CN217469435U - 充电保护电路及电子雾化器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种充电保护电路及电子雾化器。充电保护电路包括:输入模块、定时模块和控制芯片,输入模块用于连接外部电源;定时模块用于根据预设的充电时限输出终止信号;控制芯片分别连接定时模块、输入模块和目标电池,输入模块与目标电池之间电性导通,控制芯片设置有检测单元,检测单元用于检测目标电池的充电电流,检测单元还用于根据充电电流和预设的电流阈值产生终止许可信号,控制芯片用于接收终止信号,并根据终止信号和终止许可信号控制输入模块与目标电池之间断开。通过设定充电时限以便及时停止充电,能够避免电池过充而产生安全问题。

Description

充电保护电路及电子雾化器
技术领域
本申请涉及充电电源技术领域,尤其是涉及一种充电保护电路及电子雾化器。
背景技术
相关技术中,用户在对雾化器的蓄电池充电时常常忘记在电池充满后及时拔出充电器,以至于充电时间过长使得电池过充而产生产品甚至用户的安全问题。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种充电保护电路,通过设定充电时限以便及时停止充电,能够避免电池过充而产生安全问题。
本申请还提出一种具有上述充电保护电路的电子雾化器。
根据本申请的第一方面实施例的充电保护电路,包括:输入模块,所述输入模块用于连接外部电源;定时模块,所述定时模块用于根据预设的充电时限输出终止信号;控制芯片,所述控制芯片分别连接所述定时模块、所述输入模块和目标电池,所述输入模块与所述目标电池之间电性导通,所述控制芯片设置有检测单元,所述检测单元用于检测所述目标电池的充电电流,所述检测单元还用于根据所述充电电流和预设的电流阈值产生终止许可信号,所述控制芯片用于接收所述终止信号,并根据所述终止信号和所述终止许可信号控制所述输入模块与所述目标电池之间断开。
根据本申请实施例的充电保护电路,至少具有如下有益效果:通过定时模块限制目标电池的充电时间,并通过检测单元检测目标电池的充电状态,控制芯片在目标电池的充电时限结束时根据其充电状态停止对其充电,从而避免出现电池过充的情况。
根据本申请的一些实施例,所述定时模块还用于根据预设的保护时限输出保护信号,所述保护时限小于所述充电时限,所述检测单元还用于检测所述目标电池的充电电压,所述检测单元还用于根据所述充电电压和预设的电压阈值产生保护许可信号,所述控制芯片还用于接收所述保护信号,并根据所述保护信号和所述保护许可信号对所述目标电池进行涓流充电保护。
根据本申请的一些实施例,还包括报警模块,所述报警模块连接所述控制芯片,所述控制芯片还用于根据所述终止信号和所述终止许可信号控制所述报警模块发出终止提示信号。
根据本申请的一些实施例,还包括报警模块,所述报警模块连接所述控制芯片,所述控制芯片还用于根据所述保护信号和所述保护许可信号控制所述报警模块发出故障提示信号。
根据本申请的一些实施例,所述控制芯片包括定时端,所述定时模块包括定时电容,所述定时电容的一端连接所述定时端,所述定时电容的另一端接地。
根据本申请的一些实施例,所述输入模块包括电源接口和滤波电容,所述电源接口包括供电端,所述控制芯片包括电源输入端,所述供电端连接所述电源输入端,所述滤波电容的一端连接所述供电端,所述滤波电容的另一端接地。
根据本申请的一些实施例,所述报警模块包括第一电阻和发光二极管,所述控制芯片包括电源输入端和状态指示端,所述发光二极管的阴极连接所述状态指示端,所述发光二极管的阳极连接所述第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端连接所述电源输入端。
根据本申请的一些实施例,还包括温度监测模块,所述温度监测模块连接所述控制芯片,所述温度监测模块用于监测目标电池充电时的温度变化。
根据本申请的一些实施例,所述温度监测模块包括第二电阻和第三电阻,所述控制芯片包括电源输入端和温度检测端,所述第二电阻的一端连接所述电源输入端,所述第二电阻的另一端连接所述温度检测端,所述第三电阻的一端连接所述温度检测端,所述第三电阻的另一端接地。
根据本申请的第二方面实施例的电子雾化器,包括上述第一方面实施例的充电保护电路。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明,其中:
图1为本申请充电保护电路一种实施例的模块图;
图2为本申请充电保护电路另一种实施例的模块图;
图3为本申请充电保护电路一种实施例的电路图;
图4为图1中控制芯片一种实施例的充电工作过程图。
附图标记:
输入模块100、定时模块200、控制芯片300、报警模块400、温度监测模块500。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,若干的含义是一个以上,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请实施例的充电保护电路可应用于电子雾化器。电子雾化器主要应用于电子烟中,是电子烟的最重要组成部分,其构造是一个加热器件,通过电池供电,加热器件将烟液雾化,进而产生烟雾效果。目前市场上应用最广泛的电池是锂离子电池,电子雾化器也不例外。现有技术中对电子雾化器电池的充电保护并不充足,容易出现过充的问题,可能导致电子雾化器损坏,甚至引起安全事故。过充是指电池充电时,在达到充满状态后,还继续充电。这可能导致电池内压升高、电池变形、漏液等情况,从而严重影响电池的性能。而锂离子电池的充放电电流相对较大,且不易散热,过充时更容易出现安全问题。
基于此,本申请提出一种充电保护电路及电子雾化器,通过设定充电时限以便及时停止充电,能够避免电池过充而产生安全问题。
一些实施例,参照图1,充电保护电路包括:输入模块100、定时模块200和控制芯片300,输入模块100用于连接外部电源;定时模块200用于根据预设的充电时限输出终止信号;控制芯片300分别连接定时模块200、输入模块100和目标电池,输入模块100与目标电池之间电性导通,控制芯片300设置有检测单元,检测单元用于检测目标电池的充电电流,检测单元还用于根据充电电流和预设的电流阈值产生终止许可信号,控制芯片300用于接收终止信号,并根据终止信号和终止许可信号控制输入模块100与目标电池之间断开。
本申请实施例的控制芯片300可以为MPS2605充电控制芯片,其具有三种工作模式,分别为涓流充电(TC)模式、恒流充电(CC)模式和恒压充电(CV)模式。一个完整的充电周期为:先以小电流的涓流充电模式给电池充电。此模式中,充电电流是恒定的,但电流较小,为恒流模式下额定电流大小的十分之一。随着涓流充电的进行,电池的阻抗增大,充电电压即电池电压也慢慢增大。当电池电压增加到预设的电压阈值时,控制芯片300将切换为恒流充电模式,即以额定电流给电池充电。电池电压以更高的速率继续增大。当电池电压增大至另一电压阈值时,说明电池即将充满,控制芯片300切换为恒压工作模式,此时充电电压保持不变,充电电流逐渐减小。当充电电流减小至预设的电流阈值之下时,说明电池正常充电完毕,控制芯片300将自动停止充电进程。
检测单元为控制芯片300内置的功能单元,可以检测充电电流和充电电压。定时模块200由芯片外部元件及芯片内置振荡器组成,通过改变外部元件可以改变振荡器的振荡频率。充电时限从充电开始时计算,若充电时限结束且充电电流没有减小至预设的电流阈值之下,则控制芯片300将终止充电,避免电池因过充而引起安全事故。电池充电完毕但存在异常。此异常通常为电池多次充放电导致的性能下降引起。
本申请实施例的充电保护电路至少具有如下有益效果:通过定时模块200限制目标电池的充电时间,并通过检测单元检测目标电池的充电状态,控制芯片300在目标电池的充电时限结束时根据其充电状态停止对其充电,从而避免出现电池过充的情况。
一些实施例,定时模块200还用于根据预设的保护时限输出保护信号,保护时限小于充电时限,检测单元还用于检测目标电池的充电电压,检测单元还用于根据充电电压和预设的电压阈值产生保护许可信号,控制芯片300还用于接收保护信号,并根据保护信号和保护许可信号对目标电池进行涓流充电保护。在涓流充电的过程中,若电池电压没有达到预设的电压阈值,则控制芯片300不会切换至恒流充电模式。保护时限从充电开始时计算,若保护时限结束控制芯片300依然工作于涓流充电模式,则说明电池故障,控制芯片300将中止充电。
一些实施例,参照图2,还包括报警模块400,报警模块400连接控制芯片300,控制芯片300还用于根据终止信号和终止许可信号控制报警模块400发出终止提示信号。若充电时限结束且充电电流没有减小至预设的电流阈值之下,控制芯片300将终止充电,并发出报警提示用户电池存在异常。
一些实施例,参照图2,还包括报警模块400,报警模块400连接控制芯片300,控制芯片300还用于根据保护信号和保护许可信号控制报警模块400发出故障提示信号。在涓流充电的过程中,若电池电压没有达到预设的电压阈值,则控制芯片300不会切换至恒流充电模式。保护时限从充电开始时计算,若保护时限结束控制芯片300依然工作于涓流模式,则说明电池故障,控制芯片300将中止充电,同时发出报警提示用户电池故障,必须更换新电池。一个实施例,控制芯片300也可只发出报警提示用户更换新电池,并保持工作于涓流模式充电。涓流充电电流很小,安全性较高。涓流充电模式也称为预处理模式。
一些实施例,参照图3,控制芯片300包括定时端(4号引脚),定时模块200包括定时电容C10,定时电容C10的一端连接定时端,定时电容C10的另一端接地。定时电容C10用于设置控制芯片300内置振荡器的振荡频率。记定时电容C10的容值为CT,单位为F,则MPS2605充电控制芯片的内置振荡器的振荡频率FOSC的计算公式为:
Figure BDA0003498156990000051
单位为Hz。
一些实施例,参照图3,输入模块100包括电源接口J1和滤波电容C1,电源接口J1包括供电端(1号引脚),控制芯片300包括电源输入端(1号引脚),供电端连接电源输入端,滤波电容C1的一端连接供电端,滤波电容C1的另一端接地。本实施例中电源接口J1为电子产品中常用的USB接口,泛用性强。滤波电容C1用于滤除外部输入电压中的交流噪声电压,保持控制芯片300的电源输入端电压的稳定。
一些实施例,参照图3,报警模块400包括第一电阻R1和发光二极管D1,控制芯片300包括电源输入端(1号引脚)和状态指示端(3号引脚),发光二极管D1的阴极连接状态指示端,发光二极管D1的阳极连接第一电阻R1的一端,第一电阻R1的另一端连接电源输入端。发光二极管D1为单色二极管时,控制芯片300可以根据在电池充电完毕但存在异常时控制发光二极管D1长亮,在电池故障时控制发光二极管D1闪烁。发光二极管D1为多色二极管时,控制芯片300可根据不同的报警情况控制发光二极管D1发出不同颜色的光。示意性实施例,发光二极管D1也可替换为蜂鸣器,控制芯片300根据不同的报警情况控制蜂鸣器发出不同频率的声音。
一些实施例,参照图2,还包括温度监测模块500,温度监测模块500连接控制芯片300,温度监测模块500用于监测目标电池充电时的温度变化。电池在充电时会存在发热现象,若电池故障,则在充电时其发热可能烧毁其他元器件,甚至可能引起电池爆炸,威胁用户人身安全。因此,检测电池充电时的温度有益于保障产品及用户安全。
一些实施例,参照图3,温度监测模块包括第二电阻R2和第三电阻R3,控制芯片300包括电源输入端(1号引脚)和温度检测端(9号引脚),第二电阻R2的一端连接电源输入端,第二电阻R2的另一端连接温度检测端,第三电阻R3的一端连接温度检测端,第三电阻R3的另一端接地。对于MPS2605充电控制芯片,若使用温度监测功能,则第三电阻R3需选用热敏电阻,同时在实际产品设计中,第三电阻R3需设置在尽可能靠近电池的位置,以便更加精确地监测电池的温度。若不使用温度监测功能,则第三电阻R3使用常规定值电阻即可。
具体示例,参照图3和图4,本实施例中,控制芯片300由涓流充电模式切换至恒流充电模式的电压阈值为2.6V,由恒流充电模式切换为恒压充电模式的电压阈值为4.2V。图中ICHG为恒流充电模式的额定电流,通过调节控制芯片300的电流设定端(8号引脚)连接电阻的阻值可以调节额定电流大小。电池正常充电结束的电流阈值为该额定电流的五分之一。MPS2605充电控制芯片对电池充电的过程如下:开始时控制芯片300工作于涓流充电模式,以ICHG的百分之十的电流对电池充电。充电电压逐渐升高,当充电电压大于或等于2.6V时,控制芯片300进入恒流充电模式。若经过芯片内置振荡器的32768个振荡周期后,充电电压依然没有达到2.6V,则控制芯片300对电池进行涓流充电保护,并通过发光二极管D1发出故障提示信号。当充电电压大于或等于4.2V时,控制芯片300进入恒压充电模式,充电电压保持4.2V不变,充电电流逐渐减小。当充电电流减小至ICHG的百分之二十以下时,电池充电正常结束,控制芯片300停止给电池充电。若经过262144个振荡周期后,充电电流依然大于ICHG的百分之二十,则控制芯片300停止给电池充电,并控制发光二极管D1发出终止提示信号。
一些实施例,电子雾化器包括上述任一实施例的充电保护电路。在电子雾化器的充电电路中使用充电控制芯片300,通过定时准确地自动停止充电,防止充电时间过长,避免了因过充引起的安全事故,可提高电子雾化器的使用安全性。
本申请的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.充电保护电路,应用于电子雾化器,其特征在于,包括:
输入模块,所述输入模块用于连接外部电源;
定时模块,所述定时模块用于根据预设的充电时限输出终止信号;
控制芯片,所述控制芯片分别连接所述定时模块、所述输入模块和目标电池,所述输入模块与所述目标电池之间电性导通,所述控制芯片设置有检测单元,所述检测单元用于检测所述目标电池的充电电流,所述检测单元还用于根据所述充电电流和预设的电流阈值产生终止许可信号,所述控制芯片用于接收所述终止信号,并根据所述终止信号和所述终止许可信号控制所述输入模块与所述目标电池之间断开。
2.根据权利要求1所述的充电保护电路,其特征在于,所述定时模块还用于根据预设的保护时限输出保护信号,所述保护时限小于所述充电时限,所述检测单元还用于检测所述目标电池的充电电压,所述检测单元还用于根据所述充电电压和预设的电压阈值产生保护许可信号,所述控制芯片还用于接收所述保护信号,并根据所述保护信号和所述保护许可信号对所述目标电池进行涓流充电保护。
3.根据权利要求1所述的充电保护电路,其特征在于,还包括报警模块,所述报警模块连接所述控制芯片,所述控制芯片还用于根据所述终止信号和所述终止许可信号控制所述报警模块发出终止提示信号。
4.根据权利要求2所述的充电保护电路,其特征在于,还包括报警模块,所述报警模块连接所述控制芯片,所述控制芯片还用于根据所述保护信号和所述保护许可信号控制所述报警模块发出故障提示信号。
5.根据权利要求1所述的充电保护电路,其特征在于,所述控制芯片包括定时端,所述定时模块包括定时电容,所述定时电容的一端连接所述定时端,所述定时电容的另一端接地。
6.根据权利要求1所述的充电保护电路,其特征在于,所述输入模块包括电源接口和滤波电容,所述电源接口包括供电端,所述控制芯片包括电源输入端,所述供电端连接所述电源输入端,所述滤波电容的一端连接所述供电端,所述滤波电容的另一端接地。
7.根据权利要求3或4任一项所述的充电保护电路,其特征在于,所述报警模块包括第一电阻和发光二极管,所述控制芯片包括电源输入端和状态指示端,所述发光二极管的阴极连接所述状态指示端,所述发光二极管的阳极连接所述第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端连接所述电源输入端。
8.根据权利要求1所述的充电保护电路,其特征在于,还包括温度监测模块,所述温度监测模块连接所述控制芯片,所述温度监测模块用于监测目标电池充电时的温度变化。
9.根据权利要求8所述的充电保护电路,其特征在于,所述温度监测模块包括第二电阻和第三电阻,所述控制芯片包括电源输入端和温度检测端,所述第二电阻的一端连接所述电源输入端,所述第二电阻的另一端连接所述温度检测端,所述第三电阻的一端连接所述温度检测端,所述第三电阻的另一端接地。
10.电子雾化器,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述的充电保护电路。
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