一种用于集抄终端类产品的电池充电电路制造技术

本发明专利技术是一种用于集抄终端类产品的电池充电电路，适用于镍氢电池、镍镉电池以及锂电池充电。其中锂电池充电过程分为涓流充电、恒流充电、恒压充电以及充电终止四个过程。本发明专利技术采用开关电源方案，充电效率高，绿色环保，功能丰富，能够以最优的充电过程完成电池充电，延长电池使用寿命。本发明专利技术不仅向下兼容被充电池，而且向上兼容不同复杂等级的控制系统，具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多功能高效的用于集抄终端类产品的电池充电电路。 技术背景 电网并未对集抄终端类产品的充电电池做出统一要求，但是电池还是以镍氢电池 和锂电池为主，且电池规格不一。集抄终端类产品属于工业级产品，需要较高的安全等级而 现今并无较为合适的用于此类产品的电池充电芯片，尤其缺少工业级芯片。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于集抄终端类产品的电池充电电路， 具有较高的效率和安全等级，既可独立工作又可通过程序控制完成更复杂的充电过程。 本专利技术的技术方案如下： -种用于集抄终端类产品的电池充电电路，其特征在于：它包括由mos管Q1、电感 L1、电容C4及二极管D2组成的BUCK电路，还包括电流控制回路、电压控制回路及使能控制 电路；其中电流控制回路由电阻R1和电容C1将电流信号转换为电压信号，再经过三极管 Q2与电阻R9和电阻R15共同组成的放大电路将电压信号放大；电压信号经三极管Q7放大 后接二极管D4和二极管D5,再经由电阻R6、电容C3和电容C5组成的RC延时网络接mos管 Q1 ;电压控制回路由电阻R4和电阻Rl1分压输出到二极管D3，再经由电阻R6、电容C3和电 容C5组成的RC延时网络接mos管驱动电路用于电压控制；由电阻R5、电阻R13分压，再经 电容C6滤波后输入到单片机AD输入端，用于电压检测；使能控制电路由电阻R16接三极管 Q6再经由电阻R6、电容C3和电容C5组成的RC延时网络接mos管Q1。 一种用于集抄终端类产品的电池充电电路，其特征在于：它包括由mos管Q1、电感 L1、电容C5及二极管D4组成的BUCK电路，还包括电流控制回路、电压控制回路、mos管驱动 电路及使能控制电路；其中电流控制回路由电阻R2和电容C3将电流信号转换为电压信号， 再经过运算放大器U1、电阻R9、电阻R10、电阻R20和电阻R4共同组成的差分放大电路，将 电压信号放大；电压信号经电阻R12、二极管D3接TL431D5,再经驱动电路接mos管Q1 ;单 片机的DA1接电阻R14,再经二极管D3接电压基准源D5,用于电流输出量调节；运算放大器 U1输出经电阻R13接AD1用于电流检测；电压控制回路由电阻R6和电阻R15分压后经二 极管D2输出到电压基准源D5,再经驱动电路控制mos管Q1，用于电压控制；单片机DA2接 电阻R17经二极管D2接电压基准源D5,用于电压输出量调节；由电阻R7、电阻R18分压，再 经电容C7滤波后输入到单片机的AD2,用于电压检测；mos管驱动电路由三极管Q5、三极管 Q2组成的反向图腾柱用以保证三极管Q3、三极管Q4组成的半H桥的上下桥臂不同时导通； 所述的半H桥经电阻R11关断mos，经电阻R11与电阻R22开启mos，用于实现mos管的快 关断和慢开启；使能控制电路由电阻R16经三极管Q6接mos管驱动电路的输入端，用于实 现充电电路的使能与失能功能。 本专利技术的积极效果在于：本专利技术的电路是一种用分立器件设计的开关型充电电 路，效率远远高于现有线性电源方案做的充电电路，诸如LM317,LM7805等线性稳压器方案 的充电方案。本专利技术的充电电路功能丰富，既可独立工作又可程序控制完成更复杂的充电 过程，完全胜任多种充电方案。 本专利技术通过电压反馈和电流反馈来调节MOS管的通断并通过电感、电容滤除大部 分文波。在整个调节过程中只存在控制回路耗能、MOS管ESR和电流检测电阻耗能。其中 控制回路耗能仅占损耗的很小一部分，MOS管的ESR值与电流检测电阻的值的和较小，故耗 能少。充电效率远高于现有线性电源方案。 本专利技术具有可调电流模式充电，可调电压模式充电，功能远胜于现有集抄终端类 产品的充电方案。可以针对不同规格的电池设置不同的充电方案，用以延长电池使用寿命。 本专利技术充电电路在恒流模式充电时，电压可检测并且可以进行电压限幅，当前充 电电流也可检测，带有过流保护功能，防止输出短路。而且本充电电路的充电电流可调，可 以根据电池容量以及电池电压设定不同的充电电流。在恒压充电时，亦可根据充电电流调 节充电电压。 当电池电量较少时采用小电流充电（涓流充电），当电池充到一定电量时再以较 大的电流充电（恒流充电），因此提高了充电效率，电池基本充满时再切换到恒压模式并检 测充电电流，当充电电流小于设定值时终止充电，完成充电过程。因此本专利技术可实现复合充 电方式，进一步延长电池使用寿命。 本专利技术既可受微处理器控制，完成精密复杂的充电过程，也可以独立工作完成充 电过程，可向上兼容不同复杂等级的控制系统，完成不同复杂等级的充电过程；本专利技术可向 下兼容多种的不同种类以及不同规格的电池，如不同容量、不同串联节数的镍镉、镍氢以及 锂电池。【附图说明】 图1是本专利技术的逻辑框图。 图2本专利技术完整版电路原理图。 图3本专利技术精简版电路原理图。【具体实施方式】 下面结合附图及【具体实施方式】进一步说明本专利技术。 本专利技术的充电电路位于终端电源和备用电池之间，电路图中"12V"接终端的内部 电源，该电源范围较广（8-15V)大多数终端类产品均可以提供此电压；该充电电路的充电 电流可调，可根据电源的输出能力以及电池规格选择合适的充电电流。 如图1所示，本专利技术Ui为充电电路输入电源，Uo接被充电电池。该充电电路的拓 扑结构为BUCK电路。由开关mos管、储能电感、滤波电容及续流二极管组成。另外该电路 还包括电流检测部分、电压检测部分；以上两部分的输出经或非逻辑接mos管驱动电路，驱 动mos管。电压检测部分和电流检测部分留有模拟输入和模拟输出接口。模拟输出接单片 机的AD输入接口，完成电压和电流量的检测。单片机的DA输出接口接上述模拟输入接口 完成电压和电流量的调节，并与电压和电流检测支路组成充电电路的控制外环，保证电压 与电流的输出精度。另外该充电电路还配有使能功能，可由单片机或系统CPU控制充电电 路的使能与失能。 如图2所示，BT1位被充的备用电池，由于本专利技术的输出电压与输出电流均可调 节，被充电池可以是多种规格的。该电池的电压规格可以是3S或者4S的镍氢电池、3S或者 4S的镍镉电池也可以是1S的锂电池；本专利技术能够兼容任一电量（决定最大充电电流）规 格的电池。 本专利技术电路的拓扑结构是由mos管Q1、电感L1、电容C5及肖特基二极管D4组成 的BUCK电路，该电路还包括电流控制回路、电压控制回路及使能控制。 该电路的电流检测是由R2和C3将电流信号转换为电压信号，再经过运算放大器 U1与电阻R9、电阻R10、电阻R20、电阻R4共同组成的差分放大电路，将电压信号放大。上 述电压信号经电阻R12、二极管D3接电压基准源TL431D5,再经驱动电路控制mos管Q1，完 成电流控制。单片机DA1接电阻R14经二极管D3接TL431D5,完成电流输出量调节；运算 放大器U1输出经电阻R13接AD1完成电流检测。 该电路的电压检测是由电阻R6和电阻R15分压经二极管D2输出到TL431D5,再经 驱动电路控制mos管Q1，完成电压控制。单片机DA2接电阻R17经二极管D2接TL431D5， 完成电压输出量调节；则由电阻R7、电阻R18分压，经电容C7滤波后输入到AD2，完成电压 检测。 该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于集抄终端类产品的电池充电电路，其特征在于：它包括由mos管Q1、电感L1、电容C4及二极管D2组成的BUCK电路，还包括电流控制回路、电压控制回路及使能控制电路；其中电流控制回路由电阻R1和电容C1将电流信号转换为电压信号，再经过三极管Q2与电阻R9和电阻R15共同组成的放大电路将电压信号放大；电压信号经三极管Q7放大后接二极管D4和二极管D5，再经由电阻R6、电容C3和电容C5组成的RC延时网络接mos管Q1；电压控制回路由电阻R4和电阻R11分压输出到二极管D3，再经由电阻R6、电容C3和电容C5组成的RC延时网络接mos管驱动电路用于电压控制；由电阻R5、电阻R13分压，再经电容C6滤波后输入到单片机AD输入端，用于电压检测；使能控制电路由电阻R16接三极管Q6再经由电阻R6、电容C3和电容C5组成的RC延时网络接mos管Q1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱国明，柳明涛，陈杰，王显亮，陈斐，
申请(专利权)人：烟台东方威思顿电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37