CN218183047U - 升压充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种升压充电电路，包括输入电压检测单元、控制单元、升压单元、芯片保护单元、电流检测单元及电压反馈单元，输入电压检测单元的输入端与外部的充电器接口电连接，输入电压检测单元的输出端与控制单元电连接，控制单元还分别与升压单元、芯片保护单元、电流检测单元和电压反馈单元电连接，升压单元的输出端输出升压后的电压，电压反馈单元的检测端还与升压单元的输出端电连接。本实用新型提供一种升压充电电路，通过设置输入电压检测单元，可以对输入的电压进行检测，当检测到电压过低的时候，则认为它的适配器不正常，然后就不进行升压操作，防止损坏电子元器件。本实用新型的电路更安全、更可靠。

Description

升压充电电路

技术领域

本实用新型涉及充电电路领域，特别是涉及一种升压充电电路。

背景技术

充电机通过微机控制技术，实现优化的Wsa+Pulse充电特性曲线，充电电流随蓄电池的充电电压的升高而自动下降；结合充电末期的脉冲充电方式，使充电效果更为理想。采用容量平衡原理智能地判别蓄电池的充足，保证蓄电池充足：既不欠充，也不过充，充电同时具有充电参数动态跟踪调整功能以及完善的保护功能。

然而，现有的充电器电路缺少对输入电压进行检测，使得不论输入电压是否正常，都进行升压充电操作，这样则容易使得电路在一个不正常的状态下工作，从而容易出现损坏电子元器件的问题；并且现有的充电电路也没有设置保护芯片的电路，从而在正常上电的时候，容易出现电压过大，击穿电压的问题，因此，如何设计一款更安全、更可靠的充电电路是本领域技术人员需要考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种升压充电电路，通过设置输入电压检测单元，可以对输入的电压进行检测，当检测到电压过低的时候，则认为它的适配器不正常，然后就不进行升压操作，防止损坏电子元器件；并且通过设置芯片保护单元，可以使得进入控制单元的电压经过一定的降压操作后在输入芯片中，这样可以保证芯片的正常工作，起到保护芯片的作用；另外还通过设置电压反馈单元，可以及时检测输出端的电压，是否在控制范围内，若在控制范围内，则利用这个值来控制升压单元的通断，最后实现升压。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种升压充电电路，包括：输入电压检测单元、控制单元、升压单元、芯片保护单元、电流检测单元及电压反馈单元，

所述输入电压检测单元的输入端与外部的充电器接口电连接，所述输入电压检测单元的输出端与所述控制单元电连接，所述控制单元还分别与所述升压单元、所述芯片保护单元、所述电流检测单元和所述电压反馈单元电连接，所述升压单元的输出端输出升压后的电压，所述电压反馈单元的检测端还与所述升压单元的输出端电连接。

优选的，所述输入电压检测单元包括电阻R3和电阻R6，所述电阻R3的第一端与所述充电器接口电连接，所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R6和所述控制单元的电压检测脚电连接。

优选的，所述控制单元包括控制芯片U2及指示灯支路，所述控制芯片U2分别与所述升压单元、所述芯片保护单元、所述电流检测单元、所述电压反馈单元和所述指示灯支路电连接。

优选的，所述指示灯支路包括电阻R7、电阻R9及发光二极管D3，所述发光二极管D3分别与所述电阻R7和所述电阻R9电连接，所述电阻R7、所述电阻R9的另一端还与所述控制芯片U2电连接。

优选的，所述升压单元包括电感L1、MOS管U1、二极管D1、电阻R1及电阻R4，所述电感L1的一端与所述充电器接口电连接，所述电感L1的另一端与所述MOS管U1的D极和所述二极管D1的阳极电连接，所述二极管D1的阴极用于输出升压后的电压，所述MOS管U1的G极经所述电阻R1后与所述控制单元电连接，所述电阻R4的一端与所述MOS管U1的G极的电连接，所述电阻R4的另一端与所述MOS管U1的S极电连接。

优选的，所述芯片保护单元包括二极管D2及电容C1，所述二极管D2的阳极与所述充电器接口电连接，所述二极管D2的阴极分别与所述电容C1和所述控制单元电连接，所述电容C1的另一端接地。

优选的，所述电流检测单元包括检测电阻R10、电阻R5及电容C6，所述检测电阻R10的第一端与所述升压充电电路的C-端电连接，所述检测电阻R10的第二端接地，所述检测电阻R10的第二端还与所述电容C6和所述电阻R5组成的RC滤波电路电连接，所述电阻R5的还与所述控制单元电连接。

优选的，所述电压反馈单元包括电阻R2和电阻R8，所述电阻R2的第一端与所述升压单元的输出端电连接，所述电阻R2的第二端与所述电阻R8电连接，所述电阻R2的第二端还与所述控制单元的电压反馈端电连接。

本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本实用新型为一种升压充电电路，通过设置输入电压检测单元，可以对输入的电压进行检测，当检测到电压过低的时候，则认为它的适配器不正常，然后就不进行升压操作，防止损坏电子元器件；并且通过设置芯片保护单元，可以使得进入控制单元的电压经过一定的降压操作后在输入芯片中，这样可以保证芯片的正常工作，起到保护芯片的作用；另外还通过设置电压反馈单元，可以及时检测输出端的电压，是否在控制范围内，若在控制范围内，则利用这个值来控制升压单元的通断，最后实现升压。本实用新型的电路更安全、更可靠。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的升压充电电路的功能模块图；

图2为图1所示的升压充电电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

请参阅图1～图2，本实用新型的充电器(USB 5V的电压升压到12.6V去充三串锂电池)，市面上的充电器都是500K～1M的固定频率(开关频率)，这是个开关频率越大，则对于电感来说需要小一点，但是也同样会发热，而就是用一个芯片来控制它，从而使得管子之间的热量会减小，过EMC的时候比较容易(对于降低EMC的干扰有一定的帮助)，由于市场上均为500K的固定频率，从而其EMC测试的时候比较难通过，也就是说在测试的时候，需要不断地更换硬件进行调整，使得达到符合EMC要求的情况，而通过本申请的设计后，由于不是固定频率，即可以通过芯片U2来调整频率，因此可以直接通过软件进行调整，使得通过EMC测试更容易，更灵活。根据要求或者根据客户的要求进行设置和调整。

具体地，一实施方式中，一种升压充电电路，包括：输入电压检测单元、控制单元、升压单元、芯片保护单元、电流检测单元及电压反馈单元，

所述输入电压检测单元的输入端与外部的充电器接口电连接，所述输入电压检测单元的输出端与所述控制单元电连接，所述控制单元还分别与所述升压单元、所述芯片保护单元、所述电流检测单元和所述电压反馈单元电连接，所述升压单元的输出端输出升压后的电压，所述电压反馈单元的检测端还与所述升压单元的输出端电连接。

如此，通过设置输入电压检测单元，可以对输入的电压进行检测，当检测到电压过低的时候，则认为它的适配器不正常，然后就不进行升压操作，防止损坏电子元器件；并且通过设置芯片保护单元，可以使得进入控制单元的电压经过一定的降压操作后在输入芯片中，这样可以保证芯片的正常工作，起到保护芯片的作用；另外还通过设置电压反馈单元，可以及时检测输出端的电压，是否在控制范围内，若在控制范围内，则利用这个值来控制升压单元的通断，最后实现升压。本实用新型的电路更安全、更可靠。

请参阅图2，所述输入电压检测单元包括电阻R3和电阻R6，所述电阻R3的第一端与所述充电器接口电连接，所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R6和所述控制单元的电压检测脚电连接。电阻R3、电阻R6用于检测输入端5V的电压是否正常，如果是低于4.2V或4.5V，就认为它的适配器不正常，然后就不进行升压操作，防止损坏电子元器件。另外电容C2、电容C4起到滤波作用，电容E1、电容E2起到储能作用。

请参阅图2，所述控制单元包括控制芯片U2及指示灯支路，所述控制芯片U2分别与所述升压单元、所述芯片保护单元、所述电流检测单元、所述电压反馈单元和所述指示灯支路电连接。具体地，所述指示灯支路包括电阻R7、电阻R9及发光二极管D3，所述发光二极管D3分别与所述电阻R7和所述电阻R9电连接，所述电阻R7、所述电阻R9的另一端还与所述控制芯片U2电连接。如此，通过设置指示灯支路，可以起到指示灯的作用。

请参阅图2，所述升压单元包括电感L1、MOS管U1、二极管D1、电阻R1及电阻R4，所述电感L1的一端与所述充电器接口电连接，所述电感L1的另一端与所述MOS管U1的D极和所述二极管D1的阳极电连接，所述二极管D1的阴极用于输出升压后的电压，所述MOS管U1的G极经所述电阻R1后与所述控制单元电连接，所述电阻R4的一端与所述MOS管U1的G极的电连接，所述电阻R4的另一端与所述MOS管U1的S极电连接。

需要说明的是，控制芯片U2的7脚输出一个PWM信号，进而控制MOS管的导通大小，实现对电压的调整，而L1为升压电感，D1为单向导通二极管，MOS管U1导通的时候，会对电感L1进行充电，当MOS管U1关闭的时候，则由于二极管D1的单向导通特性，则由于电感L1里面有电流，则会通过二极管D1向前流动，给后期的储能电容E3、电容E4、电容E5、电容E6进行充电。

请参阅图2，所述芯片保护单元包括二极管D2及电容C1，所述二极管D2的阳极与所述充电器接口电连接，所述二极管D2的阴极分别与所述电容C1和所述控制单元电连接，所述电容C1的另一端接地。如此，二极管D2可以实现降压的作用，并且还可以实现限流的作用；电容C1滤波作用，供电过来可以给予5.5V的电压，二极管D2降压0.5V作用，这样可以保护芯片的正常工作，

请参阅图2，所述电流检测单元包括检测电阻R10、电阻R5及电容C6，所述检测电阻R10的第一端与所述升压充电电路的C-端电连接，所述检测电阻R10的第二端接地，所述检测电阻R10的第二端还与所述电容C6和所述电阻R5组成的RC滤波电路电连接，所述电阻R5的还与所述控制单元电连接。需要说明的是，电阻R5起到限流作用，电阻R5、电容C6形成一个RC滤波，滤波之后电压更加平滑一点，电阻R4就是钳位电阻，也就是下拉电阻(偏置电阻)，电阻R1则用来调整充电MOS管的上升沿和下降沿的电压。

请参阅图2，所述电压反馈单元包括电阻R2和电阻R8，所述电阻R2的第一端与所述升压单元的输出端电连接，所述电阻R2的第二端与所述电阻R8电连接，所述电阻R2的第二端还与所述控制单元的电压反馈端电连接。需要说明的是，控制芯片U2的5脚来检测输出升压的，输出端的电压经过电阻R2和电阻R8的分压之后，是否在控制范围之内，若在控制范围内，则利用这个值来控制U1的通断，最后进行升压，电阻R2和电阻R8为电压反馈，控制芯片U2的6脚为电流反馈，当检测到充电电流过大的时候，则可以进行强制关闭操作。

本实用新型的充电电路，芯片经过二极管隔离后给MCU提供电源。输入端对输入电压进行采样，能实时监测输入端电压，保持电压在正常范围才能正常启动充电。同时对输入电流和输出电压进行检测，通过计算控制PWM波形，控制输出电流。根据实时采样情况，提供相应的充电状态指示，方便客户了解充电电压，和充电状态。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种升压充电电路，其特征在于，包括：输入电压检测单元、控制单元、升压单元、芯片保护单元、电流检测单元及电压反馈单元，

所述输入电压检测单元的输入端与外部的充电器接口电连接，所述输入电压检测单元的输出端与所述控制单元电连接，所述控制单元还分别与所述升压单元、所述芯片保护单元、所述电流检测单元和所述电压反馈单元电连接，所述升压单元的输出端输出升压后的电压，所述电压反馈单元的检测端还与所述升压单元的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的升压充电电路，其特征在于，所述输入电压检测单元包括电阻R3和电阻R6，所述电阻R3的第一端与所述充电器接口电连接，所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R6和所述控制单元的电压检测脚电连接。

3.根据权利要求1所述的升压充电电路，其特征在于，所述控制单元包括控制芯片U2及指示灯支路，所述控制芯片U2分别与所述升压单元、所述芯片保护单元、所述电流检测单元、所述电压反馈单元和所述指示灯支路电连接。

4.根据权利要求3所述的升压充电电路，其特征在于，所述指示灯支路包括电阻R7、电阻R9及发光二极管D3，所述发光二极管D3分别与所述电阻R7和所述电阻R9电连接，所述电阻R7、所述电阻R9的另一端还与所述控制芯片U2电连接。

5.根据权利要求1所述的升压充电电路，其特征在于，所述升压单元包括电感L1、MOS管U1、二极管D1、电阻R1及电阻R4，所述电感L1的一端与所述充电器接口电连接，所述电感L1的另一端与所述MOS管U1的D极和所述二极管D1的阳极电连接，所述二极管D1的阴极用于输出升压后的电压，所述MOS管U1的G极经所述电阻R1后与所述控制单元电连接，所述电阻R4的一端与所述MOS管U1的G极的电连接，所述电阻R4的另一端与所述MOS管U1的S极电连接。

6.根据权利要求1所述的升压充电电路，其特征在于，所述芯片保护单元包括二极管D2及电容C1，所述二极管D2的阳极与所述充电器接口电连接，所述二极管D2的阴极分别与所述电容C1和所述控制单元电连接，所述电容C1的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的升压充电电路，其特征在于，所述电流检测单元包括检测电阻R10、电阻R5及电容C6，所述检测电阻R10的第一端与所述升压充电电路的C-端电连接，所述检测电阻R10的第二端接地，所述检测电阻R10的第二端还与所述电容C6和所述电阻R5组成的RC滤波电路电连接，所述电阻R5的还与所述控制单元电连接。

8.根据权利要求1所述的升压充电电路，其特征在于，所述电压反馈单元包括电阻R2和电阻R8，所述电阻R2的第一端与所述升压单元的输出端电连接，所述电阻R2的第二端与所述电阻R8电连接，所述电阻R2的第二端还与所述控制单元的电压反馈端电连接。

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