CN217545637U - 一种电池充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池充电电路，场效应管的源极与电源输入端的正极连接，漏极与充电电池的正极连接，栅极分别与三端可调分流基准源的阴极、上电启动电容的一端相连接，且该场效应管的源极和栅极之间还连接有偏置电阻，上电启动电容的另一端与电源输入端的负极连接且接地，第一分压电阻和第二分压电阻串联，第一分压电阻的一端分别与场效应管的漏极、充电电池的正极连接，第二分压电阻串联的另一端与充电电池的负极连接且接地，三端可调分流基准源的参考极与第一分压电阻和第二分压电阻的串联点连接，三端可调分流基准源的阳极与充电电池的负极连接且接地。该电路低成本、且安全可靠。

Description

一种电池充电电路

技术领域

本实用新型涉及电池充电管理电路技术领域，具体为一种电池充电电路。

背景技术

充电电池通过充电器或者充电座进行充电，其最基本又最重要的要求是保障使用者的人身和财产安全。传统的干电池的充满电压通常为1.6V，放电终止电压为0.9V。镍氢、镍镉等圆柱形电池的充满电压通常为1.4V，放电终止电压为0.9V, 由于干电池和镍氢、镍镉等圆柱形电池的最大电压为1.6V,称之为低压电池。普通锂电池的充满电压通常为4.4V，放电终止电压为2.5V。为了使普通锂电池能代替传统的干电池和镍氢、镍镉等圆柱形电池进行使用，则在外形尺寸和电压输出上均要与干电池和镍氢、镍镉等圆柱形电池使用相同的标准，从而需要在普通锂电池的基础上，利用同步降压技术把普通锂电池转换为与干电池和镍氢、镍镉等圆柱形电池具有相同的电压输出，称之为降压型锂电池。如中国专利CN201174405Y公开了一种双电压输出圆柱形电池，其电池内部设置有电压转换电路板，对电池的工作电压输出进行控制，使电池的电压输出与干电池和镍氢、镍镉等圆柱形电池的电压输出相近似。

由于降压型锂电池内部设置有电压转换电路板，采用的充电器或者充电座为5V接入的电压进行充电，干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等圆柱形电池不能直接接入5V电压。这就导致，干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等圆柱形电池在外形尺寸相同的情况下，如果用户在降压型锂电池的充电器或者充电座中装载干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等圆柱形电池，将会造成电池充电过压，导致电池或者充电设备的损坏。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种低成本、且安全可靠的电池充电电路。

本实用新型所述的一种电池充电电路，包括：

场效应管，所述场效应管的源极与电源输入端的正极连接，漏极与充电电池的正极连接，栅极分别与三端可调分流基准源的阴极、上电启动电容的一端相连接，且该场效应管的源极和栅极之间还连接有偏置电阻；

上电启动电容，所述上电启动电容的另一端与电源输入端的负极连接且接地，用于电池充电电路刚上电时，启动所述场效应管的瞬间导通；

第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，第一分压电阻的一端分别与场效应管的漏极、充电电池的正极连接，第二分压电阻串联的另一端与充电电池的负极连接且接地，用于设定允许电池充电的电压阈值；

三端可调分流基准源，所述三端可调分流基准源的参考极与第一分压电阻和第二分压电阻的串联点连接，三端可调分流基准源的阳极与充电电池的负极连接且接地，用于电池充电电路上电后，根据第二分压电阻上反馈的电压值，控制自身的导通或截止，以控制场效应管的接通或断开。

所述的一种电池充电电路，由第一分压电阻和第二分压电阻设定允许电池充电的电压阀值，如设置的电压阀值为4.3V。

当接入的充电电池为降压型铝电池，在电池充电电路上电时，由于上电启动电容具有充放电的特性，此时场效应管的栅极的电位等于上电启动电容的电位，场效应管导通为上电启动电容进行充电，由于降压型铝电池的端电压大于或等于设定的电压阀值4.3V，此时第二分压电阻上的电压大于或等于三端可调分流基准源自身的导通电压，三端可调分流基准源导通，从而使场效应管继续导通为降压型铝电池进行充电。

当接入的充电电池为干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等，在电池充电电路上电时，由于上电启动电容具有充放电的特性，此时场效应管的栅极的电位等于上电启动电容的电位，场效应管导通为上电启动电容进行充电，由于干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等的端电压小于设定的电压阈值4.3V，此时第二分压电阻上的电压小于三端可调分流基准源自身的导通电压，三端可调分流基准源截止，从而使场效应管截止，进而避免对干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等的误充电，在确保能为降压型铝电池充电的同时也能够保护了电路的安全性。而且场效应管、上电启动电容、第一分压电阻、第二分压电阻和三端可调分流基准源等元器件的成本也极低，从而节约了电池充电电路的制造成本。

附图说明

图1为实用新型一种电池充电电路的电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种电池充电电路，包括场效应管Q1，场效应管Q1的源极与电源输入端的正极连接，漏极与充电电池的正极连接，栅极分别与三端可调分流基准源Q2的阴极、上电启动电容C2的一端相连接，且该场效应管Q1的源极和栅极之间还连接有偏置电阻R4；上电启动电容C2，上电启动电容C2的另一端与电源输入端的负极连接且接地，用于电池充电电路刚上电时，启动所述场效应管Q1的瞬间导通；第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联，第一分压电阻R1的一端分别与场效应管Q1的漏极、充电电池的正极连接，第二分压电阻R2串联的另一端与充电电池的负极连接且接地，用于设定允许电池充电的电压阈值；三端可调分流基准源Q2，所述三端可调分流基准源Q2的参考极与第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的串联点连接，三端可调分流基准源Q2的阳极与充电电池的负极连接且接地，用于电池充电电路上电后，根据第二分压电阻R2上反馈的电压值，控制自身的接通或断开，以控制场效应管Q1的接通或断开。

第一分压电阻R1和第二分压电阻第二分压电阻R2设定允许电池充电的电压阈值为4.3V时，三端可调分流基准源Q2的型号为TL431，其参考极处的导通电压为2.5V，当接入的充电电池为降压型铝电池，在电池充电电路上电时，由于上电启动电容C2具有充放电的特性，此时场效应管Q1的栅极的电位等于上电启动电容C2的电位，场效应管Q1导通为上电启动电容C2进行充电，由于降压型铝电池的端电压大于或等于设定的电压阀值4.3V，此时第二分压电阻R2上的电压大于或等于三端可调分流基准源自身的导通电压2.5V，三端可调分流基准源Q2导通，从而使场效应管Q1继续导通为降压型铝电池进行充电。同时此时有电流流经限流电阻R5、发光二极管LED，可以通过发光二极管LED的亮灭观察电路是否在充电。

当接入的充电电池为干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等，在电池充电电路上电时，由于上电启动电容C2具有充放电的特性，此时场效应管Q1的栅极的电位等于上电启动电容C2的电位，场效应管Q1导通为上电启动电容C2进行充电，由于干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等的端电压小于设定的电压阈值4.3V，此时第二分压电阻R2上的电压小于三端可调分流基准源Q2自身的导通电压2.5V，三端可调分流基准源Q2截止，从而使场效应管Q1截止，进而避免对干电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等的误充电，在确保能为降压型铝电池充电的同时也能够保护了电路的安全性。而且场效应管Q1、上电启动电容C2、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和三端可调分流基准源Q2等元器件的成本也极低，从而节约了电池充电电路的制造成本。电池充电电路的电源输入端的正负极之间连接有第一滤波电容C1，第一滤波电容C1的一端与电源输入端的负极连接且接地，电池充电电路的电源输出端的正负极之间连接有第二滤波电容C3，且第二滤波电容C3的一端与充电电池的正极连接，另一端与充电电池的负极连接且接地,可以有效的进行滤波，确保电路的稳定性。

电池充电电路还设置有启动电阻R3，所述启动电阻R3一端与场效应管Q1的源极连接，另一端与场效应管Q1的漏极连接。如果电路接入的是电池、镍氢、镍镉以及普通锂电池等，在取出电池后，由于上电启动电容C2已经是饱和状态，想要继续为降压型铝电池充电则必须对上电启动电容C2进行放电，使其能够具备低电位才能保持场效应管Q1的栅极的电位等于上电启动电容C2的电位，使场效应管Q1导通，为了避免上述的麻烦，通过设置启动电阻R3，启动电阻R3与第一分压电阻R1和第二分压电阻R2形成回路，第二分压电阻R2上分到的电压满足三端可调分流基准源Q2自身的导通电压2.5V，三端可调分流基准源Q2就可以开启，从而开启场效应管Q1为降压型铝电池充电，如装入的电池为干电池等，此时第二分压电阻R2上的电压不满足三端可调分流基准源Q2自身的导通电压2.5V，场效应管Q1截止。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电池充电电路，其特征在于，包括：

场效应管（Q1），所述场效应管（Q1）的源极与电源输入端的正极连接，漏极与充电电池的正极连接，栅极分别与三端可调分流基准源（Q2）的阴极、上电启动电容（C2）的一端相连接，且该场效应管（Q1）的源极和栅极之间还连接有偏置电阻（R4）；

上电启动电容（C2），所述上电启动电容（C2）的另一端与电源输入端的负极连接且接地，用于电池充电电路刚上电时，启动所述场效应管（Q1）的瞬间导通；

第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2），所述第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2）串联，第一分压电阻（R1）的一端分别与场效应管（Q1）的漏极、充电电池的正极连接，第二分压电阻（R2）串联的另一端与充电电池的负极连接且接地，用于设定允许电池充电的电压阈值；

三端可调分流基准源（Q2），所述三端可调分流基准源（Q2）的参考极与第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2）的串联点连接，三端可调分流基准源（Q2）的阳极与充电电池的负极连接且接地，用于电池充电电路上电后，根据第二分压电阻（R2）上反馈的电压值，控制自身的接通或断开，以控制场效应管（Q1）的接通或断开。

2.根据权利要求1所述一种电池充电电路，其特征在于，还包括启动电阻（R3），所述启动电阻（R3）一端与场效应管（Q1）的源极连接，另一端与场效应管（Q1）的漏极连接。

3.根据权利要求1-2任一项所述一种电池充电电路，其特征在于，电池充电电路的电源输入端的正负极之间连接有第一滤波电容（C1），第一滤波电容（C1）的一端与电源输入端的负极连接且接地。

4.根据权利要求3所述一种电池充电电路，其特征在于，电池充电电路的电源输出端的正负极之间连接有第二滤波电容（C3），且第二滤波电容（C3）的一端与充电电池的正极连接，另一端与充电电池的负极连接且接地。

5.根据权利要求4所述一种电池充电电路，其特征在于，还包括限流电阻（R5）和发光二极管（LED），所述限流电阻（R5）的一端连接场效应管（Q1）的源极，另一端连接发光二极管（LED）的阳极，所述发光二极管（LED）的阴极连接场效应管（Q1）的栅极。

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