CN218005935U - 蓄电池充电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池充电控制装置，包括信号检测电路、恒流控制电路、单片机、充电调整电路、以及充电输出控制电路；其中，信号检测电路，被设置用于获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号、以及代表蓄电池的电压状态的第二检测信号；单片机，被设置用于接收第一检测信号和第二检测信号，并向恒流控制电路传送预先设置的第一参考信号；恒流控制电路根据第一参考信号生成第一基准信号，并将第一检测信号与第一基准信号进行比较，以便生成第一反馈输出信号；充电调整电路被设置为根据第一反馈输出信号来控制连接到充电输出控制电路上的蓄电池的充电状态。

Description

蓄电池充电控制装置

技术领域

本实用新型的实施例总体上涉及充电系统，并且更具体地，涉及一种蓄电池充电控制装置。

背景技术

现有技术中，对于蓄电池充电一般采用两种模式，即恒流模式、恒压模式。恒流充电是以恒定的电流为蓄电池充电的方式，可以使用相对较大的电流进行充电，这样充电效率比较高。而恒压充电是充电电压维持在恒定值的充电方式，充电末端是因为电池内阻的原因导致虚电压较高，采用恒压模式，逐步降低充电电流，可以使蓄电池充满电。

通常的蓄电池充电方式是采用恒流恒压充电方式，即恒流恒压充电，第一阶段以恒流充电；当电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电，此时充电电流逐渐减小，当充电电流下降到预设值时，蓄电池充电完成，这种是例如锂电池或磷酸铁锂电池最常用的充电方法。

如图1和图2所示，其为典型的蓄电池恒流恒压充电电路，包括BUCK(降压)电路、充电输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路和单片机。在工作时，恒流恒压充电过程实现如下：首先，通过电流检测电路和电压检测电路获取正在充电的电池的充电信息；然后，根据获得的充电信息来判断当前充电电池的充电阶段(恒流阶段或恒压阶段)；再根据当前所处充电阶段，选择性获取电流偏差信息或电压偏差信息；此时，单片机可以根据获取的电流偏差信息或电压偏差信息，运用包括比例、积分、微分控制过程的PID控制算法，生成电流调节增量或电压调节增量；然后根据电流调节增量或电压调节增量来生成合适的PWM波形；最后，通过PWM驱动电路将CUR-PWM信号输出到图2中的Q1栅极，对充电电流或电压进行调节，从而维持电流或电压恒定、稳定。以上现有技术的蓄电池恒流恒压充电电路由于整个计算和控制过程是基于高性能单片机和PID控制算法，因此控制过程非常复杂。

而且，以上现有技术的蓄电池恒流恒压充电电路中，需要恒流和恒压过程的精准控制，与采样精度、采样的周期(频率)、采样的方法、CUR-PWM的调整周期(频率)、CUR-PWM频率(图2中Q1的单位时间内开关速度)以及PID算法的具体实现都有很大的关系。因此，即便是通过增加成本和提高控制算法的复杂度，也很难做到控制精准。

综上，现有技术中对于蓄电池的充电控制装置存在以下缺陷：在现有技术中，由于蓄电池的恒流和恒压充电过程一般是基于PID控制算法实现的，这种方式需要依托高性能单片机，也可能需要专用的AD(模数转换)芯片，对蓄电池电流和电压状态进行采样计算，运用PID控制算法进行增量调整控制，才能实现恒流和恒压充电。因此，现有技术中整个过程的控制非常复杂，需要精密的算法才能实现，又因为现有的充电控制装置为了实现更精准的电流电压控制，使得电路结构更复杂，进而进一步提高了成本。此外，现有技术中对于蓄电池的充电电流和终止电压进行精准控制，难度大、技术要求高，每一个充电控制装置也只能适用于特定的蓄电池，造成其适应能力差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种蓄电池充电控制装置，以解决现有技术中的以上技术问题、以及其他潜在技术问题中的至少一个技术问题。

本实用新型提出了一种蓄电池充电控制装置，包括信号检测电路、恒流控制电路、单片机、充电调整电路、以及充电输出控制电路；其中：所述信号检测电路，被设置用于获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号、以及代表所述蓄电池的电压状态的第二检测信号；所述信号检测电路将所述第一检测信号传送至所述恒流控制电路，并将所述第一检测信号和所述第二检测信号传送至所述单片机；所述单片机，被设置用于接收所述第一检测信号和所述第二检测信号，并向所述恒流控制电路传送预先设置的第一参考信号；所述恒流控制电路，被设置用于接收所述第一检测信号、以及所述单片机传送的所述第一参考信号；所述恒流控制电路根据所述第一参考信号生成第一基准信号，并将所述第一检测信号与所述第一基准信号进行比较，以便生成第一反馈输出信号；所述充电调整电路，其具有用于接收电源输入的电源输入端、以及用于接收所述第一反馈输出信号的反馈控制端；所述充电调整电路被设置为根据所述第一反馈输出信号来控制连接到所述充电输出控制电路上的所述蓄电池的充电状态；所述充电状态包括恒流充电模式或恒压充电模式。

根据示例性实施例，在所述恒流充电模式下，所述充电调整电路根据所述第一反馈输出信号进行适应性调整，以使得所述第一检测信号与所述第一基准信号接近或相等，此时所述充电输出控制电路输出与所述第一基准信号相匹配的恒定电流。

根据示例性实施例，所述充电调整电路为DC-DC开关转换控制电路，其具有所述反馈控制端；所述DC-DC开关转换控制电路包括DC-DC降压转换控制芯片及其外围电路、或者DC-DC升压转换控制芯片及其外围电路、或者DC-DC升降压转换控制芯片及其外围电路。

根据示例性实施例，所述信号检测电路包括电流检测电路、以及电压检测电路；其中，所述电流检测电路被设置为获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号；所述电压检测电路被设置为获取代表所述蓄电池的电压状态的第二检测信号。

根据示例性实施例，所述恒流控制电路包括恒流比较基准产生电路、以及恒流调整电路；其中，所述恒流比较基准产生电路被设置为接收所述单片机传送的所述第一参考信号，并根据所述第一参考信号生成所述第一基准信号；所述恒流调整电路被设置为接收所述第一检测信号以及所述第一基准信号，并将所述第一检测信号与所述第一基准信号进行比较，以便生成所述第一反馈输出信号。

根据示例性实施例，所述恒流比较基准产生电路包括电阻R27、电容C10、以及电阻R28；所述恒流调整电路包括运放UB2、电容C11、以及二极管D2；其中：所述运放UB2的同相端作为所述恒流调整电路的恒流调整输入端，所述运放UB2的反相端作为所述恒流调整电路的恒流基准输入端；所述运放UB2的输出端连接于所述二极管D2的正极，所述二极管D2的负极作为所述恒流调整电路的输出端与所述反馈控制端相连接；所述电阻R27的一端作为所述恒流比较基准产生电路的恒流基准参考输入端连接于所述单片机，所述电阻R27的另一端通过所述电容C10接地；所述电容C10和所述电阻R27之间的公共连接点通过所述电阻R28连接于所述运放UB2的反相端；所述运放UB2的反相端通过所述电容C11连接于所述运放UB2的输出端；其中所述恒流基准输入端被设置为用于接收所述第一基准信号，所述恒流基准参考输入端被设置为用于接收所述第一参考信号。

根据示例性实施例，所述电流检测电路包括运放UB1、电阻R23、电阻R24、电阻R25、以及电阻R26；其中：所述电阻R24的一端作为所述电流检测电路的第一检测端与所述蓄电池的电流采样电阻的一端相连接，所述电阻R24的另一端通过所述电阻R23接地，所述电阻R24和所述电阻R23之间的公共连接点连接于所述运放UB1的同相端；所述电阻R25的一端作为所述电流检测电路的第二检测端与所述蓄电池的所述电流采样电阻的另一端相连接，所述电阻R25的另一端连接于所述运放UB1的反相端，所述运放UB1的反相端通过所述电阻R26连接于所述运放UB1的输出端，所述运放UB1的输出端作为所述电流检测电路的输出端与所述恒流调整电路的恒流调整输入端相连接。

根据示例性实施例，所述蓄电池充电控制装置还包括恒压控制电路，被设置用于接收所述第二检测信号、以及所述单片机传送的第二参考信号；所述恒压控制电路根据所述第二参考信号生成第二基准信号，并将所述第二检测信号与所述第二基准信号进行比较，以便生成第二反馈输出信号。

根据示例性实施例，所述反馈控制端还用于接收所述第二反馈输出信号；所述充电调整电路还被设置为根据所述第二反馈输出信号来控制连接到所述充电输出控制电路上的所述蓄电池的所述充电状态。

根据示例性实施例，在所述恒压充电模式下，所述充电调整电路根据所述第二反馈输出信号进行适应性调整，以使得所述第二检测信号与所述第二基准信号接近或相等，此时所述充电输出控制电路输出与所述第二基准信号相匹配的恒定电压。

根据示例性实施例，所述蓄电池被设置为在蓄电池电压达到并将要超过与所述第二基准信号相匹配的恒定电压时，从所述恒流充电模式切换为所述恒压充电模式。

根据示例性实施例，所述恒压控制电路包括恒压比较基准产生电路、以及恒压调整电路；其中，所述恒压比较基准产生电路被设置为接收所述单片机传送的预先设置的所述第二参考信号，并根据所述第二参考信号生成所述第二基准信号；所述恒压调整电路被设置为接收所述第二检测信号以及所述第二基准信号，并将所述第二检测信号与所述第二基准信号进行比较，以便生成所述第二反馈输出信号。

根据示例性实施例，所述恒压比较基准产生电路包括电阻R21、电容C8、以及电阻R22；所述恒压调整电路包括运放UA2、电容C9、以及二极管D1；其中：所述运放UA2的同相端作为所述恒压调整电路的恒压调整输入端，所述运放UA2的反相端作为所述恒压调整电路的恒压基准输入端；所述运放UA2的输出端连接于所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极作为所述恒压调整电路的输出端与所述反馈控制端相连接；所述电阻R21的一端作为所述恒压比较基准产生电路的恒压基准参考输入端连接于所述单片机，所述电阻R21的另一端通过所述电容C8接地；所述电容C8和所述电阻R21之间的公共连接点通过所述电阻R22连接于所述运放UA2的反相端；所述运放UA2的反相端通过所述电容C9连接于所述运放UA2的输出端；其中所述恒压基准输入端被设置为用于接收所述第二基准信号，所述恒压基准参考输入端被设置为用于接收所述第二参考信号。

根据示例性实施例，所述电压检测电路包括运放UA1、电阻R17、电阻R18、电阻19、以及电阻R20；其中：所述电阻R18的一端作为所述电压检测电路的第一检测端与所述蓄电池相连接，所述电阻18的另一端通过所述电阻R17接地，所述电阻R18和所述电阻R17之间的公共连接点连接于所述运放UA1的同相端；所述电阻R19的一端作为所述电压检测电路的第二检测端与所述蓄电池相连接，所述电阻R19的另一端连接于所述运放UA1的反相端，所述运放UA1的反相端通过所述电阻R20连接于所述运放UA1的输出端，所述运放UA1的输出端作为所述电压检测电路的输出端与所述恒压调整电路的恒压调整输入端相连接。

根据示例性实施例，所述单片机还向所述充电调整电路发送控制其动作的第一使能信号；所述充电输出控制电路的输入端连接于所述充电调整电路的输出端，所述充电输出控制电路的输出端连接于所述蓄电池；所述单片机还向所述充电输出控制电路发送控制其动作的第一控制信号。

根据示例性实施例，所述第一控制信号包括第一子控制信号、以及第二子控制信号；所述充电输出控制电路包括PMOS管Q2、NMOS管Q4、三极管Q3、电阻R12、电阻R11、电阻R9、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电阻R16；其中：所述PMOS管Q2的源极作为所述充电输出控制电路的输入端；所述PMOS管Q2的栅极通过所述电阻R11连接于所述三极管Q3的集电极；所述PMOS管Q2的栅极与所述电阻R11的公共连接点通过所述电阻R12连接到所述充电输出控制电路的输入端；所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R10接地，所述三极管Q3的基极连接于所述电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端作为所述充电输出控制电路的第一控制端CTR2并连接于所述单片机的控制输出端；其中，所述第一控制端CTR2用于接收所述第一子控制信号；所述PMOS管Q2的漏极连接于所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端通过所述电阻R14连接于所述NMOS管Q4的漏极；所述NMOS管Q4的源极接地，所述NMOS管Q4的栅极通过所述电阻R16接地；所述NMOS管Q4的栅极与所述电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端作为所述充电输出控制电路的第二控制端CTR3并连接于所述单片机的控制输出端；所述PMOS管Q2的漏极连接于所述蓄电池的正极，所述电阻R13和所述电阻R14的公共连接点连接于所述蓄电池的负极；其中，所述第二控制端CTR3用于接收所述第二子控制信号；所述电阻R14为所述蓄电池的电流采样电阻。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型在对蓄电池恒流恒压充电过程中，无需单片机运用复杂的算法进行调整控制，直接通过信号检测电路、恒流控制电路和/或恒压控制电路、单片机、充电调整电路、以及充电输出控制电路即可实现实时自动连续快速的反馈控制过程，在保证了控制精准度的同时，使得电路结构简单可靠，有效降低成本，还能够适应于不同类型的蓄电池。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中典型的蓄电池恒流恒压充电电路的结构示意图。

图2为图1中BUCK电路和充电输出控制电路的结构示意图。

图3为根据本实用新型第一个示例性实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图4为图3中充电调整电路和充电输出控制电路的结构示意图。

图5为图3中电流检测电路、恒流比较基准产生电路、恒流调整电路的结构示意图。

图6为根据本实用新型第二个示例性实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图7中为图6中电流检测电路、电压检测电路、恒流比较基准产生电路、恒流调整电路、恒压比较基准产生电路、恒压调整电路的结构示意图。

图8为与图7相对应的简化电路示意图。

图9为根据本实用新型变型实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图10为根据本实用新型变型实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图11为根据本实用新型变型实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图12为根据本实用新型变型实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图13为根据本实用新型变型实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图14为根据本实用新型变型实施例的蓄电池充电控制装置的结构示意图。

图15为根据本实用新型变型实施例的电流检测电路、电压检测电路、恒流比较基准产生电路、恒流调整电路、恒压比较基准产生电路、恒压调整电路的结构示意图。

图16为根据本实用新型变型实施例的电流检测电路、电压检测电路、恒流比较基准产生电路、恒流调整电路、恒压比较基准产生电路、恒压调整电路的结构示意图。

图17为根据本实用新型变型实施例的电流检测电路、电压检测电路、恒流比较基准产生电路、恒流调整电路、恒压比较基准产生电路、恒压调整电路的结构示意图。

图18为根据本实用新型变型实施例的电流检测电路、电压检测电路、恒流比较基准产生电路、恒流调整电路、恒压比较基准产生电路、恒压调整电路的结构示意图。

图19为根据本实用新型变型实施例的电流检测电路和电压检测电路的结构示意图。

图20为根据本实用新型变型实施例的充电调整电路和充电输出控制电路的结构示意图。

图21为根据本实用新型变型实施例的充电调整电路和充电输出控制电路的结构示意图。

图22为根据本实用新型变型实施例的充电调整电路和充电输出控制电路的结构示意图。

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、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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付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。

关于蓄电池充电控制装置的第一个示例性实施例

图3-图5为本专利第一实施例中蓄电池充电控制装置的实现结构示意图。如图3所示，本实用新型示例性实施例提供了一种蓄电池充电控制装置(或称为“蓄电池充电控制电路”、或者“蓄电池充电控制系统”)，包括信号检测电路100(例如可以包括电流检测电路101、电压检测电路102)、恒流控制电路200(例如包括恒流比较基准产生电路201、恒流调整电路202)、单片机300、充电调整电路400、以及充电输出控制电路500。

可以理解，与现有技术不同，本实用新型中的蓄电池充电控制装置中增加了恒流控制电路200(例如包括恒流比较基准产生电路201、恒流调整电路202)的独立设计，其可以通过简单的电路来实现，从而通过输出反馈信号来控制充电调整电路400进行适应性调整，以使得充电输出控制电路500上的蓄电池600实现恒流充电过程或恒流充电功能。因此，本实用新型中的蓄电池充电控制装置无需单片机运用复杂的算法进行调整控制，可以极大简化控制方式、降低控制复杂度，在保证了控制精准度的同时，可以使得电路结构简单可靠，有效降低成本。而且针对不同的充电需求，可以设置不同的恒流充电电流，从而满足不同类型的蓄电池600的不同充电电流需求。

根据示例性实施例，所述信号检测电路100被设置用于获取代表蓄电池600的电流状态的第一检测信号、以及代表所述蓄电池600的电压状态的第二检测信号；所述信号检测电路将所述第一检测信号传送至所述恒流控制电路200，并将所述第一检测信号和所述第二检测信号传送至所述单片机300。

可以理解，信号检测电路100可以获取第一检测信号S1，其代表蓄电池600的电流状态(或电流特征)。这里第一检测信号S1例如可以是电压信号，其电压值代表着蓄电池600的电流状态(例如充电电流为1A时，可以用电压值来表示第一检测信号S1)。作为示例，信号检测电路100还可以获取第二检测信号S2，其代表蓄电池600的电压状态(或电压特征)。这里第二检测信号S2例如可以是电压信号，其电压值代表着蓄电池600的电压状态(例如第二检测信号S2可以用电压值来表示当前蓄电池的电压为4V)。

根据示例性实施例，所述单片机300被设置用于接收所述第一检测信号和所述第二检测信号，并向所述恒流控制电路200传送预先设置(例如蓄电池充电之前，根据用户实际需求进行预先设置)的第一参考信号。

可以理解，信号检测电路100获取到的第一检测信号S1和第二检测信号S2可以传入单片机300中并被单片机300所接收，此时例如单片机300可以将接收到第一检测信号S1(相对应的电流值)和第二检测信号S2(相对应的电压值)显示在显示屏上，使得用户方便查看。另外，在判断蓄电池是否完成充电(即达到判定蓄电池满足饱和状态相对应的电流和/或电压条件时)也需要通过采集第一检测信号S1和第二检测信号S2来做判断。此外，蓄电池充电控制装置在出厂之前，会根据第一检测信号S1建立充电电流(恒流值)与第一基准信号(恒流基准电压值)之间的匹配关系，而在出厂之后，用户将充电所需要的恒流值输入到蓄电池充电控制装置(例如通过单片机)，蓄电池充电控制装置可以自动匹配生成对应的第一参考信号IREF，然后再生成对应的第一基准信号S3。类似地，若有恒压控制电路(下文详述)，则也可以根据第二检测信号S2建立电压(恒压值)与第二基准信号(恒压基准电压值)之间的匹配关系，同样在出厂之后，用户可以将充电所需要的恒压值输入到蓄电池充电控制装置(例如通过单片机)，蓄电池充电控制装置可以自动匹配生成对应的第二参考信号VREF，然后再生成对应的第二基准信号S4。

作为示例，单片机300还可以向所述恒流控制电路200传送预先设置(例如蓄电池充电之前，根据用户实际需求进行预先设置)的第一参考信号IREF，该第一参考信号IREF后续需要转化为恒流基准信号(下文详述)，以便作为恒流控制电路的比较基准。

根据示例性实施例，所述恒流控制电路200被设置用于接收所述第一检测信号S1、以及所述单片机300传送的所述第一参考信号IREF；所述恒流控制电路200根据所述第一参考信号IREF生成第一基准信号S3，并将所述第一检测信号S1与所述第一基准信号S3进行比较，以便生成第一反馈输出信号S5。

可以理解，恒流控制电路200可以将接收到的第一检测信号S1与第一基准信号S3(该第一基准信号S3由恒流控制电路200根据所述第一参考信号IREF生成)进行比较，从而根据相互之间的差异来生成第一反馈输出信号S5。该第一反馈输出信号S5会控制充电调整电路进行适应性调整，以使得充电输出控制电路上的蓄电池实现恒流充电过程或恒流充电功能。因此，本实用新型中的蓄电池充电控制装置无需单片机运用复杂的算法进行调整控制，可以极大简化控制方式、降低控制复杂度，在保证了控制精准度的同时，可以使得电路结构简单可靠，有效降低成本。而且针对不同的充电需求，可以设置不同的恒流充电电流，从而满足不同类型的蓄电池的不同充电电流需求。

根据示例性实施例，所述充电调整电路400具有用于接收电源输入的电源输入端、以及用于接收所述第一反馈输出信号的反馈控制端(FB，其表示FEEDBACK(反馈)的含义)；所述充电调整电路400被设置为根据所述第一反馈输出信号来控制连接到所述充电输出控制电路上的所述蓄电池的充电状态；所述充电状态包括恒流充电模式或恒压充电模式。

可以理解，充电调整电路400的电源输入端可以接收电源输入，例如外部电源输入，比如12V直流电、24V直流电，从而为本实用新型中整体的蓄电池充电控制装置提供外部电源输入。充电调整电路400可以根据第一反馈输出信号S5来控制连接到所述充电输出控制电路500上的所述蓄电池600的充电状态，例如恒流充电模式，以上调整和控制过程由硬件完成，非常快速，因此可以很快地实现蓄电池在恒定电流下进行恒流充电。

根据示例性实施例，在所述恒流充电模式下，所述充电调整电路400根据所述第一反馈输出信号进行适应性调整，以使得所述第一检测信号与所述第一基准信号接近(例如两者数值上的误差在10％以内(比如1％以内、0.1％以内)；根据运放的特点，误差值可以小于或远小于其输入失调电压值Vos)或相等，此时所述充电输出控制电路输出与所述第一基准信号相匹配的恒定电流。

可以理解，充电调整电路400可以根据第一反馈输出信号S5进行适应性调整，从而使得第一检测信号S1与所述第一基准信号S3接近或相等，这样可以使得为蓄电池进行充电的电流稳定在与第一基准信号S3相匹配的恒定电流附近，从而实现符合用户预期的蓄电池恒流充电。

根据示例性实施例，所述充电调整电路400为DC-DC开关转换控制电路(或称为“DC-DC开关变换控制电路”)，其具有所述反馈控制端(FB)；所述DC-DC开关转换控制电路包括DC-DC降压转换控制芯片及其外围电路、或者DC-DC升压转换控制芯片及其外围电路、或者DC-DC升降压转换控制芯片及其外围电路。

可以理解，本专利中的充电调整电路400特别优选地采用DC-DC开关转换控制电路，其共同的特点在于具有所述反馈控制端(FB)，从而可以接收反馈并进行适应性调整。作为示例，DC-DC开关转换控制电路可以是DC-DC降压转换控制芯片及其外围电路(例如，如图4所示，充电调整电路400采用的是DC-DC降压转换控制芯片为EUP3270W1R1芯片及其外围电路)、或者DC-DC升压转换控制芯片及其外围电路(例如可以采用升压芯片FP5139及其外围电路)、或者DC-DC升降压转换控制芯片及其外围电路。作为示例，对于需要降压的场景(也即输入电压较高时)，可以通过DC-DC降压转换控制芯片及其外围电路来降低电压，从而满足后续电路的输入要求。类似地，对于需要升压的场景(也即输入电压较低时)，可以通过DC-DC升压转换控制芯片及其外围电路来升高电压，从而满足后续电路的输入要求。而对于复杂的电压控制场景(例如输入电压不稳定，需要兼顾升高电压和降低电压两方面需求)，可以通过DC-DC升降压转换控制芯片及其外围电路来进行控制。

作为示例，图4中示出了充电调整电路400的一种实现方式。所述DC-DC开关转换控制电路为EUP3270W1R1芯片及其外围电路，所述EUP3270W1R1芯片为DC-DC降压转换控制芯片，其外围电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电感L1以及三极管Q1。EUP3270W1R1芯片为方便描述可以标记为U1，下面以芯片U1对EUP3270W1R1芯片进行简称。当然，DC-DC降压转换控制芯片还可以采用其他相同类型的芯片替代。

芯片U1的1引脚通过电容C1接地，芯片U1的1引脚为充电调整电路的输入端(可以接收外部电源DC-IN输入)；芯片U1的3引脚通过电容C3接地；芯片U1的3引脚通过电阻R4连接于电容C2的一端，电容C2的另一端接地；芯片U3的3引脚通过电阻R3连接于三极管Q1的集电极；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极通过电阻R2接地；三极管Q1的基极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端为充电调整电路的使能控制端CTR1；芯片U1的5引脚接地；芯片U1的7引脚通过电阻R5接地。

芯片U1的8引脚接地，芯片U1的6引脚通过电容C6接地，芯片U1的2引脚接地；芯片U1的9引脚通过电阻R6和电容C4串联后接地；芯片U1的9引脚与电感L1的一端连接，电感L1的另一端通过电容C7接地，电感L1和电容C7之间的公共连接点为充电调整电路的输出端(与后续的充电输出控制电路相连接)；电感L1和电容C7的公共连接点通过电阻R7和电阻R8串联后接地；电容C5的两端分别连接于电感L1和电容C7的公共连接点以及电阻R8和电阻R7的公共连接点，电阻R7和电阻R8的公共连接点连接于芯片U1的4引脚。

作为示例，单片机300给出的使能控制信号可以(经由使能控制端CTR1)用于控制芯片U1的工作启动还是停止，其中，芯片U1的4引脚可以作为充电调整电路的反馈控制端连接于恒流调整电路的输出端。

根据示例性实施例，所述信号检测电路100包括电流检测电路101、以及电压检测电路102；其中，所述电流检测电路101被设置为获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号；所述电压检测电路102被设置为获取代表所述蓄电池的电压状态的第二检测信号。

可以理解，信号检测电路100可以采用电流检测电路101、以及电压检测电路102的结构形式。其中，电流检测电路101可以获取代表蓄电池600的电流状态(或电流特征)的第一检测信号S1。而电压检测电路可以获取代表所述蓄电池600的电压状态(或电压特征)的第二检测信号S2。

在优选实施例中，电流检测电路101可以包括电流监测电路和电流采样电路，其中电流监测电路的输出信号可以输入到恒流控制电路200(从而实时监测并与基准信号进行比较，从而输出反馈信号)，而电流采样电路输出的信号或数据可以输入到单片机300中。同样地，电压检测电路102也可以包括电压监测电路和电压采样电路，若有恒压控制电路(下文详述)，则电压监测电路的输出信号可以输入到恒压控制电路700(从而实时监测并与基准信号进行比较，从而输出反馈信号)，而电压采样电路输出的信号或数据可以输入到单片机300中。

可以理解，与现有技术中仅包括电流检测(图1所示通常为采样)和电压检测(图1所示通常为采样)功能和电路不同，本专利中可以包括实时监测和采样两个功能，其可以是同一电路，也可以是两部分电路，从而适应于恒流控制电路200的引入而进行适应性结构设计，这种电路结构可以将实时的监测信号输入到恒流控制电路200中并与基准信号进行比较，从而输出反馈信号，这是本专利与现有技术相比的创新点之一。

根据示例性实施例，所述恒流控制电路200包括恒流比较基准产生电路201、以及恒流调整电路202；其中，所述恒流比较基准产生电路201被设置为接收所述单片机300传送的所述第一参考信号，并根据所述第一参考信号生成所述第一基准信号；所述恒流调整电路202被设置为接收所述第一检测信号以及所述第一基准信号，并将所述第一检测信号与所述第一基准信号进行比较，以便生成所述第一反馈输出信号。

可以理解，恒流控制电路200可以采用恒流比较基准产生电路201、以及恒流调整电路202的结构形式。其中，恒流比较基准产生电路201可以根据单片机300传送的第一参考信号IREF来生成所述第一基准信号S3(例如为模拟电压信号)。而恒流调整电路202可以将第一检测信号S1与所述第一基准信号S3进行比较，以便生成所述第一反馈输出信号S5(其可以反馈到充电调整电路400并使充电调整电路400进行适应性调整)。作为示例，第一参考信号IREF可以由单片机根据用户的输入而生成，例如用户可以将充电所需要的恒流值输入到蓄电池充电控制装置，单片机可以自动匹配生成对应的第一参考信号IREF(其可以是PWM信号)。作为替换，单片机也可以输出DAC信号，生成第一参考信号IREF(比如为模拟电压信号)。此外，还可以用单片机和专门的DAC(数模转换)芯片来具体实现，此时单片机可以输出第一参考信号IREF(例如为串行数据)，DAC芯片处理后可以输出第一基准信号(比如为模拟电压信号)。

图5给出了恒流控制电路200的一种优选的具体实现方式，根据示例性实施例，所述恒流比较基准产生电路201包括电阻R27、电容C10、以及电阻R28；所述恒流调整电路202包括运放UB2、电容C11、以及二极管D2。如图5所示，所述运放UB2的同相端作为所述恒流调整电路的恒流调整输入端，所述运放UB2的反相端作为所述恒流调整电路的恒流基准输入端；所述运放UB2的输出端连接于所述二极管D2的正极，所述二极管D2的负极作为所述恒流调整电路的输出端与所述反馈控制端(FB)相连接；所述电阻R27的一端作为所述恒流比较基准产生电路的恒流基准参考输入端连接于所述单片机，所述电阻R27的另一端通过所述电容C10接地；所述电容C10和所述电阻R27之间的公共连接点通过所述电阻R28连接于所述运放UB2的反相端；所述运放UB2的反相端通过所述电容C11连接于所述运放UB2的输出端；其中所述恒流基准输入端被设置为用于接收所述第一基准信号，所述恒流基准参考输入端被设置为用于接收所述第一参考信号。

可以理解，恒流控制电路200采用的电路结构非常简单，其中，恒流比较基准产生电路201包括电阻R27、电容C10、以及电阻R28，因此使用简单的一阶或多阶RC滤波电路结构实现了对第一参考信号IREF的平滑滤波，从而获得第一基准信号S3。其中，恒流调整电路202包括运放UB2、电容C11、以及二极管D2，因此使用简单的积分运算电路结构实现了对第一检测信号S1与所述第一基准信号S3的比较，生成所述第一反馈输出信号S5，并输出至充电调整电路400的反馈控制端(FB)，从而最终控制连接到充电输出控制电路500上的蓄电池600的充电状态，例如恒流充电模式。

图5还给出了电流检测电路101的一种示例性实现方式，根据示例性实施例，所述电流检测电路101包括运放UB1、电阻R23、电阻R24、电阻R25、以及电阻R26。如图5所示，所述电阻R24的一端作为所述电流检测电路的第一检测端与所述蓄电池的电流采样电阻(或称为“电流取样电阻”，其用于对蓄电池的电流进行采集，因此称之为“蓄电池的电流采样电阻”，其可以与蓄电池在电路上相互分离，并电路连接到蓄电池)的一端相连接，所述电阻R24的另一端通过所述电阻R23接地，所述电阻R24和所述电阻R23之间的公共连接点连接于所述运放UB1的同相端；所述电阻R25的一端作为所述电流检测电路的第二检测端与所述蓄电池的所述电流采样电阻的另一端相连接，所述电阻R25的另一端连接于所述运放UB1的反相端，所述运放UB1的反相端通过所述电阻R26连接于所述运放UB1的输出端，所述运放UB1的输出端作为所述电流检测电路的输出端与所述恒流调整电路的恒流调整输入端相连接。

可以理解，电流检测电路101采用了图5所示简单的减法运算电路结构，可以获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号。运放UB1的输出端的信号可以作为电流监测信号输入到恒流调整电路202中，进而与第一基准信号S3比较之后生成第一反馈输出信号S5输出至充电调整电路的反馈控制端(FB)。运放UB1的输出端的信号还可以作为采样信号输入到单片机300中。

如图3所示，根据示例性实施例，所述单片机300还可以向所述充电调整电路发送控制其动作的第一使能信号；所述充电输出控制电路500的输入端连接于所述充电调整电路400的输出端，所述充电输出控制电路500的输出端连接于所述蓄电池600；所述单片机300还向所述充电输出控制电路500发送控制其动作的第一控制信号。

可以理解，单片机300可以向充电调整电路400的使能控制端CTR1输出第一使能信号(例如控制指令)，以便控制充电调整电路400的动作(比如内部电路的导通或关断，如图4所示，使能控制端CTR1接收到的第一使能信号可以用于控制三极管Q1的导通或关断)。单片机300还可以向所述充电输出控制电路500发送控制其动作(例如其内部电路的导通或关断)的第一控制信号(例如控制指令)，第一控制信号可以是一路控制信号，或者两路控制信号，也可以是多路控制信号，本专利的实施例对此不作具体限定。作为示例，如图3和图4所示，第一控制信号可以是两路控制信号，即第一子控制信号(即第一控制端CTR2接收的控制信号)、以及第二子控制信号(即第二控制端CTR3接收的控制信号)，其分别用于控制图4中的PMOS管Q2和NMOS管Q4的导通或关断。

图4示出了充电输出控制电路500的一种示意性电路结构实现方式，根据示例性实施例，所述第一控制信号可以是两路控制信号，即包括第一子控制信号(即第一控制端CTR2接收的控制信号)、以及第二子控制信号(即第二控制端CTR3接收的控制信号)；所述充电输出控制电路500包括PMOS管Q2、NMOS管Q4、三极管Q3、电阻R12、电阻R11、电阻R9、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电阻R16。

如图4所示，所述PMOS管Q2的源极作为所述充电输出控制电路500的输入端；所述PMOS管Q2的栅极通过所述电阻R11连接于所述三极管Q3的集电极；所述PMOS管Q2的栅极与所述电阻R11的公共连接点通过所述电阻R12连接到所述充电输出控制电路的输入端；所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R10接地，所述三极管Q3的基极连接于所述电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端作为所述充电输出控制电路的第一控制端CTR2并连接于所述单片机的控制输出端；其中，所述第一控制端CTR2用于接收所述第一子控制信号(例如用于控制PMOS管Q2的导通或关断)。

如图4所示，所述PMOS管Q2的漏极连接于所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端通过所述电阻R14连接于所述NMOS管Q4的漏极；所述NMOS管Q4的源极接地，所述NMOS管Q4的栅极通过所述电阻R16接地；所述NMOS管Q4的栅极与所述电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端作为所述充电输出控制电路的第二控制端CTR3并连接于所述单片机的控制输出端；所述PMOS管Q2的漏极连接于所述蓄电池的正极，所述电阻R13和所述电阻R14的公共连接点连接于所述蓄电池的负极；其中，所述第二控制端CTR3用于接收所述第二子控制信号(例如用于控制NMOS管Q4的导通或关断)；例如，可以通过PMOS管Q2和NMOS管Q4来控制蓄电池充电通断以及在蓄电池发生反接时进行保护。其中，所述电阻R14为所述蓄电池的电流采样电阻。

根据以上示例性实施例，本专利实施例的蓄电池充电控制装置的工作过程例如可以包括恒流阶段，也即将待充电的蓄电池600置入本实用新型的充电控制装置或系统中后(优选地，蓄电池置入前，整体系统可以将恒流调整电路的基准信号(比如对应的电压值)设置为0，待置入后再设定为用户需要的目标值)，电流检测电路101(例如具有监测和采样功能)将实时检测到的第一检测信号S1(例如为模拟电压信号)输出至恒流调整电路202对应的输入端，并与恒流调整电路202另一输入端接收到的恒流比较基准产生电路201生成的第一基准信号S3(例如为模拟电压信号)做比较，此时恒流调整电路202接收到的第一检测信号S1低于恒流比较基准产生电路201生成的的第一基准信号S3。

这样以来，恒流调整电路202两个输入端先前的平衡状态被打破，恒流调整电路202开始实时自动连续调整。例如此时恒流调整电路202输出端输出的电压可以下降，因而输出到充电调整电路400中DC-DC开关转换控制芯片反馈控制端(FB)的电流减少，进而该DC-DC开关转换控制芯片可以根据自身内部逻辑实时自动连续调整，从而增加输出电流，以便恒流调整电路202接收到的第一检测信号S1与第一基准信号S3近似相等(接近或相同)，整个调整过程重新达到平衡；与此同时，充电调整电路400可以通过充电输出控制电路500输出与恒流调整电路202的第一基准信号S3相匹配的恒定电流(例如1A的恒定电流，其中A为安培)。在整个恒流阶段，整体系统可以始终自动维持动态平衡，输出恒定电流。

如图5所示，作为示例，在具体实现时，当待充电的蓄电池600置入本实用新型的充电控制装置或系统中后(蓄电池置入前，整体系统已将恒流调整电路的基准信号(比如对应的电压值)设置为0，待置入后再设定为用户所需的目标值)，电流检测电路101可以将第一检测信号S1(例如为模拟电压信号)通过UB1输出端输出至UB2同相端，并与UB2反相端(恒流调整电路的基准电压)进行比较，此时UB2反相端电压高于同相端电压。UB2由先前的平衡状态开始连续调整，UB2输出端输出的电压会下降，因而输出到芯片U1的反馈控制端(FB)的电流会减少，进而芯片U1实时调整增加输出电流，直到UB2同相端电压与反相端基准电压近似相等，整个过程重新达到平衡，与此同时芯片U1通过充电输出控制电路输出与恒流调整电路的基准电压相匹配的恒定电流。在整个恒流阶段，整体系统可以始终自动维持动态平衡，输出恒定电流。

可以理解，本专利以上实施例的蓄电池充电控制装置可以使得蓄电池600工作在恒流充电模式，整个反馈控制过程和平衡过程可以由硬件自动控制，因此是一个自动连续动态的反馈平衡过程，实时、准确且快速，使输出的电流始终维持恒定。本专利中的创新方案与现有技术相比，通过简单的硬件结构设计实现了蓄电池恒流充电，速度快、效果好、可靠性高。

附加地，作为优选实施例，根据以上示例性实施例，本专利实施例的蓄电池充电控制装置的工作过程例如还可以包括恒压阶段，也即：随着充电过程的进行，蓄电池电压会升高。恒流充电阶段可以一直持续到蓄电池600的电压达到并即将要超过与系统预设值(例如预先设置的基准电压)相匹配的恒压值时，此时整体系统可以切换(例如自动切换)到恒压充电阶段。作为示例，系统预设值可以是单片机300或者充电调整电路400预先设置的恒定电压值，此时图3中通过恒流调整电路202和恒流比较基准产生电路201实现恒流充电的同时，亦可以通过系统预设方式直接实现恒压充电模式。

由此可见，本专利以上实施例的蓄电池充电控制装置可以仅工作在恒流充电模式下，以便对于仅需要恒流充电模式的蓄电池进行充电。当然，本专利以上实施例的蓄电池充电控制装置亦可以进一步工作在恒压充电模式下，从而实现先恒流再恒压的充电模式。因此，本专利实施例的蓄电池充电控制装置的工作过程可以包括恒流充电模式或者恒压充电模式，整个反馈控制过程和平衡过程可以由硬件自动控制，因此是一个自动连续动态的反馈平衡过程，实时、准确且快速，使输出的电流或输出的电压始终维持恒定。本专利中的创新方案与现有技术相比，通过简单的硬件结构设计实现了蓄电池恒流充电或恒压充电，速度快、效果好、可靠性高。

关于蓄电池充电控制装置的第二个示例性实施例

图6-图7为本专利第二实施例中蓄电池充电控制装置的实现结构示意图。如图6所示，根据示例性实施例，所述蓄电池充电控制装置还可以包括恒压控制电路700，被设置用于接收所述第二检测信号、以及所述单片机传送的第二参考信号；所述恒压控制电路根据所述第二参考信号生成第二基准信号，并将所述第二检测信号与所述第二基准信号进行比较，以便生成第二反馈输出信号。

可以理解，与第一个实施例不同，图6所示的蓄电池充电控制装置还设置有恒压控制电路700，其可以接收第二检测信号S2，并接收单片机300传送的第二参考信号VREF。其中，恒压控制电路700可以根据所述第二参考信号VREF生成第二基准信号S4，并将第二检测信号S2与第二基准信号S4进行比较，以便生成第二反馈输出信号S6。该第二反馈输出信号S6可以输入到充电调整电路(第二个实施例可以采用与图4所示相同的充电调整电路400)中，从而与第一反馈输出信号S5一起作为反馈信号，使得充电调整电路400进行适应性调整或动作，以便控制接入到充电输出控制电路500上的所述蓄电池600的充电状态，例如恒流充电模式或恒压充电模式。

根据示例性实施例，所述反馈控制端(FB)还用于接收所述第二反馈输出信号；所述充电调整电路还被设置为根据所述第二反馈输出信号来控制连接到所述充电输出控制电路上的所述蓄电池的所述充电状态。

可以理解，充电调整电路400的反馈控制端(FB)除了接收第一反馈输出信号S5之外，还可以同时接收第二反馈输出信号S6作为反馈。此时，充电调整电路400可以根据所述第二反馈输出信号S6来控制连接到所述充电输出控制电路500上的所述蓄电池的充电状态，从而使得蓄电池600处于恒流充电模式或者恒压充电模式。

根据示例性实施例，在所述恒压充电模式下，所述充电调整电路400可以根据所述第二反馈输出信号进行适应性调整，以使得所述第二检测信号与所述第二基准信号接近(例如两者数值上的误差在10％以内(比如1％以内、0.1％以内)；根据运放的特点，误差值可以小于或远小于其输入失调电压值Vos)或相等，此时所述充电输出控制电路输出与所述第二基准信号相匹配的恒定电压。

可以理解，充电调整电路400可以根据第二反馈输出信号快速适应性调整，从而使得第二检测信号S2与所述第二基准信号S4接近或相等，从而使得蓄电池工作在用户设置的恒定电压之下，实现蓄电池的恒压工作模式。

根据优选的示例性实施例，所述蓄电池被设置为在蓄电池电压达到并将要超过与所述第二基准信号相匹配的恒定电压时，从所述恒流充电模式切换为所述恒压充电模式。

可以理解，图6中的蓄电池600可以先工作在恒流充电模式之下，此时可以由恒流控制电路200来进行反馈，并通过充电调整电路400来进行适应性调整，使得第一检测信号S1与所述第一基准信号S3接近或相等，从而使得蓄电池工作在用户设置的恒定电流之下，实现蓄电池的恒流工作模式。然后，在蓄电池600电压达到并将要超过与所述第二基准信号S4相匹配的恒定电压时，可以从恒流充电模式切换(例如自动切换)为恒压充电模式。此时，在恒压充电模式，可以由恒压控制电路700来进行反馈，并通过充电调整电路400来进行适应性调整，使得第二检测信号S2与所述第二基准信号S4接近或相等，从而使得蓄电池工作在用户设置的恒定电压之下，实现蓄电池的恒压工作模式。这种先恒流再恒压的充电工作方式，适用于大部分普通的蓄电池充电，充电效果较好。

根据示例性实施例，所述恒压控制电路700包括恒压比较基准产生电路701、以及恒压调整电路702；其中，所述恒压比较基准产生电路701被设置为接收所述单片机传送的预先设置(例如蓄电池充电之前，根据用户实际需求进行预先设置)的所述第二参考信号VREF，并根据所述第二参考信号VREF生成所述第二基准信号S4；所述恒压调整电路702被设置为接收所述第二检测信号S2以及所述第二基准信号S4，并将所述第二检测信号S2与所述第二基准信号S4进行比较，以便生成所述第二反馈输出信号S6。

可以理解，恒压比较基准产生电路701可以根据单片机300输出的第二参考信号VREF(例如该第二参考信号VREF可以根据用户输入到充电控制装置的恒压值，由单片机自动匹配生成)来生成第二基准信号S4。然后恒压调整电路702可以将第二检测信号S2与所述第二基准信号S4进行比较，以便生成所述第二反馈输出信号S6作为反馈，输出到充电调整电路400，从而最终控制连接到充电输出控制电路500上的蓄电池600的充电状态，例如恒压充电模式。

如图7所示，根据优选的示例性实施例，所述恒压比较基准产生电路包括电阻R21、电容C8、以及电阻R22；所述恒压调整电路包括运放UA2、电容C9、以及二极管D1；其中：所述运放UA2的同相端作为所述恒压调整电路的恒压调整输入端，所述运放UA2的反相端作为所述恒压调整电路的恒压基准输入端；所述运放UA2的输出端连接于所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极作为所述恒压调整电路的输出端与所述反馈控制端(FB)相连接；所述电阻R21的一端作为所述恒压比较基准产生电路的恒压基准参考输入端连接于所述单片机，所述电阻R21的另一端通过所述电容C8接地；所述电容C8和所述电阻R21之间的公共连接点通过所述电阻R22连接于所述运放UA2的反相端；所述运放UA2的反相端通过所述电容C9连接于所述运放UA2的输出端；其中所述恒压基准输入端被设置为用于接收所述第二基准信号，所述恒压基准参考输入端被设置为用于接收所述第二参考信号。

可以理解，图7给出了恒压比较基准产生电路和恒压调整电路的优选实施方式。其中，恒压比较基准产生电路701包括电阻R21、电容C8、以及电阻R22，因此通过简单一阶或多阶RC滤波的电路结构实现了恒压比较基准产生电路，其可以使得输入的第二参考信号VREF经过平滑滤波生成第二基准信号S4。而恒压调整电路702包括运放UA2、电容C9、以及二极管D1，其亦通过简单的积分运算电路结构实现了恒压调整电路，可以通过将第二检测信号S2与所述第二基准信号S4进行比较，生成所述第二反馈输出信号S6，并输出到充电调整电路400的反馈控制端(FB)，从而最终控制连接到充电输出控制电路500上的蓄电池600的充电状态，例如恒压充电模式。

如图7所示，根据示例性实施例，所述电压检测电路包括运放UA1、电阻R17、电阻R18、电阻19、以及电阻R20；其中：所述电阻R18的一端作为所述电压检测电路的第一检测端与所述蓄电池相连接，所述电阻18的另一端通过所述电阻R17接地，所述电阻R18和所述电阻R17之间的公共连接点连接于所述运放UA1的同相端；所述电阻R19的一端作为所述电压检测电路的第二检测端与所述蓄电池相连接，所述电阻R19的另一端连接于所述运放UA1的反相端，所述运放UA1的反相端通过所述电阻R20连接于所述运放UA1的输出端，所述运放UA1的输出端作为所述电压检测电路的输出端与所述恒压调整电路的恒压调整输入端相连接。

可以理解，图7给出了一种简单的电压检测电路(为减法运算电路)的实现方式(图8是图7的简化电路示意图，显示了恒流调整电路的输出端、恒压调整电路的输出端与反馈控制端(FB)的连接位点示意图)，可以获取代表蓄电池的电压状态的第二检测信号。其中运放UA1的输出端的信号可以作为电压监测信号输入到恒压调整电路702，进而与第二基准信号S4比较之后生成第二反馈输出信号S6，输出至充电调整电路的反馈控制端(FB)。此外，运放UA1的输出端的信号还可以作为采样信号输入到单片机300中。

根据以上示例性实施例，本专利实施例的蓄电池充电控制装置的工作过程例如可以包括下面两个阶段：

(1)恒流阶段：将待充电的蓄电池600置入本实用新型的充电控制装置或系统中后(优选地，蓄电池置入前，整体系统可以将恒流调整电路的基准信号(比如对应的电压值)设置为0，待置入后再设定为用户需要的目标值)，电流检测电路101(例如具有监测和采样功能)将实时检测到的第一检测信号S1(例如为模拟电压信号)输出至恒流调整电路202对应的输入端，并与恒流调整电路202另一输入端接收到的恒流比较基准产生电路201生成的第一基准信号S3(例如为模拟电压信号)做比较，此时恒流调整电路202接收到的第一检测信号S1低于恒流比较基准产生电路201生成的的第一基准信号S3。

这样以来，恒流调整电路202两个输入端先前的平衡状态被打破，恒流调整电路202开始实时自动连续调整。例如此时恒流调整电路202输出端输出的电压可以下降，因而输出到充电调整电路400中DC-DC开关转换控制芯片反馈控制端(FB)的电流减少，进而该DC-DC开关转换控制芯片可以根据自身内部逻辑实时自动连续调整，从而增加输出电流，以便恒流调整电路202接收到的第一检测信号S1与第一基准信号S3近似相等(接近或相同)，整个调整过程重新达到平衡；与此同时，充电调整电路400可以通过充电输出控制电路500输出与恒流调整电路202的第一基准信号S3相匹配的恒定电流(例如1A的恒定电流，其中A为安培)。在整个恒流阶段，整体系统可以始终自动维持动态平衡，输出恒定电流。

(2)恒压阶段：随着充电过程的进行，蓄电池电压会升高。恒流充电阶段可以一直持续到蓄电池600的电压达到并即将要超过与恒压调整电路702的第二基准信号(例如基准电压)相匹配的恒压值时，此时整体系统可以切换(例如自动切换)到恒压充电阶段。

例如，切换之前，在恒流充电阶段的同时，电压检测电路102可以将实时检测到的电压信号输出至恒压调整电路702对应的输入端，并与恒压调整电路702另一输入端接收到的恒压比较基准产生电路701生成的第二基准信号(例如模拟电压信号)做比较，此时恒压调整电路702接收到的第二检测信号S2(例如实时监测电压信号)一直低于第二基准信号S4(例如模拟电压信号)，恒压调整电路702输出端输出的电压从恒流充电阶段开始瞬间就会调整到与恒压调整电路702负极供电电压接近值，此时恒压调整电路702输出端没有电流输出。

随着充电过程的进行，蓄电池600电压会升高。在蓄电池600的电压达到并即将要超过与恒压调整电路702的第二基准信号(例如模拟电压信号)相匹配的恒压值时，整体系统可以切换(例如自动切换)到恒压充电阶段。

在切换之后，也即在恒压阶段，恒压调整电路702输出端电压开始连续调整升高，因而恒压调整电路输出端输出到充电调整电路中DC-DC开关转换控制芯片反馈控制端(FB)的电流增加，从而该DC-DC开关转换控制芯片根据自身内部逻辑实时自动连续调整减少输出的电流，使恒压调整电路接收到的第二检测信号S2(例如实时监测电压信号)与第二基准信号S4(例如模拟电压信号)维持近似相等(例如接近或相同)，与此同时，充电调整电路400通过充电输出控制电路500输出的电压始终保持恒定。显然，整个恒压充电阶段，恒流调整电路输出端没有电流输出。

如图7所示，作为示例，在具体实现时，在切换之前，随着蓄电池被充电，蓄电池电压升高，UB2实时调整输出到芯片U1的反馈控制端(FB)的电流，同时芯片U1也会实时调整输出的电流，整体系统达到新的平衡状态，从而一直维持输出恒定电流。恒流充电阶段将一直持续到蓄电池电压达到并即将要超过与恒压调整电路的基准电压相匹配的恒压值时，此时系统将自动切换到恒压充电阶段。与此同时(前述恒流充电阶段)UA1将实时监测的模拟电压信号通过UA1输出端输入至UA2同相端，并与UA2反相端(恒压调整电路的基准电压)做比较，反相端电压一直高于同相端电压，UA2输出端输出模拟电压从恒流充电阶段开始瞬间(毫秒级时间)就会调整到与运放负极供电电压接近值(实施例中为0V)，此时二极管D1相当于断开状态没有电流输出。随着充电过程的进行，蓄电池电压达到并即将要超过与恒压调整电路的基准电压相匹配的恒压值，充电过程自动切换到恒压充电阶段。UB2输出端电压开始连续调整升高，因而UB2输出端输出到芯片U1的反馈控制端(FB)电流增加，进而芯片U1实时调整输出电压，使电压维持在设定恒压值，同时UB2同相端和反相端电压快速达到并维持近似相等(例如接近或相同)，使得芯片U1通过充电输出控制电路输出的电压始终保持恒定。显然，整个恒压充电阶段二极管D2相当于断开状态没有电流输出。

如上所述，恒流充电阶段和恒压充电阶段，整个反馈控制过程和平衡过程由硬件自动控制，是一个自动连续动态的反馈平衡过程，实时、准确且快速，使输出的电流或输出的电压始终维持恒定。本专利中的创新方案与现有技术相比，通过简单的硬件结构设计实现了蓄电池恒流充电或恒压充电，速度快、效果好、可靠性高。

关于蓄电池充电控制装置的其他示例性实施例

图9-图14是图8的变型实施例，因此图8-图14都显示了恒流调整电路的输出端、恒压调整电路的输出端与反馈控制端(FB)的连接位点示意图，其中Vout为输出电压、及充电调整电路输出或通过充电输出控制电路输出的电压，以上示意图中Vout表示可以连接到该输出电压网络中。

其中，图9-图10可以认为是图8的拓展或变型实施例，其可以直接与图8的实施方式进行替换使用，效果相同，仅结构上稍微增加数个电路部件。作为示例，图9例如可以在具体实现时对应于图15的电路结构；图10可以在具体实现时对应于图16的电路结构。其中，图15与图7的区别在于电压检测电路部分有变型，省略了运放UA1，并引入了电容，采用分压电阻采样。图16与图7的区别在于电压检测电路和电流检测电路部分都有变型，其中电压检测电路部分有变型，省略了运放UA1，并引入了电容，采用分压电阻采样；而电流检测电路中电阻R23和电阻R24替换为电容，电阻R25直接接地，为同相放大电路。

其中，图11-图14可以认为是一类拓展或者变型实施例。在具体实现时，图11-图14可以实现为图17-图18的电路结构形式。其中，图17与图7的区别在于，与反馈控制端(FB)的连接位点(或称为接入位点)做了调整。图18与图7的区别在于，反馈控制端(FB)的连接位点(或称为接入位点)也做了调整；此外，电压检测电路部分有变型，省略了运放UA1，并引入了电容，采用分压电阻采样。此外，图19中的电路可以用于直接替换图7中的电流检测电路和电压检测电路，能够实现相同的功能或效果。

图20-图22示出了充电调整电路和充电输出控制电路的其他变型或拓展电路结构示意图。其中，图20与图4之间的区别在于电流检测和电压检测连接的位点做了交换，能够实现相同的功能或效果。图21与图4之间的区别在于反馈控制端(FB)的连接方式有变型，并且去掉了最后面的NMOS及相关器件，电压检测位点只保留一个，能够实现相同的功能或效果。图22与图4之间的区别在于反馈控制端(FB)的连接方式有变型(与图21类似)。

可以理解，本领域技术人员可以组合使用以上各种变型的实施例，例如图15中的电流检测电路、电压检测电路、恒流调整电路、恒压调整电路可以与图21中的充电调整电路和充电输出控制电路组合使用；图17中的电流检测电路、电压检测电路、恒流调整电路、恒压调整电路可以与图22中的充电调整电路和充电输出控制电路组合使用；图18中的电流检测电路、电压检测电路、恒流调整电路、恒压调整电路可以与图21中的充电调整电路和充电输出控制电路组合使用。图20中的充电调整电路和充电输出控制电路可以与图7中的电流检测电路、电压检测电路、恒流调整电路、恒压调整电路组合使用。以上仅为例举，本专利对组合方式不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需求进行设置，以实现本专利的技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实现的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型还可以通过其他结构来实现，本实用新型的特征并不局限于上述较佳的实施例。任何熟悉该项技术的人员在本实用新型的技术领域内，可轻易想到的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (16)

1.一种蓄电池充电控制装置，其特征在于，包括信号检测电路、恒流控制电路、单片机、充电调整电路、以及充电输出控制电路；其中：

所述信号检测电路，被设置用于获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号、以及代表所述蓄电池的电压状态的第二检测信号；所述信号检测电路将所述第一检测信号传送至所述恒流控制电路，并将所述第一检测信号和所述第二检测信号传送至所述单片机；

所述单片机，被设置用于接收所述第一检测信号和所述第二检测信号，并向所述恒流控制电路传送预先设置的第一参考信号；

所述恒流控制电路，被设置用于接收所述第一检测信号、以及所述单片机传送的所述第一参考信号；所述恒流控制电路根据所述第一参考信号生成第一基准信号，并将所述第一检测信号与所述第一基准信号进行比较，以便生成第一反馈输出信号；

所述充电调整电路，其具有用于接收电源输入的电源输入端、以及用于接收所述第一反馈输出信号的反馈控制端；所述充电调整电路被设置为根据所述第一反馈输出信号来控制连接到所述充电输出控制电路上的所述蓄电池的充电状态；所述充电状态包括恒流充电模式或恒压充电模式。

2.根据权利要求1所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，在所述恒流充电模式下，所述充电调整电路根据所述第一反馈输出信号进行适应性调整，以使得所述第一检测信号与所述第一基准信号接近或相等，此时所述充电输出控制电路输出与所述第一基准信号相匹配的恒定电流。

3.根据权利要求1或2所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述充电调整电路为DC-DC开关转换控制电路，其具有所述反馈控制端；所述DC-DC开关转换控制电路包括DC-DC降压转换控制芯片及其外围电路、或者DC-DC升压转换控制芯片及其外围电路、或者DC-DC升降压转换控制芯片及其外围电路。

4.根据权利要求1或2所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述信号检测电路包括电流检测电路、以及电压检测电路；

其中，所述电流检测电路被设置为获取代表蓄电池的电流状态的第一检测信号；

所述电压检测电路被设置为获取代表所述蓄电池的电压状态的第二检测信号。

5.根据权利要求4所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述恒流控制电路包括恒流比较基准产生电路、以及恒流调整电路；

其中，所述恒流比较基准产生电路被设置为接收所述单片机传送的所述第一参考信号，并根据所述第一参考信号生成所述第一基准信号；

所述恒流调整电路被设置为接收所述第一检测信号以及所述第一基准信号，并将所述第一检测信号与所述第一基准信号进行比较，以便生成所述第一反馈输出信号。

6.根据权利要求5所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述恒流比较基准产生电路包括电阻R27、电容C10、以及电阻R28；所述恒流调整电路包括运放UB2、电容C11、以及二极管D2；其中：

所述运放UB2的同相端作为所述恒流调整电路的恒流调整输入端，所述运放UB2的反相端作为所述恒流调整电路的恒流基准输入端；所述运放UB2的输出端连接于所述二极管D2的正极，所述二极管D2的负极作为所述恒流调整电路的输出端与所述反馈控制端相连接；

所述电阻R27的一端作为所述恒流比较基准产生电路的恒流基准参考输入端连接于所述单片机，所述电阻R27的另一端通过所述电容C10接地；所述电容C10和所述电阻R27之间的公共连接点通过所述电阻R28连接于所述运放UB2的反相端；所述运放UB2的反相端通过所述电容C11连接于所述运放UB2的输出端；其中所述恒流基准输入端被设置为用于接收所述第一基准信号，所述恒流基准参考输入端被设置为用于接收所述第一参考信号。

7.根据权利要求6所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述电流检测电路包括运放UB1、电阻R23、电阻R24、电阻R25、以及电阻R26；其中：

所述电阻R24的一端作为所述电流检测电路的第一检测端与所述蓄电池的电流采样电阻的一端相连接，所述电阻R24的另一端通过所述电阻R23接地，所述电阻R24和所述电阻R23之间的公共连接点连接于所述运放UB1的同相端；

所述电阻R25的一端作为所述电流检测电路的第二检测端与所述蓄电池的所述电流采样电阻的另一端相连接，所述电阻R25的另一端连接于所述运放UB1的反相端，所述运放UB1的反相端通过所述电阻R26连接于所述运放UB1的输出端，所述运放UB1的输出端作为所述电流检测电路的输出端与所述恒流调整电路的恒流调整输入端相连接。

8.根据权利要求4所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，还包括恒压控制电路，被设置用于接收所述第二检测信号、以及所述单片机传送的第二参考信号；所述恒压控制电路根据所述第二参考信号生成第二基准信号，并将所述第二检测信号与所述第二基准信号进行比较，以便生成第二反馈输出信号。

9.根据权利要求8所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述反馈控制端还用于接收所述第二反馈输出信号；所述充电调整电路还被设置为根据所述第二反馈输出信号来控制连接到所述充电输出控制电路上的所述蓄电池的所述充电状态。

10.根据权利要求9所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，在所述恒压充电模式下，所述充电调整电路根据所述第二反馈输出信号进行适应性调整，以使得所述第二检测信号与所述第二基准信号接近或相等，此时所述充电输出控制电路输出与所述第二基准信号相匹配的恒定电压。

11.根据权利要求10所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述蓄电池被设置为在蓄电池电压达到并将要超过与所述第二基准信号相匹配的恒定电压时，从所述恒流充电模式切换为所述恒压充电模式。

12.根据权利要求8-11中任一项所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述恒压控制电路包括恒压比较基准产生电路、以及恒压调整电路；

其中，所述恒压比较基准产生电路被设置为接收所述单片机传送的预先设置的所述第二参考信号，并根据所述第二参考信号生成所述第二基准信号；

所述恒压调整电路被设置为接收所述第二检测信号以及所述第二基准信号，并将所述第二检测信号与所述第二基准信号进行比较，以便生成所述第二反馈输出信号。

13.根据权利要求12所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述恒压比较基准产生电路包括电阻R21、电容C8、以及电阻R22；所述恒压调整电路包括运放UA2、电容C9、以及二极管D1；其中：

所述运放UA2的同相端作为所述恒压调整电路的恒压调整输入端，所述运放UA2的反相端作为所述恒压调整电路的恒压基准输入端；所述运放UA2的输出端连接于所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极作为所述恒压调整电路的输出端与所述反馈控制端相连接；

所述电阻R21的一端作为所述恒压比较基准产生电路的恒压基准参考输入端连接于所述单片机，所述电阻R21的另一端通过所述电容C8接地；所述电容C8和所述电阻R21之间的公共连接点通过所述电阻R22连接于所述运放UA2的反相端；所述运放UA2的反相端通过所述电容C9连接于所述运放UA2的输出端；其中所述恒压基准输入端被设置为用于接收所述第二基准信号，所述恒压基准参考输入端被设置为用于接收所述第二参考信号。

14.根据权利要求13所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述电压检测电路包括运放UA1、电阻R17、电阻R18、电阻19、以及电阻R20；其中：

所述电阻R18的一端作为所述电压检测电路的第一检测端与所述蓄电池相连接，所述电阻18的另一端通过所述电阻R17接地，所述电阻R18和所述电阻R17之间的公共连接点连接于所述运放UA1的同相端；

所述电阻R19的一端作为所述电压检测电路的第二检测端与所述蓄电池相连接，所述电阻R19的另一端连接于所述运放UA1的反相端，所述运放UA1的反相端通过所述电阻R20连接于所述运放UA1的输出端，所述运放UA1的输出端作为所述电压检测电路的输出端与所述恒压调整电路的恒压调整输入端相连接。

15.根据权利要求1-3、5-11、13-14中任一项所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述单片机还向所述充电调整电路发送控制其动作的第一使能信号；所述充电输出控制电路的输入端连接于所述充电调整电路的输出端，所述充电输出控制电路的输出端连接于所述蓄电池；所述单片机还向所述充电输出控制电路发送控制其动作的第一控制信号。

16.根据权利要求15所述蓄电池充电控制装置，其特征在于，所述第一控制信号包括第一子控制信号、以及第二子控制信号；所述充电输出控制电路包括PMOS管Q2、NMOS管Q4、三极管Q3、电阻R12、电阻R11、电阻R9、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电阻R16；其中：

所述PMOS管Q2的源极作为所述充电输出控制电路的输入端；所述PMOS管Q2的栅极通过所述电阻R11连接于所述三极管Q3的集电极；所述PMOS管Q2的栅极与所述电阻R11的公共连接点通过所述电阻R12连接到所述充电输出控制电路的输入端；所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R10接地，所述三极管Q3的基极连接于所述电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端作为所述充电输出控制电路的第一控制端CTR2并连接于所述单片机的控制输出端；其中，所述第一控制端CTR2用于接收所述第一子控制信号；

所述PMOS管Q2的漏极连接于所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端通过所述电阻R14连接于所述NMOS管Q4的漏极；所述NMOS管Q4的源极接地，所述NMOS管Q4的栅极通过所述电阻R16接地；所述NMOS管Q4的栅极与所述电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端作为所述充电输出控制电路的第二控制端CTR3并连接于所述单片机的控制输出端；所述PMOS管Q2的漏极连接于所述蓄电池的正极，所述电阻R13和所述电阻R14的公共连接点连接于所述蓄电池的负极；其中，所述第二控制端CTR3用于接收所述第二子控制信号；所述电阻R14为所述蓄电池的电流采样电阻。

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