CN214707188U - 充电电路以及充电适配器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了提供充电电路以及充电适配器。该充电电路包括开关电路、电压变换电路和硬件触发电路。开关电路用于耦接电源。电压变换电路耦接开关电路，以使得电源能够经开关电路和电压变换电路对电池充电。硬件触发电路分别耦接开关电路和电压变换电路；其中，硬件触发电路用于在充电过程中充电通路发生异常事件时触发开关电路断开，以断开充电通路。通过上述方式，本申请增强充电保护的可靠性。

Description

充电电路以及充电适配器

技术领域

本申请涉及充电保护技术领域，特别是涉及充电电路以及充电适配器。

背景技术

随着5G技术的发展和消费电子产品的快速普及，人们使用电子产品的时间大幅度提高，电子设备运行速度、网速等提升的同时，电子设备的功耗也逐步提高，进而需要频繁地对电池充电。在对电池、电子设备等进行充电过程中，电路的可靠性非常重要，而且电路的保护机制也是相当必要的。本申请的发明人在研发中尝试采用软件控制方式，在电路发生异常情况时，关断充电回路，软件可能失效或者误判，可能导致电路无法得到有效保护。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供充电电路以及充电适配器，能够改善现有技术中在充电过程对电路保护不足的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种充电电路。该充电电路包括开关电路、电压变换电路和硬件触发电路。开关电路用于耦接电源。电压变换电路耦接开关电路，以使得电源能够经开关电路和电压变换电路对电池充电。硬件触发电路分别耦接开关电路和电压变换电路；其中，硬件触发电路用于在充电过程中充电通路发生异常事件时触发开关电路断开，以断开充电通路。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种充电适配器。该充电适配器包括充电电路和充电接口。充电接口耦接充电电路。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过设置开关电路耦接电压变换电路，并设置硬件触发电路在充电通路在充电过程中发生异常情况时对开关电路进行触发，使得开关电路进行断开，相较于利用软件控制方式控制电压变换电路或者开关电路断开，硬件触发电路和开关电路的触发配合能够为整个电路以及电池等提供更可靠的保护，能够有效地应对软件控制失效以及误判等情况的发生，即便在上述情况发生时，通过硬件触发电路触发开关电路断开，依然能够有效地断开充电通路，如此更有效也更全面对电路进行保护，进而也更有效地保护电池，尽量避免电路、电池等的损坏，提高使用可靠性和寿命。

附图说明

图1是本申请充电适配器实施例的电路结构示意框图；

图2是本申请充电电路实施例的一电路结构示意框图；

图3是本申请充电电路实施例的另一电路结构示意框图；

图4是本申请充电电路实施例的部分电路结构示意图；

图5是本申请充电电路实施例中硬件触发电路的一电路结构示意图；

图6是申请充电电路实施例中硬件触发电路的另一电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的发明人经过长期研究发现，在对电池、电子设备等进行充电过程中，需要对整个电路等进行保护，减少过流、欠压或者过压等异常情况所导致的电路短路、发热、损坏，甚至火灾等事故。发明人尝试采用处理器、微处理器、DSP等控制器类型的软件控制方式，在电路发生异常情况时，关断电路中相关的元件，进而避免或者减少上述情况的发生。但是，通过软件控制方式可能存在软件误判或者软件失效等情况，进而导致整个电路无法正常进行保护操作。为此，本申请提出以下实施例：

本申请充电适配器实施例描述的充电适配器1，可以用于为电池、电子设备等进行充电。电子设备可以为移动电源、手机、平板电脑、电脑、智能手表、智能手环、耳机、VR设备、智能机器人等。当然，本实施例的充电适配器1还可以用于其他技术领域，例如电动自行车等。充电适配器1是以充电座的形式存在。

如图1所示，本实施例的充电适配器1可以包括充电接口100和充电电路200。充电接口100可以耦接充电电路200。充电接口100可以用于耦接市电移动电源或者其他供电设备的接口，以获取电能。充电电路200可以用于耦接电池(未标注)，以可为电池充电。对于充电电路20耦接电池可以分为多种情况，一种是充电电路200可以直接耦接电池或者电池组件，直接为电池进行充电。另一种是充电电路200可以耦接电子设备(图未示)，进而给电子设备的电池充电，实际上也是耦接电池。从充电接口100获取相应的电压经充电电路200后输出给电池，充电电路20可以为充电过程提供多重保护。关于本实施例的充电电路200可以参照下述的本申请充电电路实施例的描述。

本申请充电电路实施例描述的充电电路200，一般是耦接于电源POW和电池之间。如上所述，充电电路200输出电压供电池充电，可以直接耦接电池，直接向电池充电，也可以经过位于电池一侧的相应电路，例如电池一侧的保护电路，再供电池充电。

如图2所示，本实施例的充电电路200可以包括：电压变换电路210、开关电路220和硬件触发电路230。进一步地，充电电路200还可以包括电流检测电路240和电压检测电路250。电流检测电路240可以耦接硬件触发电路230和控制电路300，电压检测电路250也可以耦接硬件触发电路230和/或控制电路300。在图2中示出的是电压电测电路250耦接控制电路300，仅为其中一个示例。

控制电路300可以用于控制充电电路200的充电过程。控制电路300可以是充电电路200的一部分，也即充电电路200包括控制电路300。控制电路300例如为通用处理器、微处理器(MCU)、单片机或者数字信号处理器(DSP)等。充电电路200可以在充电过程中有效应对异常事件，例如过流、过压和欠压等。充电电路200可以耦接电源POW，以接收电源POW输出的电压供电池充电。电源POW可以是指能够输出电压的器件，例如电池、移动电源、市电等。若充电电路200的前级存在变压电路，电源POW也可以是位于充电电路200前级的变压电路(图未示)，变压电路接收外部输入的电压后进行变压操作后输出给充电保护电路200，那么对于充电保护电路200而言，变压电路也可以认为是电源POW。也即，只要能给充电保护电路200提供电压的，均可以认为是电源POW。

开关电路220可以用于耦接电源POW。电压变换电路210可以用于分别耦接开关电路220，以使得电源POW能够经开关电路220和电压变换电路210对电池充电。可选地，电压变换电路210可以用于耦接控制电路300，且用于在充电过程中充电通路发生异常事件时受控制电路300所控制而断开，以断开充电通路。在充电过程中，电源POW、开关电路220、电压变换电路210以及电池构成的能够供电池进行充电的充电回路，即充电通路。硬件触发电路230可以分别耦接开关电路220和电压变换电路210。硬件触发电路230可以用于电压变换电路在充电过程中充电通路发生异常事件时触发开关电路220断开，以断开充电通路。具体地，由于电压变换电路210耦接电池，充电通路发生异常事件，可以通过电压变换电路210获知充电通路的相关信息。硬件触发电路230可以通过耦接电压变换电路210，便于监测或者获知充电通路发生异常事件，进而能够有效地触发开关电路220。

异常事件是指过流、欠压或者过压等异常，可以包括过流、欠压和过压中的至少一者。电流检测电路240可以用于检测电压变换电路210的相应电流，或者对充电电流进行采样，以便于进一步判断是否发生过流异常事件。电压检测电路250可以用于检测电压变换电路210的相应的电压，或者对充电电压进行采样，以便于进一步判断是否发生过压或欠压异常事件。电压变换电路210可以受控制电路300进行控制。若电压变换电路210在充电的充电过程中发生异常事件，控制电路300可以控制电压变换电路210断开，进而断开充电通路，以能够停止对电池的充电。如此，可以对电池进行保护，减少因为异常事件的发生导致电池损毁等情况的发生。

在此基础上，为了减少由于软件控制失效、软件误判等情况对电路、电池造成的影响，本实施例可以设置硬件触发电路230和开关电路220。若电压变换电路210在充电过程中发生异常事件，硬件触发电路230可以触发开关电路220进行断开，进而断开充电通路，停止对电池的充电。如此实现在控制电路300提供软件控制保护的基础上，进一步设置硬件触发电路230和开关电路220，为电路和电池形成多重保护，减少事故的发生。硬件触发电路230为硬件触发，区别于软件控制方式，通过硬件触发的方式可以更为可靠地实现开关电路220的断开。

通过设置开关电路220耦接电压变换电路210，并设置硬件触发电路230在充电通路在充电过程中发生异常情况时对开关电路220进行触发，使得开关电路220进行断开，相较于利用软件控制方式控制电压变换电路210断开，硬件触发电路230和开关电路220能够为整个电路以及电池等提供更可靠的保护，能够有效地应对软件控制失效以及误判等情况的发生，即便在上述情况发生时，通过硬件触发电路230触发开关电路220断开，依然能够有效地断开充电通路，如此更有效也更全面对电路进行保护，进而也更有效地保护电池，尽量避免电路、电池等的损坏，提高使用可靠性和寿命。

电压变换电路210可以为降压变换电路(Buck电路)、升压变换电路(Boost电路)或者升降压变换电路(Boost-Buck电路)，具体地可为PWM控制型的电压变换电路。具体如图3所示，电压变换电路210可以包括PWM生成电路211和整流储能电路212。

PWM生成电路211和整流储能电路212可以相互耦接。整流储能电路212可以用于耦接电池。PWM生成电路211可以耦接开关电路220，用于生成相应波形的PWM电压信号。例如，PWM生成电路211可以耦接控制电路300，以在控制电路300的驱动信号下使得电源POW所输出的电压形成为相应波形的PWM电压信号。整流储能电路212可以用于将PWM电压信号进行整流并存储电能，进而供给电池充电。整流储能电路212可以耦接控制电路300。其中，PWM生成电路211和整流储能电路212还各自可以用于受控制电路300在充电过程中充电通路发生异常事件时所触发而断开，以断开充电通路。当然，PWM生成电路211和整流储能电路212可以是现有的电路，只要能够实现上述功能和过程即可。

如图4所示，充电电路200可以具有第一端2101和第二端2102。当然，充电电路200还可以具有第三端2103。第一端2101和第二端2102可以用于对应耦接电池的正负极，以供电池进行充电。第一端2101用于耦接电源POW的输出端(例如，电源POW的正极)。第二端2102用于耦接电源POW的输入端(例如，电源POW的负极)。第一端2101可以用于与电池的正极耦接，第二端2102可以用于与电池的负极连接。第三端2103可以用于输出或者获取相应的信号，以控制电池进行相应的操作。例如，第三端2103可以输出温度检测信号，以使得电池一侧的保护电路开启温度监控，还可以获取电池一侧的保护电路所测温度对应的电压信号，以判断电池是否温度过高。具体地，第三端2103可以耦接控制电路300，进而可以控制电路300的相应信号进行输出，也可以获取相应的信号给控制电路300。具体地，整流储能电路212可以耦接第一端2101和第二端2102，PWM生成电路211可以经整流储能电路212耦接第一端2101和第二端2102。

具体地，如图4所示，PWM生成电路211可以包括第一PWM电阻R11、第二PWM电阻R12、第三PWM电阻R13、第四PWM电阻R14、第五PWM电阻R15、第一PWM开关Q11、第二PWM开关Q12以及第三PWM开关Q13。PWM生成电路211还可以包括第一PWM电容C11、第二PWM电容C12和第六PWM电阻R16。

其中，第一PWM开关Q11、第二PWM开关Q12以及第三PWM开关Q13均可以为开关管，各自可以包括控制引脚、第一引脚和第二引脚。可选地，第一PWM开关Q11可以为场效应晶体管，也即MOS管。可选地，第一PWM开关Q11为P型MOS管，其控制引脚为栅极(G极)，其第一引脚为源极(S极)，其第二引脚为漏极(D极)。可选地，第二PWM开关Q12和第三PWM开关Q13可以为三极管，具体可以为PNP型三极管，也可以为NPN型三极管。以第二PWM开关Q12和第三PWM开关Q13均为NPN型三极管为例，控制引脚为基极(图4中标示为“0”极，)第一引脚为发射极(图4中标示为“1”极)，第二引脚为集电极(图4中标示为“2”极)。

可选地，第一PWM电阻R11的一端可以耦接第一PWM开关Q11的第一引脚。第一PWM电阻R11的另一端可以耦接第一PWM开关Q11的控制引脚。第一PWM开关Q11的第二引脚用于耦接整流储能电路212，进而可以耦接至第一端2101。第一PWM开关Q11的第一引脚还可以开关电路220，进而可以在开关电路220导通时进一步耦接电源POW的输出端POW_1。

第二PWM电阻R12的一端可以耦接第一PWM电阻R11的另一端。第二PWM电阻R12的另一端可以耦接第二PWM开关Q12的第一引脚。第二PWM开关Q12的第二引脚可以耦接第一PWM电阻R11的一端。第二PWM开关Q12的控制引脚可以耦接第三PWM电阻R13的一端。第三PWM电阻R13的另一端可以耦接第二PWM开关Q12的第二引脚。

第三PWM开关Q13的第二引脚可以耦接第二PWM开关Q12的控制引脚。可选地，第三PWM开关Q13的第二引脚和第二PWM开关Q12的控制引脚还串接有二极管D11，该二极管D11的阳极耦接第二PWM开关Q12的控制引脚，该二极管D11的阴极耦接第三PWM开关Q13的第二引脚。第三PWM开关Q13的第二引脚耦接第二PWM开关Q12的第一引脚。可选地，第三PWM开关Q13的第二引脚和第二PWM开关Q12的第一引脚还串接有二极管D12，该二极管D12的阳极耦接第二PWM开关Q12的第一引脚，该二极管的阴极耦接第三PWM开关Q13的第二引脚。

第三PWM开关Q13的第一引脚可以耦接整流储能电路212。具体地，第三PWM开关Q13的第一引脚可以耦接第二端2102。第四PWM电阻R14的一端可以用于耦接控制电路300，以接收控制电路300所发送的驱动信号S_PWM。第四PWM电阻R14的另一端可以耦接第五PWM电阻R15的一端，第五PWM电阻R15的另一端可以耦接第二端2102。第二端2102可以接地。电源POW的输入端，也即电源POW的负极接地，因此，第二端2102相当于耦接电源POW的输入端。

第一PWM电容C11的一端可以耦接第一PWM开关Q11的第一引脚(S极)。第一PWM电容C11的另一端可以耦接第五PWM电阻R15的另一端。第二PWM电容C12的一端可以耦接第一PWM开关Q11的第二引脚(D极)，第二PWM电容C12的另一端可以耦接第六PWM电阻R16的一端，第六PWM电阻R16的另一端耦接第三PWM的第一引脚。第二PWM电容C12和第六PWM电容构成滤波电路，以能够进行相应滤波操作，提高电路的稳定性。

可选地，第一PWM电阻R11的阻值为5-20KΩ，可选为10KΩ。可选地，第二PWM电阻R12的阻值为5-20KΩ，可选为10KΩ。可选地，第三PWM电阻R13的阻值为5-20KΩ，可选为10KΩ。可选地，第四PWM电阻R14的阻值为5-20KΩ，可选为10KΩ。可选地，第五PWM电阻R15的阻值为5-20KΩ，可选为10KΩ。可选地，第六PWM电阻R16的阻值为0.5-5Ω，可选为1Ω。

具体地，控制电路300可以通过第四PWM电阻R14的一端输入驱动信号S_PWM，进而通过第一PWM开关Q11和第二PWM开关Q12进行相应的配合和开关操作，进而使得第三PWM开关Q13按照驱动信号的频率进行导通或者断开，以产生相应的PWM电压信号，也即呈一定波形的电压信号。通过第一PWM开关Q11和第二PWM开关Q12等多重设置，使得控制电路300的驱动信号S_PWM间接控制第三PWM开关Q13，能够减少直接向第三PWM开关Q13输出驱动信号所导致的冲击以及抖动，进而使得第三PWM开关Q13的断开和导通响应更快，更有利于降压操作。而且，控制电路300可以通过相应的信号控制第一PWM开关Q11断开，尤其是在出现过流、过压及欠压等异常事件下，可以有效地控制断开第一PWM开关Q11，能够断开充电回路，可以有效地保护电路以及电池等。

上述的第一PWM电阻R11、第二PWM电阻R12、第三PWM电阻R13、第四PWM电阻R14、第五PWM电阻R15、第一PWM开关Q11、第二PWM开关Q12以及第三PWM开关Q13的名称，仅是为了区分彼此，并不意味着单个元件或者器件必定具有“PWM”的作用或者功能。

如图4所示，整流储能电路212可以包括电感L、第一整流电阻R17、第二整流电阻R18、第三整流电阻R19、第一整流开关Q14、第二整流开关Q15、续流二极管D13、第一滤波电容C13以及第二滤波电容C14。可选地，整流储能电路212还可以包括第三滤波电容C15和稳压二极管D14。

其中，第一整流开关Q14和第二整流开关Q15均可以为开关管，各自可以包括控制引脚、第一引脚和第二引脚。可选地，第一整流开关Q14和第二整流开关Q15为场效应晶体管，也即MOS管。具体地，第一整流开关Q14可以为P型MOS管，其控制引脚为栅极(G极)，其第一引脚为源极(S极)，其第二引脚为漏极(D极)。可选地，第二整流开关Q15可以为N型MOS管，其第一引脚为源极(S极)，第二引脚为漏极(D极)。

电感L的一端可以耦接第一PWM开关Q11的第二引脚(D极)。电感L的另一端可以耦接第一端2101。续流二极管D13的阴极耦接电感L的一端。续流二极管D13的阳极可以耦接第一整流电阻R17的一端。第一整流电阻R17的另一端可以耦接第一整流开关Q14的控制引脚(G极)。第一整流开关Q14的第一引脚(S极)可以耦接第一整流电阻R17的一端(也即，续流二极管D13的阳极)。第一整流开关Q14的第二引脚(D极)可以耦接第二端2102。第二整流开关Q15的第二引脚(D极)可以耦接第一整流开关Q14的控制引脚(G极)。

第二整流开关Q15的控制引脚(G极)可以耦接控制电路300，以接收控制电路300输出相应的控制信号S_en2。第二整流开关Q15的第一引脚(S极)耦接第二整流电阻R18的一端，第二整流电阻R18的另一端用于接收参考电压V_ldo输入，该参考电压可以是控制电路300输出，也可以是经过低压差线性稳压器(LDO)后的参考电压。第三整流电阻R19的一端可以耦接第二整流开关Q15的第一引脚(S极)，第三整流电阻R19的另一端可以耦接第二整流开关Q15的控制引脚(G极)。第一滤波电容C13的一端耦接电感L的另一端。第一滤波电容C13的另一端可以耦接第一整流开关Q14的第二引脚(D极)，也即耦接第二端2102。第二滤波电容C14的一端耦接电感L的另一端，第一滤波电容C13的另一端耦接第一整流开关Q14的第二引脚(D极)，也即耦接第二端2102。

第三滤波电容C15的一端可以耦接电感L的另一端，第三滤波电容C15的另一端耦接第一整流开关Q14的第二引脚。稳压二极管D14的一端耦接电感L的另一端，稳压二极管D14的另一端耦接第一整流开关Q14的第二引脚。

由于第一PWM开关Q11的具有相应频率的断开和导通，使得PWM电压信号呈现出周期性变化，也即具有相应波形。电感L可以接收到来自于PWM生成电路211所形成的PWM电压信号，在第一PWM开关Q11导通时，由于其储能特性能够将电能存储起来，电感L由于其特征能够将电能存储起来，在第一PWM开关Q11断开时，电感L就会放电，第一端2101和第二端2102若耦接电池，那么会构成电池的充电回路，再配合第一滤波电容C13和第二滤波电容C14等所形成的滤波电路，可以允许直流成分通过，抑制了电路中的交流成分等干扰信号，进而能够更好地为电池充电，提高充电效率。

控制电路300可以通过相应的控制信号S_en2控制第二整流开关Q15的导通或断开，进而通过第二整流开关Q15控制第一整流开关Q14进行导通或者断开，以可以在充电通路出现过流、过压或欠压等异常事件下，控制第二整流开关Q14断开，如此使得电感L在放电的时候无法形成有效的回路，进而无法为电池进行充电。通过控制电路300对第一整流开关Q14的控制能够有效地对电路进行保护，使得整个电路的可靠性更高，且和上述控制电路对第一PWM开关Q11的控制，能够形成多重保护，更有效地保护电池和电路，避免出现因为异常事件而导致的损毁。

可选地，第一整流电阻R17的阻值为50KΩ-200KΩ，可选为100KΩ。第二整流电阻R18的阻值为0.3K-2KΩ，可选为1KΩ。可选地，第三整流电阻R19的阻值为50KΩ-200KΩ，可选为100KΩ。可选地，第一滤波电容C13的电容值0.05-0.3uf，可选为0.1uF。可选地，第二滤波电容C14的电容值为15-35uF，可选为22uF。可选地，第三滤波电容C15的电容值为150-300uF，可选为220uF。

上述的第一整流电阻R17、第二整流电阻R18、第三整流电阻R19、第一整流开关Q14、第二整流开关Q15等的名称，仅是为了区分彼此，并不意味着该单个元件或者器件必定具有整流的作用或者功能。

如图4所示，开关电路220可以包括第一开关元件Q21和第二开关元件Q22、第一开关电阻R21、第二开关电阻和第三开关元件Q23。

第一开关元件Q21可以耦接电压变换电路210。具体地，第一开关元件Q21可以耦接PWM生成电路211。硬件触发电路230可以在充电通路在充电过程中发生异常事件时触发第一开关元件Q21断开，进而使得充电通路断开，切断电源和电池之间的耦接。

第二开关元件Q22可以分别耦接第一开关元件Q21和硬件触发电路230。第二开关元件Q22可以用于受硬件触发电路230在充电通路在充电过程中发生异常事件所触发而断开或导通，进而进一步触发第一开关元件Q21断开。

第二开关元件Q22还可以进一步耦接控制电路300。控制电路300也可以通过控制第二开关元件Q22断开或者导通，进而控制第一开关元件Q21断开。换言之，第二开关元件Q22可以用于受控制电路300在充电通路在充电过程中发生异常事件时所控制而断开或者导通。

基于上述描述，第一开关元件Q21能够受第二开关元件Q22断开或者导通所触发而断开，进而断开充电通路。也即，第二开关元件Q22断开或者导通能够触发第一开关元件Q21断开，如此，控制电路300或者硬件触发电路230可以间接触发第一开关元件Q21断开。

通过第一开关元件Q21和第二开关元件Q22的配合，能够提高开关电路220的可靠性，可以形成多稳态电路，而且利于降低功耗，也能够保证硬件触发电路230对开关电路220触发的有效性。

第三开关元件Q13可以耦接第二开关元件Q12和硬件触发电路230。硬件触发电路230在充电通路发生异常事件时触发第三开关元件Q13导通或者断开。第二开关元件Q12受第三开关元件Q23的导通或者断开所触发，进而导通或者断开。第一开关元件Q22受第二开关元件Q22的导通或者断开所触发，进而断开。如此，可以进一步提高硬件触发电路230对第一开关元件Q21的触发，能够减少直接向第一开关元件Q21发送信号造成触发抖动等问题，使得控制更稳定。

可选地，第一开关元件Q21、第二开关元件Q22和第三开关元件Q21均为开关管，可以为三极管或者场效应晶体管。具体地，第一开关元件Q21可以包括第一控制端G1、第一连接端D1和第二连接端S2。第二开关元件Q22可以包括第二控制端G2、第三连接端D3和第四连接端S4。第三开关元件Q23包括第三控制端G3、第五连接端D5和第六连接端S6。第一控制端G1可以耦接第三连接端D3。第一连接端D1可以耦接电源POW的输出端POW_1。第二连接端S2可以耦接电压变换电路210。第二控制端G2可以耦接硬件触发电路230。进一步地，第二控制端G2可以耦接第五连接端D5，第六连接端S6可以耦接第四连接端S4，第三控制端G3耦接硬件触发电路230。第四连接端S4接地，也即耦接电源POW的输入端。第二控制端G2耦接第五连接端D5。

本实施例的第一开关元件Q21的数量可以为一个，也可以为两个或者两个以上。以第一开关元件Q21的数量是两个为例，两个第一开关元件Q21可以串接，且硬件触发电路230或者控制电路300可以通过第二开关元件Q22同时触发两个第一开关元件Q21断开或者关闭，如此两个开关元件可以共同承担电路中的压力，可以减少电源POW的输出端电压较高对单个开关元件的损坏，而且也减少因其中一个第一开关元件Q21短路等造成无法控制等问题，形成多重保障。

具体地，两个第一开关元件Q21的第二连接端S2可以相互耦接。其中一个第一开关元件Q21的第一连接端D1耦接电源POW输出端POW_1，该其中一个第一开关元件Q21的第二连接端S2可以经另一个开关元件Q21耦接电压变换电路210。具体地，另一个第一开关元件Q21的第一连接端D1耦接电压变换电路210，具体可以耦接第一PWM开关Q11的第二引脚(S极)。两个第一开关元件Q21的控制端耦接第二开关元件Q22的第三连接端D3。第二开关元件Q22的第二控制端G2可以耦接控制电路300。可选地，第一开关电阻R21的一端可以耦接两个第一开关元件Q21的第二连接端S2。第一开关电阻R21的另一端可以耦接第二开关元件Q22的第三连接端D3。

可选地，第三控制端G3和硬件触发电路230之间还可以串接有二极管D21，该二极管的阴极耦接第三控制端G3，该二极管D21的阳极耦接硬件触发电路230。硬件触发电路230用于发送触发信号S_ovc至第三控制端G3以触发第三开关元件Q23导通或者断开，进而进一步触发第二开关元件Q22导通或者断开，最终触发第一开关元件Q21断开。

可选地，第二开关电阻R22的一端可以耦接第二控制端G2，该第二开关电阻R22的另一端耦接控制电路300，以用于接收控制电路300所发送的控制信号S_en1。第三开关元件Q23的第五连接端D5可以耦接于该第二开关电阻R22和第二控制端G2之间。控制电路300用于发送控制信号S_en1至第二控制端G2，以触发第二开关元件Q22导通或者断开，进而触发第一开关元件Q21断开。

可选地，两个第一开关元件Q21的第一连接端D1和第二连接端S2之间串接有二极管(未标注)，该二极管的阳极耦接第一连接端D1，该二极管的阴极耦接第二连接端S2。可选地，第二开关元件Q22的第三连接端D3和第四连接端S4之间也串接有二极管(未标注)，该二极管的阳极耦接第四连接端S4，该二极管的阴极耦接第三连接端D3。可选地，第三开关元件Q23的第五连接端D5和第六连接端S6之间串接有二极管(未标注)，该二极管的阳极耦接第六连接端S6，该二极管的阴极耦接第二连接端D5。

通过设置上述第一开关元件Q21能够便于硬件触发电路230在充电通路发生异常事件时触发第一开关元件Q21断开，以保护电池和电路不被损坏。进一步地，设置第二开关电路Q22，便于硬件触发电路230通过间接的方式触发第一开关元件Q21，形成多稳态电路，提高电路的可靠性。进一步地，设置第三开关元件Q23，硬件触发电路230通过触发第二开关元件Q22，控制电路300可以控制第二开关元件Q22，实现两者利用相同或者不同的信号间接地对第一开关元件Q21进行控制，实现开关电路220支持软硬件控制的效果，进而能够实现更多重保护。

可选地，第一电阻R21的阻值为5K-20KΩ，可选为10KΩ。可选地，第二电阻R22的阻值为5K-20KΩ，可选为10KΩ。

在本实施例中，第一开关电阻R21和第二开关电阻R22的名称中的“开关”，仅是为在命名上区分其他电阻，不具有其他含义，单个元件更不具有“开关”功能。

本实施例的硬件触发电路230可以在上述充电通路发生过流、过压以及欠压等异常事件发生时触发上述开关电路220断开，以下以过流情况进行举例。

电流检测电路240可以用于检测电压变换电路210在充电过程中的实际电流值。实际电流值可以是充电通路在充电过程中给电池充电的实际充电电流值，也可以是对实际充电电流值进行采样所取得的电流值。

电流检测电路240可以分别耦接硬件触发电路230和电压变换电路210。硬件触发电路230用于在实际电流值大于或等于第一预设电流值时触发开关电路220断开。当实际电流值大于或者等于第一预设电流值，可以认为充电通路发生异常事件，即过流。硬件触发电路230在充电通路发生过流事件的情况下，会触发开关电路220断开。

具体地，硬件触发电路230发送触发信号S_ovc至第三开关元件Q23的第三控制端G3，进而使得第五连接端D5和第六连接端S6导通或者断开，进而使得第二开关元件Q22的第二控制端G2接收到相应的电平信号，控制第三连接端D3和第四连接端S4导通或断开。在第三连接端D3和第四连接端S4导通或断开时，第一开关元件Q21的第一控制端G1接收到相应的电平信号，进而使得第一开关元件Q21的第一连接端D1和第二连接端S2断开。

可选地，电流检测电路240可以包括电流采样电阻R41。电流采样电阻R41的一端可以耦接第二端2102，电流采样电阻R41的另一端用于耦接电源POW的输入端，也即接地。电流采样电阻R41用于对充电通路的电流进行采样，具体是对流经电流采样电阻R41的电流进行采样，即得到实际电流值。若流经电流采样电阻R41的实际电流值大于或者等于第一预设电流值，则认为是电路发生过流事件。硬件触发电路230则用于在流经电流采样电阻R41的实际电流值大于或等于第一预设电流值时输出触发信号S_ovc至开关电路220，以触发开关电路220断开。触发信号S_ovc具体可以传输至第三开关元件Q23的第三控制端G3。

本实施例的硬件触发电路230属于硬件触发，区别于控制电路300等软件控制。例如，如图4和5所示，硬件触发电路230可以包括比较电路231。比较电路231可以包括电压比较器或运算放大器。比较电路231具有同相端、反相端和输出端。

比较电路231的同相端可以耦接电流采样电阻R41的一端，以接收电压信号V_I2的输入。电流采样电阻R41的另一端可以接地。比较电路231的同相端可以用于采集电流采样电阻R41两端的用于反映实际电流值的第一电压值，也即V_I2的值。比较电路231的反相端可以用于接收与第一预设电流值对应的第一预设电压值V_ref。比较电路231的输出端可以耦接开关电路220。具体地，比较电路231的输出端可以耦接第三开关元件Q23的第三控制端G3。

比较电路231可以用于将第一电压值V_I2与第一预设电压值V_ref进行比较，并在第一电压值V_I2大于或等于第一预设电压值V_ref时通过其输出端输出触发信号S_ovc至开关电路220。具体地，将触发信号S_ovc输出至第三控制端G3。

具体地，比较电路231为运算放大芯片，可以包括电源引脚233、接地引脚234和至少一个运算放大器232。硬件触发电路230还可以包括第一电阻R31和第二电阻R32。

例如，如图6所示，比较电路231是LM358双运算放大器，比较电路231可以包括两个独立的运算放大器232。在一个示例性的场景中，第一端2101的数量和第二端2102的数量各为两个，电流检测电路240的数量也为两个，一个第一端2101、一个第二端2102以及一个电流检测电路240等组成一套充电线路，那么两套充电线路之间可以并联，且耦接电压变换电路210。每条充电线路可以对应一个电池。也即充电电路200可以同时为两个电池充电。两个独立的运算放大器232可以比较各自对应的充电线路的第一电压值是否大于或者等于第一预设电压值。相对应地，对于开关电路220中的二极管D21的数量也可以为两个，两者并联。两个二极管D21中的阳极可以对应接收两个运算放大器232的输出端所输出的触发信号S_ovc。

电源引脚233可以用于接收参考电压输入V_ldo。第一电阻R31的一端可以耦接电源引脚233。第一电阻R31的另一端可以耦接第二电阻R32的一端。第二电阻R32的另一端接地。第一电阻R31的另一端可以耦接运算放大器232的同相端，以经第一电阻R31的另一端向运算放大器232的同相端输出第一预设电压值V_ref。

将接收到的参考电压V_ldo通过第一电阻R31和第二电阻R32的分压处理，以可以获取合适的电压值，作为第一预设电压值V_ref，进而能够在供硬件触发电路230进行工作的时候能够提供稳定的第一预设电压值V_ref，进而能更为准确地判断充电通路是否出现过流事件，可靠性更高。而且，通过运算放大芯片作为触发硬件，能够和控制电路300形成软硬多重保护，即便在软件控制失效的情况下，硬件保护也能够有效地减少电路和电池出现损毁的风险。

如图5和图6所示，硬件触发电路230还可以包括第一电容C31、第二电容C32、第三电阻R33、第四电阻R34、第三电容C33和第四电容C34。

第一电容C31与第一电阻R31并联，第二电容C32的一端耦接电源引脚233，第二电容C32的另一端接地。如此设置第一电容C31与第一电阻R31并联可以滤除干扰信号，起到稳压的作用，得到更为稳定的第一预设电压值V_ref。第三电阻R33的一端可以耦接运算放大器232的同相端，第三电阻R33的另一端可以耦接电流采样电阻R41的一端。第四电阻R34的一端可以耦接运算放大器232的输出端，第四电阻R34的另一端可以直接或者间接地耦接第二开关元件Q22。具体地，第四电阻R34的另一端耦接第三开关元件Q23的第三控制端G3，以可以输出触发信号S_ovc。

第三电容C33的一端耦接运算放大器232的反相端，第三电容C33的另一端耦接运算放大器232的输出端。第四电容C34一端耦接运算放大器232的同相端，第四电容C34的另一端接地。运算放大器232的同相端和输出端之间还耦接有一个二极管D31，该二极管D31的阳极耦接运算放大器232的输出端，该二极管D31的阴极可以耦接运算放大器232的输入端。

基于上述的硬件触发电路230，第一预设电压值V_ref是可调的，具体可以通过调节第一电阻R31和R32的阻值，可以调节第一预设电压值V_ref。此外，运算放大器232的输出端输出触发信号S_ovc的时间也是可调的，具体可以通过调节第三电容C33的电容值进行调节，第三电容C33的电容值越高，那么输出触发信号S_ovc的时间就越长。

当然，对于过流事件而言，控制电路300同样通过获取电流检测电路240所检测的实际电流值进行相应的判断，实现对上述开关电路220的断开。

具体地，电流检测电路240可以进一步用于耦接控制电路300，以使得控制电路300用于在实际电流值大于或等于第二预设电流值时控制开关电路220断开，其中第一预设电流值大于第二预设电流值。当实际电流值大于或者等于第二预设电流值时，控制电路300可以触发开关电路220断开，当然也可以同时触发上述PWM生成电路211和上述整流储能电路212断开，实现过流保护。若控制电路300发生软件误判、失效等情形，在实际电流值大于或者等于第一预设电流值时，硬件触发电路230则可以触发开关电路220断开，进而实现过流保护。如此，能够为电路提供多重的过流保护，软硬结合更全面地保护电路和电池。

可选地，电流检测电路240可以包括第五电阻R42和第五电容C41。第五电阻R42的一端可以耦接电流采样电阻R41的一端。第五电阻R42的另一端可以耦接第五电容C41的一端。第五电容C41的另一端耦接电流采样电阻R41的另一端。第五电阻R42的另一端还用于耦接控制电路300，以向控制电路300输出与实际电流值对应的第二电压值V_I1，进而使得控制电路300比较第二电压值V_I1和与第二预设电流值对应的第二预设电压值，在第二电压值V_I1大于或等于第二预设电压值时控制开关电路220断开，具体向第二开关元件Q22的第二控制端G2输出控制信号S_en1。当然，控制电路300向第二开关元件Q22的第二控制端G2输出的S_en1和向第二过流开关Q15的控制引脚输出的S_en2可以是相同的信号，也可以是不同的信号。若是相同的信号，控制电路300可以同时将该信号输出至第二开关元件Q22的第二控制端G2和第二过流开关Q15的控制引脚。

可选地，电流采样电阻R41的阻值为40-200mΩ，可选为100mΩ。可选地，第五电阻R42的阻值为5-20KΩ，可选为10KΩ。

电压检测电路250可以用于检测充电通路中的电压值，以对该电压值进行采样。可选地，电压检测电路250可以包括第一电压采样电阻R51和第二电压采样电阻R52。第一电压采样电阻R51的一端可以耦接电压变换电路210。具体地，第一电压采样电阻R51的一端可以耦接电感L的另一端。第一电压采样电阻R51的另一端可以耦接第二电压采样电阻R52的一端。第二电压采样电阻R52的另一端接地，也即耦接电源POW的输入端。第一电压采样电阻R51和第二电压采样电阻R52可以组成分压电路，对第二端2102所输出的电压进行分压后采样。第一电压采样电阻R51的另一端可以用于耦接控制电路300，以向控制电路300输出电压变换电路210的检测电压值V_A，进而使得控制电路300用于将检测电压值V_A分别和第三预设电压值以及第四预设电压值进行比较。第三预设电压值和第四预设电压值可以是预先设置于控制电路300内。第三预设电压值和第四预设电压值分别对应过压和欠压的电压临界点。具体地，第三预设电压大于第四预设电压。

在检测电压值V_A大于或者等于第三预设电压值时，可以判定为充电通路发生过压事件。在检测电压值V_A小于第四预设电压值时，可以判定为充电通路发生欠压事件。若控制电路300判定发生上述过压或欠压事件，则控制开关电路220和/或电压变换电路210断开。

具体地，控制电路300控制开关电路220断开，则是向第二开关元件Q22的第二控制端G2输出相应的控制信号S_en1。控制电路300控制电压变换电路210断开，则是向第三PWM开关Q13的控制引脚输出相应的控制信号S_PWM，和/或向第二过流开关Q15的控制引脚输出相应的控制信号S_en2。

可选地，第一电压采样电阻R51的阻值为5-30KΩ，可选为10KΩ。可选地，第二电压采样电阻R52的阻值为0.5MΩ-1.3MΩ，可选为1MΩ。

充电电路200还可以包括温度检测电路260。温度检测电路260可以包括第六电阻R61、第七电阻R62和第六电容C61。第六电阻R61的一端可以耦接第三端2103，第六电阻R61的另一端可以耦接第六电容C61的一端，第六电容C61的另一端接地。第七电阻R62的一端可以接收参考电压V_ldo，第七电阻R62的另一端可以耦接第六电阻R61的一端，也即耦接第三端2103。温度检测电路260还可以包括一双向瞬变抑制二极管D62，该双向瞬变抑制二极管D62的一端耦接第六电阻R61的一端，另一端接地。充电电路200还可以包括另一双向瞬变抑制二极管D61，该双向瞬变抑制二极管D61的一端耦接第一端2101，另一端接地。

第七电阻R62的另一端可以耦接控制电路300。一方面，控制电路300可以向第七电阻R62的另一端发送控制信号S_ntc，进而传输至电池的相应电路中，执行相应的功能。例如，控制信号S_ntc可以使得电池的相应电路能够开启NTC热敏元件进行温度控制测试。另一方面，控制电路300可以获取电池一侧所发送的信号，例如与NTC热敏元件检测结果相关的温度信号，进而可以判断电池的温度是否正常。若正常，才控制充电电路200向电池供电。若不正常，则控制充电电路200不向电池供电。

可选地，第六电阻R61的阻值为4-9KΩ，可选为7.5KΩ。可选地，第七电阻R62的阻值为0.5K-2KΩ，可选为1KΩ。

综上所述，本申请上述实施例通过设置硬件触发电路230和开关电路220，能够减少因为软件控制失效或误判而导致电路发生异常事件无法有效保护电路和电池的情形，进而提供更可靠以及更有效的保护，提高电路的安全性能以及使用寿命。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：

开关电路，用于耦接电源；

电压变换电路，耦接所述开关电路，以使得所述电源能够经所述开关电路和所述电压变换电路对电池充电；

硬件触发电路，分别耦接所述开关电路和所述电压变换电路；

其中，所述硬件触发电路用于在充电过程中充电通路发生异常事件时触发所述开关电路断开，以断开所述充电通路。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于：

所述充电电路包括电流检测电路，所述电流检测电路分别耦接所述硬件触发电路和所述电压变换电路，用于检测所述充电通路在充电过程中的实际电流值，所述硬件触发电路用于在所述实际电流值大于或等于第一预设电流值时触发所述开关电路断开。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于：

所述电流检测电路包括电流采样电阻，所述电流采样电阻用于耦接于所述电压变换电路和所述电池之间，以对所述充电通路进行电流采样；所述硬件触发电路用于在流经所述电流采样电阻的所述实际电流值大于或等于所述第一预设电流值时输出触发信号至所述开关电路，以触发所述开关电路断开。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于：

所述硬件触发电路包括比较电路，所述比较电路具有同相端、反相端和输出端，所述比较电路的同相端耦接所述电流采样电阻，以用于采集所述电流采样电阻两端的用于反映所述实际电流值的第一电压值，所述比较电路的反相端用于接收与所述第一预设电流值对应的第一预设电压值，所述比较电路的输出端耦接所述开关电路，所述比较电路用于将所述第一电压值与所述第一预设电压值进行比较，并在所述第一电压值大于或等于所述第一预设电压值时通过所述比较电路的输出端输出所述触发信号至所述开关电路。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于：

所述充电电路具有第一端和第二端，所述电压变换电路耦接所述第一端和所述第二端，所述开关电路耦接所述电源的输出端，所述第二端用于耦接所述电源的输入端，所述电源的输入端接地，所述电流采样电阻的一端耦接所述第二端，所述电流采样电阻的另一端用于耦接所述电源的输入端，所述比较电路的同相端耦接所述电流采样电阻的一端，以能够采集所述第一电压值。

6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于：

所述比较电路为运算放大芯片，包括电源引脚、接地引脚和至少一个运算放大器，所述电源引脚用于接收参考电压输入，所述硬件触发电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端耦接所述电源引脚，所述第一电阻的另一端耦接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻的另一端耦接所述运算放大器的同相端，以经所述第一电阻的另一端向所述运算放大器的同相端输出所述第一预设电压值。

7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于：

所述硬件触发电路包括第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述第一电容与所述第一电阻并联，所述第二电容的一端耦接所述电源引脚，所述第二电容的另一端接地，所述第三电阻的一端耦接所述运算放大器的同相端，所述第三电阻的另一端耦接所述电流采样电阻的一端，所述第四电阻的一端耦接所述运算放大器的反相端，所述第四电阻的另一端耦接所述开关电路，以能够向所述开关电路输出所述触发信号，所述第三电容的一端耦接所述运算放大器的反相端，所述第三电容的另一端耦接所述运算放大器的输出端。

8.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于：

所述电流检测电路进一步用于耦接控制电路，以使得所述控制电路用于在所述实际电流值大于或等于第二预设电流值时控制所述开关电路断开，其中所述第一预设电流值大于所述第二预设电流值；

其中，所述电流检测电路包括第五电阻和第五电容，所述第五电阻的一端耦接所述电流采样电阻的一端，所述第五电阻的另一端耦接所述第五电容的一端，所述第五电容的另一端耦接所述电流采样电阻的另一端，所述第五电阻的另一端还用于耦接所述控制电路，以向所述控制电路输出与所述实际电流值对应的第二电压值，进而使得所述控制电路比较所述第二电压值和与所述第二预设电流值对应的第二预设电压值，在所述第二电压值大于或等于第二预设电压值时控制所述开关电路断开。

9.根据权利要求1-8任一项所述的充电电路，其特征在于：

所述开关电路包括第一开关元件，所述第一开关元件耦接于所述电压变换电路和所述电源的输出端之间，所述第一开关元件进一步耦接所述触发电路，以使得所述触发电路能够在充电过程中所述充电通路发生异常事件时触发所述第一开关元件断开，进而断开所述充电通路。

10.根据权利要求9所述的充电电路，其特征在于：

所述开关电路包括第二开关元件，所述第二开关元件分别耦接所述第一开关元件和所述硬件触发电路，所述第二开关元件用于受所述硬件触发电路在所述电压变换电路在充电过程中发生异常事件所触发而断开或导通，所述第一开关元件受所述第二开关元件断开或者导通所触发而断开，进而断开所述充电通路。

11.根据权利要求10所述的充电电路，其特征在于：

所述第二开关元件进一步用于耦接控制电路，以能够受所述控制电路在充电过程中发生异常事件所控制而断开或导通；所述开关电路包括第三开关元件，所述第三开关元件耦接所述触发电路，所述第三开关元件耦接所述第二开关元件，以使得所述触发电路能够通过触发所述第三开关元件导通或者断开，进而触发所述第二开关元件断开或者导通。

12.根据权利要求11所述的充电电路，其特征在于：

所述第一开关元件、所述第二开关元件均为场效应晶体管，所述第一开关元件包括第一控制端、第二连接端和第三连接端，所述第二开关元件包括第二控制端、第三连接端和第四连接端，所述第三开关元件包括第三控制端、第五连接端和第六连接端，所述第一控制端耦接所述第三连接端，所述第一连接端耦接所述电源的输出端，所述第二连接端耦接所述电压变换电路，所述第二控制端耦接所述第五连接端耦接所述硬件触发电路，所述第四连接端接地，所述第六连接端耦接所述第四连接端，所述第三控制端耦接所述硬件触发电路。

13.根据权利要求12所述的充电电路，其特征在于：

所述第一开关元件的数量为两个，两个所述第一开关元件的第二连接端相互耦接，两个所述第一开关元件的所述第一控制端均耦接所述第三连接端，其中一个所述第一开关元件的所述第一连接端耦接所述电源的输出端，另一个所述第一开关元件的所述第一连接端耦接所述电压变换电路。

14.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于：

所述电压变换电路为降压变换电路、升压变换电路或者升降压电路，包括PWM生成电路和整流储能电路，所述PWM生成电路和所述整流储能电路耦接，所述整流储能电路用于耦接所述电池和所述控制电路，所述PWM生成电路分别用于耦接所述开关电路和所述控制电路，用于在所述控制电路的驱动信号下使得所述电源所输出的电压形成为PWM电压信号；所述整流储能电路用于将所述PWM电压信号进行整流并存储电能；其中，所述PWM生成电路和所述整流储能电路还各自用于受所述控制电路在充电过程中所述充电通路出现异常事件时所触发而断开，以断开所述充电通路；和/或，所述异常事件包括欠压、过压以及过流中至少一种。

15.根据权利要求14所述的充电电路，其特征在于：

所述充电电路包括电压检测电路，所述电压检测电路包括第一电压采样电阻和第二电压采样电阻，所述第一电压采样电阻的一端耦接所述电压变换电路，所述第一电压采样电阻的另一端耦接所述第二电压采样电阻的一端，所述第二电压采样电阻的另一端接地，所述第一电压采样电阻的另一端用于耦接所述控制电路，以向所述控制电路输出所述电压变换电路的检测电压值，进而使得所述控制电路用于将所述检测电压值分别和第三预设电压值以及第四预设电压值进行比较，在所述检测电压值大于或者等于所述第三预设电压值时，或者在所述检测电压值小于所述第四预设电压值时，控制所述开关电路和/或所述电压变换电路断开，其中，所述第三预设电压大于所述第四预设电压。

16.一种充电适配器，包括充电接口和如权利要求1-15任一项所述的充电电路，所述充电接口耦接所述充电电路。

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