CN220711154U - 一种直流充电防打火模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流充电防打火模块，包括：用于控制电路中的电压缓慢上升的缓启与控制单元、用于检测电源适配器的输入电压的电压采集单元、用于根据所述电压采集单元检测到的电压判断电源适配器是否断路的电压逻辑判断单元以及用于根据电源适配器的输出电压调整电压接受范围的电压参考单元，本申请通过设置电压逻辑判断单元对电压采集单元输出的电压进行判断，能够判断电路中的电压是否下降到预定的警戒值，在电路中的电压下降到预定的警戒值的情况下，缓启与控制单元停止工作，并且将电路中的电能从电压逻辑判断电路中输出，这样，能够防止电路中的电流集中到输入端发生放电现象，解决了断电的过程也会发生打火现象的问题。

Description

一种直流充电防打火模块

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，具体涉及一种直流充电防打火模块。

背景技术

充电过程中，导体之间相互连接或者断开，瞬间变化的电流产生电弧发生打火现象，已经被人们所关注。为了避免电流发生突变产生电弧，人们通常都会在电路中增加缓启动电路，在电路导通的瞬间，能够控制电路中的电压缓慢上升，进而控制电路中的电流跟随电压发生缓慢的变化。

如图1、图2所示，为一种现有设计中的充电电路框图以及一种缓启动电路的电路原理图，通过在适配器与充电电路之间设置缓启动电路，能够避免充电电路中的电流突变，而在缓启动电路中设置电容C29以及电容C30，利用电容充电的特性，降低电路中的电压的变化速度，进而控制两个MOS管的栅极实现缓慢导通。

在实际应用过程中，缓启动电路仅能够对电路的导通过程提供防打火的效果，在适配器与防打火电路之间的连接部分在断开的时候，依然会存在在大电流的情况下断开充电的情景，此时依然会产生明显的打火。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开了一种直流充电防打火模块，解决了现有的缓启动电路存在的仅能够为电路导通的时候提供缓启动的效果，不能为电路断开的时候的提供防打火的功能的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种直流充电防打火模块，包括：用于控制电路中的电压缓慢上升的缓启与控制单元、用于检测电源适配器的输入电压的电压采集单元、用于根据所述电压采集单元检测到的电压判断电源适配器是否断路的电压逻辑判断单元以及用于根据电源适配器的输出电压调整电压接受范围的电压参考单元；所述电压参考单元的输入端用于与电源适配器连接；所述电压参考单元的输出端与电压采集单元的输入端相连；所述电压采集单元的第一输出端与电压逻辑判断单元的控制端相连；所述电压采集单元的第二输出端与所述缓启与控制单元的输入端相连；所述缓启与控制单元的第一输出端用于与充电电路连接所述缓启与控制单元的第二输出端与电压逻辑判断单元的输入端相连；所述电压逻辑判断单元的输出端接地。

可选的，所述电压参考单元包括：第二稳压二极管、第三稳压二极管、第六稳压二极管、第八稳压二极管、第十五电阻、第十一电阻、第三电容和第四电容；所述第二稳压二极管的阳极用于与电源适配器连接；所述第二稳压二极管的阳极还与电压采集单元相连；所述第二稳压二极管的阴极经过第十五电阻后与第六稳压二极管的阳极相连；第六稳压二极管的阳极还经过第十一电阻后接地；所述第六稳压二极管的阴极经过第三电容后接地；第六稳压二极管的阴极经过第四电容后接地；第六稳压二极管的阴极与第八稳压二极管的阴极相连；第八稳压二极管的阳极与第三稳压二极管的阳极相连，第三稳压二极管的阴极与电压采集单元相连；第六稳压二极管的阴极还与电压逻辑判断单元相连。

可选的，电压采集单元包括第二电阻、第六电阻以及第一电容；所述第二电阻的一端与第二稳压二极管的阳极相连；所述第二电阻的另一端与第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电容的一端与第二稳压二极管的阳极相连；所述第一电容的另一端与第三稳压二极管的阴极相连；第三稳压二极管的阴极还经过第六电阻后接地；第三稳压二极管的阴极还与电压逻辑判断单元的控制端相连。

可选的，所述电压逻辑判断单元包括：第一三极管、第二三极管、第十电阻、第十三电阻、以及第七稳压二极管；所述第一三极管的基极与第三稳压二极管的阴极相连；所述第一三极管的发射极与第六稳压二极管的阴极相连；所述第一三极管的集电极经过第十电阻后与第二三极管的基极相连，第二三极管的基极与第七稳压二极管的阴极相连，第七稳压二极管的阳极接地；第二三极管的基极还经过第十三电阻后接地；第二三极管的集电极与所述缓启与控制单元的第二输出端相连，第二三极管的发射极接地。

可选的，所述缓启与控制单元包括：第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第八电阻、第九电阻、第十二电阻、第二电容、第五电容、第六电容、第一稳压二极管、第四稳压二极管；所述第一稳压二极管的阴极与第二稳压二极管的阳极相连；第一稳压二极管的阴极还与第一MOS管的源极相连；第一稳压二极管的阳极与第四稳压二极管的阳极相连；第四稳压二极管的阳极经过第三电阻后与第四稳压二极管的阴极相连；所述第一MOS管的源极经过第一电阻后与第一MOS管的栅极相连；所述第一MOS管的源极经过第二电容后与第一MOS管的栅极相连；所述第一MOS管的源极经过第五电阻后与第二MOS管的栅极相连；所述第一MOS管的栅极经过第四电阻后与第二MOS管的漏极相连；所述第一MOS管的漏极与充电电路相连；所述第二MOS管的栅极经过第五电容后接地；所述第二MOS管的栅极经过第十二电阻后接地；所述第二MOS管的栅极经过第六电容后接地；所述第二MOS管的栅极经过第八电阻后与第四稳压二极管的阴极相连；所述第二MOS管的栅极经过第九电阻后与第二三极管的集电极相连；所述第二MOS管的源极接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种直流充电防打火模块，包括：用于控制电路中的电压缓慢上升的缓启与控制单元、用于检测电源适配器的输入电压的电压采集单元、用于根据所述电压采集单元检测到的电压判断电源适配器是否断路的电压逻辑判断单元以及用于根据电源适配器的输出电压调整电压接受范围的电压参考单元；综上所述，本实用新型通过：设置电压参考单元，能够适配不同的电源适配器的输出电压，通过设置电压逻辑判断单元能够判断电路中的电压是否下降到预定的警戒值，在电路中的电压下降到预定的警戒值的情况下，缓启与控制单元停止工作，并且将电路中的电能从电压逻辑判断电路中输出，这样，能够防止电路中的电流集中到输入端发生放电现象，解决了断电的过程也会发生打火现象的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中直流充电器的原理框图；

图2是现有技术中的缓启动模块电路原理图；

图3是本申请的防打火模块的结构框图；

图4是本申请的防打火模块的电路原理图；

图中，1、缓启与控制单元；2、电压采集单元；3、电压逻辑判断单元；4、电压参考单元。

具体实施方式

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图3、图4所示的一种直流充电防打火模块，包括：用于控制电路中的电压缓慢上升的缓启与控制单元1、用于检测电源适配器的输入电压的电压采集单元2、用于根据所述电压采集单元检测到的电压判断电源适配器是否断路的电压逻辑判断单元3以及用于根据电源适配器的输出电压调整电压接受范围的电压参考单元4；所述电压参考单元4的输入端用于与电源适配器连接；所述电压参考单元4的输出端与电压采集单元2的输入端相连；所述电压采集单元2的第一输出端与电压逻辑判断单元3的控制端相连；所述电压采集单元2的第二输出端与所述缓启与控制单元1的输入端相连；所述缓启与控制单元1的第一输出端用于与充电电路连接；所述缓启与控制单元1的第二输出端与电压逻辑判断单元3的输入端相连；所述电压逻辑判断单元3的输出端接地。

具体来说，本申请的防打火模块，用于智能购物车的充电过程中，如图1所示，智能购物车主要分为内外两个部分，内部的部分包括电池、充电管理电路以及防打火的缓启动电路，外部的部分包括用于将交流的市电转化为直流、恒压的直流电的电源适配器。因此智能购物车在充电过程中，需要将内部的缓启动电路与外部的电源适配器相互连接，为了方便智能购物车的充电，申请人将智能购物车的充电端设置为触点连接，这样只需要将购物车推到预定的位置即可达到充电的目的。但是如图2所示，现有的缓启动电路，只是能在开始充电的时候，使电路中的电压或者电流进行缓慢上升，避免过快的电流变化导致放电打火现象，在电路已经开始充电、线路中存在大电流的情况下，突然断电，则连接点位置依然会因为大电流的影响发生打火放电现象。由于智能购物车的连接触点通常需要调整位置实现连接稳定，或者在受到震动的时候触点部位也会频繁地断开再重新连接，接触部位重复地连接、断开，会产生频繁的打火现象，导致触点损坏，影响设备的使用。因此现有的缓启动电路不能够满足智能购物车的防打火的目的。

如图3以及图4所示，在本申请中，电流的方向是从右向左进行传递的，首先是电压参考单元4用来匹配电源适配器所输出的电压，电压参考单元4适配电压后将电信号传递到电压采集单元2中，电压采集单元2的一个输出端将电压输送到电压逻辑判断单元3中，判断电压是否大于预定的电压，若是，则说明充电电路工作正常，如果不是，则说明充电电路发生短路，电压带动电流发生下降，缓启与控制单元1中的电容中所包含的电量就从第二输出端中输送到电压逻辑判断单元3中进行接地释放，而不是通过与电源适配器部位的连接处进行放电，因此本申请中，通过设置电压逻辑判断单元3，并将缓启与控制单元1中的电容中电荷的释放方向转移到电压逻辑判断单元3，能够防止输入触点位置处发生打火现象，避免损坏连接触点。

进一步的，所述电压参考单元4包括：第二稳压二极管D2、第三稳压二极管D3、第六稳压二极管D6、第八稳压二极管D8、第十五电阻R15、第十一电阻R11、第三电容C3和第四电容C4；所述第二稳压二极管D2的阳极用于与电源适配器连接；所述第二稳压二极管D2的阳极还与电压采集单元2相连；所述第二稳压二极管D2的阴极经过第十五电阻R15后与第六稳压二极管D6的阳极相连；第六稳压二极管D6的阳极还经过第十一电阻R11后接地；所述第六稳压二极管D6的阴极经过第三电容C3后接地；第六稳压二极管D6的阴极经过第四电容C4后接地；第六稳压二极管D6的阴极与第八稳压二极管D8的阴极相连；第八稳压二极管D8的阳极与第三稳压二极管D3的阳极相连，第三稳压二极管D3的阴极与电压采集单元2相连；第六稳压二极管D6的阴极还与电压逻辑判断单元3相连。

具体来说，在本申请中，第二稳压二极管D2、第三稳压二极管D3、第六稳压二极管D6、第八稳压二极管D8、第十五电阻R15、第十一电阻R11、第三电容C3和第四电容C4组成电压的参考电路，这样做的目的是同一个电路，可以适应不同的电压，保存当前电压的基准源，基准源电压的高低可以通第十五电阻R15和第十一电阻R11之间的阻值比例进行调整。

进一步的，电压采集单元2包括第二电阻R2、第六电阻R6以及第一电容C1；所述第二电阻R2的一端与第二稳压二极管D2的阳极相连；所述第二电阻R2的另一端与第三稳压二极管D3的阴极相连；所述第一电容C1的一端与第二稳压二极管D2的阳极相连；所述第一电容C1的另一端与第三稳压二极管D3的阴极相连；第三稳压二极管D3的阴极还经过第六电阻R6后接地；第三稳压二极管D3的阴极还与电压逻辑判断单元3的控制端相连。

具体来说，第二电阻R2以及第六电阻R6对输入的电压按照阻值比例进行采分压采集，并将采集到的电压输送到第一三极管Q2的基极中进行判断。

进一步的，所述电压逻辑判断单元3包括：第一三极管Q2、第二三极管Q4、第十电阻R10、第十三电阻R13、以及第七稳压二极管D7；所述第一三极管Q2的基极与第三稳压二极管D3的阴极相连；所述第一三极管Q2的发射极与第六稳压二极管D6的阴极相连；所述第一三极管Q2的集电极经过第十电阻R10后与第二三极管Q4的基极相连，第二三极管Q4的基极与第七稳压二极管D7的阴极相连，第七稳压二极管D7的阳极接地；第二三极管Q4的基极还经过第十三电阻R13后接地；第二三极管Q4的集电极与所述缓启与控制单元1的第二输出端相连，第二三极管Q4的发射极接地。

具体来说，当电路中的电压下降的时候，第一三极管Q2的基极收到的控制电压也会下降，基极电压低于阈值后，第一三极管Q2的发射极和集电极导通，第一三极管Q2的集电极输出高电平，进而使第二三极管Q4的基极电压上升，第二三极管Q4的集电极与发射极导通，那么缓启与控制单元1中的第五电容和第六电容中的电荷便会沿着第二三极管Q4缓慢释放，而不是将电荷重新沿着充电电路的反方向进行释放，也就不会在充电口部位形成放电打火。第七稳压二极管D7能够提供稳定电压的作用，当电压超过击穿电压的时候，能够击穿第七稳压二极管进行放电，避免烧坏第二三极管Q4。

进一步的，所述缓启与控制单元1包括：第一MOS管Q1、第二MOS管Q3、第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第八电阻R8、第九电阻R9、第十二电阻R12、第二电容C2、第五电容C5、第六电容C6、第一稳压二极管D1、第四稳压二极管D4；所述第一稳压二极管D1的阴极与第二稳压二极管D2的阳极相连；第一稳压二极管D1的阴极还与第一MOS管Q1的源极相连；第一稳压二极管D1的阳极与第四稳压二极管D4的阳极相连；第四稳压二极管D4的阳极经过第三电阻R3后与第四稳压二极管D4的阴极相连；所述第一MOS管Q1的源极经过第一电阻R1后与第一MOS管Q1的栅极相连；所述第一MOS管Q1的源极经过第二电容C2后与第一MOS管Q1的栅极相连；所述第一MOS管Q1的源极经过第五电阻R5后与第二MOS管Q3的栅极相连；所述第一MOS管Q1的栅极经过第四电阻R4后与第二MOS管Q3的漏极相连；所述第一MOS管Q1的漏极与充电电路相连；所述第二MOS管Q3的栅极经过第五电容C5后接地；所述第二MOS管Q3的栅极经过第十二电阻R12后接地；所述第二MOS管Q3的栅极经过第六电容C6后接地；所述第二MOS管Q3的栅极经过第八电阻R后与第四稳压二极管D4的阴极相连；所述第二MOS管Q3的栅极经过第九电阻R9后与第二三极管Q4的集电极相连；所述第二MOS管Q3的源极接地。

具体来说，缓启与控制单元1主要解决接触瞬间的打火问题，防止电流的突然升高，同时控制电源的打开和关闭。

综上所述，本申请提供一种直流充电设备防打火模块，整个电路使用三极管，MOS管等基础器件，实现了低成本，高效率的防打火功能。对产品产生了良好的防护效果。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (5)

1.一种直流充电防打火模块，其特征在于，包括：用于控制电路中的电压缓慢上升的缓启与控制单元、用于检测电源适配器的输入电压的电压采集单元、用于根据所述电压采集单元检测到的电压判断电源适配器是否断路的电压逻辑判断单元以及用于根据电源适配器的输出电压调整电压接受范围的电压参考单元；

所述电压参考单元的输入端用于与电源适配器连接；

所述电压参考单元的输出端与电压采集单元的输入端相连；

所述电压采集单元的第一输出端与电压逻辑判断单元的控制端相连；

所述电压采集单元的第二输出端与所述缓启与控制单元的输入端相连；

所述缓启与控制单元的第一输出端用于与充电电路连接

所述缓启与控制单元的第二输出端与电压逻辑判断单元的输入端相连；

所述电压逻辑判断单元的输出端接地。

2.根据权利要求1所述的一种直流充电防打火模块，其特征在于，所述电压参考单元包括：第二稳压二极管、第三稳压二极管、第六稳压二极管、第八稳压二极管、第十五电阻、第十一电阻、第三电容和第四电容；

所述第二稳压二极管的阳极用于与电源适配器连接；所述第二稳压二极管的阳极还与电压采集单元相连；所述第二稳压二极管的阴极经过第十五电阻后与第六稳压二极管的阳极相连；第六稳压二极管的阳极还经过第十一电阻后接地；

所述第六稳压二极管的阴极经过第三电容后接地；第六稳压二极管的阴极经过第四电容后接地；

第六稳压二极管的阴极与第八稳压二极管的阴极相连；第八稳压二极管的阳极与第三稳压二极管的阳极相连，第三稳压二极管的阴极与电压采集单元相连；

第六稳压二极管的阴极还与电压逻辑判断单元相连。

3.根据权利要求2所述的一种直流充电防打火模块，其特征在于，电压采集单元包括第二电阻、第六电阻以及第一电容；

所述第二电阻的一端与第二稳压二极管的阳极相连；所述第二电阻的另一端与第三稳压二极管的阴极相连；

所述第一电容的一端与第二稳压二极管的阳极相连；所述第一电容的另一端与第三稳压二极管的阴极相连；

第三稳压二极管的阴极还经过第六电阻后接地；

第三稳压二极管的阴极还与电压逻辑判断单元的控制端相连。

4.根据权利要求3所述的一种直流充电防打火模块，其特征在于，所述电压逻辑判断单元包括：第一三极管、第二三极管、第十电阻、第十三电阻、以及第七稳压二极管；

所述第一三极管的基极与第三稳压二极管的阴极相连；

所述第一三极管的发射极与第六稳压二极管的阴极相连；

所述第一三极管的集电极经过第十电阻后与第二三极管的基极相连，第二三极管的基极与第七稳压二极管的阴极相连，第七稳压二极管的阳极接地；第二三极管的基极还经过第十三电阻后接地；第二三极管的集电极与所述缓启与控制单元的第二输出端相连，第二三极管的发射极接地。

5.根据权利要求4所述的一种直流充电防打火模块，其特征在于，所述缓启与控制单元包括：第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第八电阻、第九电阻、第十二电阻、第二电容、第五电容、第六电容、第一稳压二极管、第四稳压二极管；

所述第一稳压二极管的阴极与第二稳压二极管的阳极相连；第一稳压二极管的阴极还与第一MOS管的源极相连；第一稳压二极管的阳极与第四稳压二极管的阳极相连；第四稳压二极管的阳极经过第三电阻后与第四稳压二极管的阴极相连；

所述第一MOS管的源极经过第一电阻后与第一MOS管的栅极相连；所述第一MOS管的源极经过第二电容后与第一MOS管的栅极相连；所述第一MOS管的源极经过第五电阻后与第二MOS管的栅极相连；所述第一MOS管的栅极经过第四电阻后与第二MOS管的漏极相连；所述第一MOS管的漏极与充电电路相连；

所述第二MOS管的栅极经过第五电容后接地；所述第二MOS管的栅极经过第十二电阻后接地；所述第二MOS管的栅极经过第六电容后接地；所述第二MOS管的栅极经过第八电阻后与第四稳压二极管的阴极相连；所述第二MOS管的栅极经过第九电阻后与第二三极管的集电极相连；所述第二MOS管的源极接地。