CN216959403U - 一种低电压自充电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低电压自充电路，所述电路至少包括充电电路、充电导通电路、第一开关电路、第二开关电路；所述充电导通电路一端与输入电源连接，所述充电导通电路另一端通过所述充电电路与蓄能用电设备连接；所述充电电路还设置第一电压输出端、第二电压输出端，且第一电压输出端与第一开关电路连接，第二电压输出端与第二开关电路连接；第二开关电路还与第一开关电路连接；所述第一开关电路连接在所述充电导通电路的使能端，且控制所述充电导通电路的通断。本方案能够在不拔电源时，实现自动检测低电压给蓄能用电设备充电的功能，在提高操作的安全性和便利性的同时，可以很好的保护后端电路及蓄能用电设备的使用寿命。

Description

一种低电压自充电路

技术领域

本实用新型涉及自动开关电子电路技术领域，更具体的，涉及一种低电压自充电路。

背景技术

现有技术中，大多数充电电路在每次电池低电压时，都需要手动插入再能充电，给实际生活带来极大的安全隐患和不便利性，而少数的自动充电电路在待机状态，即不充电的情况下存在低功耗，并不能很好地实现绿色环保。

实用新型内容

本实用新型为克服上述背景技术中所述在自动充电电路待机状态时，即在不充电时存在低功耗的情况，不能很好地实现绿色环保，提供一种低电压自充电路。

一种低电压自充电路，所述电路至少包括充电电路、充电导通电路、第一开关电路、第二开关电路；

所述充电导通电路一端与输入电源连接，所述充电导通电路另一端通过所述充电电路与蓄能用电设备连接；

所述充电电路还设置第一电压输出端、第二电压输出端，且第一电压输出端与第一开关电路连接，第二电压输出端与第二开关电路连接；第二开关电路还与第一开关电路连接；

所述第一开关电路连接在所述充电导通电路的使能端，且控制所述充电导通电路的通断。

可选的，所述充电导通电路包括MOS管、第一电阻、第一电容；

所述MOS管的栅极通过第一电阻与输入电源连接，漏极与输入电源连接，源极与充电电路连接；

所述MOS管的栅极还与第一电容、第一开关电路连接。

可选的，所述充电电路包括第一充电芯片、第一保护电路、第二保护电路；

所述第一电压输出端、第二电压输出端设置在第一充电芯片上，且第一充电芯片还设置第一电源输入端；

所述第一电源输入端与充电导通电路连接；

所述第一电源输入端、第一电压输出端还分别与第一保护电路、第二保护电路连接。

可选的，所述第一保护电路包括至少一个第二电容，所述第二电容一端与第一电源输入端连接，所述第二电容另一端接地。

可选的，所述第二保护电路包括至少一个第四电容、至少一个第一静电管；所述第四电容、第一静电管一端与第一电压输出端连接，所述第四电容、第一静电管另一端接地。

可选的，所述充电电路还包括指示电路，所述指示电路包括第二电阻、第一发光二极管，所述第二电阻一端与第一电源输入端连接，另一端通过第一发光二极管与第一电压输出端连接。

可选的，所述第一开关电路包括第二三极管；

所述第二三极管的基极通过分压电阻与第一输出电源端连接，集电极与通过分压电阻与充电导通电路连接，发射极接地。

可选的，所述第二开关电路包括检测电路、第三三极管、第四三极管；

所述第四三极管的基极依次通过分压电阻、检测电路与第二电压输出端连接，集电极通过分压电阻与第三三极管的基极连接，发射极接地；

所述第三三极管的发射极通过分压电阻与第二三极管的基极连接，集电极接地。

可选的，所述检测电路包括检测芯片；

所述检测芯片的输入端与第二电压输出端连接，检测芯片的输出端与第四三极管连接，且检测芯片的输入端与输出端之间还连接有分压电阻。

可选的，所述电路还包括温度感应电路，温度感应电路包括第九电阻、第十电阻、第六电容，所述蓄能用电设备还设置有NTC端，所述NTC端分别与第九电阻、第十电阻、第六电容连接，所述第九电阻另一端与第一电源输出端连接，所述第十电阻、第六电容另一端接地。

其有益效果在于：本申请主要利用场效应管、三极管的元器件特性，采用场效应管、三极管的导通状态，来实现电路自动控制开关电路的功能。在电源接通电路时，开关导通电路在第一电容的作用下延迟接通电路，有效的起到保护电路的作用；通过第一场效应管的导通，连接在第一场效应管之后的充电电路开始对低电压蓄能用电设备充电，此时指示电路常亮，表示在充电状态；当蓄能用电设备充满电时，充电电路自动检测并对第一开关电路传输高电压，利用第二三极管的导通特性接地分压使第一场效应管的栅极电压不足而关断，从而关断电路；当蓄能用电设备低电压时，第二开关电路自动检测，同样利用第三、第四三极管接地分压使第二三极管的基极电压不足而关断，此时第一场效应管的栅极电压足够，充电电路导通而又开始充电，实现电源不拔自动充电功能。第一、第二保护电路起到滤波、防静电的保护作用。温度感应电路则检测蓄能用电设备的温度，防止温度过高出现事故。本申请的电路，实现电源不拔自动充电的功能，一定程度上提高了安全性和便利性，可以很好的保护后端电路及蓄能用电设备的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例本电路的逻辑框图。

图2是本实用新型实施例本电路的电路原理图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例一：

如图1-2所示，本申请公开了一种低电压自充电路，电路至少包括充电电路、充电导通电路、第一开关电路、第二开关电路；充电导通电路一端与输入电源5V连接，充电导通电路另一端通过充电电路与蓄能用电设备B+连接；充电电路还设置第一电压输出端、第二电压输出端，且第一电压输出端与第一开关电路连接，第二电压输出端与第二开关电路连接；第二开关电路还与第一开关电路连接；第一开关电路连接在充电导通电路的使能端，且控制充电导通电路的通断。

在本实施例中，充电电路主要起到对蓄能用电设备充电的作用，且检测蓄能用电设备充满电时的电压状态；充电导通电路是作为输入电路和充电电路之间的开关，对电路起到导通作用；第一开关电路是控制充电导通电路的导通状态；第二开关电路则是控制第一开关电路的开关状态。

在本实施例中，充电导通电路接收电源输入电压使输入电源5V与充电电路导通，起电源的开关作用；充电电路直接对蓄能用电设备供电的同时也检测蓄能用电设备的高电压状态，当蓄能用电设备充满电时，第一开关电路接收到充电电路的检测电压并开通，经第一开关电路接地分压的作用，使与第一开关电路连接的开关导通电路因电压不足而不导通，此时输入电源5V与充电电路不导通，蓄能用电设备不充电，直至第二开关电路检测到蓄能用电设备处于低电压状态时，第二开关电路同样地接地分压使第一开关电路电压不足关断接地，从而使充电导通电路导通电压足够而导通电路，实现再次充电。在电源不抜的情况下，本申请可以一直循环上述电路的开关状态，实现低电压自动充电的功能。

实施例二：

如图2所示，本申请的充电导通电路可以包括MOS管Q1、第一电阻R1、第一电容C1；MOS管Q1的栅极通过第一电阻R1与输入电源5V连接，漏极D与输入电源5V连接，源极S与充电电路连接，MOS管Q1的栅极G还与第一电容C1、第一开关电路连接。

在本实施例中，MOS管Q1为充电导通电路的核心元器件，起到导通电路的作用；第一电阻R1起分压作用；第一电容C1的主要作用是延迟充电导通电路的导通，有效的起到保护电路的作用。

在本实施例中，输入电源5V可以为5V直流电压源，在对整个电路供电的同时，也是MOS管Q1的导通电压源。当电路接入输入电源5V时，首先给第一电容C1充电，由于第一电容C1分压的作用，此时MOS管Q1的栅极G即使经第一电阻R1与输入电源5V连接也会体现电压不足而无法导通；当第一电容C1充满电时，不再起分压作用，MOS管Q1的栅极G电压足够，且MOS管Q1的漏极极G与输入电源5V连接，MOS管Q1导通，即充电导通电路导通，输入电源5V与充电电路导通。本申请充电导通电路通过MOS管Q1的导通特性实现开关功能，在第一电容C1的作用下起延迟导通的作用，有效的保护了电路。

实施例三：

如图2所示，本申请的充电电路可以包括第一充电芯片U1，第一电压输出端U1_CHRG、第二电压输出端U1_BAT设置在第一充电芯片U1上，且第一充电芯片还设置第一电源输入端U1_VCC；第一电源输入端U1_VCC与充电导通电路连接。

在本实施例中，第一充电芯片U1的主要作用是对蓄能用电设备输出充电电压以及检测蓄能用电设备的高电压状态。

在本实施例中，第一充电芯片U1可以是型号为TP4056的芯片。第一充电芯片U1还可以设置第1脚、第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚、第9脚；第4、8脚连接输入电源5V，为第一电源输入端U1_VCC，接收电源输入电压；第7脚与第一开关电路连接；第5脚与蓄能用电设备连接，为第二电压输出端U1_BAT，是对蓄能用电设备提供充电电压；第2脚经第十一电阻R11接地，第3、9脚接地。

在本实施例中，输入电源5V经开关导通电路对第一充电芯片U1的第4、8脚供电，第一充电芯片U1工作，第5脚开始对蓄能用电设备提供充电电压充电；在对蓄能用电设备充满电时，第7脚为高电压输出，第一开关电路工作使MOS管不导通，从而关断电路充电。本申请从而具有高效性。

实施例四：

在上一实施例中，充电电路还可以包括第一保护电路，第一保护电路可以包括第二电容C2、第三电容C3或与第二电容C2、第三电容C3等效的电容，第一电源输入端U1_VCC与第二电容C2、第三电容C3连接，第二电容C2、第三电容C3另一端接地。

在本实施例中，第二电容C2、第三电容C3是主要起到滤波整流的作用，当输入电源5V对第一电源输入端U1_VCC供电时，第二电容C2、第三电容C3能够稳定电压、滤除纹波，使供电电压更加的平稳。

实施例五：

在实施例三中，充电电路还可以包括第二保护电路，第二保护电路还可以包括第四电容C4、第五电容C5、第一二极管ESD1，第二电压输出端U1_BAT与第四电容C4、第五电容C5、第一二极管ESD1连接，第四电容C4、第五电容C5、第一二极管ESD1另一端接地。

在本实施例中，第四电容C4、第五电容C5是对第二输出电压起滤波整流作用，当第二电压输出端U1_BAT对蓄能用电设备输出电压时，第四电容C4、第五电容C5能够过滤杂讯纹波的干扰，使输出电压更加的平稳；第一二极管ESD1可以是防静电二极管，能够保护蓄能用电设备不被静电损伤。

实施例六：

在实施例三中，充电电路还可以包括指示电路，指示电路可以包括第二电阻R2、第一发光二极管D1，第二电阻R2一端与第一电源输入端U1_VCC连接，另一端通过第一发光二极管D1与第一电压输出端U1_CHRG连接。

在本实施例中，第二电阻R2主要是给第一发光二极管D1提供电压，第一发光二极管D1起警示作用。当充电电路开始充电时，第一充电芯片U1第7脚为低电压，第二电阻R2、第一发光二极管D1组成指示电路，第一发光二极管D1在充电过程亮红灯，警示电路正在充电；当蓄能用电设备充满电时，第一充电芯片U1第7脚为高电压，第一发光二极管D1反向阻断电流而熄灭。

实施例七：

如图2所示，本申请的第一开关电路可以包括第二三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4,第二三极管Q2的基极B通过第三电阻R3与第一输出电源端连接，集电极C与通过第三电阻R3与充电导通电路连接，发射极E接地。

在本实施例中，第二三极管Q2主要是起到引流分压作用，第三电阻R3、第四电阻R4是分压电阻。当蓄能用电设备充满电时，第一电压输出端U1_CHRG为高电压，电压通过第四电阻R4到第二三极管Q2的基极B，第二三极管Q2的集电极C与通过第三电阻R3与第一场效应管栅极G连接，使得第二三极管Q2导通，拉低第一场效应管栅极G的电压，使得第一场效应管Q1截止，关断输入电源5V的电压给到充电芯片。本申请的第一开关电路能够在蓄能用电设备充满电时，关断电路，停止充电。

实施例八：

如图2所示，本申请的第二开关电路可以包括检测电路、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；第四三极管Q4的基极B依次通过第七电阻R7、检测电路与第二电压输出端U1_BAT连接，集电极C通过第六电阻R6与第三三极管Q3的基极B连接，发射极E接地；第三三极管Q3的发射极E通过第五电阻R5与第二三极管Q2的基极B连接，集电极C接地。

在本实施例中，检测电路的主要作用是检测蓄能用电设备的低电压状态，第三三极管Q3、第四三极管Q4起到引流分压的作用，第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8为分压电阻。

当蓄能用电设备的电压使用到低于3.5V时，检测电路检测到低于3.5V后，输出高电压通过第七电阻R7给到第四三极管Q4的基极B，集电极C再和第三三极管Q3的基极B连接，第四三极管Q4导通拉低第三三极管Q3的基极B的电压，从而使得第三三极管Q3也导通，拉低了第二三极管Q2的基极B后，第二三极管Q2就截止，第一场效应管Q1因G极为高压时，导通输出电源5V电压从第一场效应管Q1的D极流向S极，再给第一充电芯片U1供电及蓄能用电设备充电。本申请的第二开关电路能够检测蓄能用电设备低电压时自动关断第一开关电路，从而使充电导通电路导通，电路则可以再次充电。

实施例九：

在实施例八中，检测电路还可以包括检测芯片；检测芯片设置输入端U2_VIN、输出端U2_OUT，输入端U2_VIN与第二电压输出端U1_BAT连接，输入端U2_OUT与第四三极管Q4连接，且检测芯片的输入端U2_VIN与输入端U2_OUT之间还连接有第八电阻R8。

在本实施例中，检测芯片U2可以是型号为XC61CN3502MR的芯片，输入端U2_VIN脚可以检测到蓄能用电设备低于3.5V后，输入端U2_OUT就输出高电压。

实施例十：

如图二所示，本申请还可以包括温度感应电路，温度感应电路可以包括第九电阻R9、第十电阻R10、第六电容C6，蓄能用电设备还设置有NTC端，NTC可以设置在蓄能用电设备内部，NTC端分别与第九电阻R9、第十电阻R10、第六电容C6连接，第九电阻R9另一端与第一电源输出端连接，第十电阻R10、第六电容C6另一端接地。

在本实施例中，第九电阻R9、第十电阻R10为NTC充电过温保护的检测电阻，符合在国际标准0-45度的要求,第六电容C6为NTC的滤波电容，能够起到过滤杂讯纹波的干扰。当充电导通电路导通，即充电时，NTC也同步工作，检测蓄能用电设备是否温度过高，若温度超过安全指数，则可以关断充电电路，起到保险的作用。

在本实施例中，NTC端还连接第二防静电二极管ESD2，第二防静电二极管ESD2另一端接地，第二防静电二极管ESD2能够保护NTC不被静电损伤。

本申请主要利用场效应管、三极管的元器件特性，采用场效应管、三极管的导通状态，来实现电路自动控制开关电路的功能。在输入电源5V不拔的情况下，通过第一场效应管的导通，连接在第一场效应管之后的充电电路开始对低电压蓄能用电设备充电，此时指示电路常亮，表示在充电状态；当蓄能用电设备充满电时，充电电路自动检测并对第一开关电路传输高电压，利用第二三极管的导通特性接地分压使第一场效应管的栅极电压不足而关断，从而关断电路；当蓄能用电设备低电压时，第二开关电路自动检测，同样利用第三、第四三极管接地分压使第二三极管的基极电压不足而关断，此时第一场效应管的栅极电压足够，充电电路导通而又开始充电，实现自动循环充电的功能。本申请还包括延迟电路，有效的起到保护电路的作用；第一、第二保护电路起到滤波、防静电的保护作用；温度感应电路则检测蓄能用电设备的温度，防止温度过高出现事故。本申请相较与其他自动充电电路还存在绿色环保的特点，即本申请在待机状态不会存在低功耗，一定程度上提高了效率性和安全性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低电压自充电路，其特征在于，所述电路至少包括充电电路、充电导通电路、第一开关电路、第二开关电路；

所述充电导通电路一端与输入电源连接，所述充电导通电路另一端通过所述充电电路与蓄能用电设备连接；

所述充电电路还设置第一电压输出端、第二电压输出端，且第一电压输出端与第一开关电路连接，第二电压输出端与第二开关电路连接；第二开关电路还与第一开关电路连接；

所述第一开关电路连接在所述充电导通电路的使能端，且控制所述充电导通电路的通断。

2.根据权利要求1所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述充电导通电路包括MOS管、第一电阻、第一电容；

所述MOS管的栅极通过第一电阻与输入电源连接，漏极与输入电源连接，源极与充电电路连接；

所述MOS管的栅极还与第一电容、第一开关电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述充电电路包括第一充电芯片、第一保护电路、第二保护电路；

所述第一电压输出端、第二电压输出端设置在第一充电芯片上，且第一充电芯片还设置第一电源输入端；

所述第一电源输入端与充电导通电路连接；

所述第一电源输入端、第一电压输出端还分别与第一保护电路、第二保护电路连接。

4.根据权利要求3所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述第一保护电路包括至少一个第二电容，所述第二电容一端与第一电源输入端连接，所述第二电容另一端接地。

5.根据权利要求3所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述第二保护电路包括至少一个第四电容、至少一个第一静电管；所述第四电容、第一静电管一端与第一电压输出端连接，所述第四电容、第一静电管另一端接地。

6.根据权利要求3所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述充电电路还包括指示电路，所述指示电路包括第二电阻、第一发光二极管，所述第二电阻一端与第一电源输入端连接，另一端通过第一发光二极管与第一电压输出端连接。

7.根据权利要求1所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第二三极管；

所述第二三极管的基极通过分压电阻与第一输出电源端连接，集电极与通过分压电阻与充电导通电路连接，发射极接地。

8.根据权利要求1所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述第二开关电路包括检测电路、第三三极管、第四三极管；

所述第四三极管的基极依次通过分压电阻、检测电路与第二电压输出端连接，集电极通过分压电阻与第三三极管的基极连接，发射极接地；

所述第三三极管的发射极通过分压电阻与第二三极管的基极连接，集电极接地。

9.根据权利要求8所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述检测电路包括检测芯片；

所述检测芯片的输入端与第二电压输出端连接，检测芯片的输出端与第四三极管连接，且检测芯片的输入端与输出端之间还连接有分压电阻。

10.根据权利要求1所述的一种低电压自充电路，其特征在于，所述电路还包括温度感应电路，温度感应电路包括第九电阻、第十电阻、第六电容，所述蓄能用电设备还设置有NTC端，所述NTC端分别与第九电阻、第十电阻、第六电容连接，所述第九电阻另一端与第一电源输出端连接，所述第十电阻、第六电容另一端接地。

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