CN205960679U - 电池充满保护电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池充满保护电路及充电器，充电器具有电源处理模块及与该电源处理模块连接的电源输出接口，该电源输出接口用于连接充电电池，电池充满保护电路包括电压检测电路及保护执行电路，电压检测电路的检测端与电源输出接口连接，电压检测电路通过电源输出接口检测充电电池的充电电压，电压检测电路的输出端与保护执行电路的输入端连接，保护执行电路的输出端与电源处理模块连接，保护执行电路，用于在电压检测电路检测到充电电池的充电电压达到预设充电电压时，控制电源处理模块停止电源输出。本实用新型避免充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，延长充电电池的使用寿命。

Description

电池充满保护电路及充电器

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其涉及一种电池充满保护电路及充电器。

背景技术

随着便携式电子产品以及电动产品的不断发展，目前使用充电电池的产品越来越多，包括：手机、平板、数码相机、电动自行车、平衡车等等。这些电动产品都配备有专门的充电器进行充电。而现有的充电器在给充电电池充满电后，即达到充电电池的额定最高电压，也即达到充电器的空载电压时，充电电池正负极两端的电压与充电器的最高输出电压相同，此时，充电器输出电流为零，充电电池充电电流为零。但是，由于可充电电池的特性，即在没有充电电流达到一定时长后，充电电池电压会降低，此时，如果充电电池未及时与充电器断开物理连接，则充电器的输出电压将会高于充电电池电压，充电器会继续给充电电池充电，直到充电电池电压再次上升到额定最高电压。而且之后，会一直重复前述过程，即充电电流一直断续存在。

上述充电方式对品质较差的充电电池，尤其是锂电池影响很大，特别是寿命后期的锂电池组，随着电芯内部缺陷加大，内部漏电流也会加大，充电时充电电池温度会异常升高。因此，在充满电后，如果充电电池未及时与充电器断开连接，就会因为对充电电池反复充电甚至过充而缩短充电电池的使用寿命，并加大充电电池起火的几率，严重时，甚至给用户带来安全伤害以及发生火灾。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电池充满保护电路及充电器，旨在避免充电电池未及时与充电器断开连接时，充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，同时防止充电电池过充，延长充电电池的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电池充满保护电路，用于充电器 中，所述充电器具有电源处理模块及与该电源处理模块连接的电源输出接口，该电源输出接口用于连接充电电池，所述电池充满保护电路包括电压检测电路及保护执行电路，所述电压检测电路的检测端与所述电源输出接口连接，所述电压检测电路通过所述电源输出接口检测所述充电电池的充电电压，所述电压检测电路的输出端与所述保护执行电路的输入端连接；所述保护执行电路的输出端与所述电源处理模块连接；所述保护执行电路，用于在所述电压检测电路检测到所述充电电池的充电电压达到预设充电电压时，控制所述电源处理模块停止电源输出。

优选地，所述电源处理模块具有正极输出端和负极输出端，所述电源输出接口具有正极端和负极端；所述电压检测电路包括第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第一稳压管、第二稳压管、第三稳压管、第一可控整流元件及第一运算放大器，所述第一电阻的第一端与所述电源处理模块的正极输出端及所述电源输出接口的正极端互连，所述第一电阻的第二端与所述第三稳压管的阴极、第七电阻的第一端及所述第一运算放大器的同相输入端互连，所述第三稳压管的阳极和所述第七电阻的第二端分别接地；所述第一运算放大器的同相输入端还经所述第三电阻接地；所述第一运算放大器的反相输入端与所述电源处理模块的负极输出端及所述电源输出接口的负极端互连，所述第一运算放大器的输出端依次经所述第二电阻与所述第一稳压管的阳极连接，所述第一稳压管的阴极与所述第一三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻的第一端、所述第六电阻的第一端互连；所述第四电阻的第二端与所述第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极经所述第一电容接地；所述第六电阻的第二端经所述保护执行电路的输入端与所述第一可控整流元件的阳极连接，所述第一可控整流元件的阴极接地，所述第一可控整流元件的受控端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二稳压管和所述第一电容的公共端连接。

优选地，所述电源处理模块包括输入整流滤波单元、变压器输出单元及控制单元，所述输入整流滤波单元的输入端接交流电源，所述输入整流滤波单元的输出端与变压器输出单元的输出端连接，所述变压器输出单元的输出 端与电源输出接口及所述控制单元的信号接收端互连，所述控制单元的控制端与所述变压器输出单元的受控端连接，所述保护执行电路连接于所述输入整流滤波单元与变压器输出单元之间，且与所述控制单元连接。

优选地，所述保护执行电路包括第八电阻、第九电阻、第二可控整流元件及光耦，所述光耦包括发光二极管及光敏三极管，所述发光二极管为所述保护执行电路的输入端，所述发光二极管的阳极与所述第六电阻的第二端连接，所述发光二极管的阴极与所述第一可控整流元件的阳极连接，所述第八电阻的第一端与所述第九电阻的第一端连接，且并联于所述输入整流滤波单元与所述变压器处理模块之间，所述第八电阻的第二端与所述第二可控整流元件的阳极连接，所述第九电阻的第二端与所述光敏三极管的集电极连接；所述第二可控整流元件的阴极接地，所述第二可控整流元件的受控端与所述光敏三极管的发射极连接；所述第二可控整流元件的阳极为所述保护执行电路的输出端，并与所述控制单元的电源输入端连接。

优选地，所述保护执行电路连接于所述电源处理模块和所述电源输出接口之间，所述保护执行电路包括第一继电器，所述第一继电器包括第一线圈、第一公共端、第一常闭触点、第一常开触点，所述第一线圈的第一端与所述第七电阻的第二端连接，所述第一线圈的第二端与所述第一可控整流元件的阳极连接；所述第一公共端与所述电源处理模块的正极输出端连接；所述常闭触点为所述保护执行电路的输出端，并与所述电源输出接口的正极端连接。

优选地，所述电源处理模块具有正极输出端和负极输出端，所述电源输出接口具有正极端和负极端；所述电压检测电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第二三极管、第四稳压管及第二运算放大器，所述第十四电阻的第一端与所述第十电阻的第一端、第十六电阻的第一端、所述电源处理模块的正极输出端及所述电源输出接口的正极端互连，所述第十四电阻的第二端与所述第四稳压管的阴极、第十五电阻的第一端及所述第二运算放大器的反相输入端互连，所述第四稳压管的阳极和所述第十五电阻的第二端分别接地，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第十一电阻的第一端、所述电源处理模块的负极输出端及所述电源输出接口的负极端互连，所述第二运算放大器的输出端经所述第十三电阻与所述第二三极管的基极连接；所 述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经所述第十八电阻与所述第十六电阻的第二端连接；所述第十电阻的第二端为所述电压检测电路的输出端，并与所述第十一电阻的第二端连接。

优选地，所述保护执行电路包括第五稳压管、第十九电阻、第二继电器、可控精密稳压源，所述第二继电器包括第二线圈、第二公共端、第二常闭触点、第二常开触点，所述第五稳压管的阴极与所述电源处理模块的正极输出端及所述电源输出接口的正极端互连，所述第五稳压管的阳极经所述第十九电阻与所述第二线圈的第一端连接，所述第二线圈的第二端与所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的受控端与所述电压检测电路的输出端连接，所述可控精密稳压源的阳极与所述第二公共端及电源输出接口互连，所述第二常闭触点与所述电源处理模块的负极输出端连接。

本实用新型还提供一种充电器，包括电源处理模块及与该电源处理模块连接的电源输出接口，该电源输出接口用于连接充电电池，该充电器还包括如上所述的电池充满保护电路；所述电池充满保护电路包括电压检测电路及保护执行电路，所述电压检测电路的检测端与所述电源输出接口连接，所述电压检测电路通过所述电源输出接口检测所述充电电池的充电电压，所述电压检测电路的输出端与所述保护执行电路的输入端连接；所述保护执行电路的输出端与所述电源处理模块连接；所述保护执行电路，用于在所述电压检测电路检测到所述充电电池的充电电压达到预设充电电压时，控制所述电源处理模块停止电源输出。

优选地，所述充电器还包括指示灯电路，用于指示所述充电电池与所述电源输出接口的连接状态。

优选地，所述指示灯电路包括红色指示灯模块和绿色指示灯模块，所述绿色指示灯模块与所述电源处理模块的输出端连接，用于在所述电源处理模块接入交流电源时点亮；所述红色指示灯模块与所述电压检测电路连接，用于在所述电压检测电路检测到所述电源输出接口连接有充电电池时点亮。

本实用新型通过在充电器中设置电池充满保护电路，电池充满保护电路包括电压检测电路及保护执行电路，电压检测电路在检测到充电电池充满之 后，将充电电池充满的信号输出至保护执行电路，控制保护执行电路做出相应的动作，使得电源处理模块输出至充电电池的电压降为零，并一直保持停止的状态，即充电器输出回路与充电电池处于物理连接断开状态，直到充电电池移除或者充电器与交流电源处理模块断开，状态才解除，这样，避免充电电池未及时与充电器断开连接时，充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，同时防止充电电池过充，延长充电电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型电池充满保护电路应用于充电器中的电路结构框图；

图2为本实用新型电池充满保护电路第二实施例的电路结构框图；

图3为本实用新型电池充满保护电路第三实施例的电路结构框图；

图4为图2所示的电池充满保护电路第二实施例的电路结构示意图；

图5为图3所示的电池充满保护电路第三实施例的一电路结构示意图；

图6为图3所示的电池充满保护电路第三实施例的另一电路结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种充电器及一种应用于该充电器中的电池充满保护电路。

本实用新型充电器参照图1所示，该充电器包括电源处理模块10、电源输出接口及电池充满保护电路20。

电源处理模块10用于对交流电源进行直流转换处理以及变压后输出至电源输出接口。

电源输出接口用于连接充电电池，将电源处理模块10处理后的电源输出至充电电池充电。其中，输出接口可优选采用USB接口、SATA接口等接口来实现。

电池充满保护电路20如图2所示，图2还示出了该电池充满保护电路20一实施例的结构，具体地，该电池充满保护电路20包括电压检测电路21及保护执行电路22，所述电压检测电路21的检测端与所述电源输出接口连接，所述电压检测电路21通过所述电源输出接口检测所述充电电池的充电电压，所述电压检测电路21的输出端与所述保护执行电路22的输入端连接；所述保护执行电路22的输出端与所述电源处理模块10连接；所述保护执行电路22，用于在所述电压检测电路21检测到所述充电电池的充电电压达到预设充电电压时，控制所述电源处理模块10停止电源输出。

当充电器接通电源，未连接充电电池时，电源处理模块10输出至充电电池的接口的电压为空载电压。此时，因充电电池未接入，充电器无电流输出，电源输出接口无电压信号输出，电压检测电路20未工作。

当充电电池与充电器的电源输出接口连接，电源处理模块10开始对充电电池充电，电压检测电路21检测到电流信号，当检测到所述充电电池的充电电压达到预设充电电压，即充电电池充满时，电压检测电路21输出触发信号至保护执行电路22，保护执行电路22做出保护动作，控制所述电源处理模块10停止电源输出，使得充电器输出至充电电池的电压为零，同时输出电流为零，并一直保持这一状态。此时，虽然充电器与充电电池之间还存在物理连接，但因为没有电流流入充电电池，相当于充电器与充电电池已断开连接，这样，可以避免充电电池未及时与充电器断开连接时，充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，同时防止充电电池过充，延长充电电池的使用寿命。

上述电源处理模块10可采用以下结构实现，参照图2，电源处理模块10包括输入整流滤波单元110、变压器输出单元130及控制单元120，所述输入整流滤波单元110的输入端接交流电源，所述输入整流滤波单元110的输出端与变压器输出单元130的输出端连接，所述变压器输出单元130的输出端与电源输出接口及所述控制单元120的信号接收端互连，所述控制单元120 的控制端与所述变压器输出单元130的受控端连接。

所述输入整流滤波单元110用于将交流电源经过整流、滤波后输出至变压器输出单元130，变压器输出单元130将电源进行变压处理后，输出至电源输出接口，为充电电池供电；所述控制单元120接收到电源输出接口的电压信号后，控制变压器输出单元130做出相应的调整，输出合适的电压及电流至充电电池，对充电电池充电。

优选地，所述输入整流滤波单元110包括浪涌保护器、整流桥及滤波电容，所述浪涌保护器用于防止雷击或电源异常时，对充电器的损害；所述整流桥用于将交流电源转换成直流电源后输出至变压器输出单元130，所述滤波电容用于滤除直流电源中的交流成分。

优选地，变压器输出模包括变压器Tr及检流电阻RS1，变压器Tr用于将交流电进行处理后为充电电池提供能量，同时也为充电器各电路模块提供工作电压，检流电阻RS1用于对充电电池的充电电流进行采样，并将采样信号输出至电压检测电路22及电压反馈电路121。

优选地，所述控制单元120包括主控芯片IC1及电压反馈电路121，电压反馈电路121将检测到的变压器输出单元130输出的电压信号，反馈至主控芯片IC1的反馈端，主控芯片IC1通过控制端输出控制变压器输出单元130的PWM信号，从而调节变压器输出单元130的电流及电压的输出。

基于上述实施例，充电器还进一步包括指示灯电路，用于指示所述充电电池与所述电源输出接口的连接状态。

所述指示灯电路包括红色指示灯模块LED2和绿色指示灯模块LED1，所述绿色指示灯模块LED1与所述电源处理模块10的输出端连接，用于在所述电源处理模块接入交流电源时点亮；所述红色指示灯模块LED2与所述电压检测电路21连接，用于在所述电压检测电路21检测到所述电源输出接口连接有充电电池时点亮。

参照图4，提出本实用新型电压检测电路21的第一实施例，该实施例中，电压检测电路21包括第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第一稳压管D1、第二稳压管D2、第三稳压管D3、第一可控整流元件T1及 第一运算放大器U1，所述第一电阻R1的第一端与所述电源处理模块10的正极输出端及所述电源输出接口的正极端VOUT+互连，所述第一电阻R1的第二端与所述第三稳压管D3的阴极、第七电阻R7的第一端及所述第一运算放大器U1的同相输入端互连，所述第三稳压管D3的阳极和所述第七电阻R7的第二端分别接地；所述第一运算放大器U1的同相输入端还经所述第三电阻R3接地；所述第一运算放大器U1的反相输入端与所述电源处理模块10的负极输出端及所述电源输出接口的负极端VOUT-互连，所述第一运算放大器U1的输出端依次经所述第二电阻R2与所述第一稳压管D1的阳极连接，所述第一稳压管D1的阴极与所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的发射极与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第四电阻R4的第一端、所述第六电阻R6的第一端互连；所述第四电阻R4的第二端与所述第二稳压管D2的阴极连接，所述第二稳压管D2的阳极经所述第一电容C1接地；所述第六电阻R6的第二端经所述保护执行电路22的输入端与所述第一可控整流元件T1的阳极连接，所述第一可控整流元件T1的阴极接地，所述第一可控整流元件T1的受控端与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第二稳压管D2和所述第一电容C1的公共端连接。

本实施例中，上述第一三极管Q1优选采用PNP型三极管，用于电压检测电路10与充电器主回路之间的连接与断开；在其他实施例中，还可采用其他开关元件来实施。

第二稳压管D2用于在充电电池的电压接近预设充电电压时导通，从而触发延时元件动作。上述第四电阻R4及第一电容C1为延时元件，由于第四电阻R4及第一电容C1的延时作用，当电池接近预设充电电压时，电压反馈电路121将接收到充电电池的充电电压信号输出至主控芯片IC1，由主控芯片IC1来控制变压器输出单元的PWM信号，进而调节电源输出电流的大小，使得电源处理模块10对充电电池进行小电流充电一段时间，直至达到延时时间。

上述第一可控整流元件T1优选采用单向可控硅，第一可控整流元件T1用于配合电压检测电路21来检测充电电池的充电情况，并将充电电池充满的信号传递至保护执行电路22。

其中，第三电阻R3为第一运算放大器U1的同相输入端的基准电压，该 基准电压大于零，一般为0.2V或者稍大于0.2V，该基准电压用于与检流电阻RS1的电压进行比较，以使第一运算放大器U1的输出端输出相应的电压信号，从而控制第一三极管Q1的通断来实现电压检测电路10与充电器主回路之间的连接与断开。

当充电器接入交流电源时，检流电阻上无电流流过，则第一运算放大器U1的反向输入端输入为零，同时第一运算放大器U1的同相输入端输入基准电压信号，此时，反向输入端的电压小于同相输入端的基准电压，第一运算放大器U1输出高电平信号，并依次经第二电阻R2、第一稳压管D1输出至第一三极管Q1，使得第一三极管Q1截止。

当充电电池通过电源输出接口与充电器连接充电时，电流流过检流电阻RS1，并形成电压信号输入至第一运算放大器U1的反向输入端，并在该电压大于同相输入端的基准电压时，第一运算放大器U1输出低电平信号，并依次经第二电阻R2、第一稳压管D1输出至第一三极管Q1，控制第一三极管Q1导通，第一三极管Q1导通后，将电源处理模块10的正极输出端输出的电压信号输出至第二稳压管D2的阴极，该第二稳压管D2的反向击穿电压对应充电电池的额定电压设置，当第二稳压管D2的阴极电压升高至其反向击穿电压时，第二稳压管D2由于反向击穿导通；此时，经第一三极管Q1输出的电压输入至第一电容C1，并对第一电容C1进行充电，当充电电压达到第一可控整流元件T1的门限电压时，第一可控整流元件T1触发并处于导通状态，导通后输出触发信号至保护执行电路22，以使保护执行电路22执行保护动作。

基于上述电压检测电路21的第一实施例，在保护执行电路22的第一实施例中，该保护执行电路22可连接于所述输入整流滤波单元110与变压器输出单元130之间，且与所述控制单元120连接。

优选地，该保护执行电路22包括第八电阻R8、第九电阻R9、第二可控整流元件T2及光耦OPT，所述光耦OPT包括发光二极管及光敏三极管，所述发光二极管为所述保护执行电路22的输入端，所述发光二极管的阳极与所述第六电阻R6的第二端连接，所述发光二极管的阴极与所述第一可控整流元件T1的阳极连接，所述第八电阻R8的第一端与所述第九电阻R9的第一端连接，且并联于所述输入整流滤波单元110与所述变压器输出单元130之间， 所述第八电阻R8的第二端与所述第二可控整流元件T2的阳极连接，所述第九电阻R9的第二端与所述光敏三极管的集电极连接；所述第二可控整流元件T2的阴极接地，所述第二可控整流元件T2的受控端与所述光敏三极管的发射极连接；所述第二可控整流元件T2的阳极为所述保护执行电路22的输出端，并与所述控制单元120的电源输入端连接。

光耦OPT用于在接收到第一可控元件T1的导通信号时，光耦OPT内部发光二极管发光，触发光耦OPT内部的光敏三极管导通，使第二可控元件T2的受控端有电流流经后触发第二可控元件T2导通，在本实施例中，第二可控整流元件T2优选采用单向可控硅。

第二可控整流元件T2用于在其导通后将其阳极电压将维持在0.7V左右，从而将与之相连的主控芯片IC1电源脚的电压钳位在0.7V左右，由于主控芯片IC1的初始工作电压(启振电压)需要大于8V才能工作，主控芯片IC1电源脚的电压被钳位后，主控芯片IC1停止工作，实现充电器输出至电源输出接口的电压为零，使得充电器与充电电池断开连接。

结合图1、图2和图4，对电压检测电路21和保护执行电路22的第一实施例的具体电路原理进行详细阐述：

当充电器接通电源，未连接充电电池时，充电器输出至充电电池的接口的电压为空载电压。此时，因充电电池未接入，充电器无电流输出，电压检测电路21的第一输入端的电压信号为零，第一运算放大器U1的反相输入端的电位低于正相输入端，此时，第一运算放大器U1的输出端输出高电位，此高电位经第四电阻R4及所述第一稳压管D1加到第一三极管Q1的基极，使第一三极管Q1截止，电压检测电路21未工作。此时，绿色LED指示灯模块LED1点亮。

当充电电池接入充电器输出端，开始充电，输出回路有电流流过，检流电阻RS1上有电压，此时，检流电阻RS1上的电压大于第三电阻R3上的电压，即第一运算放大器U1的反向输出端的电位大于正相输入端的电位，此时，第一运算放大器U1的输出端输出低电平，使得第一三极管Q1发射极电压高于基极电压，第一三极管Q1导通，之后，第一三极管Q1维持导通状态，电压检测电路21开始工作。此时，红色指示灯模块LED2点亮。

当亏电的充电电池刚接入充电器时，电源输出接口的输出电压较低，低 于第二稳压管D2的稳压值，第二稳压管D2处于截止状态，第一电容C1没有电流流过，第一电容C1电压为零，第一可控整流元件T1截止。此时，充电器的工作状态与通用充电器相同，充电电池电压逐渐升高。

当充电电池接近充满时，第二稳压管D2导通，第一电容C1有电流流入开始充电，第一电容C1电压逐渐升高。

当第一电容C1电压升高到超过第一可控整流元件T1的触发门限电压时，第一可控整流元件T1导通，光耦OPT的初级侧得电，内部发光二极管发光，导致光耦OPT的内部光敏三极管导通，此时，第二可控整流元件T2受控端有电流流入，从而第二可控整流元件T2导通。

第二可控整流元件T2导通后，其阳极电压将维持在0.7V左右，并一直保持这一状态，此时主控芯片IC1的电源脚电压被钳位在0.7V左右，小于其工作电压，因此主控芯片IC1停止工作，并保持这一状态。主控芯片IC1停止工作后，主控芯片IC1停止工作后，充电器输出至电源输出接口的电压为零，此时充电指示灯熄灭，表示充电已结束，同时输出电流为零，并一直保持这一状态。此时，虽然充电器与充电电池之间还存在物理连接，但因为没有电流流入充电电池，相当于充电器与充电电池已断开连接，这样，就可以避免充电电池未及时与充电器断开连接时，充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，同时防止充电电池过充，延长充电电池的使用寿命。

基于上述电压检测电路21的第一实施例，在保护执行电路22的第二实施例中，该保护执行电路22连接于电源处理模块10及与该电源处理模块10连接的电源输出接口之间。

优选地，参照图1、图3及图5，上述保护执行电路22包括第一继电器K1，所述第一继电器K1包括第一线圈、第一公共端、第一常闭触点、第一常开触点，所述第一线圈的第一端与所述第六电阻R6的第二端连接，所述第一线圈的第二端与所述第一可控整流元件T1的阳极连接；所述第一公共端与所述电源处理模块10的正极输出端连接；所述第一常闭触点为所述保护执行电路22的输出端，并与所述电源输出接口的正极端VOUT+连接。

在该实施例中，当电压检测电路21在检测到充电电池的充电电压达到预 设值后，输出触发信号至第一可控整流元件T1的受控端，触发第一可控整流元件T1导通，第一可控整流元件T1导通后使得与之相连的第一继电器K1的第一线圈得电，第一公共端与第一常闭触点吸合，第一公共端与第一常开触点连通，进而实现充电器与充电电池断开连接，并保持这一状态，直到充电器电源切断后才能恢复初始状态。此时，LED指示灯的红色指示灯模块LED2点亮跳转为的绿色指示灯模块LED1点亮，这样，充电器给充电电池充满电后，即使忘记拔掉插头，充电器长期连着充电电池，也不会发生任何危险或损害，避免充电电池未及时与充电器断开连接时，充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，同时防止充电电池过充，延长充电电池的使用寿命。

参照图1、图3及图6，提出本实用新型电压检测电路21的第二实施例，该实施例中，电压检测电路21包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二三极管Q2、第四稳压管D4及第二运算放大器U2，所述第十四电阻R14的第一端与所述第十电阻R10的第一端、第十六电阻R16的第一端、所述电源处理模块10的正极输出端及所述电源输出接口的正极端VOUT+互连，所述第十四电阻R14的第二端与所述第四稳压管D4的阴极、第十五电阻R15的第一端及所述第二运算放大器U2的反相输入端互连，所述第四稳压管D4的阳极和所述第十五电阻R15的第二端分别接地，所述第二运算放大器U2的同相输入端与所述第十一电阻R11的第一端、所述电源处理模块10的负极输出端及所述电源输出接口的负极端VOUT-互连，所述第二运算放大器U2的输出端经所述第十三电阻R13与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极经所述第十八电阻R18与所述第十六电阻R16的第二端连接；所述第十电阻R10的第二端为所述电压检测电路21的输出端，并与所述第十一电阻R11的第二端连接。

本实施例中，第二三极管Q2与第十八电阻R18串联后与第十七电阻R17并联，并受第二运算放大器U2的控制来进行导通，以使充电器的输出电压升高至充电器输出至电池接口的空载电压时，控制可控精密稳压源TL导通。第 十一电阻R11与第十电阻R10通过串联分压来检测充电电池的充电电压。

基于电压检测电路21的第二实施例，上述保护执行电路22包括第五稳压管D5、第十九电阻R19、第二继电器K2、可控精密稳压源TL，所述第二继电器包括第二线圈、第二公共端、第二常闭触点、第二常开触点，所述第五稳压管D5的阴极与所述电源处理模块10的正极输出端、所述电源输出接口的正极端VOUT+互连，所述第五稳压管D5的阳极经所述第十九电阻R19与所述第二线圈的第一端连接，所述第二继电器K2的第二线圈的第二端与所述可控精密稳压源TL的阴极连接，所述可控精密稳压源TL的受控端与所述电压检测电路21的输出端连接，所述可控精密稳压源TL的阳极与所述第二继电器K2的第二公共端及电源输出接口互连，所述第二继电器K2的第二常闭触点与所述电源处理模块10的负极输出端连接。

该实施例中，可控精密稳压源TL用于在第十一电阻R11与第十电阻R10公共端的电压达到可控精密稳压源TL受控端的导通预设值，触发导通以使与之相连的第二继电器K2的第二线圈的得电动作。

第二继电器K2用于在第二线圈得电后，第二公共端与第二常闭触点断开，第二公共端与常开触点吸合，使得充电器输出至充电电池的电压为零，从而实现充电器与充电电池断开连接。

结合电压检测电路21的第二实施例以及对应地保护执行电路22，在该实施例中，当充电器接通电源，未连接充电电池时，充电器无电流输出，第二运算放大器U2的反相输入端的电位低于正相输入端，此时，运算放大器U2的输出端输出低电位，此低电位到第二三极管Q2的基极，使第二三极管Q2截止，可控精密稳压源TL不导通，第二继电器K2线包无电流，第二继电器K2不动作，保持常闭状态。此时，绿色指示灯模块LED1的点亮。

当充电电池通过电源输出接口与充电器连接充电时，电源输出接口的电压降低，当第十电组R10及第十一电阻R11公共端的电压小于可控精密稳压源TL受控端导通预设值，可控精密稳压源TL仍处于截止状态，第二继电器K2无电流，不动作；此时，第二运算放大器U2的输出端输出高电位，此高电位到第二三极管Q2的基极，使第二三极管Q2导通，使得输出电压升高，略高于空载电压，此时，红色指示灯模块LED2点亮。

当充电电池的充电电压达到预设充电电压时，第十一电阻R11与第十电阻R10公共端的电压达到可控精密稳压源TL受控端的导通预设值，可控精密稳压源TL导通后，使得与之相连的第二继电器K2第二线圈得电，第二公共端与第二常闭触点断开，第二公共端与常开触点吸合，此时，充电器与电池连接断开，从而使得充电器输出至电池接口的电压为零。此时，红色指示灯模块LED2熄灭，这样，可避免充电电池未及时与充电器断开连接时，充电电池长时间连续充电可能引发的安全问题，提高充电电池充电过程的安全性，同时防止充电电池过充，延长充电电池的使用寿命。

可以理解的是，由于在本实用新型充电器中使用了上述电池充满保护电路，因此，该充电器的实施例包括上述电池充满保护电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池充满保护电路，用于充电器中，所述充电器具有电源处理模块及与该电源处理模块连接的电源输出接口，该电源输出接口用于连接充电电池，其特征在于，所述电池充满保护电路包括电压检测电路及保护执行电路，所述电压检测电路的检测端与所述电源输出接口连接，所述电压检测电路通过所述电源输出接口检测所述充电电池的充电电压，所述电压检测电路的输出端与所述保护执行电路的输入端连接；所述保护执行电路的输出端与所述电源处理模块连接；所述保护执行电路，用于在所述电压检测电路检测到所述充电电池的充电电压达到预设充电电压时，控制所述电源处理模块停止电源输出。

2.如权利要求1所述的电池充满保护电路，其特征在于，所述电源处理模块具有正极输出端和负极输出端，所述电源输出接口具有正极端和负极端；所述电压检测电路包括第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第一稳压管、第二稳压管、第三稳压管、第一可控整流元件及第一运算放大器，所述第一电阻的第一端与所述电源处理模块的正极输出端及所述电源输出接口的正极端互连，所述第一电阻的第二端与所述第三稳压管的阴极、第七电阻的第一端及所述第一运算放大器的同相输入端互连，所述第三稳压管的阳极和所述第七电阻的第二端分别接地；所述第一运算放大器的同相输入端还经所述第三电阻接地；所述第一运算放大器的反相输入端与所述电源处理模块的负极输出端及所述电源输出接口的负极端互连，所述第一运算放大器的输出端依次经所述第二电阻与所述第一稳压管的阳极连接，所述第一稳压管的阴极与所述第一三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻的第一端、所述第六电阻的第一端互连；所述第四电阻的第二端与所述第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极经所述第一电容接地；所述第六电阻的第二端经所述保护执行电路的输入端与所述第一可控整流元件的阳极连接，所述第一可控整流元件的阴极接地，所述第一可控整流元件的受控端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二稳压管和所述第一电容的公共端连接。

3.如权利要求2所述的电池充满保护电路，其特征在于，所述电源处理模块包括输入整流滤波单元、变压器输出单元及控制单元，所述输入整流滤波单元的输入端接交流电源，所述输入整流滤波单元的输出端与变压器输出单元的输出端连接，所述变压器输出单元的输出端与电源输出接口及所述控制单元的信号接收端互连，所述控制单元的控制端与所述变压器输出单元的受控端连接，所述保护执行电路连接于所述输入整流滤波单元与变压器输出单元之间，且与所述控制单元连接。

4.如权利要求3所述的电池充满保护电路，其特征在于，所述保护执行电路包括第八电阻、第九电阻、第二可控整流元件及光耦，所述光耦包括发光二极管及光敏三极管，所述发光二极管为所述保护执行电路的输入端，所述发光二极管的阳极与所述第六电阻的第二端连接，所述发光二极管的阴极与所述第一可控整流元件的阳极连接，所述第八电阻的第一端与所述第九电阻的第一端连接，且并联于所述输入整流滤波单元与所述变压器处理模块之间，所述第八电阻的第二端与所述第二可控整流元件的阳极连接，所述第九电阻的第二端与所述光敏三极管的集电极连接；所述第二可控整流元件的阴极接地，所述第二可控整流元件的受控端与所述光敏三极管的发射极连接；所述第二可控整流元件的阳极为所述保护执行电路的输出端，并与所述控制单元的电源输入端连接。

5.如权利要求2所述的电池充满保护电路，其特征在于，所述保护执行电路连接于所述电源处理模块和所述电源输出接口之间，所述保护执行电路包括第一继电器，所述第一继电器包括第一线圈、第一公共端、第一常闭触点、第一常开触点，所述第一线圈的第一端与所述第七电阻的第二端连接，所述第一线圈的第二端与所述第一可控整流元件的阳极连接；所述第一公共端与所述电源处理模块的正极输出端连接；所述第一常闭触点为所述保护执行电路的输出端，并与所述电源输出接口的正极端连接。

6.如权利要求1所述的电池充满保护电路，其特征在于，所述电源处理模块具有正极输出端和负极输出端，所述电源输出接口具有正极端和负极端； 所述电压检测电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第二三极管、第四稳压管及第二运算放大器，所述第十四电阻的第一端与所述第十电阻的第一端、第十六电阻的第一端、所述电源处理模块的正极输出端及所述电源输出接口的正极端互连，所述第十四电阻的第二端与所述第四稳压管的阴极、第十五电阻的第一端及所述第二运算放大器的反相输入端互连，所述第四稳压管的阳极和所述第十五电阻的第二端分别接地，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第十一电阻的第一端、所述电源处理模块的负极输出端及所述电源输出接口的负极端互连，所述第二运算放大器的输出端经所述第十三电阻与所述第二三极管的基极连接；所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经所述第十八电阻与所述第十六电阻的第二端连接；所述第十电阻的第二端为所述电压检测电路的输出端，并与所述第十一电阻的第二端连接。

7.如权利要求6所述的电池充满保护电路，其特征在于，所述保护执行电路包括第五稳压管、第十九电阻、第二继电器、可控精密稳压源，所述第二继电器包括第二线圈、第二公共端、第二常闭触点、第二常开触点，所述第五稳压管的阴极与所述电源处理模块的正极输出端及所述电源输出接口的正极端互连，所述第五稳压管的阳极经所述第十九电阻与所述第二线圈的第一端连接，所述第二线圈的第二端与所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的受控端与所述电压检测电路的输出端连接，所述可控精密稳压源的阳极与所述第二公共端及电源输出接口互连，所述第二常闭触点与所述电源处理模块的负极输出端连接。

8.一种充电器，包括电源处理模块及与该电源处理模块连接的电源输出接口，该电源输出接口用于连接充电电池，其特征在于，该充电器还包括如权利要求1至7任意一项所述的电池充满保护电路；所述电池充满保护电路包括电压检测电路及保护执行电路，所述电压检测电路的检测端与所述电源输出接口连接，所述电压检测电路通过所述电源输出接口检测所述充电电池的充电电压，所述电压检测电路的输出端与所述保护执行电路的输入端连接；所述保护执行电路的输出端与所述电源处理模块连接；所述保护执行电路， 用于在所述电压检测电路检测到所述充电电池的充电电压达到预设充电电压时，控制所述电源处理模块停止电源输出。

9.如权利要求8所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括指示灯电路，用于指示所述充电电池与所述电源输出接口的连接状态。

10.如权利要求9所述的充电器，其特征在于，所述指示灯电路包括红色指示灯模块和绿色指示灯模块，所述绿色指示灯模块与所述电源处理模块的输出端连接，用于在所述电源处理模块接入交流电源时点亮；所述红色指示灯模块与所述电压检测电路连接，用于在所述电压检测电路检测到所述电源输出接口连接有充电电池时点亮。