWM信号的占空比决定，例如第一开关元件Q1的控制占空比越高，电池充电电流越大。
具体请参照图2，在一较佳的实施例中，所述储能单元为电感L1，所述升压单元包括第一开关元件Q1以及第二开关元件Q2，所述降压单元包括第三开关元件Q3以及第四开关元件Q4。
所述第一开关元件Q1与所述第二开关元件Q2的控制端连接于所述控制电路107，所述第一开关元件Q1的输出端连接于所述第二开关元件Q2的输出端以及所述电感L1的一端，所述第一开关元件Q1的输入端连接于所述电源输入接口101，所述第二开关元件Q2的输入端接地GND。
所述第三开关元件Q3以及所述第四开关元件Q4的控制端连接于所述控制电路107，所述第三开关元件Q3的输出端连接于所述第四开关元件Q4的输出端以及所述电感L1的另一端，所述第三开关元件Q3的输入端连接于所述储能电池105，所述第四开关元件Q4的输入端接地。
具体实施中，本实用新型实施例所指的第一开关元件Q1、第二开关元件 Q2、第三开关元件Q3以及第四开关元件Q4具体可以是IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)等等。例如，所述第一开关元件Q1、第三开关元件Q3可以为P型MOS管；第二开关元件Q2、第四开关元件Q4可以为N型MOS管。对应地，输入端是指P型MOS管或者N型MOS管的源极，输出端是指P型 MOS管或者N型MOS管的漏极，控制端是指P型MOS管或者N型MOS管的栅极。
本实施例与如图1所对应的实施例的区别在于：将如图1所对应的实施例中第一开关元件Q1、第三开关元件Q3由N型MOS管替换为P型MOS管。对应地，本实施例的工作原理与如图1所对应的实施例中的工作原理区别在于：若控制电路107比较得出输入电压大于电池电压，控制电路107向所述升降压电路103发送的降压信号。此时，第一管脚P1与第二管脚P2输出、第五管脚P5与第六管脚P6同频同相PWM信号，而非如图1所对应的实施例中的反向互补PWM信号。其余工作原理请参照如图1所对应的实施例，在此不再赘述。
具体请参照图3，在一较佳的实施例中，所述储能单元为电感L1，所述升压单元包括第一开关元件Q1以及第一二极管D1，所述降压单元包括第二二极管D2以及第四开关元件Q4。
所述第一开关元件Q1的控制端连接于所述控制电路107，所述第一开关元件Q1的输出端连接于所述第一二极管D1的负极以及所述电感L1的一端，所述第一开关元件Q1的输入端连接于所述电源输入接口101，所述第一二极管D1的正极接地GND。
所述第四开关元件Q4的控制端连接于所述控制电路107，所述第四开关元件Q4的输出端连接于所述第二二极管D2的正极以及所述电感L1的另一端，所述第二二极管D2的负极连接于所述储能电池105，所述第四开关元件 Q4的输入端接地GND。
本实施例与如图2所对应的实施例的区别在于：将如图2所对应的实施例中第二开关元件Q2、第三开关元件Q3由N型MOS管、P型MOS管替换为二极管。对应地，本实施例的工作原理与如图2所对应的实施例中的工作原理区别在于：控制电路107仅需第一开关元件Q1、第四开关元件Q4进行控制，具体控制原理请参照如图2所对应的实施例，在此不再赘述。本实用新型实施例所提供的充电电路具有结构简单、生产成本低等优点。
进一步地，如图1至图3所示，所述升降压电路103还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一滤波电容C1以及第二滤波电容C2，所述第一滤波电容 C1的一端连接于所述电源输入接口101，所述第一滤波电容C1的另一端接地 GND；所述第二滤波电容C2的一端连接于所述储能电池105，所述第二滤波电容C2的另一端接地GND。通过滤波单元的对充电电路进行滤波，可有效提升充电电路的工作稳定性。
进一步地，如图1至图3所示，所述输入电压检测电路102包括第一电阻 R1以及第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端连接于所述电源输入接口101 以及所述第二电阻R2的一端；所述第二电阻R2的一端连接于所述控制电路107，另一端接地GND。通过第一电阻R1以及第二电阻R2可实现对输入电压的分压，以供控制电路107获取输入电压。
进一步地，如图1至图3所示，所述电池电压检测电路104包括第三电阻 R3以及第四电阻R4；所述第三电阻R3的一端连接于所述储能电池105以及所述第四电阻R4的一端；所述第四电阻R4的一端连接于所述控制电路107，另一端接地GND。通过第三电阻R3以及第四电阻R4可实现对电池电压的分压，以供控制电路107获取电池电压。
进一步地，如图1至图3所示，所述充电电路还包括充电电路检测电路，所述充电电路检测电路连接于所述储能电池105以及所述控制电路107，所述充电电路检测电路包括第五电阻R5，所述第五电阻R5的一端连接于所述储能电池105以及所述控制电路107，另一端接地GND。通过将第二电阻R2连接于储能电池105与地之间，可使控制电路107获取到储能电池105的充电电路。
于其他实施例中，请参照图1至图4，本实用新型实施例还提供了一种储能装置10，包括储能电池105以及充电电路100，所述充电电路100连接于所述储能电池105。储能装置10可以为手持云台、航模、强光LED照明设备等电子设备提供电源。其中，所述充电电路100为上述任一实施例所述的充电电路，在此不再一一赘述。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种充电电路，用于与电源适配器以及储能电池连接，其特征在于，所述充电电路包括：
电源输入接口，连接于所述电源适配器；
输入电压检测电路，连接于所述电源输入接口，用于对输入电压进行分压并向控制电路反馈所述输入电压；
电池电压检测电路，连接于所述储能电池，用于对电池电压进行分压并向控制电路反馈所述电池电压；
控制电路，连接于所述电源输入接口、所述输入电压检测电路以及所述电池电压检测电路，用于比较所述输入电压与电池电压的大小以及向升降压电路发送控制信号；
升降压电路，连接于所述电源适配器以及所述储能电池，用于接收所述控制信号以及根据所述控制信号对输入电压进行升压或者降压。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述升降压电路包括：
储能单元；
升压单元，连接于所述电源输入接口、所述控制电路以及所述储能单元；
降压单元，连接于所述储能电池、所述控制电路以及所述储能单元。
3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述储能单元为电感，所述升压单元包括第一开关元件以及第二开关元件，所述降压单元包括第三开关元件以及第四开关元件；
所述第一开关元件与所述第二开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第一开关元件的输入端连接于所述第二开关元件的输出端以及所述电感的一端，所述第一开关元件的输出端连接于所述电源输入接口，所述第二开关元件的输入端接地；
所述第三开关元件以及所述第四开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第三开关元件的输入端连接于所述第四开关元件的输出端以及所述电感的另一端，所述第三开关元件的输出端连接于所述储能电池，所述第四开关元件的输入端接地。
4.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述储能单元为电感，所述升压单元包括第一开关元件以及第二开关元件，所述降压单元包括第三开关元件以及第四开关元件；
所述第一开关元件与所述第二开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第一开关元件的输出端连接于所述第二开关元件的输出端以及所述电感的一端，所述第一开关元件的输入端连接于所述电源输入接口，所述第二开关元件的输入端接地；
所述第三开关元件以及所述第四开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第三开关元件的输出端连接于所述第四开关元件的输出端以及所述电感的另一端，所述第三开关元件的输入端连接于所述储能电池，所述第四开关元件的输入端接地。
5.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述储能单元为电感，所述升压单元包括第一开关元件以及第一二极管，所述降压单元包括第二二极管以及第四开关元件；
所述第一开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第一开关元件的输出端连接于所述第一二极管的负极以及所述电感的一端，所述第一开关元件的输入端连接于所述电源输入接口，所述第一二极管的正极接地；
所述第四开关元件的控制端连接于所述控制电路，所述第四开关元件的输出端连接于所述第二二极管的正极以及所述电感的另一端，所述第二二极管的负极连接于所述储能电池，所述第四开关元件的输入端接地。
6.根据权利要求2-5任一项所述的充电电路，其特征在于，所述升降压电路还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一滤波电容以及第二滤波电容，所述第一滤波电容的一端连接于所述电源输入接口，所述第一滤波电容的另一端接地；所述第二滤波电容的一端连接于所述储能电池，所述第二滤波电容的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述输入电压检测电路包括第一电阻以及第二电阻；所述第一电阻的一端连接于所述电源输入接口以及所述第二电阻的一端；所述第二电阻的一端连接于所述控制电路，另一端接地。
8.根据权利要求7所述的充电电路，其特征在于，所述电池电压检测电路包括第三电阻以及第四电阻；所述第三电阻的一端连接于所述储能电池以及所述第四电阻的一端；所述第四电阻的一端连接于所述控制电路，另一端接地。
9.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括充电电路检测电路，所述充电电路检测电路连接于所述储能电池以及所述控制电路，所述充电电路检测电路包括第五电阻，所述第五电阻的一端连接于所述储能电池以及所述控制电路，另一端接地。
10.一种储能装置，包括储能电池，其特征在于，所述储能装置还包括如权利要求1-9任一项所述的充电电路，所述充电电路连接于所述储能电池。
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| CN202020523079.7U Active CN212114818U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种充电电路及储能装置 |
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-
2020
- 2020-04-10 CN CN202020523079.7U patent/CN212114818U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |