CN214176934U - 一种充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种充电电路，该充电电路包括：电池组，电池组包括多个电池模块，充电电路还包括与多个电池模块一一对应的多个控制开关、检测和控制模块，电池模块与对应的控制开关并联，控制开关与检测和控制模块电连接，检测和控制模块与电池模块电连接；多个电池模块依次串接于电池组的充电端口上；检测和控制模块用于检测电池模块的电量，根据电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据检测信号控制控制开关的通断。本实用新型实施例提供的充电电路，能够实现电池模块的高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度。

Description

一种充电电路

技术领域

本实用新型实施例涉及充电技术，尤其涉及一种充电电路。

背景技术

在移动设备以及电动汽车的电池通过充电电路充电时，为提升充电速度减少充电时间，快充技术应运而生，高压充电方案可以降低适配器和充电电路之间连接线材和接口的电流，是快充的主流技术之一。采用高压充电方案通过充电电路对电池进行充电，以保证电池的充电功率和充电速度。

现有的充电电路，通常由单一电池为用电模块供电，在充电设备对充电电路中的单一电池结构进行高压快充时，电池端口的充电电压通常是恒定的，充电线路通常只有一路，无法满足不同用电模块的需求电压不同的要求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种充电电路，以实现电池模块的高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电电路，包括：电池组，电池组包括多个电池模块，充电电路还包括与多个电池模块一一对应的多个控制开关、检测和控制模块，电池模块与对应的控制开关并联，控制开关与检测和控制模块电连接，检测和控制模块与电池模块电连接；

多个电池模块依次串接于电池组的充电端口上；

检测和控制模块用于检测电池模块的电量，根据电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据检测信号控制控制开关的通断。

可选的，检测和控制模块具体用于在充电电路有充电设备接入，检测各电池模块的电量均低于预设阈值时，生成第一检测信号，并根据第一检测信号，控制各控制开关均断开；

在充电过程中，检测和控制模块还用于在检测到有至少一个电池模块的电量达到预设阈值，有至少一个电池模块的电量未达到预设阈值时，生成第二检测信号，并根据第二检测信号，控制电量达到预设阈值的电池模块并联的控制开关闭合、以及控制电量未达到预设阈值的电池模块并联的控制开关断开。

可选的，电池模块包括二极管，电池模块中电池的负极与二极管的正极电连接，二极管的负极通过与电池模块并联的控制开关与电池模块中电池的正极电连接。

可选的，上述充电电路还包括降压型功率转换模块，降压型功率转换模块的输入端用于接入外部输入的电压，降压型功率转换模块的输出端与电池组的充电端口电连接，降压型功率转换模块的控制端与检测和控制模块电连接；

检测和控制模块还用于控制降压型功率转换模块将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，并将转换后的电压传输至电池组。

可选的，检测和控制模块还用于在检测到各电池模块的电量均达到预设阈值时，控制降压型功率转换模块停止工作。

可选的，降压型功率转换模块为降压型DC/DC转换器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种充电电路的充电控制方法，该充电控制方法由第一方面所述的检测和控制模块执行，充电控制方法包括：

检测电池模块的电量，并根据电池模块的电量生成相应的检测信号；

根据检测信号控制控制开关的通断。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种充电电路，包括：两个电池模块、多个控制开关、检测和控制模块，控制开关与检测和控制模块电连接，检测和控制模块与电池模块电连接；

电池模块包括第一电池模块和第二电池模块，控制开关包括第一开关、第二开关和第三开关，第一电池模块通过第一开关接入外部输入的电压，第一电池模块和第二电池模块通过第二开关电连接，第二电池模块还通过第三开关接入外部输入的电压；

检测和控制模块用于检测电池模块的电量，根据电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据检测信号控制控制开关的通断。

可选的，上述充电电路还包括降压型功率转换模块，降压型功率转换模块的输入端用于接入外部输入的电压，降压型功率转换模块的输出端通过第一开关与第一电池模块电连接，并通过第三开关与第二电池模块电连接，降压型功率转换模块的控制端与检测和控制模块电连接；

检测和控制模块还用于控制降压型功率转换模块将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，并将转换后的电压传输至第一电池模块和第二电池模块。

可选的，检测和控制模块具体用于在充电电路有充电设备接入，检测第一电池模块的电量和第二电池模块的电量均低于预设阈值时，生成第三检测信号，并根据第三检测信号，控制第一开关和第二开关均闭合、第三开关断开。

可选的，检测和控制模块还用于在检测第二电池模块的电量达到预设阈值，第一电池模块的电量未达到预设阈值时，生成第四检测信号，并根据第四检测信号，控制第一开关闭合、第二开关和第三开关均断开。

第四方面，本实用新型实施例还提供了一种充电电路的充电控制方法，该充电控制方法由第三方面所述的检测和控制模块执行，充电控制方法包括：

检测电池模块的电量，并根据电池模块的电量生成相应的检测信号；

根据检测信号控制控制开关的通断。

本实用新型实施例提供的充电电路，充电电路包括电池组，电池组包括多个电池模块，充电电路还包括与多个电池模块一一对应的多个控制开关、检测和控制模块，电池模块与对应的控制开关并联，控制开关与检测和控制模块电连接，检测和控制模块与电池模块电连接，多个电池模块依次串接于电池组的充电端口上，检测和控制模块检测电池模块的电量，根据电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据检测信号控制控制开关的通断。本实用新型实施例提供的充电电路，通过检测和控制模块控制控制开关的通断，以控制电池模块充电或停止充电，在充电过程中，检测和控制模块控制需要充电的电池模块串联，以实现高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度，缓解传统高压小电流充电不适合多电池模块的缺点以及低压大电流充电对连接线材和接口质量的要求高的不足。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种充电电路的结构框图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种充电电路的充电控制方法的流程图；

图3是本实用新型实施例三提供的一种充电电路的结构框图；

图4是本实用新型实施例四提供的一种充电电路的充电控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种充电电路的结构框图，本实施例可适用于移动设备以及电动汽车充电等情况，该充电电路可设置在手机、平板电脑等移动设备以及电动汽车，该充电电路包括：电池组100，电池组100包括多个电池模块10，充电电路还包括与多个电池模块10一一对应的多个控制开关20、检测和控制模块30，电池模块10与对应的控制开关20并联，控制开关20与检测和控制模块30电连接，检测和控制模块30与电池模块10电连接。

其中，多个电池模块10依次串接于电池组100的充电端口上；检测和控制模块30用于检测电池模块10的电量，根据电池模块10的电量生成相应的检测信号，并根据检测信号控制控制开关20的通断。各电池模块10在为需要供电的用电模块供电时，可以串联、并联、串并联或者单独供电，每个电池模块10的电压幅值可以不同，每个电池模块10的容量可以相同，也可以不同。这样的结构可以根据移动设备内部不同功能模块对供电电压的不同要求，选择不同的电池模块组合用于满足不同幅值的供电电压。

具体的，检测和控制模块30在充电电路有充电设备接入，检测各电池模块10的电量均低于预设阈值如100％时，生成第一检测信号，并根据第一检测信号，控制各控制开关20均断开；在充电过程中，检测和控制模块30还用于在检测到有至少一个电池模块10的电量达到预设阈值，有至少一个电池模块10的电量未达到预设阈值时，生成第二检测信号，并根据第二检测信号，控制电量达到预设阈值的电池模块10并联的控制开关20闭合、以及控制电量未达到预设阈值的电池模块10并联的控制开关20断开。检测和控制模块30按照上述控制方式控制电池模块10并联的控制开关20的通断，使电池组100的各电池模块10串联充电，并使电量达到预设阈值的电池模块10停止充电，从而完成对电池组100的充电控制工作，直到电池组100中各电池模块10充电完成。在充电过程中，检测和控制模块30控制需要充电的电池模块10串联，以实现高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度，缓解传统高压小电流充电不适合多电池模块的缺点以及低压大电流充电对连接线材和接口质量的要求高的不足。

另外，检测和控制模块30可根据电池模块中电池的类型进行设置，例如当电池模块中的电池为铅酸等电池时，由于铅酸等电池的电量与电压有近似线性关系，因而可以通过检测端电压的方式来得到电池模块的电量；而当电池模块中的电池为锂电池时，由于锂电池(如磷酸铁锂电池等)电压较为平稳，无法通过检测端电压判断电池模块的电量，可通过使用智能芯片获得电池模块的电量，智能芯片例如可以是BQ3050芯片等，对此不做具体限定。

需要说明的是，预设阈值的具体数值可根据实际情况设定，在此不做限定。

本实施例提供的充电电路，通过检测和控制模块控制控制开关的通断，以控制电池模块充电或停止充电，在充电过程中，检测和控制模块控制需要充电的电池模块串联，以实现高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度，缓解传统高压小电流充电不适合多电池模块的缺点以及低压大电流充电对连接线材和接口质量的要求高的不足。

可选的，电池模块10包括二极管D，电池模块10中电池的负极与二极管D的正极电连接，二极管D的负极通过与电池模块10并联的控制开关20与电池模块10中电池的正极电连接。

其中，电池模块10中设置二极管D，由于二极管D单向导通，将电池模块10中电池的负极与二极管D的正极连接，防止电池模块10并联的控制开关20闭合时，电池模块10通过控制开关20形成短路放电回路而对电池模块10造成一定程度的损坏。

可选的，充电电路还包括降压型功率转换模块40，降压型功率转换模块40的输入端用于接入外部输入的电压，降压型功率转换模块40的输出端与电池组100的充电端口电连接，降压型功率转换模块40的控制端与检测和控制模块30电连接；检测和控制模块30还用于控制降压型功率转换模块40将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，并将转换后的电压传输至电池组100。

具体的，降压型功率转换模块40可为降压型DC/DC转换器，检测和控制模块30可根据需要充电的电池模块10的数量生成电压转换控制信号，并将生成的电压转换控制信号传输至降压型功率转换模块40的控制端，从而控制降压型功率转换模块40将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，降压型功率转换模块40将转换后的电压传输至电池组100，使电池组100中需要充电的电池模块10获得的充电电压为预设电压值的电压，以满足需要充电的电池模块10串联充电的充电需求。在充电过程中，当检测和控制模块30检测到正在充电的电池模块的电量均达到预设阈值时，向降压型功率转换模块40发送控制信号，控制降压型功率转换模块40停止工作，各电池模块充电完成。

需要说明的是，预设电压值的具体数值可根据实际情况设定，在此不做限定。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的一种充电电路的充电控制方法的流程图，该充电控制方法由实施例一所述的检测和控制模块执行，该充电控制方法具体包括如下步骤：

步骤110、检测电池模块的电量，并根据电池模块的电量生成相应的检测信号。

其中，电池模块可为多个，以充电电路设置在移动设备为例，多个电池模块为移动设备的用电模块供电后剩余电量可能不同，检测和控制模块检测电池模块的电量，若各电池模块的电量均低于预设阈值，则生成第一检测信号，在充电过程中，检测和控制模块还可在检测到有至少一个电池模块的电量达到预设阈值，有至少一个电池模块的电量未达到预设阈值时，生成第二检测信号，以根据第一检测信号或第二检测信号控制相应的控制开关的通断。

需要说明的是，预设阈值的具体数值可根据实际情况设定，在此不做限定。

步骤120、根据检测信号控制控制开关的通断。

具体的，当检测和控制模块生成上述的第一检测信号时，检测和控制模块可根据生成第一检测信号控制各控制开关均断开；当检测和控制模块生成上述的第二检测信号时，检测和控制模块可根据生成第二检测信号，控制电量达到预设阈值的电池模块并联的控制开关闭合、以及控制电量未达到预设阈值的电池模块并联的控制开关断开。检测和控制模块按照上述控制方式控制电池模块并联的控制开关的通断，使电池组中各电池模块串联充电，并使电量达到预设阈值的电池模块停止充电，从而完成对电池组的充电控制工作，直到电池组中各电池模块充电完成。在充电过程中，检测和控制模块控制需要充电的电池模块串联，以实现高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度，缓解传统高压小电流充电不适合多电池模块的缺点以及低压大电流充电对连接线材和接口质量的要求高的不足。

本实施例提供的充电电路的充电控制方法与本实用新型任意实施例提供的充电电路属于相同的实用新型构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本实用新型任意实施例提供的充电电路。

实施例三

图3是本实用新型实施例三提供的一种充电电路的结构框图，本实施例可适用于移动设备以及电动汽车充电等情况，该充电电路可设置在手机、平板电脑等移动设备以及电动汽车，该充电电路包括：两个电池模块、多个控制开关、检测和控制模块30，控制开关与检测和控制模块30电连接，检测和控制模块30与电池模块电连接。

其中，电池模块包括第一电池模块11和第二电池模块12，控制开关包括第一开关21、第二开关22和第三开关23，第一电池模块11通过第一开关21接入外部输入的电压，第一电池模块11和第二电池模块12通过第二开关21电连接，第二电池模块12还通过第三开关23接入外部输入的电压；检测和控制模块30用于检测电池模块的电量，根据电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据检测信号控制控制开关的通断。

具体的，检测和控制模块30可在充电电路有充电设备接入，检测第一电池模块11的电量和第二电池模块12的电量均低于预设阈值时，生成第三检测信号，并根据第三检测信号，控制第一开关21和第二开关22均闭合、第三开关23断开。在充电过程中，检测和控制模块30还可在检测第二电池模块12的电量达到预设阈值，第一电池模块11的电量未达到预设阈值时，生成第四检测信号，并根据第四检测信号，控制第一开关21闭合、第二开关22和第三开关23均断开；当检测和控制模块30检测第一电池模块11的电量达到预设阈值，第二电池模块12的电量未达到预设阈值时，控制第一开关21和第二开关22均断开、第三开关23闭合；当检测和控制模块30检测第一电池模块11的电量和第二电池模块12的电量均达到预设阈值时，控制第一开关21、第二开关22和第三开关23均断开，从而使第一电池11和第二电池12完成串联充电。

本实施例提供的充电电路，通过检测和控制模块控制控制开关的通断，以控制电池模块充电或停止充电，在充电过程中，检测和控制模块控制需要充电的电池模块串联，以实现高压快速充电，可以有效提升充电的功率和充电速度，缓解传统高压小电流充电不适合多电池模块的缺点以及低压大电流充电对连接线材和接口质量的要求高的不足。

可选的，充电电路还包括降压型功率转换模块40，降压型功率转换模块40的输入端用于接入外部输入的电压，降压型功率转换模块40的输出端通过第一开关21与第一电池模块11电连接，并通过第三开关23与第二电池模块12电连接，降压型功率转换模块40的控制端与检测和控制模块30电连接；检测和控制模块30还用于控制降压型功率转换模块40将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，并将转换后的电压传输至第一电池模块11和第二电池模块12。

具体的，降压型功率转换模块40可为降压型DC/DC转换器，检测和控制模块30可根据需要充电的电池模块的数量生成电压转换控制信号，并将生成的电压转换控制信号传输至降压型功率转换模块40的控制端，从而控制降压型功率转换模块40将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，降压型功率转换模块40将转换后的电压传输至第一电池模块11和第二电池模块12，使需要充电的电池模块获得的充电电压为预设电压值的电压，以满足需要充电的电池模块串联充电的充电需求。

需要说明的是，预设电压值的具体数值可根据实际情况设定，在此不做限定。

实施例四

图4是本实用新型实施例四提供的一种充电电路的充电控制方法的流程图，该充电控制方法由实施例三所述的检测和控制模块执行，该充电控制方法具体包括如下步骤：

步骤210、检测电池模块的电量，并根据电池模块的电量生成相应的检测信号。

其中，电池模块可以是两个，检测和控制模块检测各电池模块的电量，并根据电池模块的电量生成相应的检测信号。如检测和控制模块可在充电电路有充电设备接入，检测如上述实施例三中的第一电池模块的电量和第二电池模块的电量均低于预设阈值时，生成第三检测信号；在充电过程中，检测和控制模块还可在检测第二电池模块的电量达到预设阈值，第一电池模块的电量未达到预设阈值时，生成第四检测信号，以根据第三检测信号和第四检测信号控制相应控制开关的通断。

步骤220、根据检测信号控制控制开关的通断。

具体的，当检测和控制模块生成上述的第三检测信号时，控制各电池模块串联的控制开关闭合，使各电池模块串联充电；当检测和控制模块生成上述的第四检测信号时，控制如上述实施例三中的第一开关闭合、第二开关和第三开关均断开；当检测和控制模块检测第一电池模块的电量达到预设阈值，第二电池模块的电量未达到预设阈值时，控制第一开关和第二开关均断开、第三开关闭合；当检测和控制模块检测第一电池模块的电量和第二电池模块的电量均达到预设阈值时，控制第一开关、第二开关和第三开关均断开，从而使第一电池和第二电池完成串联充电。

本实施例提供的充电电路的充电控制方法与本实用新型任意实施例提供的充电电路属于相同的实用新型构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本实用新型任意实施例提供的充电电路。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：电池组，所述电池组包括多个电池模块，所述充电电路还包括与多个电池模块一一对应的多个控制开关、检测和控制模块，所述电池模块与对应的所述控制开关并联，所述控制开关与所述检测和控制模块电连接，所述检测和控制模块与所述电池模块电连接；

所述多个电池模块依次串接于所述电池组的充电端口上；

所述检测和控制模块用于检测所述电池模块的电量，根据所述电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据所述检测信号控制所述控制开关的通断；

所述电池模块包括二极管，所述电池模块中电池的负极与所述二极管的正极电连接，所述二极管的负极通过与所述电池模块并联的控制开关与所述电池模块中电池的正极电连接。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述检测和控制模块具体用于在充电电路有充电设备接入，检测各所述电池模块的电量均低于预设阈值时，生成第一检测信号，并根据所述第一检测信号，控制各所述控制开关均断开；

在充电过程中，所述检测和控制模块还用于在检测到有至少一个电池模块的电量达到预设阈值，有至少一个电池模块的电量未达到预设阈值时，生成第二检测信号，并根据所述第二检测信号，控制电量达到预设阈值的电池模块并联的控制开关闭合、以及控制电量未达到预设阈值的电池模块并联的控制开关断开。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括降压型功率转换模块，所述降压型功率转换模块的输入端用于接入外部输入的电压，所述降压型功率转换模块的输出端与所述电池组的充电端口电连接，所述降压型功率转换模块的控制端与所述检测和控制模块电连接；

所述检测和控制模块还用于控制所述降压型功率转换模块将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，并将转换后的电压传输至所述电池组。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述检测和控制模块还用于在检测到各电池模块的电量均达到预设阈值时，控制所述降压型功率转换模块停止工作。

5.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述降压型功率转换模块为降压型DC/DC转换器。

6.一种充电电路，其特征在于，包括：两个电池模块、多个控制开关、检测和控制模块，所述控制开关与所述检测和控制模块电连接，所述检测和控制模块与所述电池模块电连接；

所述电池模块包括第一电池模块和第二电池模块，所述控制开关包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一电池模块通过所述第一开关接入外部输入的电压，所述第一电池模块和所述第二电池模块通过所述第二开关电连接，所述第二电池模块还通过所述第三开关接入外部输入的电压；

所述检测和控制模块用于检测所述电池模块的电量，根据所述电池模块的电量生成相应的检测信号，并根据所述检测信号控制所述控制开关的通断；

还包括降压型功率转换模块，所述降压型功率转换模块的输入端用于接入外部输入的电压，所述降压型功率转换模块的输出端通过所述第一开关与所述第一电池模块电连接，并通过所述第三开关与所述第二电池模块电连接，所述降压型功率转换模块的控制端与所述检测和控制模块电连接；

所述检测和控制模块还用于控制所述降压型功率转换模块将外部输入的电压转换为预设电压值的电压，并将转换后的电压传输至所述第一电池模块和所述第二电池模块。

7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述检测和控制模块具体用于在充电电路有充电设备接入，检测所述第一电池模块的电量和所述第二电池模块的电量均低于预设阈值时，生成第三检测信号，并根据所述第三检测信号，控制所述第一开关和所述第二开关均闭合、所述第三开关断开。

8.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，在充电过程中，所述检测和控制模块还用于在检测所述第二电池模块的电量达到预设阈值，所述第一电池模块的电量未达到预设阈值时，生成第四检测信号，并根据所述第四检测信号，控制所述第一开关闭合、所述第二开关和所述第三开关均断开。

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