CN220822683U - 充电控制电路以及充电控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电控制电路以及充电控制系统，充电控制电路包括：第一次级绕组单元，第一次级绕组单元与变压器的第一副边绕组电连接，第一次级绕组单元用于向电池模块输出提供充电电能；开关电路，开关电路用于导通或关断第一次级绕组单元向电池模块的供电线路；控制电路，控制电路的输出端与开关电路的控制端电连接；第二次级绕组单元，第二次级绕组单元与变压器的第二副边绕组电连接，第二次级绕组单元的输出端与控制电路的输入端电连接，第二次级绕组单元用于向控制电路提供工作电压。本申请使得开关电路的导通和关闭不会受到功率传输电路的影响，有利于提高开关电路的控制精度。

Description

充电控制电路以及充电控制系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种充电控制电路以及充电控制系统。

背景技术

目前，新能源汽车具有无污染、可再生、低排放的特点，符合可持续发展的要求并拥有良好的经济前景。其中，电池模块作为新能源汽车的核心模块，对电池模块进行充电控制的充电控制电路设计至关重要，现有的电池模块充电控制电路主要采用可控硅控制输出的方式充电，然而在充电过程中可控硅的控制信号易受到功率传输电路的干扰影响，从而导致可控硅开关状态存在不确定性。

实用新型内容

本申请提供一种充电控制电路以及充电控制系统，旨在解决目前可控硅的控制信号易受到功率传输电路干扰的技术问题。

第一方面，本申请提供一种充电控制电路，应用于充电控制系统，充电控制系统包括依次电连接的PFC电路、变压器以及充电控制电路，充电控制电路包括：

第一次级绕组单元，第一次级绕组单元与变压器的第一副边绕组电连接，第一次级绕组单元用于向电池模块提供充电电能；

开关电路，开关电路电连接在第一次级绕组单元的输出端与充电控制电路的输出端之间的主路线路上，开关电路用于导通或关断第一次级绕组单元向电池模块的供电线路；

控制电路，控制电路的输出端与开关电路的控制端电连接，控制电路用于向开关电路输出控制信号；

第二次级绕组单元，第二次级绕组单元与变压器的第二副边绕组电连接，第二次级绕组单元的输出端与控制电路的输入端电连接，第二次级绕组单元用于向控制电路提供工作电压。

在一些实施例中，开关电路包括第一MOS管和第二MOS管；

第一MOS管的第一端与第一次级绕组单元的输出端电连接，第一MOS管的第二端与第二MOS管的第一端电连接，第二MOS管的第二端与充电控制电路的输出端电连接，第一MOS管的控制端、第二MOS管的控制端分别与控制电路的输出端电连接；

第一MOS管的寄生二极管与第二MOS管的寄生二极管的方向反向设置。

在一些实施例中，控制电路包括光电耦合器；

光电耦合器的集电极电连接至第二次级绕组单元，光电耦合器的发射极电连接至开关电路的控制端；

光电耦合器的阳极用于接收控制电压信号，光电耦合器的阴极端用于接地。

在一些实施例中，第一副边绕组的匝数大于第二副边绕组的匝数。

在一些实施例中，第一次级绕组单元包括第一单向二极管、第一电阻以及第一电容；

第一单向二极管的第一端与变压器的第一副边绕组的第一端电连接，第一单向二极管的第二端与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与开关电路的输入端电连接；

第一电容的第一端与第一电阻的第二端电连接，第一电容的第二端与变压器的第一副边绕组的第二端电连接。

在一些实施例中，第一次级绕组单元包括第一单向二极管、第一电阻以及第一电容；

第一单向二极管的第一端与变压器的第一副边绕组的第一端电连接，第一单向二极管的第二端与第一电容的第一端电连接；

第一电阻的第一端与第一单向二极管的第一端电连接，第一电阻的第二端与第一电容的第二端电连接。

在一些实施例中，第二次级绕组单元包括第二单向二极管、第二电阻以及

第二电容；

第二单向二极管的第一端与变压器的第二副边绕组的第一端电连接，第二单向二极管的第二端与第二电阻的第一端电连接，第二电阻第二端与控制电路的输入端电连接；

第二电容的第一端与第二电阻的第二端电连接，第二电容的第二端与变压器的第二副边绕组的第二端电连接。

在一些实施例中，充电控制电路还包括预充电开关电路；

预充电开关电路一端与第一次级绕组单元电连接，另外一端与充电控制电路的输出端电连接，且预充电开关电路与开关电路并联；

在充电控制电路工作过程中，预充电开关电路的开关状态与开关电路的开关状态互斥。

在一些实施例中，预充电开关电路包括第一开关管；

第一开关管的第一端电连接至第一次级绕组单元，第一开关管的第二端电连接至电池模块。

在一些实施例中，预充电开关电路还包括第二开关管；

第二开关管的第二端与第一开关管的控制端电连接，第二开关管的第一端与第二开关管的控制端电连接，第二开关管的控制端用于接入预充电控制信号。

第二方面，本申请提供一种充电控制系统，充电控制系统包括处理电路、依次电连接的PFC电路、变压器以及如第一方面所述的充电控制电路。

本申请实施例中变压器的第二副边绕组通过第二次级绕组单元向开关电路的控制端提供控制信号，以使开关电路导通，以便变压器的第一副边绕组通过第一次级绕组单元向电池模块提供充电电能，充电控制电路的控制线路和功率传输线路各采用一个副边绕组，通过独立的副边绕组取电驱动开关电路的导通和关闭，进而使得开关电路的导通和关闭不会受到功率传输电路的影响，有利于提高开关电路的控制精度，避免开关电路受到功率传输电路的影响而导致开关状态不稳定的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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是本申请实施例中提供的充电控制电路的一种模块示意图；

图2是本申请实施例中提供的充电控制电路的另一种模块示意图；

图3是本申请实施例中提供的充电控制电路的另一种模块示意图；

图4是本申请实施例中提供的充电控制电路的一种电路示意图；

图5是本申请实施例中提供的充电控制电路的另一种模块示意图；

图6是本申请实施例中提供的充电控制方法的一种流程示意图；

图7是本申请实施例中提供的充电控制方法的另一种流程示意图；

图8是本申请实施例中提供的充电控制电路的另一种电路示意图。

其中，第一次级绕组单元10，第二次级绕组单元20，开关电路30，控制电路40，电池模块50，预充电开关电路60；

FPC电路100，变压器200，充电控制电路300；

充电电压VBUS，工作电压Vc，第一MOS管Q201，第二MOS管Q202，光电耦合器U203，第一副边绕组WD1，第二副边绕组WD2，第一单向二极管D201，第一电阻R201，第一电容C201，第二单向二极管D202，第二电阻R206，第二电容C224，第一开关管Q205，第二开关管Q206。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。此外，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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本实用新型，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本实用新型。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本实用新型的描述变得晦涩。因此，本实用新型并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种充电控制电路以及充电控制系统，以下分别进行详细说明。

首先，参阅图1，图1示出了本申请实施例中充电控制电路300的一种模块示意图，充电控制系统包括依次电连接的PFC电路100、变压器200以及充电控制电路300，其中，充电控制电路300包括：

第一次级绕组单元10，第一次级绕组单元10与变压器200的第一副边绕组WD1电连接，第一次级绕组单元10用于向电池模块50提供充电电能；

开关电路30，开关电路30电连接在第一次级绕组单元10的输出端与充电控制电路300的输出端之间的主路线路上，开关电路30用于导通或关断第一次级绕组单元10向电池模块50的供电线路；

控制电路40，控制电路40的输出端与开关电路30的控制端电连接，控制电路40用于向开关电路30输出控制信号；

第二次级绕组单元20，第二次级绕组单元20与变压器200的第二副边绕组WD2电连接，第二次级绕组单元20的输出端与控制电路40的输入端电连接，第二次级绕组单元20用于向控制电路40提供工作电压。

具体地，PFC电路100(功率因数校正电路，Power Factor Correction)可以提高电路功率因数，从而降低输入给变压器200的电路供电损失，提高充电控制系统的电路传输效率。示例性地，PFC电路100可以为升压型PFC电路100或者降压型PFC电路100。PFC电路100可以是有源PFC电路，也可以是无源PFC电路。

变压器200可以将PFC电路100输入的电压大小转换为对应设备所需求的电压大小，以适配于对应的电器设备(例如充电电池包、电动汽车、电动卡车或电动自行车等电动车辆)，例如，变压器200的第一副边绕组WD1所连接的第一次级绕组单元10可以提供电池模块50所需的充电电能，又例如，变压器200的第二副边绕组WD2所连接的第二次级绕组单元20可以提供控制电路的工作电压，进而向开关电路30输出控制信号。示例性地，变压器200可以为芯式变压器200、壳式变压器200、非晶合金变压器等，变压器200也可以是其他类型的变压器。变压器200可以是隔离型变压器，也可以是非隔离型变压器，此处仅是举例说明，对变压器的类型不做过多的限制。

可以理解地，充电控制系统还可以包括其他电路模块，例如输出滤波电路、防雷电路、过流过压保护电路、处理电路和/或电池模块检测电路、反馈输出控制电路、反激控制电路、变压器原边开关控制电路等。又例如，在PFC电路100的输入端设置滤波电路。第一次级绕组单元10包括交直流转换电路；该交直流转换电路包括整流电路，该整流电路可以是桥式整流电路，可以是半波整流电路、或者是全波整流电路；该交直流转换电路包括电压调整电路，该电压调整电路包括升压电路和/或降压电路。处理电路可以是由MCU芯片构成的处理电路，或者是其他处理芯片构成的处理电路。

第一次级绕组单元10连接变压器200的第一副边绕组WD1，该第一副边绕组WD1耦合至变压器200的原边绕组，通过第一副边绕组WD1产生感应电动势从而输出待转换电能，待转换电能经过第一次级绕组单元10后向电池模块50提供充电电压VBUS，进而对电池模块充电。第二次级绕组单元20连接变压器200的第二副边绕组WD2，该第二副边绕组WD2同样耦合至变压器200的原边绕组，通过第二副边绕组WD2产生感应电动势，再经过第二次级绕组单元20将第二副边绕组WD2产生的感应电动势转换成控制电路的工作电压Vc，从而让控制电路40输出对开关电路30进行控制的控制信号。

在本申请的一些实施例中，第一副边绕组WD1与第二副边绕组WD2可以耦合至同一变压器的原边绕组，也就是说，第一副边绕组WD1与第二副边绕组WD2归属于同一变压器。在本申请的另外一些实施例中，第一副边绕组WD1与第二副边绕组WD2可以分别耦合至两个变压器的原边绕组，也就说是，第一副边绕组WD1与第二副边绕组WD2分别归属于不同的变压器，通过两个变压器的副边绕组分别输出对电池模块50充电的充电电能以及控制电路的工作电压。

开关电路30可以控制第一次级绕组单元10是否为电池模块50提供充电电压VBUS，以便电池模块50进行充电。在本申请的一些实施例中，开关电路30可以包括一个开关，该开关一端与第一次级绕组单元10的输出端电连接，另外一端与电池模块50的正极或负极电连接，当开关断开后，变压器200的第一副边绕组WD1、第一次级绕组单元10与电池模块50形成的回路断开，从而停止对电池模块50充电；当开关闭合后，变压器200的第一副边绕组WD1、第一次级绕组单元10与电池模块50形成的回路导通，从而开始对电池模块50进行充电。在本申请的一些实施例中，开关电路30可以包括多个开关，例如多个串联的开关，当控制中间某一开关、或者至少一个开关、或者所有开关使得第一副边绕组WD1、第一次级绕组单元10与电池模块50形成的回路断开后，即可停止对电池模块50进行充电；当控制中间某一开关、或者至少一个开关、或者所有开关使得第一副边绕组WD1、第一次级绕组单元10与电池模块50形成的回路导通后，即可开始对电池模块50进行充电。

示例性地，开关电路30中的开关可以为MOS管、IGBT管或三极管等具有开关功能的晶体管。

第二次级绕组单元20向控制电路40提供工作电压，控制电路根据来自处理电路的驱动信号向开关电路30的控制端提供控制信号，以便于间接地控制开关电路30断开或者闭合。

在本申请的一些实施例中，控制电路40可以包括一个或多个开关，控制至少一开关使得控制电路40停止向开关电路30的控制端输出控制信号，从而使得开关电路30断开，最终停止对电池模块50充电；而控制至少一开关，使得控制电路40向开关电路30的控制端提供控制信号，从而使得开关电路30闭合，最终对电池模块50充电。

电池模块50作为被充电对象或者释放电能的放电对象，是充放电控制系统中的储能和放能组件，以便于使得充放电控制系统完成正常的储能过程以及放能过程。在本申请的一些实施例中，电池模块50可以由单体电池组成，例如锰酸锂电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、铅酸电池、镉镍电池、铁镍电池或氢化物镍电池等。

在本申请的另外一些实施例中，电池模块50可以由多个单体电池组成，例如，多个单体电池串联形成电池模组或者并联形成电池模组或者串并联形成的电池模组。

在本申请实施例中，本申请通过第一次级绕组单元10向电池模块50提供充电电压VBUS，并通过第二次级绕组单元20提供控制电路工作电压Vc，以使控制电路向开关电路30的控制端提供控制信号，使得充电控制电路300的控制线路和功率传输线路各采用一个副边绕组，通过独立的副边绕组提供控制电路工作电压，进而驱动开关电路30的导通和关闭，使得开关电路30的导通和关闭不会受到功率传输电路的影响，有利于提高开关电路30的控制精度，避免开关电路30受到功率传输电路的影响而导致开关状态不稳定的现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图2，图2示出了本申请实施例中充电控制电路300的另一种模块示意，其中，开关电路30包括第一MOS管Q201和第二MOS管Q202；第一MOS管Q201的第一端与第一次级绕组单元10的输出端电连接，第一MOS管Q201的第二端与第二MOS管Q202的第一端电连接，第二MOS管的第二端与充电控制电路300的输出端电连接；第一MOS管Q201的控制端和第二MOS管Q202的控制端分别与控制电路的输出端电连接；第一MOS管Q201的寄生二极管与第二MOS管Q202的寄生二极管的方向反向设置。

需要说明的是，本申请中实施例中所采用的各晶体管的第一极/第一端为源极和漏极中一者，各晶体管的第二极/第二端为源极和漏极中另一者。由于晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的，也就是说，本申请的实施例中的晶体管的第一极/第一端和第二极/第二端在结构上可以是没有区别的。示例性地，在晶体管为P型晶体管的情况下，晶体管的第一极/第一端为源极，第二极/第二端为漏极；示例性地，在晶体管为N型晶体管的情况下，晶体管的第一极/第一端为漏极，第二极/第二端为源极。

示例性地，以第一MOS管Q201以及第二MOS管Q202为NMOS管为例，第一NMOS管Q201的源极电连接至第二NMOS管Q202的源极；第一NMOS管Q201的漏极电连接至第一次级绕组单元10的输出端，第二NMOS管Q202的漏级电连接充电控制电路300的输出端，由于NMOS管具有源极指向栅极的单向导通特性，而第一NMOS管Q201的源极电连接至第二NMOS管Q202的源极，因此第一NMOS管Q201与第二NMOS管Q202分别具有导通方向相反的两个寄生二极管，在第一NMOS管Q201与第二NMOS管Q202工作时，该两个寄生二极管可以阻止两个方向的电流，从而防止电流倒灌至充电控制电路300，从而避免电流倒灌损坏充电控制系统中的电路。

可以理解地，开关电路30还可以采用可控硅晶体管实现开关控制；或者，第一MOS管Q201和第二MOS管Q202还可以为PMOS管，该两个PMOS的源极相互连接，从而形成两个寄生二极管对置的开关电路30。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图3，图3示出了本申请实施例中充电控制电路300的另一种模块示意，其中，控制电路40包括光电耦合器U203；光电耦合器U203的集电极电连接至第二次级绕组单元20，光电耦合器U203的发射极电连接至开关电路30的控制端；光电耦合器U203的阳极用于接收控制电压信号O/P_MOS_CTRL，光电耦合器U203的阴极端用于接地。

需要说明的是，控制电压信号O/P_MOS_CTRL可以由芯片构成的处理电路、或者单片机发出，在光电耦合器U203的阳极接收到控制电压信号后，光电耦合器U203的光电二极管发光，从而使得受光器的发射极与集电极连通，控制电路40此时处于闭合状态，因此第二次级绕组单元20向开关电路30的控制端提供电压，使得开关电路30导通。同时，由于光电耦合器U203可以隔离芯片发出的控制电压信号与第二次级绕组输出的工作电压Vc的电压信号，以控制电压信号O/P_MOS_CTRL与工作电压Vc的电压信号之间信号隔离，结合本申请充电控制电路300的控制线路和功率传输线路各采用一个副边绕组隔离的实施例，可以有效地防止控制电压信号O/P_MOS_CTRL受到其他电压信号干扰，有利于进一步提高开关电路30的控制精度。

可以理解地，控制电路40还可以采用MOS管、IGBT管或三极管等具有开关功能的晶体管实现开关控制。

在本申请的一些实施例中，参阅图4，图4示出了本申请实施例中充电控制电路300的一种电路示意，其中，第一副边绕组WD1的匝数大于第二副边绕组WD2的匝数。具体地，由于第一副边绕组WD1的匝数大于第二副边绕组WD2的匝数，因此第一副边绕组WD1的感应电动势将大于第二副边绕组WD2的感应电动势，可以降低第二副边绕组WD2、第二次级绕组单元和控制电路的能耗，并提高电池模块50的充电效率。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，其中，第一次级绕组单元10包括第一单向二极管D201、第一电阻R201以及第一电容C201；第一单向二极管D201的第一端与变压器200的第一副边绕组WD1的第一端电连接，第一单向二极管D201的第二端与第一电阻R201的第一端电连接，第一电阻R201的第二端与开关电路30的输入端电连接；第一电容C201的第一端与第一电阻R201的第二端电连接，第一电容C201的第二端与第一副边绕组WD1的第二端电连接。具体地，第一单向二极管D201可以对变压器200的第一副边绕组WD1输入的交流信号进行半波整流，以便于将交流信号转换为直流信号并提供给电池模块50进行充电，而第一电阻R201以及第一电容C201形成了电阻-电容电路(RC整形电路)，有利于剔除直流信号中的噪声，从而避免电池模块50接收的充电电压VBUS出现尖脉冲电压的现象。

可以理解地，第一次级绕组单元10还可以采用桥式整流电路、或全波整流电路替代第一单向二极管D201将交流信号转换为直流信号；或者第一次级绕组单元10还可以MOS管整流电路替代第一单向二极管D201将交流信号转换为直流信号。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图8，其中，第一次级绕组单元10包括第一单向二极管D201、第一电阻R201以及第一电容C201；第一单向二极管D201的第一端与变压器的第一副边绕组的第一端电连接，第一单向二极管D201的第二端与第一电容C201的第一端电连接；第一电阻R201的第一端与第一单向二极管D201的第一端电连接，第一电阻R201的第二端与第一电容C201的第二端电连接。同样地，第一单向二极管D201可以对变压器200的第一副边绕组WD1输入的交流信号进行半波整流，同时在第一副边绕组WD1输入的交流信号拉高时，第一副边绕组WD1通过第一电阻R201对第一电容C201进行充电，而在第一副边绕组WD1输入的交流信号拉低时，第一副边绕组WD1通过第一电阻R201对第一电容C201将进行放电，有利于将第一副边绕组WD1输入的交流信号转换并得到波形平滑的直流信号，对实现对电池模块50进行直流充电的目的。

可以理解地，第一单向二极管D201可以为单个二极管，第一单向二极管D201也可以如图8所示设置为多个并联的单向二极管，在实现整流的同时能够承受更大的电流并起到分流作用；或者，也可以将第一电阻R201设置为多个并联的电阻(例如电阻R201、R202、R203)，以提供更多数量的支路对第一电容C201进行充电/放电。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，其中，第二次级绕组单元20包括第二单向二极管D202、第二电阻R206以及第二电容C224；第二单向二极管D202的第一端与变压器200的第二副边绕组WD2的第一端电连接，第二单向二极管D02的第二端与第二电阻R206的第一端电连接，第二电阻R206的第二端与控制电路40的输入端电连接；第二电容C224的第一端与第二电阻R206的第二端电连接，第二电容C224的第二端与第二副边绕组WD2的第二端电连接。同样地，第二单向二极管D202可以对变压器200的第二副边绕组WD2输入的交流信号进行半波整流，以便于将交流信号转换为直流信号并提供给控制电路40进行开关控制，而第二电阻R206以及第二电容C224形成了电阻-电容电路(RC整形电路)，有利于剔除直流信号中的噪声，避免开关电路30控制端接入的工作电压Vc不稳定，而导致开关电路30的开关状态不稳定的现象。

可以理解地，第二次级绕组单元20还可以采用桥式整流电路或全波整流电路替代第二单向二极管D202将交流信号转换为直流信号。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图4以及图5，图5示出了本申请实施例中充电控制电路300的另一种模块示意图，其中，充电控制电路300还包括预充电开关电路60；预充电开关电路60一端与第一次级绕组单元10电连接，另外一端与充电控制电路300的输出端电连接，且预充电开关电路60与开关电路30并联；在充电控制电路300工作过程中，预充电开关电路60的开关状态与开关电路30的开关状态互斥。

具体地，开关电路30闭合之前，预充电开关电路60导通使得充电电压VBUS电连接至电池模块50，从而对电池模块50进行预先充电以激活电池模块50，并可以通过BAT1+接口获取电池模块50的电压信号，以便于判断电池模块50的电压是否符合要求，避免电池模块50的电压过高或者过低的现象。在判断电池模块50的电压合格并激活电池模块50后，则可以断开预充电开关电路60，并闭合开关电路30，利用充电电压VBUS对电池模块50进行充电。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，预充电开关电路60包括第一开关管Q205；第一开关管Q205的第一端电连接至第一次级绕组单元10，第一开关管Q205的第二端电连接至电池模块50。具体地，当第一开关管Q205的控制端接收到电压信号使得第一开关管Q205闭合后，第一次级绕组单元10通过第一开关管Q205对电池模块50进行充电，以便于通过BAT1+接口判断电池模块50的电压是否符合要求。

作为一示例性地，第一开关管Q205为三极管，第一开关管Q205的发射极电连接至第一次级绕组单元10，第一开关管Q205的集电极电连接至电池模块50，第一开关管Q205的发射极与第一开关管Q205的基极电连接。具体地，当第一开关管Q205的基极接入信号后，第一开关管Q205的发射极与集电极导通，从而使得充电电压VBUS接入电池模块50并对电池模块50进行预充电检测。

进一步地，在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，预充电开关电路60还包括第二开关管Q206；第二开关管Q206的第二端与第一开关管Q205的控制端电连接，第二开关管Q206的第一端与第二开关管Q206的控制端电连接，第二开关管Q206的控制端用于接入预充电控制信号。具体地，当第二开关管Q206的控制端接收到预充电控制信号(例如芯片发出的BAT-ON信号)后，第二开关管Q206的第一端与第二端导通，从而使得预充电控制信号传递至第一开关管Q205的控制端，从而利用第二开关管Q206间接地控制第一开关管Q205的开关状态。

作为一示例性地，第二开关管Q206为三极管，第二开关管Q206的集电极与第一开关管Q205的基极电连接，第二开关管Q206的发射极与第二开关管Q206的基极电连接，第二开关管Q206的基极用于接入预充电控制信号。具体地，由于第二开关管Q206的集电极与第一开关管Q205的基极电连接，因此在第二开关管Q206的基极接收到信号(例如芯片发出的BAT-ON信号)后，第二开关管Q206的集电极与发射极导通，从而使得第一开关管Q205的基极接入信号并导通第一开关管Q205。此外，第二开关管Q206还可以将预充电控制信号(例如芯片发出的BAT-ON信号)与充电电压VBUS分隔，避免预充电控制信号受到充电电压VBUS干扰的现象。

可以理解地，预充电开关电路60也可以采用MOS管或者IGBT管等实现开关功能；或者，还可以设置第三三极管甚至更多数量的三极管，将芯片发出的BAT-ON信号接入第三三极管的基极，并使得第三三极管的集电极与第二开关管Q206的基极电连接，让第二开关管Q206的基极收到第三三极管控制。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，其中，开关电路30还包括第一PNP三极管Q203；第一MOS管Q201和第二MOS管Q202的栅极与第一PNP三极管Q203的发射极电连接，第一MOS管Q201和第二MOS管Q202的源极与第一PNP三极管Q203的源极电连接，第一PNP三极管Q203的基极用于接收工作电压Vc。

需要说明的是，当第一MOS管Q201和第二MOS管Q202的栅极、第一PNP三极管的基极接入高电平信号时，第一MOS管Q201和第二MOS管Q202导通，而第一PNP三极管Q203关断；反之，当第一MOS管Q201和第二MOS管Q202的栅极、第一PNP三极管的基极接入低电平信号时，则第一MOS管Q201和第二MOS管Q202关断，而第一PNP三极管Q203导通。同时，由于第一PNP三极管Q203的闭合速度大于第一MOS管Q201和第二MOS管Q202的断开速度，因此在第一PNP三极管Q203的闭合瞬间，第一MOS管Q201和第二MOS管Q202还处于断开过程中，此时第一MOS管Q201和第二MOS管Q202衬底金属板的负电荷可以经第一PNP三极管Q203流向第一MOS管Q201和第二MOS管Q202的栅极金属板，从而加快第一MOS管Q201的第二MOS管Q202的断开速度，最终达到降低第一MOS管Q201的第二MOS管Q202的开关损耗，并防止第一MOS管Q201的第二MOS管Q202损坏的现象。

值得注意的是，上述关于充电控制电路300的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程，在本领域技术人员的指导下，还可以做出等同的修改设计，例如，参阅图4，在光电耦合器U203的阳极与阴极之间还可以并联电容C228以及电阻R269，并在光电耦合器U203的阳极串联电阻R208，以对接入的控制电压信号进行整形；又例如，还可以设置电阻R218、R219、R220或R221等降压所采用的电阻；再例如，如图8所示，图8示出了本申请实施例中充电控制电路300的另一种电路示意图，也可以设置并联电容EC202以及EC203，以对第一次级绕组单元10输出的信号进行滤波。

进一步地，为了更好的实施本申请实施例中的充电控制电路300，在充电控制电路300的基础上，参阅图6，图6示出了本申请实施例中充电控制方法的一种流程示意图，本申请还提供一种充电控制方法，方法应用于充电控制系统中的处理电路，充电控制系统包括上述任一实施例所述的充电控制电路300，充电控制方法包括：

在步骤S601，检测充电控制电路300的控制参数，控制参数包括充电控制电路300的温度、输出电压、充电时长、输出电流中的至少一个；

在步骤S602，当控制参数满足预设条件时，向充电控制电路300中的控制电路40发送控制信号，使得充电控制电路300向外部电池模块50供电。

在本申请的一些实施例中，预设条件可以是充电控制电路300的温度、输出电压、充电时长、输出电流中的任一个满足对应(大于或小于)的设定值。在本申请的一些实施例中，预设条件也可以是充电控制电路300的温度、输出电压、充电时长、输出电流中的多个参数或者全部参数满足对应的设定值。

作为一示例性地，当检测充电控制电路300的当前温度大于或等于预设温度(例如80℃)时，则可以判断目前充电控制电路300存在过热现象，因此可以通过处理电路(例如MCU控制器)向控制电路40发送断电信号使得控制电路40断开，从而使得开关电路30的控制端与第二副边绕组单元20断开，最终使得电池模块50与第二副边绕组单元10断开并停止充电。反之，当检测充电控制电路300的当前温度小于预设温度(例如80℃)时，则可以通过处理电路向充电控制电路300中的控制电路40发送控制信号，在开关电路接收指示充电的控制信号后开关电路导通，使得电池模块50与第二副边绕组单元10、第一次级绕组单元电连接并进行充电。

作为另一示例性地，当检测充电控制电路300的输出电压大于或等于预设电压(例如200V)时，则可以判断目前充电控制电路300存在过压现象，因此可以通过MCU控制器向控制电路40发送断电信号，使得控制电路40断开，从而使得开关电路30的控制端与变压器200的第二副边绕组WD2断开，最终使得电池模块50与变压器200的第一副边绕组WD1断开并停止充电。反之，当检测充电控制电路300的输出电压小于预设电压(例如200V)时，则可以通过处理电路向充电控制电路300中的控制电路40发送控制信号，在开关电路接收指示充电的控制信号后开关电路导通，并对电池模块50正常进行充电。

作为另一示例性地，当检测充电控制电路300的当前充电时长大于或等于预设时长(例如10h)时，则可以判断目前充电控制电路300存在充电时间过长的现象，因此可以通过MCU控制器向控制电路40发送断电信号，使得控制电路40断开，从而使得开关电路30的控制端与变压器200的第二副边绕组WD2断开，最终使得电池模块50与变压器200的第一副边绕组WD1断开并停止充电。反之，当检测充电控制电路300的当前充电时长小于预设时长(例如10h)时，则可以通过处理电路向充电控制电路300中的控制电路40发送控制信号，并对电池模块50正常进行充电。预设时长可以是针对电池模块反馈的参数所设置的时长，可以是通过按键或终端设备人为设置的时长；可以是1h、1.5h、5h、4h、2h、6h、7.5h、9h、10h、12h等时长，此处仅是举例说明，不做过多限制。

作为另一示例性地，当检测充电控制电路300的当前输出电流大于或等于第一预设电流(例如5A)或者小于或等于第二预设电流(2A)时，则可以判断目前充电控制电路300的充电电流过大或过小，因此可以通过MCU控制器向控制电路40发送断电信号，使得控制电路40断开，从而使得开关电路30的控制端与变压器200的第二副边绕组WD2断开，最终使得电池模块50与变压器200的第一副边绕组WD1断开并停止充电。反之，当检测充电控制电路300的当前输出电流介于第一预设电流(例如50A)与第二预设电流(10A)之间时，则可以通过处理电路向充电控制电路300中的控制电路40发送控制信号，并对电池模块50正常进行充电。第一预设电流和第二预设电流均可以是针对电池模块反馈的参数所设置的电流，可以是通过按键或终端设备人为设置的预设电流。示例性地，第一预设电流可以是2A、5A、3A等，第二预设电流可以是2A、5A、3A等_。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7，充电控制方法还包括：

步骤S701，检测充电控制电路300的故障信号，故障信号包括充电控制电路300的短路信号或反接信号中的至少一者；

步骤S701，当充电控制电路300存在故障信号时，向充电控制电路300中的控制电路40发送断电信号，使得充电控制电路300停止向外部电池模块50供电。

例如，当检测充电控制电路300的存在短路信号时，则可以通过MCU控制器向控制电路40发送断电信号，使得控制电路40断开，从而使得开关电路30的控制端与变压器200的第二副边绕组WD2断开，最终使得电池模块50与变压器200的第一副边绕组WD1断开并停止充电。又例如，当检测充电控制电路300的存在反接信号时，则可以通过MCU控制器向控制电路40发送断电信号，使得控制电路40断开，从而使得开关电路30的控制端与变压器200的第二副边绕组WD2断开，最终使得电池模块50与变压器200的第一副边绕组WD1断开并停止充电。

可以理解地，控制参数还可以包括充电控制电路300的其他表征信息，例如充电控制电路300的环境湿度、环境温度等；或者，故障条件还可以包括充电控制电路300存在断路信号，以便于根据充电控制电路300的断路现象进行相应的开关控制。

进一步地，为了更好的实施本申请实施例中的充电控制电路300，在充电控制电路300的基础上，本申请还提供一种包括充电控制系统，充电控制系统包括处理电路、依次电连接的PFC电路、变压器以及上述任一实施例所述的充电控制电路300，该充电控制系统可以为电动汽车、混动汽车、电动自行车、电动踏板、电动滑板等电驱移动设备充电。由于本申请实施例中的充电控制系统因设置有上述实施例的充电控制电路300，从而具有上述充电控制电路300的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

需要指出的是，两个电学元件电连接可以是两个电学元件之间的直接或间接电连接。例如，A与B电连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接地电连接。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

以上对本申请实施例所提供的一种充电控制电路300、充电控制方法以及充电控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种充电控制电路，其特征在于，应用于充电控制系统，所述充电控制系统包括依次电连接的PFC电路、变压器以及所述充电控制电路，所述充电控制电路包括：

第一次级绕组单元，所述第一次级绕组单元与所述变压器的第一副边绕组电连接，所述第一次级绕组单元用于向电池模块提供充电电能；

开关电路，所述开关电路电连接在所述第一次级绕组单元的输出端与所述充电控制电路的输出端之间的主路线路上，所述开关电路用于导通或关断所述第一次级绕组单元向所述电池模块的供电线路；

控制电路，所述控制电路的输出端与所述开关电路的控制端电连接，所述控制电路用于向所述开关电路输出控制信号；

第二次级绕组单元，所述第二次级绕组单元与所述变压器的第二副边绕组电连接，所述第二次级绕组单元的输出端与所述控制电路的输入端电连接，所述第二次级绕组单元用于向控制电路提供工作电压。

2.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括第一MOS管和第二MOS管；

所述第一MOS管的第一端与所述第一次级绕组单元的输出端电连接，所述第一MOS管的第二端与所述第二MOS管的第一端电连接，所述第二MOS管的第二端与所述充电控制电路的输出端电连接，所述第一MOS管的控制端、所述第二MOS管的控制端分别与所述控制电路的输出端电连接；

所述第一MOS管的寄生二极管与所述第二MOS管的寄生二极管的方向反向设置。

3.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述控制电路包括光电耦合器；

所述光电耦合器的集电极电连接至所述第二次级绕组单元，所述光电耦合器的发射极电连接至所述开关电路的控制端；

所述光电耦合器的阳极用于接收控制电压信号，所述光电耦合器的阴极端用于接地。

4.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述第一次级绕组单元包括第一单向二极管、第一电阻以及第一电容；

所述第一单向二极管的第一端与所述变压器的第一副边绕组的第一端电连接，所述第一单向二极管的第二端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述开关电路的输入端电连接；

所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端与所述变压器的第一副边绕组的第二端电连接。

5.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述第一次级绕组单元包括第一单向二极管、第一电阻以及第一电容；

所述第一单向二极管的第一端与所述变压器的第一副边绕组的第一端电连接，所述第一单向二极管的第二端与所述第一电容的第一端电连接；

所述第一电阻的第一端与所述第一单向二极管的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第二端电连接。

6.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述第二次级绕组单元包括第二单向二极管、第二电阻以及第二电容；

所述第二单向二极管的第一端与所述变压器的第二副边绕组的第一端电连接，所述第二单向二极管的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻第二端与所述控制电路的输入端电连接；

所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第二电容的第二端与所述变压器的第二副边绕组的第二端电连接。

7.如权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路还包括预充电开关电路；

所述预充电开关电路一端与所述第一次级绕组单元电连接，另外一端与所述充电控制电路的输出端电连接，且所述预充电开关电路与所述开关电路并联；

在所述充电控制电路工作过程中，所述预充电开关电路的开关状态与所述开关电路的开关状态互斥。

8.如权利要求7所述的充电控制电路，其特征在于，所述预充电开关电路包括第一开关管；

所述第一开关管的第一端电连接至所述第一次级绕组单元，所述第一开关管的第二端电连接至所述电池模块。

9.如权利要求8所述的充电控制电路，其特征在于，所述预充电开关电路还包括第二开关管；

所述第二开关管的第二端与所述第一开关管的控制端电连接，所述第二开关管的第一端与所述第二开关管的控制端电连接，所述第二开关管的控制端用于接入预充电控制信号。

10.一种充电控制系统，其特征在于，所述充电控制系统包括处理电路、依次电连接的PFC电路、变压器以及如权利要求1至9任一项所述的充电控制电路。