一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路的製作方法

2023-08-02 13:37:51 1

一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路，適用於市場上通用的所有4V鉛酸電池充電電路。本電路融合包括：手機充電器，外置變壓器和內置開關電源，三種充電輸入方式的帶過充保護的充電指示功能。當電池電壓低於設定時，即電池不滿電狀態，任意接入一種，兩種或三種充電方式，電池均處於正常充電狀態。隨著電池電量的增加，電池電壓也跟隨上升，充電電流慢慢減少，紅綠雙色指示燈由黃光慢慢向綠光轉換，當充電電流少到設定的值時，指示燈完成轉為綠色。
【專利說明】一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路
[0001][【技術領域】]
本發明屬於電池充電的領域，尤其涉及一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路。
[0002][【背景技術】]
隨著社會的不斷發展，手機已成為人們必不可少的通信工具，然而每臺手機一般配有一個手機充電器，換而言之手機充電器也廣泛存在於我們日常生活當中。為了充分利用我們的手機充電器，一些內置可充電電池的應急燈具也增加上了手機充電器這種充電方法。手機充電器一般為5V恆壓輸出，如何將這一特定的充電方式與其他充電方式融合到一起，並且使電路簡明扼要，這就對設計提出一個重大的挑戰。
[0003][
【發明內容】
]
為了實現以上技術目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
本發明公開了一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路，包括NPN管Ql、PNP管Q2、PNP管Q3，所述的NPN管Ql基極連接穩壓二極體Ul並接地，組成過充保護電路，穩壓二極體(Ul)的參考極(R)接在電阻(R6)和電阻(Rll)之間，同時基極連接電阻(RlO)、電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，集電極串聯電阻(R5)後，與限流負載電阻和外接充電輸入端相連，發射極連接電阻(R6)和電阻(R7)並接地，同時發射極連接二極體(DI)，電阻(R7 )和充電電池(BTI);所述的PNP管Q2基極連接電阻(Rl3 )，並接在電阻(R7)和充電電池(BTl)之間，集電極連接電阻(R9)和紅綠雙色指示燈的紅色LED並接地，同時集電極連接連接電阻(Rl2 )接地，發射極連接二極體(D4 )、二極體(DI)和Ql的發射極；所述的PNP管Q3基極連接電阻(R14)，並接在二極體(D4)、電阻(R7 )和充電電池(BTI)之間，集電極連接二極體(D5)、電阻(R9)和紅綠雙色指示燈的紅色LED並接地，同時二極體(D5)接在Q2的集電極和電阻(R12)之間，發射極接在二極體(D2)。
[0004]進一步地，外界充電輸入端包括外置變壓器、手機充電器和內置開關電源三種方式。外接充電輸入端可以任意接入一種、兩種或三種充電方式。外置變壓器通過二極體(D3)、限流負載電阻和電阻(R5)、Ql的集電極相連，同時通過二極體(D3)、限流負載電阻、電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地；手機充電器連接二極體(D6)、電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，手機充電器通過二極體(D6)、電阻(R5)、Q1、二極體(Dl),二極體(D2)、電阻(R7)和充電電池(BTI)相連，同時，手機充電器與Q3的發射極相連；內置開關電源連接電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，同時內置開關電源通過電阻(R5)和Ql的集電極相連。
[0005]進一步地，二極體(Dl、D2)為肖特基二極體，二極體(D3、D4、D5、D6)為隔離二極體。
[0006]進一步地，限流負載電路包括電阻(Rl、R2、R3、R4)，其中電阻(Rl、R3)並聯，電阻(R2、R4)並聯後再組成串聯電路。
[0007]進一步地，紅綠雙色指示燈包括紅色LED和綠色LED，兩個LED的陰極串聯並接地。
[0008]本發明電路融合包括:手機充電器，外置變壓器和內置開關電源，三種充電輸入方式都可以帶過充保護的充電指示功能。
[0009]當外接充電輸入方式是通過DCl接口接入外置變壓器，外部輸入經隔離二極體D3、限流負載電阻Rl、R2、R3、R4、電阻R5、三極體Q1，肖特基二極體D1、電流檢測電阻R7後對電池BTl進行充電，其中Ql與穩壓二極體Ul組成簡單的過充保護電路。當電池電壓高於設定值時，通過R6與Rll分壓比反饋至Ul參考極(R)，使Ul陽極(A)與陰極(K)導通，Ql基極從高電平向低電平轉換，從而由飽和狀態轉入放大狀態，最後到截止狀態，進而保護電池免於過充損壞；當充電電流大於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降大於0.7V，使三極體Q2維持導通，紅綠雙色指示燈的兩個LED均亮，顯示為黃光，隨著電池電壓慢慢升高，充電電流會不斷減少，當流經R7的電流少於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降小於0.7V，三極體Q2進入放大最後到截止狀態，通過紅色LED的電流逐漸減少，紅綠雙色指示燈由黃光慢慢向綠光完全轉換，達到充滿狀態時，指示燈完全顯示綠色，達到充滿電的提示功能。
[0010]當外接充電輸入方式是通過接入內置開關電源，外部輸入經電阻R5、三極體Ql、肖特基二極體D1、電流檢測電阻R7後對電池BTl進行充電，其中Ql與穩壓二極體Ul組成簡單的過充保護電路。當電池電壓高於設定值時，通過R6與Rll分壓比反饋至Ul參考極(R)，使Ul陽極(A)與陰極(K)導通，Ql基極從高電平向低電平轉換，從而由飽和狀態轉入放大狀態，最後到截止狀態，進而保護電池免於過充損壞；當充電電流大於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降大於0.7V，使三極體Q2維持導通，紅綠雙色指示燈的兩個LED均亮，顯示為黃光，隨著電池電壓慢慢升高，充電電流會不斷減少，當流經R7的電流少於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降小於0.7V，三極體Q2進入放大最後到截止狀態，通過紅色LED的電流逐漸減少，紅綠雙色指示燈由黃光慢慢向綠光完全轉換，達到充滿狀態時，指示燈完全顯示綠色，達到充滿電的提示功能。
[0011 ] 當外接充電輸入方式是通過USB接入手機充電器，由於此充電器接口標準通用為恆壓5.1V，因而對4V電池進行充電時只需加上肖特基二極體D2及限流電阻R7即可。外部輸入經隔離二極體D6、電阻R5、三極體Ql、肖特基二極體Dl、肖特基二極體D2和電流檢測電阻R7後對電池BTl進行充電。由於肖特基二極體D2的分壓作用，分擔了充電器接口高出電池的電壓部分。其中Ql與穩壓二極體Ul組成簡單的過充保護電路。當電池電壓高於設定值時，通過R6與Rll分壓比反饋至Ul參考極(R)，使Ul陽極(A)與陰極(K)導通，Ql基極從高電平向低電平轉換，從而由飽和狀態轉入放大狀態，最後到截止狀態，進而保護電池免於過充損壞；當充電電流大於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降大於0.7V，使三極體Q2維持導通，紅綠雙色指示燈的兩個LED均亮，顯示為黃光，隨著電池電壓慢慢升高，充電電流會不斷減少，當流經R7的電流少於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降小於0.7V，三極體Q2進入放大最後到截止狀態，通過紅色LED的電流逐漸減少，紅綠雙色指示燈由黃光慢慢向綠光完全轉換，達到充滿狀態時，指示燈完全顯示綠色，達到充滿電的提示功能。
[0012]如同時接入任意兩種或同時接入三種充電方式，由於Ql和Ul組成的過充保護裝置，電池仍處於正常充電狀態，不會影響電路實際使用。
[0013][說明書附圖] 圖1是本發明的電路圖。
[0014][【具體實施方式】]
下面結合【具體實施方式】對發明做進一步地說明:
如圖1所示的是一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路，包括D882型NPN管Ql、SS8550型PNP管Q2和Q3，所述的NPN管Ql基極連接穩壓二極體Ul並接地，組成過充保護電路，穩壓二極體Ul採用TL431型可控精密穩壓源，參考極R接在60K電阻R6和53.6K電阻Rll之間，同時基極連接330K電阻R10、l.5K電阻R8和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，集電極串聯2.7R/2W電阻R5後，與由電阻R1、R3並聯，電阻R2、R4並聯後再組成串聯電路的限流負載電阻和外接充電輸入端相連，發射極連接電阻R6和電阻Rll並接地，同時發射極連接型號5819肖特基二極體Dl，1.8R/2W電阻R7和4V充電電池BTl ;所述的PNP管Q2基極連接220K電阻Rl3，並接在電阻R7和充電電池BTl之間，集電極連接1.5K電阻R9和紅綠雙色指示燈的紅色LED並接地，同時集電極連接連接1K電阻R12接地，發射極連接型號4007隔離二極體D4、肖特基二極體Dl和Ql的發射極；所述的PNP管Q3基極連接220K電阻R14，並接在隔離二極體D4、電阻R7和充電電池BTl之間，集電極連接型號4007隔離二極體D5、電阻R9和紅綠雙色指示燈的紅色LED並接地，同時隔離二極體D5接在Q2的集電極和電阻R12之間，發射極接在肖特基二極體D2。紅綠雙色指示燈的兩個LED的陰極串聯並接地。
[0015]外置變壓器通過型號4007隔離二極體D3、限流負載電阻和電阻R5、Ql的集電極相連，同時通過型號4007隔離二極體D3、限流負載電阻、電阻R8和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地；手機充電器連接型號4007隔離二極體D6、電阻R8和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，手機充電器通過隔離二極體D6、電阻R5、QU肖特基二極體D1、肖特基二極體D2、電阻R7和充電電池BTl相連，同時，手機充電器與Q3的發射極相連；內置開關電源連接電阻R8和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，同時內置開關電源通過電阻R5和Ql的集電極相連。
[0016]當電池電壓低於設定時，即電池不滿電狀態，任意接入一種、兩種或三種充電方式，可以讓電池均處於正常充電狀態。
[0017]如單獨接入外置變壓器後，外部輸入經D3，電阻R1-R5，過充保護三極體Q1，電阻R7後對電池進行充電。當電壓高於設定值時，R6與Rll分壓比反饋使Ul導通，Ql基極從高電平轉為低電平，由飽和狀態轉入放大狀態到截止狀態，進而保護電池免於過充損壞。當充電電流大於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降大於0.7V，使Q2維持導通，雙色指示燈為黃光。隨著電池電壓慢慢升高，充電電流會不斷減少，當流經R7的電流少於設定值時，電阻R7上的壓降加上肖特基二極體Dl的壓降小於0.7V，Q2進入放大最後到截止狀態，指示燈由黃光慢慢向綠光完全轉換，達到充滿指示功能。如單獨接入內置開關電源進行充電時，電路工作情況相同。如單獨接入手機充電器接口時，對4V電池進行充電時只需加上肖特基二極體D2及限流電阻R7即可，Q3隨著充電電流的減少從飽和狀態進入到放大最後到截止狀態，指示燈也由黃光慢慢向綠光完全轉換，達到充滿指示功能。
[0018]如同時接入任意兩種或同時接入三種充電方式，由於Ql和Ul組成的過充保護裝置，電池仍處於正常充電狀態，不會影響電路實際使用。
[0019]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種新型多種充電方式帶過充保護電流檢測型充滿指示電路，其特徵在於:包括NPN管Ql、PNP管Q2、PNP管Q3，所述的NPN管Ql基極連接穩壓二極體Ul並接地，組成過充保護電路，同時基極連接電阻(R10)、電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，集電極串聯電阻(R5)後，與限流負載電阻和外接充電輸入端相連，發射極連接電阻(R6)和電阻(Rll)並接地，同時發射極連接二極體(D1)，電阻(R7)和充電電池(BTl);所述的PNP管Q2基極連接電阻(R13)，並接在電阻(R7)和充電電池(BTl)之間，集電極連接電阻(R9)和紅綠雙色指示燈的紅色LED並接地，同時集電極連接連接電阻(R12)接地，發射極連接二極體(D4)、二極體(Dl)和Ql的發射極；所述的PNP管Q3基極連接電阻(R14)，並接在二極體(D4)、電阻(R7)和充電電池(BTI)之間，集電極連接二極體(D5)、電阻(R9)和紅綠雙色指示燈的紅色LED並接地，同時二極體(D5)接在Q2的集電極和電阻(R12)之間，發射極接在二極體(D2)。
2.根據權利要求1所述的電路，其特徵在於:外接充電輸入端包括外置變壓器、手機充電器和內置開關電源三種方式。
3.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:外置變壓器通過二極體(D3)、限流負載電阻和電阻(R5)、Q1的集電極相連，同時通過二極體(D3)、限流負載電阻、電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地；手機充電器連接二極體(D6)、電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，手機充電器通過二極體(D6)、電阻(R5)、Q1、二極體(D1)、二極體(D2 )、電阻(R7 )和充電電池(BTI)相連，同時，手機充電器與Q3的發射極相連；內置開關電源連接電阻(R8)和紅綠雙色指示燈的綠色LED並接地，同時內置開關電源通過電阻(R5)和Ql的集電極相連。
4.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:二極體(D1、D2)為肖特基二極體。
5.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:二極體(D3、D4、D5、D6)為隔離二極體。
6.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:限流負載電路包括電阻(町、1?2、1?3、R4)，其中電阻(Rl、R3)並聯，電阻(R2、R4)並聯後再組成串聯電路。
7.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:紅綠雙色指示燈包括紅色LED和綠色LED，兩個LED的陰極串聯並接地。
8.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:穩壓二極體(Ul)的參考極(R)接在電阻(R6)和電阻(R7)之間。
9.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於:外接充電輸入端可以任意接入一種、兩種或三種充電方式。
【文檔編號】H02J7/00GK104485720SQ201510001965
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2015年1月5日 優先權日:2015年1月5日
【發明者】田疇, 胡沃康 申請人:廣東金萊特電器股份有限公司