CN214314660U - 宽电压供电智能充电电路及其电池充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽电压供电智能充电电路及其电池充电器，属于充电器技术领域，包括电池充电器本体和可充电电池，电池充电器本体内设置有宽电压供电智能充电电路，电池充电器本体与可充电电池连接，宽电压供电智能充电电路包括DC电源、LDO降压模块、DC‑DC升压电路稳压模块、MCU控制模块、充电模块和电池充电端，DC电源与LDO降压模块、充电模块连接，DC‑DC升压电路稳压模块与LDO降压模块、电池充电端连接，MCU控制模块与LDO降压模块、电池充电端、充电模块连接。本实用新型的DC电源通过先降压后升压，能够满足宽压供电和智能识别可充电电池的电压和类型，实现稳定、安全、快充的充电和实用方便的益处。

Description

宽电压供电智能充电电路及其电池充电器

技术领域

本实用新型属于充电器技术领域，尤其涉及一种宽电压供电智能充电电路及其电池充电器。

背景技术

电池充电器广泛地应用于人们的日常生活中，不同电压的电池需匹配对应的电池充电器进行充电，例如，1.2V镍氢电池和3.7V-4.2V锂电池。

然而，目前的电池充电器难以满足较宽电压供电，智能识别电池并充电的模式。例如，传统充电电路的供电电源降压至9V或者12V供电，可判断出电池是1.2V镍氢电池还是3.7V-4.2V锂电池，从而实现充电；若供电电源降压至5V供电，则存在低于5V的工作电压，传统的充电电路由于电压不稳定而误判或难以判断，导致电池充电器识别判断不准确和智能化低。而且，传统充电电路的5V供电无法兼容9V或者12V供电的智能充电，导致电池充电器使用不方便。

实用新型内容

本实用新型提供一种宽电压供电智能充电电路及其电池充电器，旨在解决现有电池充电器的充电电路难以满足宽电压供电和智能充电，导致电池充电器使用不方便、识别判断不准确和智能化低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种宽电压供电智能充电电路，包括DC电源、LDO降压模块、DC-DC升压电路稳压模块、MCU控制模块、充电模块和电池充电端，所述DC电源分别与LDO降压模块、充电模块连接，所述LDO降压模块的输出端分别与DC-DC升压电路稳压模块、MCU控制模块连接，所述电池充电端分别与DC-DC升压电路稳压模块、MCU控制模块连接，供所述MCU控制模块识别电池充电端两端的电压，所述充电模块与MCU控制模块、电池充电端连接，供所述MCU控制模块控制所述充电模块向电池充电端充电，所述DC电源与地线连接。

优选地，所述MCU控制模块识别电池充电端两端的电压包括：

接收所述DC-DC升压电路稳压模块供电电池充电端的初始电压参数；

获取所述LDO降压模块输入的电压为基准电压参数；

计算初始电压参数与基准电压参数的电压差值，以判断电池充电端的电压，供所述MCU控制模块控制所述充电模块向电池充电端对应充电。

优选地，所述初始电压参数包括所述DC-DC升压电路稳压模块激活或打开电池充电端的电压参数。

优选地，所述充电模块包括PWM信号和MOS开关，所述MCU控制模块与PWM信号、MOS开关连接，所述MCU控制模块控制所述PWM信号驱动MOS充电开关向电池充电端对应充电。

优选地，所述DC电源的输出电压为4.4V-16V。

优选地，所述LDO降压模块的降压电压为2V-4V。

优选地，所述DC-DC升压电路稳压模块的稳压电压为4.5V-10V。

优选地，所述DC电源包括但不限于5V、9V或12V的供电电压。

优选地，所述电池充电端包括电池充电正极和电池充电负极，所述电池充电负极与地线连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电池充电器，包括电池充电器本体和可充电电池，所述电池充电器本体内设置有如上任意一项所述的宽电压供电智能充电电路，所述电池充电器本体与可充电电池连接，实现对所述可充电电池的智能充电。

本实用新型提供的一种宽电压供电智能充电电路及其电池充电器，相对于现有技术的有益效果：

(1)DC电源的输出电压为4.4V-16V，可满足5V、9V或12V的宽电压供电，适用于不同电压范围的可充电电池的充电，使用方便。

(2)MCU控制模块通过计算初始电压参数与基准电压参数的电压差值，识别出电池充电端的电压，并控制PWM信号驱动MOS充电开关向电池充电端对应充电，实现对可充电电池的智能识别、准确判断及安全充电。

(3)电池充电器具有智能识别可充电电池并充电，使用方便和充电快。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型宽电压供电智能充电电路的模块结构示意图；

图2为本实用新型宽电压供电智能充电电路的电路结构示意图。

附图说明：1、DC电源；2、LDO降压模块；3、DC-DC升压电路稳压模块；4、MCU控制模块；5、充电模块；6、电池充电端；7、PWM信号；8、MOS开关。

具体实施方式

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申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型实施例提供一种电池充电器，包括电池充电器本体和可充电电池，所述电池充电器本体内设置有宽电压供电智能充电电路，所述电池充电器本体与可充电电池连接，实现对所述可充电电池的宽电压供电和智能识别电池并安全可靠的充电。

在一个可选的实施例中，电池充电器本体与可充电电池的连接方式包括但不限于可充电电池可拆卸安装于电池充电器本体上，或者可充电电池通过数据线连线于电池充电器本体上，数据线可以是带有USB-C的连接口。

为实现宽电压供电和智能充电，在电池充电器本体内设置有宽电压供电智能充电电路，该电路包括识别可充电电池的电压范围，判断可充电电池的相应类型，以及根据识别判断后控制相应的充电模式向可充电电池进行充电。

具体的，参考图1所示，为本实用新型宽电压供电智能充电电路的模块结构示意图。包括包括DC电源1、LDO降压模块2、DC-DC升压电路稳压模块3、MCU控制模块4、充电模块5和电池充电端6，所述DC电源1分别与LDO降压模块2、充电模块5连接，所述LDO降压模块2的输出端分别与DC-DC升压电路稳压模块3、MCU控制模块4连接，所述电池充电端6分别与DC-DC升压电路稳压模块3、MCU控制模块4连接，供所述MCU控制模块4识别电池充电端6两端的电压，所述充电模块5与MCU控制模块4、电池充电端6连接，供所述MCU控制模块4控制所述充电模块5向电池充电端6充电，所述DC电源1与地线连接。

本实施例中的宽电压供电智能充电电路，DC电源1的输出电压采用现有技术的PD协议适配器，本实施例中的DC电源1能够满足包括5V、9V、12V不同的供电电压，可实现兼容互用的宽电压使用，例如，DC电源1的输出电压为4.4V-16V。

MCU控制模块4为单片机，具有中央处理器功能，例如，计算、内存、USB和A/D转换等功能，能够根据不同的应用场景做不同组合的控制。用于识别判断电池充电端6所连接的可充电电池的电压范围和类型；并根据识别判断的结果反馈，控制充电模块5向电池充电端6进行相应的充电。

DC-DC升压电路稳压模块3用于监控电池充电端6的初始电压参数，并回传至MCU控制模块4，DC-DC升压电路稳压模块3还用于激活没有电的可充电电池，以及打开具有电池板保护的可充电电池，以便后续的智能识别并充电，其中，DC-DC升压电路稳压模块3的稳压电压为4.5V-10V。

LDO降压模块2用于向MCU控制模块4供电，同时，LDO降压模块2向MCU控制模块4输入的电压作为基准电压参数，LDO降压模块2的降压电压为2V-4V，优选基准电压参数为3.3V。采用LDO降压模块2设置于DC电源1与DC-DC升压电路稳压模块3之间，一方面区别于现有技术的DC电源1直接连接DC-DC升压电路稳压模块3所导致的只适应9V、12V的供电电压，实现宽电压供电；另一方面可作为MCU控制模块4的基准电压参数对可充电电池进行电压和类型的判断。

充电模块5包括PWM信号7和MOS开关8，MCU控制模块4与PWM信号7、MOS开关8连接，MCU控制模块4控制PWM信号7驱动MOS充电开关8向电池充电端6对应充电。其中，PWM信号7是脉冲宽度调制，能够根据计算出不同载荷的电压差值以调节MOS开关8输出相应稳定的电压，该电压符合可充电电池的电压需求范围，从而实现对可充电电池的稳定、安全、便捷的充电。

需要说明的是，所述电池充电端6用于与可充电电池连接，包括数据线电连接充电，或采用电池卡槽的方式安装连接。所述电池充电端6包括电池充电正极和电池充电负极，所述电池充电负极与地线连接。

进一步地，所述MCU控制模块4识别电池充电端两端的电压包括：

接收所述DC-DC升压电路稳压模块3供电电池充电端的初始电压参数；

获取所述LDO降压模块2输入的电压为基准电压参数；

计算初始电压参数与基准电压参数的电压差值，以判断电池充电端6的电压，供MCU控制模块4控制充电模块5向电池充电端6对应充电。

本实施例中，MCU控制模块4通过获取电池充电端6的初始电压参数，并以LDO降压模块2输入MCU控制模块4的供电电压为基准电压参数，自动计算初始电压参数与基准电压参数的电压差值，判断出电池充电端6连接的可充电电池对应的电压数值和电池类型。

在一个可选的实施例中，通过计算出的电压差值可先直观的确定出可充电电池的电压数值，再利用MCU控制模块4对可充电电池进行预冲检验，用以判断电池类型。例如，MCU控制模块4控制预设时间为20秒，流过可充电电池的预充电流为0.1安，读取可充电电池两端电压的冲高数值，即可判断电池类型，例如，低于1.8V镍氢电池，高于2.2V锂电池。

参考图2所示，为本实用新型宽电压供电智能充电电路的电路结构示意图。可充电电池连接在电池充电端6，DC电源1供电向给LDO降压模块2的进行降压，降压后的电压一方面供电给MCU控制模块4及作为基准电压参数，另一方面输入DC-DC升压电路稳压模块3进行升压，升压后适应包括5V工作电压的稳定供电，具有对可充电电池的监测、激活和打开电池板的功能。DC-DC升压电路稳压模块3监测到可充电电池的电压后反馈至MCU控制模块4作为初始电压参数，通过MCU控制模块4计算初始电压参数和基准电压参数的电压差值，判断出可充电电池的电压数值和类型，再根据判断结果控制充电模块5中的PWM信号7的脉冲宽度，以驱动MOS开关8输出相应的稳定电压和较佳的充电功率向可充电电池进行充电。实现宽电压供电、智能识别、安全快速的充电，极大的方便用户的使用。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，仅是本实用新型的优选实施方式。本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽电压供电智能充电电路，其特征在于，包括DC电源、LDO降压模块、DC-DC升压电路稳压模块、MCU控制模块、充电模块和电池充电端，所述DC电源分别与LDO降压模块、充电模块连接，所述LDO降压模块的输出端分别与DC-DC升压电路稳压模块、MCU控制模块连接，所述电池充电端分别与DC-DC升压电路稳压模块、MCU控制模块连接，供所述MCU控制模块识别电池充电端两端的电压，所述充电模块与MCU控制模块、电池充电端连接，供所述MCU控制模块控制所述充电模块向电池充电端充电，所述DC电源与地线连接。

2.根据权利要求1所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述MCU控制模块识别电池充电端两端的电压包括：

接收所述DC-DC升压电路稳压模块供电电池充电端的初始电压参数；

获取所述LDO降压模块输入的电压为基准电压参数；

计算初始电压参数与基准电压参数的电压差值，以判断电池充电端的电压，供所述MCU控制模块控制所述充电模块向电池充电端对应充电。

3.根据权利要求2所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述初始电压参数包括所述DC-DC升压电路稳压模块激活或打开电池充电端的电压参数。

4.根据权利要求1所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述充电模块包括PWM信号和MOS开关，所述MCU控制模块与PWM信号、MOS开关连接，所述MCU控制模块控制所述PWM信号驱动MOS充电开关向电池充电端对应充电。

5.根据权利要求1所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述DC电源的输出电压为4.4V-16V。

6.根据权利要求1所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述LDO降压模块的降压电压为2V-4V。

7.根据权利要求1所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述DC-DC升压电路稳压模块的稳压电压为4.5V-10V。

8.根据权利要求1所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述DC电源包括但不限于5V、9V或12V的供电电压。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的宽电压供电智能充电电路，其特征在于，所述电池充电端包括电池充电正极和电池充电负极，所述电池充电负极与地线连接。

10.一种电池充电器，其特征在于，包括电池充电器本体和可充电电池，所述电池充电器本体内设置有如上权利要求1-9任意一项所述的宽电压供电智能充电电路，所述电池充电器本体与可充电电池连接，实现对所述可充电电池的智能充电。

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