充電電路及其誤差補償方法
2023-11-11 18:46:17 1
專利名稱：充電電路及其誤差補償方法
技術領域：
本發明涉及一種充電電路及其誤差補償方法。
背景技術：
現在的充電電路經常會採用安全保護電路，用於在當電池被充滿電的時候及時停止充電 ，以保護充電電池。上述安全保護電路一般由一檢測電路及一控制電路組成，所述檢測電路 檢測充電電路的充電電流，檢測之後輸出一信號給所述控制電路，由所述控制電路按照設定 的規則運算後控制所述充電電路的開與關，從而達到對充電電池的保護作用。
但是，上述檢測電路中包含的電子元件自身具有一定的誤差，從而使得實際應用中會產 生一定的誤差，不能很好的起到保護作用，有些設計者會利用另外的電路來對此誤差進行修 正補償，以達到精確的保護效果，但這樣最後的電路成本將會較高，而且電路設計也較為復 雜。
發明內容
鑑於以上內容，有必要提供一種充電電路及其誤差補償方法，所述充電電路及其誤差補 償方法不需利用另外的電路來進行補償，成本低且電路設計簡單。
一種充電電路，用於控制一電源對一待充電體進行充電，其包括
一開關電路，用於導通或斷開所述電源與待充電體，所述開關電路的第一端與所述電源 的正電壓端相連，第二端與所述待充電體的正電壓端相連；
一檢測電阻，其兩端分別與所述電源的負電壓端及所述待充電體的負電壓端相連；
一檢測電路，其兩輸入端分別與所述電源的負電壓端及所述待充電體的負電壓端相連， 用於檢測所述檢測電阻兩端的電壓，並輸出一檢測信號；
一微處理器，其輸入端與所述檢測電路的輸出端相連，用於根據檢測電路輸出的檢測信 號輸出一電平信號；及
一反相電路，其第一端與所述開關電路的第三端相連，第二端與所述電源的負電壓端相 連，第三端與所述微處理器的輸出端相連，用於接收所述微處理器的電平信號並根據所述電 平信號控制所述開關電路導通或斷開。
一種充電電路的誤差補償方法，包括以下步驟
所述微處理器對所述開關電路斷開時所述檢測電路的輸出電壓值進行偵測，並儲存為一Kl值；
所述微處理器對所述開關電路導通時所述檢測電路的輸出電壓值進行偵測，並儲存為一 K3值；
所述微處理器將所述K3值減去K1值，並將結果儲存為一K5值；以及
所述微處理器將所述K5值與一預設於其內部的K值進行比較，當所述K5值小於所述K值時 ，所述微處理器通過所述反相電路控制所述開關電路斷開，所述電源停止為所述待充電體充 電，當所述K5值大於或等於所述K值時，所述微處理器通過所述反相電路控制所述開關電路 導通，所述電源為所述待充電體充電。
上述充電電路及其誤差補償方法可以通過控制所述開關電路的導通與斷開來控制所述充 電電路的充電狀態，並利用所述微處理器對所述檢測電路產生的誤差進行補償，電路設計簡 單，且不需另外的線路即可對其誤差進行補償，成本較低。
下面結合附圖及較佳實施方式對本發明作進一步詳細描述。
圖1為本發明充電電路較佳實施方式的電路框圖2為圖1中開關電路、反相電路、檢測電阻及微處理器的電路圖3為圖1中檢測電路及微處理器的電路圖。
具體實施例方式
參照圖l，本發明充電電路用於控制一電源100對一待充電體200進行充電，其較佳實施 方式包括一開關電路IO、 一反相電路20、 一微處理器30、 一檢測電路40及一檢測電阻RS，所 述開關電路10用於連接或斷開所述電源100與所述待充電體200，其第一端與所述電源100的 正電壓端A相連，第二端與所述待充電體200的正電壓端a相連，第三端與所述反相電路20的 第一端相連，所述反相電路20的第二端與所述電源100的負電壓端B相連，第三端與所述微處 理器30的輸出端相連，用於接收所述微處理器30的控制信號，所述檢測電路40的兩輸入端分 別與所述檢測電阻RS的兩端相連，輸出端與所述微處理器30的輸入端相連，所述檢測電阻 RS的第一端與所述待充電體200的負電壓端b相連，第二端與所述電源100的負電壓端B相連。
請繼續參照圖2，所述開關電路10包括一第一場效應管Q1及一第二場效應管Q2，所述第 一場效應管Q1的漏極與所述電源100的正電壓端A相連，源極與所述第二場效應管Q2的源極相 連，所述第二場效應管Q2的漏極與所述待充電體200的正電壓端a相連，所述第一場效應管 Q1的柵極與第二場效應管Q2的柵極相連，且共同與所述反相電路20的第一端相連。其中，所 述開關電路10中僅採用所述第一場效應管Q1或第二場效應管Q2也可，如將所述第二場效應管Q2刪除，則只要將所述第一場效應管Q1的源極與所述待充電體200的正電壓端a相連，柵極與 所述反相電路20的第一端相連即可，本較佳實施方式中採用兩個場效應管可以更好的避免由 於一些雜波所產生的誤差。
所述反相電路20包括一第三場效應管Q3、 一降壓電阻R3及一二極體D，所述第三場效應 管Q3的柵極與所述微處理器30的輸出端相連，用於接收所述微處理器30的控制信號，漏極通 過所述降壓電阻R3連接一電壓源Vcc，還直接與所述第一場效應管Q1的柵極及第二場效應管 Q2的柵極之間的節點相連，源極與所述二極體D的陽極相連，所述二極體D的陰極與所述電源 IOO的負電壓端B相連，其中所述電壓源Vcc通過所述降壓電阻R3後的電位高於所述電源100的 正電壓端A及所述待充電體200的正電壓端a的電位。
所述二極體D可以起到當用戶在將線接反的時候，避免對所述第三場效應管Q3造成損壞 。當將所述電源100的正電壓端A與負電壓端B倒置時，例如所述電源100為一蓄電池或者一太 陽能板，當所述蓄電池或太陽能板的正負電壓端倒置，即其負電壓端與所述開關電路10的第 一端相連，正電壓端與所述二極體D的陰極相連時，所述二極體D截止從而可以避免所述電源 100的電壓流進所述反相電路20，以防止對所述第三場效應管Q3造成損壞。如果對所述充電 電路的要求不是很高，則可以刪除所述二極體D，直接將所述第三場效應管Q3的源極與所述 電源100的負電壓端B相連即可，從而可以降低所述充電電路的成本。
請繼續參照圖3，所述檢測電路40包括一放大器U、 一第一電容C1、 一第二電容C2、 一第 一電阻R1、 一第二電阻R2及一A/D轉換器(模/數轉換器)410，所述第一電阻R1的一端與所 述電源100的負電壓端B相連，另一端依序通過所述第二電阻R2、第二電容C2後接地，所述放 大器U的同相輸入端與所述待充電體200的負電壓端b相連，反相輸入端連接於所述第一電阻 R1與第二電阻R2之間的節點，所述第一電容C1與所述第二電阻R2並聯連接，所述放大器U的 輸出端連接於所述第二電阻R2與第二電容C2之間的節點，且與所述A/D轉換器410的輸入端相 連，所述A/D轉換器410的輸出端與所述微處理器30的輸入端相連。
下面對本發明充電電路及其誤差補償方法的工作原理進行說明。本發明利用所述微處理 器30對由所述放大器U所產生的誤差進行補償。在充電開始時，所述微處理器30的預設程序 使之輸出高電平控制信號，所述第三場效應管Q3導通，使得所述電壓源Vcc的電壓通過所述 降壓電阻R3、第三場效應管Q3及二極體D流入到所述電源100的負電壓端B及待充電體200的負 電壓端b，從而所述第一場效應管Q1及第二場效應管Q2之間節點的電位低於所述電源100的正 電壓端A及待充電體200的正電壓端a的電位，所述第一場效應管Q1及第二場效應管Q2截止， 所述開關電路10斷開，此時所述電源100不會對所述待充電體200進行充電，流經所述檢測電阻RS的電流值應該為零，即理論上所述放大器U的輸出電壓也應該為零，但是由於所述放大 器U具有誤差，所以所述放大器U的輸出電壓並不為零。
然後，通過所述微處理器30對所述放大器U的輸出電壓經過所述A/D轉換器410轉換後進 行偵測，並儲存為一K1值，即為所述檢測電路40的誤差值。
之後，所述微處理器30的預設程序使之輸出一低電平控制信號，此時所述第三場效應管 Q3截止，所述電壓源Vcc的電壓通過所述降壓電阻R3流入到所述第一場效應管Ql及第二場效 應管Q2之間的節點，由於所述電壓源Vcc通過所述降壓電阻R3後的電位高於所述電源100的正 電壓端A及待充電體200的正電壓端a的電位，則所述第一場效應管Q1及第二場效應管Q2被導 通，所述開關電路10閉合，此時所述充電電路正常工作，所述電源100即開始為所述待充電 體200充電。
在上述充電過程中，所述充電電路形成一迴路，即會有電流流過所述檢測電阻RS，從而 導致所述放大器U的兩輸入端之間產生一電壓差，此電壓差與所述第一電阻R1兩端的電壓之 和等於所述檢測電阻RS兩端的電壓值，此時，所述放大器U會產生一輸出電壓，此輸出電壓 通過所述A/D轉換器410轉換成數位訊號之後傳送給所述微處理器30，存為一K3值，所述微處 理器30根據預設程序將所述K3值減去K1值後得到一K5值，即所述檢測電路40的無誤差檢測信 號，並根據此無誤差檢測信號進行相應運算，即可得知此時充電的狀態，即當所述無誤差檢 測信號K5值小於或等於一預設於所述微處理器30內部的K值時，表明所述待充電體200已充滿 ，此時所述微處理器30將輸出一高電平信號來控制所述開關電路10斷開，停止對所述待充電 體200充電；當所述無誤差檢測信號K5值大於所述K值時，表明所述待充電體200未充滿，所 述微處理器30將繼續輸出低電平控制信號，保持所述開關電路10的導通，以使所述電源IOO 繼續對所述待充電體200進行充電。當所述待充電體200的電壓達到其額定電壓時，所述檢測 電路40的理論輸出電壓值即為K值。
上述充電電路利用所述檢測電路40檢測所述充電電路的充電電流，並將其反饋給所述微 處理器30，由所述微處理器30運算後對所述開關電路10進行控制，而且還可以通過所述微處 理器30對所述檢測電路40所產生的誤差進行補償，不需利用額外的電路，成本低且設計簡單
權利要求
權利要求1一種充電電路，用於控制一電源對一待充電體進行充電，其包括一開關電路，用於導通或斷開所述電源與待充電體，所述開關電路的第一端與所述電源的正電壓端相連，第二端與所述待充電體的正電壓端相連；一檢測電阻，其兩端分別與所述電源的負電壓端及所述待充電體的負電壓端相連；一檢測電路，其兩輸入端分別與所述電源的負電壓端及所述待充電體的負電壓端相連，用於檢測所述檢測電阻兩端的電壓，並輸出一檢測信號；一微處理器，其輸入端與所述檢測電路的輸出端相連，用於根據檢測電路輸出的檢測信號輸出一電平信號；及一反相電路，其第一端與所述開關電路的第三端相連，第二端與所述電源的負電壓端相連，第三端與所述微處理器的輸出端相連，用於接收所述微處理器的電平信號並根據所述電平信號控制所述開關電路導通或斷開。
2 如權利要求l所述的充電電路，其特徵在於所述開關電路包括一 第一場效應管，所述第一場效應管的漏極為所述開關電路的第一端，源極為所述開關電路的 第二端，柵極為所述開關電路的第三端。
3 如權利要求l所述的充電電路，其特徵在於所述開關電路包括一 第一場效應管及一第二場效應管，所述第一場效應管的漏極為所述開關電路的第一端，源極 與所述第二場效應管的源極相連，柵極與所述第二場效應管的柵極相連形成所述開關電路的 第三端，所述第二場效應管的漏極為所述開關電路的第二端。
4 如權利要求l所述的充電電路，其特徵在於所述檢測電路包括一 放大器、 一第一電容、 一第二電容、 一第一電阻、 一第二電阻及一A/D轉換器，所述第一電 阻一端與所述電源的負電壓端相連，另一端依序通過所述第二電阻、第二電容後接地，所述 第一電容與所述第二電阻並聯連接，所述放大器的同相輸入端與所述待充電體的負電壓端相 連，反相輸入端連接於所述第一電阻與第二電阻之間的節點，輸出端連接於所述第二電阻與第二電容之間的節點，且與所述A/D轉換器的輸入端相連，所述A/D轉換器的輸出端與所述微 處理器的輸入端相連。
5.如權利要求l所述的充電電路，其特徵在於所述反相電路包括一 第三場效應管及一降壓電阻，所述第三場效應管的柵極為所述反相電路的第三端，源極為所 述反相電路的第二端，漏極通過所述降壓電阻連接一電壓源，所述第三場效應管的漏極與所 述降壓電阻之間的節點為所述反相電路的第一端。
6.如權利要求5所述的充電電路，其特徵在於所述反相電路的第二 端通過一二極體與所述電源的負電壓端相連，所述二極體的陽極與所述反相電路的第二端相 連，陰極與所述電源的負電壓端相連。
7. 一種如權利要求l所述的充電電路的誤差補償方法，包括以下步驟所述微處理器對所述開關電路斷開時所述檢測電路的輸出電壓值進行偵測，並儲存為 一K1值；所述微處理器對所述開關電路導通時所述檢測電路的輸出電壓值進行偵測，並儲存為一K3值；所述微處理器將所述K3值減去K1值，並將結果儲存為一K5值；以及 所述微處理器將所述K5值與一預設於其內部的K值進行比較，當所述K5值小於所述K值時，所述微處理器通過所述反相電路控制所述開關電路斷開，所述電源停止為所述待充電體充電，當所述K5值大於或等於所述K值時，所述微處理器通過所述反相電路控制所述開關電路導通，所述電源為所述待充電體充電。
8.如權利要求7所述的充電電路的誤差補償方法，其特徵在於所述K值為當所述待充電體的電壓達到其額定電壓時，所述充電電路的檢測電路的理論輸出電壓值。
全文摘要
一種充電電路，用於控制一電源對一待充電體進行充電，其包括一開關電路、一檢測電阻、一檢測電路、一微處理器及一反相電路，所述開關電路的兩端分別與電源與待充電體的正電壓端相連，檢測電阻的兩端分別與電源與待充電體的負電壓端相連，檢測電路用於檢測檢測電阻兩端的電壓，其輸出端與微處理器相連，微處理器通過反相電路與開關電路的第三端相連，用於控制所述開關電路的斷開與導通。本發明還提供了一種充電電路的誤差補償方法。上述充電電路及誤差補償方法可以根據待充電體的電量自動調整充電與否，且利用所述微處理器可以對所述檢測電路所產生的誤差進行補償，不需採用另外的補償電路，整個電路設計簡單，成本較低。
文檔編號H02J7/04GK101414760SQ20071020214
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月19日 優先權日2007年10月19日
發明者謝明志, 趙國勝 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司