CN217362606U - 一种可激活容性负载的充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于充电器技术领域，尤其为一种可激活容性负载的充电电路，包括充电单元、试探脉冲发送单元、主控芯片U1、电压信号检测单元，其中，通过充电单元为电池充电，通过试探脉冲发送单元向电池发送试探脉冲，通过电压信号检测单元检测发送试探脉冲后的反馈信号，通过主控芯片U1进行充电单元、试探脉冲发送单元的控制，及对电压信号检测单元检测信号的接收，可以做到既能实现如反接、短路、防打火等各种异常保护，又能实现电池过放后，对容性负载的正常启动充电功能。

Description

一种可激活容性负载的充电电路

技术领域

本实用新型属于充电器技术领域，具体涉及一种可激活容性负载的充电电路。

背景技术

随着充电器行业的发展及新国标的出台，符合新国标的锂电池充电器已经不能像往常一样可以采取直接输出的方式（直充）对电池进行充电，市面上基本都已经改成了脉冲检测继而实现正常充电的功能，目前的具有检测功能的充电器还具有以下不足：

一是针对电池过放的情况，在电池过放后，如果电池不取下而是在整车上充电，整车控制器上的电容会并联在充电口，由于电容的容量比较大，而现有的充电器的输出脉冲能量较低，很多时候无法将控制器电容充到电池电压以上，这样会导致无法对电池正常充电。

二是目前充电器采用主回路进行脉冲检测，由于主回路输出的能量是比较大的，即便出现了像电池过放的情况，也能够将容性负载充满并启动正常充电的功能，但问题是，由于主回路输出能量比较大，当其处于打开状态时，如果正好接上电池会出现打火，严重时会烧毁连接端子，影响长期使用的可靠性，或者，如果正好此时反接了，会产生很强大的破坏力，并损坏电路，甚至破坏电池，引发安全隐患，鉴于此，需要在实现各种保护功能的情况下，也能激活容性负载实现正常充电。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种可激活容性负载的充电电路，解决现有技术中在电池过放，且在充电口并联容性负载时，不能正常启动充电器的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种可激活容性负载的充电电路，包括：

充电单元，所述充电单元包括可控开关Q3，所述可控开关Q3的输出端用于电连接到电池；

试探脉冲发送单元，所述试探脉冲发送单元包括可控开关Q4，所述可控开关Q4的输出端也用于电连接到电池；

主控芯片U1，所述主控芯片U1用于控制所述可控开关Q3、可控开关Q4的通断；

电压信号检测单元，所述电压信号检测单元包括串联在电池的正负极之间的电阻R12和电阻R13，所述电阻R12和电阻R13之间引出电连接到所述主控芯片U1的电压信号检测端子。

优选的，还包括可控开关Q2，所述可控开关Q3的控制端通过所述可控开关Q2接地，所述可控开关Q2的控制端电连接到所述主控芯片U1。

优选的，还包括可控开关Q1，所述可控开关Q4的控制端通过所述可控开关Q1接地，所述可控开关Q1的控制端电连接到所述主控芯片U1。

优选的，所述可控开关Q1、可控开关Q2、可控开关Q4均为三极管；所述可控开关Q3为mos管。

优选的，所述可控开关Q4为PNP型三极管；所述可控开关Q1、可控开关Q2均为NPN型三极管。

优选的，所述可控开关Q4的基极经过电阻R7电连接到所述可控开关Q1的集电极；所述可控开关Q4的发射极电连接到所述可控开关Q3的源极；所述可控开关Q4的集电极经过电阻R9电连接到所述可控开关Q3的漏极。

优选的，所述可控开关Q3的栅极经过电阻R8电连接到所述可控开关Q2的集电极；所述可控开关Q2的基极经过电阻R1电连接到所述主控芯片U1。

优选的，所述可控开关Q1的基极经过电阻R2电连接到所述主控芯片U1。

优选的，所述可控开关Q4的发射极和基极之间并联有电阻R3。

优选的，所述可控开关Q3的栅极与源极之间并联有电阻R6。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该可激活容性负载的充电电路包括充电单元、试探脉冲发送单元、主控芯片U1、电压信号检测单元，其中，通过充电单元为电池充电，通过试探脉冲发送单元向电池发送试探脉冲，通过电压信号检测单元检测发送试探脉冲后的反馈信号，通过主控芯片U1进行充电单元、试探脉冲发送单元的控制，及对电压信号检测单元检测信号的接收，可以做到既能实现如反接、短路、防打火等各种异常保护，又能实现电池过放后，对容性负载的正常启动充电功能。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型可激活容性负载的充电电路一实施例的电路原理图。

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，都属于本实用新型保护的范围。

一种可激活容性负载的充电电路，请参阅图1。

如图1所示，该可激活容性负载的充电电路包括充电单元、试探脉冲发送单元、主控芯片U1、电压信号检测单元，其中，充电单元包括可控开关Q3，可控开关Q3为mos管，mos管属于大功率管，可控开关Q3的输出端用于电连接到电池，可用于控制电池充电电路的通断；试探脉冲发送单元包括可控开关Q4，可控开关Q4的输出端也用于电连接到电池，试探脉冲发送单元用于向电池发送试探性的电信号；主控芯片U1为单片机，主控芯片U1用于控制可控开关Q3、可控开关Q4的通断；电压信号检测单元包括串联在电池的正负极之间的电阻R12和电阻R13，电阻R12和电阻R13之间引出电连接到主控芯片U1的电压信号检测端子，经过试探脉冲发送单元发送信号后，可通过电压信号检测单元检测反馈信号。

如图1所示，该可激活容性负载的充电电路还包括可控开关Q2、可控开关Q1，其中，可控开关Q3的控制端通过可控开关Q2接地，可控开关Q2的控制端电连接到主控芯片U1，可控开关Q4的控制端通过可控开关Q1接地，可控开关Q1的控制端电连接到主控芯片U1。

具体来说，可控开关Q2的基极经过电阻R1电连接到主控芯片U1的端子7，可控开关Q3的栅极经过电阻R8电连接到可控开关Q2的集电极，从而主控芯片U1通过控制可控开关Q2通断来实现控制可控开关Q3的通断。

可控开关Q1的基极经过电阻R2电连接到主控芯片U1的端子SW1，可控开关Q4的基极经过电阻R7电连接到可控开关Q1的集电极，从而主控芯片U1通过控制可控开关Q1通断来实现控制可控开关Q4的通断。

在本实施例中，可控开关Q1、可控开关Q2、可控开关Q4均为三极管，具体的，可控开关Q4为PNP型三极管；可控开关Q1、可控开关Q2均为NPN型三极管，各可控开关的选型是为了适应该电路相应的连接方式。

可控开关Q4的发射极电连接到可控开关Q3的源极，可控开关Q4的集电极经过电阻R9电连接到可控开关Q3的漏极，图1中端子VO+用于电连接充电器变压器的输出端正极，可控开关Q4的发射极和基极之间并联有电阻R3，可控开关Q3的栅极与源极之间并联有电阻R6，从而充电器的变压器为可控开关Q3、可控开关Q4提供工作电压。

本实施例所针对的情况是，在电池过放后，如果电池不取下而是在整车上充电，整车控制器上的电容会并联在充电口，因此，本实施例中的容性负载是指电池与并联的电容形成的负载。该可激活容性负载的充电电路的工作原理如下：

在图1中，VO+是充电器的内部变压器输出正极端口，BAT+和BAT-是连接电池的充电端口，可控开关Q3和可控开关Q4分别是两路开关，都是将VO+端子连接至BAT+端口；可控开关Q4的开启只是为了检测充电端口的信号，可控开关Q3开启则正式进入充电模式，当检测到电池充电端口信号正常后，才会开启可控开关Q3并进行正常充电。

在待机时，可控开关Q3默认是关闭的，充电器通过可控开关Q4输出一个周期脉冲，周期可以为1S，导通时间可以为150MS，在导通期间，充电器通过电阻R12、电阻R13进行分压后得到的电压信号检测端子VBAT_CHECK采集的信号电压来检测充电端口的负载情况，其中：

如果充电端口出现反接，短路，以及在接上容性负载后的初期，电压信号检测端子VBAT-CHECK采集的电压信号都会被拉低到为0V，当主控芯片U1检测到这种信号后会立即关闭输出，也即是关闭可控开关Q4，接下来，为了进一步区分此时的负载是容性负载还是电池出现了反接或短路的异常，充电器会尝试通过可控开关Q4输出一个试探脉冲，其导通宽度为35mS，如果是容性负载，那么经过这35mS的输出和充电，容性负载上的电压会超过1V，也就是充电端口的电压会超过1V；如果是反接，那么即使经过35mS的输出和充电后，充电端口的电压仍然会是负压，如果是短路，充电端口的电压会保持在0V，主控芯片U1无法识别负压信号，因此会统一视为0V，因此，35mS后，可以设定，如果充电端口的电压低于0.5V，则认为充电端口发生了反接或是短路异常，充电器进入到反接和短路保护，如果充电端口的电压超过0.5V，则认为此时接的是容性负载，会开通可控开关Q3这个主回路开关，此时，因为可控开关Q3输出电流比较大，会将容性负载迅速充到超过电池本身电压的水平，从而在接下来启动可控开关Q4，实现正常充电，如此，既实现了反接、短路和充电时打火保护的功能，也实现了激活容性负载并正常充电的功能。

在充电器加入可激活容性负载的充电电路进行处理后，发明人在实验中，将充电器接一个过放的电池（充电口因过放没有电压），并同时并联上一个1500UF的容性负载，发现能够顺利的启动并充电，然后发明人将容性负载提升至3300UF，也同样顺利的启动并能够正常充电。同时，发明人也尝试了反接、短路实验，充电器都能够正确的保护，且在接上电池的瞬间也不会出现打火情况。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可激活容性负载的充电电路，其特征在于，包括：

充电单元，所述充电单元包括可控开关Q3，所述可控开关Q3的输出端用于电连接到电池；

试探脉冲发送单元，所述试探脉冲发送单元包括可控开关Q4，所述可控开关Q4的输出端也用于电连接到电池；

主控芯片U1，所述主控芯片U1用于控制所述可控开关Q3、可控开关Q4的通断；

电压信号检测单元，所述电压信号检测单元包括串联在电池的正负极之间的电阻R12和电阻R13，所述电阻R12和电阻R13之间引出电连接到所述主控芯片U1的电压信号检测端子。

2.根据权利要求1所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：还包括可控开关Q2，所述可控开关Q3的控制端通过所述可控开关Q2接地，所述可控开关Q2的控制端电连接到所述主控芯片U1。

3.根据权利要求2所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：还包括可控开关Q1，所述可控开关Q4的控制端通过所述可控开关Q1接地，所述可控开关Q1的控制端电连接到所述主控芯片U1。

4.根据权利要求3所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q1、可控开关Q2、可控开关Q4均为三极管；所述可控开关Q3为mos管。

5.根据权利要求4所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q4为PNP型三极管；所述可控开关Q1、可控开关Q2均为NPN型三极管。

6.根据权利要求5所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q4的基极经过电阻R7电连接到所述可控开关Q1的集电极；所述可控开关Q4的发射极电连接到所述可控开关Q3的源极；所述可控开关Q4的集电极经过电阻R9电连接到所述可控开关Q3的漏极。

7.根据权利要求6所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q3的栅极经过电阻R8电连接到所述可控开关Q2的集电极；所述可控开关Q2的基极经过电阻R1电连接到所述主控芯片U1。

8.根据权利要求5所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q1的基极经过电阻R2电连接到所述主控芯片U1。

9.根据权利要求6所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q4的发射极和基极之间并联有电阻R3。

10.根据权利要求7所述的可激活容性负载的充电电路，其特征在于：所述可控开关Q3的栅极与源极之间并联有电阻R6。

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