CN217642750U - 充电电路和电池系统 - Google Patents

Abstract

一种充电电路及电池系统，所述充电电路包括：控制器，用于接收受电设备发出的充电信号，所述充电信号用于指示所述受电设备所需的充电电压和/或充电电流；与所述控制器通信连接的数模转换器，用于从所述控制器接收第一充电控制信号，并对所述第一充电控制信号进行数模转换以输出第二充电控制信号；与所述数模转换器电连接的充电模块，用于接收所述第二充电控制信号，产生并输出所述受电设备所需的充电电压和/或充电电流。本实用新型提供一种能够提供较高的充电电压和/或充电电流的充电电路。

Description

充电电路和电池系统

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电电路及电池系统。

背景技术

现有的自带通信端口的充电芯片能够提供的充电电压通常较低，无法满足受电设备的充电需求。

因此，亟需一种能够输出较高的充电电压的充电电路。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种能够输出较高充电电压和/或充电电流的充电电路。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种充电电路，包括：控制器，用于接收受电设备发出的充电信号，所述充电信号用于指示所述受电设备所需的充电电压和/或充电电流；与所述控制器通信连接的数模转换器，用于从所述控制器接收第一充电控制信号，并对所述第一充电控制信号进行数模转换以输出第二充电控制信号；与所述数模转换器电连接的充电模块，用于接收所述第二充电控制信号，产生并输出所述受电设备所需的充电电压和/或充电电流。

可选的，还包括：显示器和显示驱动器，其中，所述显示驱动器与所述控制器通信连接，所述显示器与所述显示驱动器通信连接，所述显示驱动器用于从所述控制器接收显示控制信号，并向所述显示器发送显示驱动信号。

可选的，所述控制器、数模转换器、充电模块和所述显示驱动器集成在第一电路板上，所述显示器集成在第二电路板上，所述第二电路板与所述第一电路板为相互独立的电路板。

可选的，还包括：转接模块，所述转接模块与所述控制器通信连接且与所述充电模块电连接，所述转接模块用于将所述受电设备发出的充电信号转发至所述控制器，以及将所述充电模块输出的充电电压和/或充电电流传输至所述受电设备。

可选的，所述转接模块集成在第三电路板上，所述第三电路板与第一电路板为相互独立的电路板；其中，所述控制器、数模转换器和充电模块集成在所述第一电路板上。

可选的，所述第三电路板为柔性电路板。

可选的，所述控制器与所述充电模块电连接，所述控制器还用于接收所述受电设备发出的报警信号，并向所述充电模块发送充电停止控制信号，其中，所述报警信号用于指示终止充电。

本实用新型实施例还提供一种电池系统，包括：如上述的充电电路；与所述充电电路耦接的受电设备。

可选的，所述受电设备为智能电池。

可选的，所述智能电池与所述充电电路通过系统管理总线通信连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

在本实用新型实施例的方案中，充电电路包括：控制器、数模转换器和充电模块，其中，控制器与数模转换器通信连接，数模转换器与充电模块电连接。由于控制器用于接收受电设备发出的充电信号且控制器与数模转换器通信连接，数模转换器可以从控制器接收第一充电控制信号，并进行数模转换输出第二充电控制信号。由于充电模块与数模转换器电连接，充电模块可以接收第二充电控制信号，然后产生并输出受电设备所需的充电电压和/或充电电流。采用本实施例提供的充电电路对受电设备进行充电时，可以接收受电设备发出的用于指示其所需充电电流和/或充电电压的充电信号，并向受电设备输出受电设备所需的充电电压和/或充电电流，因此，可以向受电设备提供较高的充电电压和/或充电电流。

进一步，本实用新型实施例的方案中，充电电路还包括显示驱动器和显示器，采用这样的方案，可以通过显示器向用户指示不同的充电状态，有利于提高用户的使用体验。

进一步，本实用新型实施例的方案中，控制器、数模转换器、充电模块和所述显示驱动器集成在第一电路板上，显示器集成在第二电路板上，第二电路板与第一电路板为相互独立的电路板。采用这样的方案，可以灵活地利用充电器的内部空间设置显示器，有利于充电器的小型化。

进一步，本实用新型实施例的方案中，充电电路还包括转接模块，转接模块与控制器通信连接且与充电模块电连接，用于将受电设备发出的充电信号转发至控制器，并将充电模块输出的充电电压和/或充电电流传输至受电设备。采用这样的方案，通过转接模块同时实现充电模块与受电设备的电连接以及通信连接，有利于提高充电电路的集成度。

进一步，本实用新型实施例的方案中，转接模块集成在第三电路板上，控制器、数模转换器和充电模块集成在第一电路板上，第一电路板和第三电路板为相互独立的电路板。当充电器的内部空间有限时，可以灵活地利用充电器中第一电路板附近空闲的内部空间放置第三电路板，并通过第三电路板上的转接模块实现转接。采用这样的方案，可以灵活、有效地利用充电器的内部空间，有利于充电器的小型化。

进一步，本实用新型实施例的方案中，第三电路板为柔性电路板，采用这样的方案可以进一步有效利用充电器的内部空间，更加有利于充电器的小型化。

进一步，本实用新型实施例的方案中，控制器与充电模块电连接，控制器还用于接收受电设备发出的报警信号，并向充电模块发送充电停止控制信号，其中，报警信号用于指示终止充电。采用这样的方案，由于可以接收受电设备发出的报警信号，因此可以当受电设备无需继续充电时及时终止充电，有利于提高充电的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种充电电路的工作场景示意图；

图2是本实用新型实施例中一种充电电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中一种电池系统在充电状态下的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，亟需一种能够输出较高充电电压和/或充电电流的充电电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种充电电路。在本实用新型实施例的方案中，充电电路包括：控制器、数模转换器和充电模块，其中，控制器与数模转换器通信连接，数模转换器与充电模块电连接。由于控制器用于接收受电设备发出的充电信号且控制器与数模转换器通信连接，数模转换器可以从控制器接收第一充电控制信号，并进行数模转换输出第二充电控制信号。由于充电模块与数模转换器电连接，充电模块可以接收第二充电控制信号，然后产生并输出受电设备所需的充电电压和/或充电电流。采用本实施例提供的充电电路对受电设备进行充电时，可以接收受电设备发出的用于指示其所需充电电流和/或充电电压的充电信号，并向受电设备输出受电设备所需的充电电压和/或充电电流。因此，可以向受电设备提供较高的充电电压和/或充电电流。此外，采用本实用新型实施例提供的充电电路进行充电时，充电效率更高。

为使本实用新型的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

参照图1，图1是本实用新型实施例中一种充电电路的工作场景示意图。如图1所示，本实施例中的充电电路10可以与电压源11电连接，以从电压源11接收电压信号。换言之，电压源11可以为充电电路10提供输入电压，电压源11可以是稳压电压源，本实施例对于电压源11的输出电压的大小并不进行限制。在一个具体的例子中，电压源11的输出电压可以为24V，但并不限于此。

进一步地，充电电路10还可以与受电设备12耦接。其中，受电设备12 为从充电电路10获取电能的设备。具体而言，充电电路10可以与受电设备 12通信连接，以接收受电设备12发出的充电信号。其中，充电信号可以用于指示受电设备12所需的充电电压和/或充电电流，由此，充电电路10可以获知受电设备12的充电需求。

需要说明的是，本实施例对于充电电路10与受电设备12通信连接的具体方式并不进行限制，充电电路10与受电设备12可以通过现有的各种方式进行通信连接，可以是有线通信连接，也可以是无线通信连接，例如，可以是串口通信连接和蓝牙连接等，但并不限于此。

进一步地，受电设备12为智能电池(Smart Battery)，智能电池可以与外部的其他设备进行信息交互。其中，充电电路10与受电设备12可以通过系统管理总线(SystemManagement Bus，SMBus)通信连接，以进行信息的交互。更具体地，所述智能电池可以是呼吸机的智能电池。在一个非限制性的例子中，智能电池为多电芯的智能电池，例如，电芯数量为8个。

进一步地，充电电路10还可以与受电设备12电连接，以将充电电压和/ 或充电电流提供至受电设备12，以对受电设备12进行充电。

需要说明的是，充电电路10可以通过同一个接口实现与受电设备12的电连接和通信连接，也可以通过不同的接口分别实现与受电设备12的电连接和通信连接，本实施例对此并不进行限制。

在充电过程中，充电电路10可以接收受电设备12发出的充电信号，并向受电设备12输出受电设备12所需的充电电压和/或充电电流。由此，本实施例中的充电电路可以基于受电设备12的充电需求对受电设备12进行充电，充电效率更高。

关于充电电路10的具体结构、工作原理和有益效果等更多内容，可以参照下文的具体描述。

参照图2，图2是本实用新型实施例中一种充电电路的结构示意图。更具体地，图2可以是图1中充电电路10的结构示意图，下面结合图1和图2对本实用新型实施例中一种充电电路的具体结构、工作原理和有益效果进行非限制性的说明。

如图2所示，充电电路10可以包括控制器101、数模转换器(Digital AnalogConverter，DAC)102和充电模块103。其中，控制器101与数模转换器102 通信连接，数模转换器102与充电模块103电连接。

具体而言，控制器101可以用于接收外部的受电设备12发出的充电信号，并输出第一充电控制信号。在具体实施中，控制器101可以与外部的受电设备12直接或间接地通信连接，以接收受电设备12发出的充电信号。其中，充电信号可以用于指示受电设备12所需的充电电压和/或充电电流。

需要说明的是，控制器101可以是现有的适当的控制器，例如，可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等。更具体地，控制器101可以采用现有的算法对充电信号进行处理，以得到第一充电控制信号，例如，由于控制器101分别与数模转换器102、受电设备12采用的通信协议不同，控制器101可以采用现有的算法对充电信号进行协议的转换，以得到第一充电控制信号。还需要说明的是，第一充电控制信号也可以用于指示受电设备12所需的充电电压和/或充电电流。

进一步地，由于数模转换器102与控制器101通信连接，数模转换器102 可以从控制器101接收第一充电控制信号，并输出第二充电控制信号。其中，第一充电控制信号为数字信号，第二充电控制信号为模拟信号。

在一个具体的例子中，控制器101和数模转换器102可以通过I2C (Inter-Integrated Circuit)总线通信连接，但并不限于此。

需要说明的是，本实施例对于数模转换器102的具体类型和型号并不进行限制，数模转换器102可以是现有的各种适当的转换器，只要能够用于将数字信号转换为模拟信号即可。换言之，数模转换器102用于对接收到的第一充电控制信号101进行数模转换，以输出第二充电控制信号。在具体实施中，可以根据受电设备12选择适当的数模转换器102。

还需要说明的是，由于第一充电控制信号可以指示受电设备12所需的充电电压和/或充电电流，且数模转换器102仅对第一充电控制信号进行数模转换，因此，第二充电控制信号也可以指示受电设备12所需的充电电压和/或充电电流。

进一步地，由于充电模块103与数模转换器102电连接，充电模块103 可以从数模转换器102接收第二充电控制信号。

进一步地，在充电状态下，充电模块103还可以与电压源11电连接，充电模块103可以从电压源11接收输入电压。

进一步地，充电模块103可以产生并输出受电设备12所需的充电电压和/或充电电流。

在具体实施中，充电模块103可以具有电压控制输入引脚(图未示)，电压控制输入引脚可以与数模转换器102的第一输出引脚电(图未示)电连接。当受电设备12所需的是充电电压时，第二充电控制信号可以通过数模转换器 102的第一输出引脚传输至充电模块103的电压控制输入引脚。进一步地，充电电压可以经过充电模块103的电压输出引脚(图未示)向外输出。

充电模块103还可以具有电流控制输入引脚(图未示)，电流控制输入引脚可以与数模转换器102的第二输出引脚电(图未示)电连接。当受电设备 12所需的是充电电流时，第二充电控制信号可以通过数模转换器102的第二输出引脚传输至充电模块103的电流控制输入引脚。进一步地，充电电流可以经过充电模块103的电流输出引脚(图未示)向外输出。

需要说明的是，充电模块103可以包括现有的适当的降压升压型调节器 (Buck-Boost Voltage Regulator)。在具体实施中，可以根据受电设备12选择适当的降压升压型调节器。

由此，采用本实施例提供的充电电路10对受电设备12进行充电时，可以接收受电设备12发出的用于指示其所需充电电流和/或充电电压的充电信号，并向受电设备12输出其所需的充电电压和/或充电电流。由此，可以根据受电设备12实际的充电需求进行充电，当受电设备12所需的充电电压或充电电流较大时，充电模块103输出的充电电压或充电电流也相应地增大，充电效率更高。

在其他实施例中，除充电信号外，控制器101还可以用于接收受电设备 12发出的报警信号，并输出充电停止控制信号。其中，报警信号可以用于指示受电设备12无需继续进行充电，换言之，报警信号可以用于指示停止充电。

具体而言，控制器101还可以与充电模块103电连接。具体而言，充电模块103可以具有使能引脚(图未示)，控制器101的输出端可以与使能引脚电连接，充电模块103可以通过使能引脚从控制器101接收充电停止控制信号。在具体实施中，当充电模块103接收到充电停止控制信号时，可以停止输出充电电压和/或充电电流。

由此，采用本实施例中的充电电路10对受电设备12进行充电时，由于可以接收受电设备12发出的报警信号，因此可以当受电设备12无需继续充电时及时终止充电，有利于提高充电的安全性。

参照图3，图3是本实用新型实施例中一种电池系统在充电状态下的结构示意图。如图3所示，电池系统可以包括：充电电路10以及与充电电路10 耦接的受电设备12。具体而言，在充电状态下，充电电路10与受电设备12 通信连接，以接收受电设备12发出的充电信号；充电电路10与受电设备电连接，以向受电设备12输出充电电压和/或充电电流。

具体而言，充电电路10可以包括转接模块107，转接模块107可以与受电设备12通信连接，且与控制器101通信连接。更具体地，转接模块107可以接收受电设备12发出的充电信号，并向控制器101发送接收到的充电信号。换言之，转接模块107可以用于向控制器101转发从受电设备12处接收到的充电信号。

进一步地，转接模块107还可以与充电模块103电连接，且与受电设备 12电连接。更具体地，转接模块107可以接收充电模块103输出的充电电压和/或充电电流，并向受电设备12输出接收到的充电电压和/或充电电流。换言之，转接模块107可用于向受电设备12输出充电模块103输出的充电电压和/或充电电流。

需要说明的是，转接模块107可以通过同一个接口实现与受电设备12的电连接和通信连接，也可以通过不同的接口分别实现与受电设备12的电连接和通信连接，本实施例对此并不进行限制。

由上，采用这样的方案，通过转接模块107同时实现充电模块10与受电设备12的电连接以及通信连接，有利于提高充电电路10的集成度。

进一步地，控制器101、数模转换器102和充电模块103可以集成在第一电路板31上，转接模块107集成在第三电路板33上。其中，第一电路板31 和第三电路板33为相互独立的电路板。

可以理解的是，当充电器的内部空间有限时，可以灵活地利用充电器中第一电路板31附近空闲的内部空间放置第三电路板33，由于第三电路板33 上集成有转接模块107，因此，可以通过第三电路板上的转接模块实现转接。由此可以在实现充电电路10与受电设备12耦接的前提下，可以灵活、有效地利用充电器的内部空间，尽可能少地占用充电器的内部空间，有利于充电器的小型化。

在一个非限制性的例子中，第二电路板32可以是柔性电路板。采用这样的方案，有利于进一步有效利用充电器的内部空间，更加有利于充电器的小型化。

进一步地，充电电路10还可以包括显示驱动器104和显示器105。

具体而言，显示驱动器104可以与控制器101通信连接，并与显示器105 通信连接。更具体地，显示驱动器104的输入端可以与控制器101连接，输出端可以与显示器105连接。

在具体实施中，显示驱动器104可以用于接收控制器101发出的显示控制信号，并向显示器105发出显示驱动信号。其中，显示控制信号可以用于指示充电状态，显示驱动信号可以用于指示显示状态。可以理解的是，充电状态不同，显示器105的显示状态也不同。采用这样的方案，可以通过显示器105向用户指示不同的充电状态，有利于提高用户的使用体验。

在一个具体的例子中，显示器105可以是发光二极管(Light-emitting Diode，LED)，显示驱动器104可以是LED驱动器。

进一步地，显示驱动器104可以集成在第一电路板31上，显示器105可以集成在第二电路板32上，其中，第二电路板32与第一电路板32是相互独立的电路板。采用这样的方案，也可以灵活地利用充电器的内部空间设置显示器105，可以在提高用户的使用体验的同时，使得充电器尽量小型化。

进一步地，充电电路10还可以包括降压转换器106，其中，降压转换器 106也可以集成在第一电路板31上。

具体而言，降压转换器106的输入端可以与电压源11电连接，以接收电压源11的输出电压。降压转换器106的输出端可以分别与控制器101、数模转换器102、显示驱动器104和显示器105电连接，以分别向控制器101、数模转换器102、显示驱动器104和显示器105提供各自所需的工作电压。

关于图3示出的电池系统的更多内容可以参照图1和图2的相关描述，在此不再赘述。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在 A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。

本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：

控制器，用于接收受电设备发出的充电信号，所述充电信号用于指示所述受电设备所需的充电电压和/或充电电流；

与所述控制器通信连接的数模转换器，用于从所述控制器接收第一充电控制信号，并对所述第一充电控制信号进行数模转换以输出第二充电控制信号；

与所述数模转换器电连接的充电模块，用于接收所述第二充电控制信号，产生并输出所述受电设备所需的充电电压和/或充电电流。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：显示器和显示驱动器，其中，所述显示驱动器与所述控制器通信连接，所述显示器与所述显示驱动器通信连接，所述显示驱动器用于从所述控制器接收显示控制信号，并向所述显示器发送显示驱动信号。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述控制器、数模转换器、充电模块和所述显示驱动器集成在第一电路板上，所述显示器集成在第二电路板上，所述第二电路板与所述第一电路板为相互独立的电路板。

4.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：转接模块，所述转接模块与所述控制器通信连接且与所述充电模块电连接，所述转接模块用于将所述受电设备发出的充电信号转发至所述控制器，以及将所述充电模块输出的充电电压和/或充电电流传输至所述受电设备。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述转接模块集成在第三电路板上，所述第三电路板与第一电路板为相互独立的电路板；

其中，所述控制器、数模转换器和充电模块集成在所述第一电路板上。

6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述第三电路板为柔性电路板。

7.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述控制器与所述充电模块电连接，所述控制器还用于接收所述受电设备发出的报警信号，并向所述充电模块发送充电停止控制信号，其中，所述报警信号用于指示终止充电。

8.一种电池系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至7任一项所述的充电电路；

与所述充电电路耦接的受电设备。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述受电设备为智能电池。

10.根据权利要求9所述的电池系统，其特征在于，所述智能电池与所述充电电路通过系统管理总线通信连接。

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