CN220822654U - 充电器插入的识别电路和电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电器插入的识别电路和电池。上述的充电器插入的识别电路，其包括接收电路和拉低电路。拉低电路包括第三电阻、第四电阻、三极管、第一电容和第五电阻；第三电阻的第一端连接第一光耦的发射极输出端，第三电阻的第二端连接第四电阻的第一端，第一电容的第一端连接第四电阻的第一端，第一电容的第二端连接第四电阻的第二端并接地，三极管的基极连接第一电容的第一端，三极管的发射极连接第一电容的第二端，第五电阻的第一端连接三极管的集电极，第五电阻的第二端用于连接供电电压端。

Description

充电器插入的识别电路和电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种充电器插入的识别电路和电池。

背景技术

随着新能源技术的发展以及绿色环保概念的提倡，越来越多电动产品出现在市面上。例如，新能源汽车、电动车、吸尘器、扫地机和机器人等产品，这些产品依靠电池的能量进行工作。当电池的电量不足时，需要通过电源对电池进行充电，补充电池的能量。

但是，电池在充电时会产生安全隐患，需要对此进行关注。现阶段，锂电池的充电器通常采用盲充，在充电器与电池之间不存在握手或通信的过程时，充电器仍然对电池进行充电，无法及时切断充电，造成安全隐患问题。

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，提供一种可以减小安全隐患的充电器插入的识别电路和电池。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种充电器插入的识别电路，其包括：

所述接收电路包括保险丝熔断器、第一电阻、第二电阻、第一光耦和二极管；所述保险丝熔断器的第一端用于连接充电器并接收充电信号，所述保险丝熔断器的第二端连接第一电阻的第一端，所述第二电阻的第一端连接所述保险丝熔断器的第二端，所述第二电阻的第二端连接所述第一光耦的正极输入端，所述第一光耦的负极输入端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第一电阻的第二端，所述二极管的负极用于与所述充电器的充电负极连接，所述第一光耦的集电极输出端用于连接供电电压端

所述拉低电路包括第三电阻、第四电阻、三极管、第一电容和第五电阻；所述第三电阻的第一端连接所述第一光耦的发射极输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端，所述第一电容的第一端连接所述第四电阻的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第四电阻的第二端并接地，所述三极管的基极连接所述第一电容的第一端，所述三极管的发射极连接所述第一电容的第二端，所述第五电阻的第一端连接所述三极管的集电极，所述第五电阻的第二端用于连接所述供电电压端。

在其中一个实施例中，所述充电器插入的识别电路还包括保护电路，

所述保护电路包括第二光耦、第六电阻和第七电阻，所述第二光耦的集电极输出端连接所述保险丝熔断器的第二端，所述第二光耦的发射极输出端连接所述第一电阻的第二端，所述第二光耦的正极输入端连接所述第七电阻的第一端，所述第二光耦的负极输入端连接所述第七电阻的第二端，所述第六电阻的第一端连接所述第七电阻的第一端，所述第六电阻的第一端用于与电池管理器的使能端连接。

在其中一个实施例中，所述第七电阻的阻值大于所述第六电阻的阻值。

在其中一个实施例中，所述三极管为NPN型三级管。

在其中一个实施例中，所述拉低电路包括第二电容，所述第二电容的第一端连接所述三极管的发射极，所述三极管的发射极连接所述第二电容的第一端，所述三极管的集电极连接所述第二电容的第二端。

在其中一个实施例中，所述接收电路包括第三电容，所述第三电容的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第一电阻的第一端。

在其中一个实施例中，所述接收电路包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述瞬态抑制二极管的第二端连接所述第一电阻的第二端。

在其中一个实施例中，所述第三电阻为可变电阻；和/或，

所述第四电阻为可变电阻。

在其中一个实施例中，所述第二电阻为可变电阻。

一种电池，其包括上述任一实施例所述的充电器插入的识别电路。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

当充电器未插入电池时，保险丝熔断器的第一端未接收充电信号CHG_5V，第五电阻的第一端的充电识别信号COM_MISS上拉3.3V，BMS的充电场效应管未打开，阻止充电的进行。当接入充电器时，保险丝熔断器的第一端接收充电信号CHG_5V，充电器通过保险丝熔断器、第二电阻、第一光耦的正极输入端、第一光耦的负极输入端和二极管构成回路，该回路使得第一光耦工作，第一光耦的集电极输出端为MCU供电。第一光耦的发射极输出端、第一光耦的集电极输出端、第三电阻和第四电阻组成回路，第三电阻和第四电阻分压形成三极管的基极偏值，此时电压满足三极管的基极的导通电压，使得三极管饱和导通，三极管导通后，第五电阻的第一端的充电识别信号COM_MISS被下拉到接地端，BMS识别到充电识别信号COM_MISS信号为低电平，确定充电器接入，打开充电场效应管，对电池进行充电。其中，充电器通过第二电阻、第一光耦和二极管串联后与第一电阻并联的关系，使得第一电阻两端的电压等于第二电阻、第一光耦和二极管之间的电压，当充电器的上拉电阻为1K，第二电阻的阻值为510R，那么第二电阻两端电压为(5V/(1K+510R))×510R＝1.69V，再利用二极管在正向导通后电压为0.7V的特性，第一电阻两端的电压为1.69V+0.7V＝2.39V，根据分压情况，充电器端识别到的电压为5V-2.39V＝2.61V，所以充电器端识别到充电信号下拉到2.61V，充电器会输出电流，给电池充电。这样的设计，可以在充电器与电池之间不存在握手或通信的过程时，避免充电器仍然对电池进行充电，减小安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为一实施例中一种充电器插入的识别电路示意图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型涉及一种充电器插入的识别电路。在其中一个实施例中，所述充电器插入的识别电路包括接收电路和拉低电路。所述接收电路包括保险丝熔断器、第一电阻、第二电阻、第一光耦和二极管；所述保险丝熔断器的第一端用于连接充电器并接收充电信号，所述保险丝熔断器的第二端连接第一电阻的第一端，所述第二电阻的第一端连接所述保险丝熔断器的第二端，所述第二电阻的第二端连接所述第一光耦的正极输入端，所述第一光耦的负极输入端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第一电阻的第二端，所述二极管的负极用于与所述充电器的充电负极连接，所述第一光耦的集电极输出端用于连接供电电压端。所述拉低电路包括第三电阻、第四电阻、三极管、第一电容和第五电阻；所述第三电阻的第一端连接所述第一光耦的发射极输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端，所述第一电容的第一端连接所述第四电阻的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第四电阻的第二端并接地，所述三极管的基极连接所述第一电容的第一端，所述三极管的发射极连接所述第一电容的第二端，所述第五电阻的第一端连接所述三极管的集电极，所述第五电阻的第二端用于连接所述供电电压端。当充电器未插入电池时，保险丝熔断器的第一端未接收充电信号CHG_5V，第五电阻的第一端的充电识别信号COM_MISS上拉3.3V，BMS的充电场效应管未打开，阻止充电的进行。当接入充电器时，保险丝熔断器的第一端接收充电信号CHG_5V，充电器通过保险丝熔断器、第二电阻、第一光耦的正极输入端、第一光耦的负极输入端和二极管构成回路，该回路使得第一光耦工作，第一光耦的集电极输出端为MCU供电。第一光耦的发射极输出端、第一光耦的集电极输出端、第三电阻和第四电阻组成回路，第三电阻和第四电阻分压形成三极管的基极偏值，此时电压满足三极管的基极的导通电压，使得三极管饱和导通，三极管导通后，第五电阻的第一端的充电识别信号COM_MISS被下拉到接地端，BMS识别到充电识别信号COM_MISS信号为低电平，确定充电器接入，打开充电场效应管，对电池进行充电。其中，充电器通过第二电阻、第一光耦和二极管串联后与第一电阻并联的关系，使得第一电阻两端的电压等于第二电阻、第一光耦和二极管之间的电压，当充电器的上拉电阻为1K，第二电阻的阻值为510R，那么第二电阻两端电压为(5V/(1K+510R))×510R＝1.69V，再利用二极管在正向导通后电压为0.7V的特性，第一电阻两端的电压为1.69V+0.7V＝2.39V，根据分压情况，充电器端识别到的电压为5V-2.39V＝2.61V，所以充电器端识别到充电信号下拉到2.61V，充电器会输出电流，给电池充电。这样的设计，可以在充电器与电池之间不存在握手或通信的过程时，避免充电器仍然对电池进行充电，减小安全隐患。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例的充电器插入的识别电路的电路图。

一实施例的充电器插入的识别电路10包括接收电路100和拉低电路200。所述接收电路100包括保险丝熔断器F1、第一电阻R5、第二电阻R4、第一光耦U1和二极管D1；所述保险丝熔断器F1的第一端用于连接充电器并接收充电信号，所述保险丝熔断器F1的第二端连接第一电阻R5的第一端，所述第二电阻R4的第一端连接所述保险丝熔断器F1的第二端，所述第二电阻R4的第二端连接所述第一光耦U1的正极输入端，所述第一光耦U1的负极输入端连接所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接所述第一电阻R5的第二端，所述二极管D1的负极用于与所述充电器的充电负极连接，所述第一光耦U1的集电极输出端用于连接供电电压端。所述拉低电路200包括第三电阻R3、第四电阻R2、三极管Q1、第一电容C1和第五电阻R1；所述第三电阻R3的第一端连接所述第一光耦U1的发射极输出端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第四电阻R2的第一端，所述第一电容C1的第一端连接所述第四电阻R2的第一端，所述第一电容C1的第二端连接所述第四电阻R2的第二端并接地，所述三极管Q1的基极连接所述第一电容C1的第一端，所述三极管Q1的发射极连接所述第一电容C1的第二端，所述第五电阻R1的第一端连接所述三极管Q1的集电极，所述第五电阻R1的第二端用于连接所述供电电压端。

在本实施例中，当充电器未插入电池时，保险丝熔断器F1的第一端未接收充电信号CHG_5V，第五电阻R1的第一端的充电识别信号COM_MISS上拉3.3V，BMS的充电场效应管未打开，阻止充电的进行。当接入充电器时，保险丝熔断器F1的第一端接收充电信号CHG_5V，充电器通过保险丝熔断器F1、第二电阻R4、第一光耦U1的正极输入端、第一光耦U1的负极输入端和二极管D1构成回路，该回路使得第一光耦U1工作，第一光耦U1的集电极输出端为MCU供电。第一光耦U1的发射极输出端、第一光耦U1的集电极输出端、第三电阻R3和第四电阻R2组成回路，第三电阻R3和第四电阻R2分压形成三极管Q1的基极偏值，此时电压满足三极管Q1的基极的导通电压，使得三极管Q1饱和导通，三极管Q1导通后，第五电阻R1的第一端的充电识别信号COM_MISS被下拉到接地端，BMS识别到充电识别信号COM_MISS信号为低电平，确定充电器接入，打开充电场效应管，对电池进行充电。其中，充电器通过第二电阻R4、第一光耦U1和二极管D1串联后与第一电阻R5并联的关系，使得第一电阻R5两端的电压等于第二电阻R4、第一光耦U1和二极管D1之间的电压，当充电器的上拉电阻为1K，第二电阻R4的阻值为，那么第二电阻R4两端电压为，再利用二极管D1在正向导通后电压为0.7V的特性，第一电阻R5两端的电压为1.69V+0.7V＝2.39V，根据分压情况，充电器端识别到的电压为5V-2.39V＝2.61V，所以充电器端识别到充电信号下拉到2.61V，充电器会输出电流，给电池充电。这样的设计，可以在充电器与电池之间不存在握手或通信的过程时，避免充电器仍然对电池进行充电，减小安全隐患。其中，正常情况下，需要考虑所述第一光耦U1的导通光电流大小，充电器端的5V上拉电阻需要设置为1K或者小于1K。利用所述第一光耦U1的的隔离原理，充电器的地和电池端的地隔离，使得更安全可靠。

需要理解的是，所述第一光耦U1的正极输入端为光耦中发光源的正极，所述第一光耦U1的负极输入端为光耦中发光源的负极，所述第一光耦U1的集电极输出端为光耦中受光器的正极，所述第一光耦U1的发射极输出端为光耦中受光器的负极。

在其中一个实施例中，参见图1，所述充电器插入的识别电路10还包括保护电路300，所述保护电路300包括第二光耦U2、第六电阻R6和第七电阻R7，所述第二光耦U2的集电极输出端连接所述保险丝熔断器F1的第二端，所述第二光耦U2的发射极输出端连接所述第一电阻R5的第二端，所述第二光耦U2的正极输入端连接所述第七电阻R7的第一端，所述第二光耦U2的负极输入端连接所述第七电阻R7的第二端，所述第六电阻R6的第一端连接所述第七电阻R7的第一端，所述第六电阻R6的第一端用于与电池管理器的使能端连接。在本实施例中，电池管理器(即BMS)的主控MCU发出使能信号ID1，当电池管理器充电失效后，例如在充电温度保护、充电过充、充电过流或充电场效应管失效时，电池管理器通过主控MCU识别到充电保护后依然有充电电流，判断此时充电保护失效，主控MCU能及时发出使能信号ID1，使所述第六电阻R6、所述第二光耦U2的正极输入端和所述第二光耦U2的负极输入端构成回路，使所述第二光耦U2处于工作状态，此时所述充电信号CHG_5V通过所述保险丝熔断器F1、所述第二光耦U2的发射极输出端和所述第二光耦U2的集电极输出端构成回路，使得所述充电信号CHG_5V下拉到GND，此时充电器识别不到所述充电信号CHG_5V，停止对电池充电，所述第七电阻R7与所述第二光耦U2的输入端并联，利用分流原理，使所述第二光耦U2在高温下漏电流时不易被触发工作，使得所述第二光耦U2工作更可靠稳定。

需要理解的是，所述第二光耦U2的正极输入端为光耦中发光源的正极，所述第二光耦U2的负极输入端为光耦中发光源的负极，所述第二光耦U2的集电极输出端为光耦中受光器的正极，所述第二光耦U2的发射极输出端为光耦中受光器的负极。

在一实施例中，第七电阻R7的阻值大于第六电阻R6的阻值。其中，第六电阻R6的阻值为1K，第七电阻R7的阻值为10K。第六电阻R6的阻值设置为1K是根据第二光耦U2的导通电流1mA以上设置的。例如，当第二光耦U2的导通电流I(CE)取2.7mA，第六电阻R6电阻应为(3.3V-0.6V)/2.7mA＝1K。第七电阻R7作用是利用分流，第二光耦U2在高温下很容易漏电；第七电阻R7与第二光耦U2的输入端为并联关系，所以第七电阻R7两端的电压与第二光耦U2的输入端的两端电压一致，保证在第二光耦U2高温漏电时，不易触发第二光耦U2工作，使得电流从第七电阻R7两端流过，电路更加可靠。如果第七电阻R7的阻值太小时，电流基本上都在第七电阻R7上流过，而没有在第二光耦U2上流过，会导致第二光耦U2无法开启。而且，第七电阻R7与第六电阻R6是串联关系，需要考虑保证第七电阻R7两端电压是足够开启第二光耦U2两端的电压。

在其中一个实施例中，所述第六电阻R6为可变电阻。在本实施例中，当所述第六电阻R6为可变电阻，所述第六电阻R6的阻值可变，灵活限制输向所述第二光耦U2的电流，避免所述第二光耦U2流经的电流过大，损坏所述第二光耦U2。

在其中一个实施例中，所述第七电阻R7为可变电阻。在本实施例中，所述第七电阻R7与所述第二光耦U2并联，所述第七电阻R7的电压与所述第二光耦U2的电压相等，由于所述第七电阻R7为可变电阻时，当所述第二光耦U2更换时，可以通过改变所述第七电阻R7的阻值改变所述第二光耦U2的电压，使得不同类型的所述第二光耦U2可以导通。

在其中一个实施例中，参见图1，所述拉低电路200包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一端连接所述三极管Q1的发射极，所述三极管Q1的发射极连接所述第二电容C2的第一端，所述三极管Q1的集电极连接所述第二电容C2的第二端。在本实施例中，所述第二电容C2并联在所述三极管Q1的集电极和所述三极管Q1的发射极之间，抑制所述三极管Q1的集电极和所述三极管Q1的发射极之间的电压的跳变，保护所述三极管Q1。并且，所述第二电容C2对所述三极管Q1上的信号进行滤波，使得所述三极管Q1上的信号更准确。

在其中一个实施例中，参见图1，所述接收电路100包括第三电容C10，所述第三电容C10的第一端连接所述第一电阻R5的第一端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第一电阻R5的第一端。在本实施例中，所述第三电容C10与所述第一电阻R5并联，所述第三电容C10的第二端接地。所述第三电容C10滤去高频，使得信号更准确。

在其中一个实施例中，参见图1，所述接收电路100包括瞬态抑制二极管DA1，所述瞬态抑制二极管DA1的第一端连接所述第一电阻R5的第一端，所述瞬态抑制二极管DA1的第二端连接所述第一电阻R5的第二端。在本实施例中，所述瞬态抑制二极管DA1并联在所述第二电阻R4、所述第一光耦U1和所述二极管D1之间，限制所述第二电阻R4、所述第一光耦U1和所述二极管D1之间的电压，保护所述第一光耦U1。

在其中一个实施例中，所述第三电阻R3为可变电阻；和/或，所述第四电阻R2为可变电阻。在本实施例中，当所述第三电阻R3和/或第四电电阻为可变电阻时，可以通过调节所述第三电阻R3和/或第四电电阻的阻值，灵活导通不同型号的所述三极管Q1。在另一实施例中，所述第三电阻R3的阻值为200K，所述第四电阻R2的阻值为100K。

在其中一个实施例中，所述第二电阻R4为可变电阻。在本实施例中，在充电器对电池的充电电压或充电器的上拉电阻的阻值改变时，由于所述第二电阻R4为可变电阻时，所述第二电阻R4的阻值可变，可以改变所述第二电阻R4上的电压，进而改变所述第一电阻R5上的电压，进而改变充电器端识别到的电压，将充电器端识别到充电信号下拉到2.61V，灵活下拉充电信号，给电池充电。

在一实施例中，三极管Q1为NPN型三级管。

一种电池，其包括上述任一实施例所述的充电器插入的识别电路10。

以上所述实施例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 (10)

1.一种充电器插入的识别电路，其特征在于，包括：

接收电路包括保险丝熔断器、第一电阻、第二电阻、第一光耦和二极管；所述保险丝熔断器的第一端用于连接充电器并接收充电信号，所述保险丝熔断器的第二端连接第一电阻的第一端，所述第二电阻的第一端连接所述保险丝熔断器的第二端，所述第二电阻的第二端连接所述第一光耦的正极输入端，所述第一光耦的负极输入端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第一电阻的第二端，所述二极管的负极用于与所述充电器的充电负极连接，所述第一光耦的集电极输出端用于连接供电电压端

拉低电路包括第三电阻、第四电阻、三极管、第一电容和第五电阻；所述第三电阻的第一端连接所述第一光耦的发射极输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端，所述第一电容的第一端连接所述第四电阻的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第四电阻的第二端并接地，所述三极管的基极连接所述第一电容的第一端，所述三极管的发射极连接所述第一电容的第二端，所述第五电阻的第一端连接所述三极管的集电极，所述第五电阻的第二端用于连接所述供电电压端。

2.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，所述充电器插入的识别电路还包括保护电路，

所述保护电路包括第二光耦、第六电阻和第七电阻，所述第二光耦的集电极输出端连接所述保险丝熔断器的第二端，所述第二光耦的发射极输出端连接所述第一电阻的第二端，所述第二光耦的正极输入端连接所述第七电阻的第一端，所述第二光耦的负极输入端连接所述第七电阻的第二端，所述第六电阻的第一端连接所述第七电阻的第一端，所述第六电阻的第一端用于与电池管理器的使能端连接。

3.根据权利要求2所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，

所述第七电阻的阻值大于所述第六电阻的阻值。

4.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，

所述三极管为NPN型三级管。

5.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，所述拉低电路包括第二电容，所述第二电容的第一端连接所述三极管的发射极，所述三极管的发射极连接所述第二电容的第一端，所述三极管的集电极连接所述第二电容的第二端。

6.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，所述接收电路包括第三电容，所述第三电容的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第一电阻的第一端。

7.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，所述接收电路包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述瞬态抑制二极管的第二端连接所述第一电阻的第二端。

8.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，

所述第三电阻为可变电阻；和/或，

所述第四电阻为可变电阻。

9.根据权利要求1所述的充电器插入的识别电路，其特征在于，

所述第二电阻为可变电阻。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的充电器插入的识别电路。