CN218771348U - 用于电动工具快速充电的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及用于电动工具快速充电的电路，包括：依次顺序连接的控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ，电路的输出端连接Cout；所述控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ分别输入控制信号，两两组合切换为同一状态，同一组合的两个控制元件由状态Ⅰ切换至状态Ⅱ时，电路由通路Ⅰ转换为通路Ⅱ，此时，电路输出端的供电源由供电源Ⅰ切换至供电源Ⅱ，利用MOS管的组合导通/截止，可以做到非常小的漏电流，实现电路上，输出电压为输入电压的一半，输出电流为输入电流的两倍，这种线路架构工作效率及高，一般可以达到98%以上，本电路可应用于电动工具电池包快充方式，避免了大电流充电造成发热，影响电池充电效果及寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动工具的充电技术领域，具体涉及用于电动工具快速充电的电路。
背景技术
轻巧便携式电动工具中，因为电池空间小，大电流充电会造成工作发热，直接影响电池的充电效果，充电时间大都在2至5小时，充电时间久和充电效果不佳，都限制了工具的使用，以及充电发热会影响电池的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供用于电动工具快速充电的电路，做到输出电压低于输入电压、同时输出电流高于输入电流，实现高效率充电。
为实现上述目的及其他相关目的，采用以下技术方案：包括：依次顺序连
接的控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ，电路的输出端连接滤波电容Cout；所述控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ分别输入控制信号，两两组合切换为同一状态，同一组合的两个控制元件由状态Ⅰ切换至状态Ⅱ时，电路由通路Ⅰ转换为通路Ⅱ，此时，电路输出端的供电源由供电源Ⅰ切换至供电源Ⅱ。
进一步的，电路输出端的供电源包括：充电器输入端VBus和充电电容CFLY，充电器输入端VBus对电路输出端供电时，充电电容CFLY串联在通路上。
更进一步的，电路工作在通路Ⅰ时，位于通路Ⅰ上的元件顺着电流的流向依次包括：充电器输入端VBus、控制元件Ⅰ、充电电容CFLY、控制元件Ⅲ和位于电路输出端的滤波电容Cout。
更进一步的，位于通路Ⅰ上的充电器输入端VBus，负极接地、正极与控制元件Ⅰ相连；位于通路Ⅰ上的充电电容CFLY，与控制元件Ⅰ相连的一端为高电势，与控制元件Ⅲ相连的一端为低电势。
进一步的，电路为通路Ⅱ时，位于通路Ⅱ上的元件，顺着电流的流向依次包括：充电电容CFLY、控制元件Ⅱ、位于滤波电容电路输出端的Cout、控制元件Ⅳ，采用充电电容CFLY对电路输出端供电。
有益效果：本实用新型提供的用于电动工具快速充电的电路，具有以下有益效果：利用MOS管的组合导通/截止，可以做到非常小的漏电流，实现电路上，输出电压为输入电压的一半，输出电流为输入电流的两倍，这种线路架构工作效率及高，一般可以达到98%以上，本电路可应用于电动工具电池包快充方式，避免了大电流充电造成发热，影响电池充电效果及寿命。
附图说明
图1所示为本实用新型的电路结构示意图；
图2所示为电路处于通路Ⅰ时的等效电路图；
图3所示为电路处于通路Ⅱ时的等效电路图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
本实用新型提供用于电动工具快速充电的电路，包括：依次顺序连接的控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ，电路的输出端连接滤波电容Cout；控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ分别输入控制信号，两两组合切换为同一状态，同一组合的两个控制元件由状态Ⅰ切换至状态Ⅱ时，电路由通路Ⅰ转换为通路Ⅱ，此时，电路输出端的供电源由供电源Ⅰ切换至供电源Ⅱ，电路输出端的供电源包括：充电器输入端VBus和充电电容CFLY。
图1所示，控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ采用的是MOS管，分别对应图1中的MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4, MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与MOS管Q3的漏极相连，MOS管Q3的漏极同时为输出端，与滤波电容Cout连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连，MOS管Q4的源极接地，4个MOS管的栅极用于输入控制信号，采用两两控制元件组合导通/截止，本专利中，采用的是MOS管Q1和 MOS管Q3组合，MOS管Q2和MOS管Q4组合。
当MOS管Q1和 MOS管Q3导通，且MOS管Q2和MOS管Q4截止，电路工作在通路Ⅰ，此时位于通路Ⅰ上的元件包括：充电器输入端VBus、控制元件Ⅰ、充电电容CFLY、控制元件Ⅲ和位于电路输出端的滤波电容Cout，充电器输入端VBus 正极接MOS管Q1的漏极相连，串联在通路Ⅰ上的充电电容CFLY，正极连接在MOS管Q1的源极、负极连接在MOS管Q3的源极，图2所示，电流由VBus→CFLY→Cout，此时CFLY的电压表达式为：
VCFLY = VBUS - VOUT ………………公式1
电路为通路Ⅱ时，位于通路Ⅱ上的元件包括：充电电容CFLY、控制元件Ⅱ、位于电路输出端的滤波电容Cout、控制元件Ⅳ，图3所示，采用充电电容CFLY对电路输出端供电，电流由充电电容CFLY流向电路输出，在此期间，CFLY的电压可表示为式:
VCFLY = VOUT ………………公式2
将公式2代入公式1，公式1可表示为式:
VOUT = VBUS /2 ………………公式3
输出功率可以表示为式:
VOUT x IOUT = VBUS x IBUS ………………公式4
将公式3代入公式4, IOUT可表示为式:
IOUT = 2 x IBUS ………………公式5
上述的公式应用到串并联电路中，电流、电压和功率的计算，利用计算公式来验证不同通路时，电流/电压的关系，计算公式属于现有技术，并未创造计算方法，也并未依赖于计算方法。
由上面推导可以得出，在电容分压器拓扑中，输出电压为输入电压的一半，输出电流为输入电流的两倍，这种线路架构工作效率及高，一般可以达到98%以上，且可以做到非常小的漏电流，可以做0.5uA以下，本电路可应用于电动工具电池包快充方式，避免了大电流充电造成发热，影响电池充电效果及寿命。
在一定的频率下来回切换通路Ⅰ和通路Ⅱ，使充电电容CFLY不间断地充放电便能维持对电池持续的充电。
在实际生产中，控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ也可采用三极管。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.用于电动工具快速充电的电路，包括：控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ，其特征在于：控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ依次顺序连接，电路的输出端连接滤波电容Cout；所述控制元件Ⅰ、控制元件Ⅱ、控制元件Ⅲ、控制元件Ⅳ分别输入控制信号，两两组合切换为同一状态，电路输出端的供电源由供电源Ⅰ切换至供电源Ⅱ，电路由通路Ⅰ转换为通路Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的用于电动工具快速充电的电路，其特征在于：电路输出端的供电源包括：充电器输入端VBus和充电电容CFLY，充电器输入端VBus对电路输出端供电时，充电电容CFLY串联在通路上。
3.根据权利要求2所述的用于电动工具快速充电的电路，其特征在于：电路为通路Ⅰ时，位于通路Ⅰ上的元件依次包括：充电器输入端VBus、控制元件Ⅰ、充电电容CFLY、控制元件Ⅲ和位于电路输出端的滤波电容Cout。
4.根据权利要求3所述的用于电动工具快速充电的电路，其特征在于：位于通路Ⅰ上的充电器输入端VBus，负极接地、正极与控制元件Ⅰ相连；位于通路Ⅰ上的充电电容CFLY，与控制元件Ⅰ相连的一端为高电势，与控制元件Ⅲ相连的一端为低电势。
5.根据权利要求2所述的用于电动工具快速充电的电路，其特征在于：电路为通路Ⅱ时，位于通路Ⅱ上的元件，顺着电流的流向依次包括：充电电容CFLY、控制元件Ⅱ、位于电路输出端的滤波Cout、控制元件Ⅳ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222609173.6U CN218771348U (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 用于电动工具快速充电的电路 |
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Publications (1)
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| CN218771348U true CN218771348U (zh) | 2023-03-28 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN202222609173.6U Active CN218771348U (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 用于电动工具快速充电的电路 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2022
- 2022-09-30 CN CN202222609173.6U patent/CN218771348U/zh active Active
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