CN202737517U

CN202737517U - 一种充放电控制装置

Info

Publication number: CN202737517U
Application number: CN 201220375822
Authority: CN
Inventors: 陆秀平; 欧阳永忠; 吴太旗; 黄谟涛; 黄辰虎; 李凯峰; 黄贤源; 徐广袖; 刘传勇
Original assignee: 92859 FORCES PLA
Current assignee: 92859 FORCES PLA
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-07-31

Abstract

本实用新型涉及一种充放电控制装置，包括电池和印制线路板，还包括充电电路和切换电路：所述充电电路，其输入端连接外接电源，用于接收外接电源的供电；其输出端连接电池正极，用于给电池充电；所述切换电路，其第一输入端连接外接电源，用于接收外接电源的供电；其第二输入端连接电池，用于接收电池的供电；其输出端连接待充电设备，用于给待充电设备充电；且所述充电电路和所述切换电路上的所有电子元件均通过印制线焊接在印制线路板上。本实用新型以最少的元器件解决了电池充电的切换控制所存在的三个关键技术，并将所需要的全部模块都安装在一块印制线路板上，成为一个完整的组件。

Description

一种充放电控制装置

技术领域

本实用新型涉及涉及电池充电及设备供电自动切换技术领域，特别是一种结构简单、功能稳定的充放电控制装置。

背景技术

在军用和民用的便携型电子设备中需要有内装的电池以便在外接电源缺失或电压不足时维持设备不间断运行。目前已有的线路大多以专用集成电路为基础，线路复杂，成本高，不能适应不同的电池电压。在实际设计中亟需一种线路简单、成本低廉、能适应不同电池、稳定可靠的充电和切换电路

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种充放电控制装置，用于解决电池充电及切换控制的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种充放电控制装置，包括电池和印制线路板，还包括充电电路和切换电路：

所述充电电路，其输入端连接外接电源，用于接收外接电源的供电；其输出端连接电池正极，用于给电池充电；

所述切换电路，其第一输入端连接外接电源，用于接收外接电源的供电；其第二输入端连接电池，用于接收电池的供电；其输出端连接待充电设备，用于给待充电设备充电；

所述充电电路和所述切换电路上的所有电子元件均通过印制线焊接在印制线路板上。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述充电电路上设置有电流检测电路，所述电流检测电路包括一个PNP晶体管和一个电阻，所述电阻设置在所述PNP晶体管的发射极与基极之间。

进一步，所述PNP晶体管的集电极电流通过一个电阻对电池形成负反馈，用于实现充电电流恒定及自动转变为涓流状态。

进一步，所述充电电路上设置有电池状态指示电路，所述电池状态指示电路包括一个NPN晶体管和一个双色发光二极管；所述双色发光二极管设置在所述NPN晶体管的集电极和发射极之间，所述NPN晶体管的基极是所述电池状态指示电路的输入端，用于控制所述NPN晶体管的关断或导通；所述NPN晶体管导通时，所述双色发光二极管红色发光管点亮，指示正在进行恒流充电；所述NPN晶体管截止时，所述双色发光二极管绿色发光管点亮，指示电池已经充满，正在被恒流充电。

进一步，所述充电电路还包括一个升压调节器，其输入端通过二极管连接外接电源，其输出端连接两个串联的电阻，通过两个电阻的电阻值比例来确定所述升压调节器的输出电压。

进一步，所述升压调节器采用集成电路元件LM2577。

进一步，所述切换电路包括一个电子开关和两个二极管；所述电子开关，其漏极连接第一二极管的正极端子，第一二极管的负极端子为所述切换电路的输出端，连接待充电设备，所述切换电路的输出端连接第二二极管的负极端子，所述第二二极管的正极端子为所述切换电路的第一输入端，连接外接电源；其源极为所述切换电路的第二输入端，连接电池；当其栅极加上低电位时，电池的输出通过所述第一二极管对待充电设备供电。

进一步，所述电子开关的栅极上的电位控制通过设置一个NPN晶体管来控制，所述NPN晶体管其集电极与所述电子开关的栅极连接，其基极连接外接电源，其发射极接地。

进一步，所述切换电路通过集成电路元件TL430C来检测切换电压。

进一步，所述切换电路能通过设置一个施密特触发器来避免元件的振荡现象。

本实用新型的有益效果是：本实用新型以最少的元器件解决了对不同串接数量化学电池的充电控制，实现从恒流充电到涓流维持的自动过滤，也实现了设备供电从外部电源与内部电池之间的自动切换，有效解决当蓄电池作为外接电源并发生切换时由于其内阻产生的电压变化引起的反复切换问题。且本实用新型所需要的全部模块都安装在一块印制线路板，所有的信号互联及与外部的通信都由印制线实现，从而使它们成为一个完整的组件，具有结构紧凑、互联可靠、整齐美观、功能完整、稳定可靠、节能环保、成本低等优点。

附图说明

图1为本实用新型所述充放电控制装置的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电池，2、印制线路板，3、充电电路，4、切换电路，5、外接电源，6、待充电设备。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实施例中的一种充放电控制装置包括电池1和印制线路板2，还包括充电电路3和切换电路4：

所述充电电路3，其输入端连接外接电源5，用于接收外接电源5的供电；其输出端连接电池1正极，用于给电池1充电；

所述切换电路4，其第一输入端连接外接电源5，用于接收外接电源5的供电；其第二输入端连接电池1，用于接收电池1的供电；其输出端连接待充电设备6，用于给待充电设备6充电；

所述充电电路3和所述切换电路4上的所有电子元件均通过印制线焊接在印制线路板2上。

对于充电电路3，其上设置有电流检测电路。所述充电电路3利用一个在PNP晶体管的发射极与基极之间的电阻来测量充电电流。同时，所述PNP晶体管的集电极电流通过一个电阻对电池1形成负反馈，用于实现充电电流恒定及自动转变为涓流状态。具体地，当电流达到预定的数值时PNP晶体管导通，它的集电极电流经电阻对电池1产生的负反馈，使充电电压维持在这个电压从而使电流不会随电池1电压改变，使在电池1未充满之前，充电电流保持恒定；当被充电池1的电压达到预置的电压时，上述反馈电流将减小为零，充电器自动转变为“涓流”状态。

反馈电流的有无可以作为“电池正在被充电”和“电池已经被充满”的标志，可通过一个电池状态指示电路来显示。所述电池状态指示电路利用一个NPN晶体和一个双色发光二极管来产生相应指示。所述双色发光二极管设置在所述NPN晶体管的集电极和发射极之间，所述NPN晶体管的基极是所述电池状态指示电路的输入端，用于控制所述NPN晶体管的关断或导通。当所述NPN晶体管导通时，所述双色发光二极管红色发光管点亮，指示正在进行恒流充电；所述NPN晶体管截止时，所述双色发光二极管绿色发光管点亮，指示电池1已经充满，正在被恒流充电。

所述充电电路3还包括一个升压调节器，其采用集成电路元件LM2577，其输入端通过二极管连接外接电源5，其输出端连接两个串联的电阻，通过两个电阻的电阻值比例来确定所述升压调节器的输出电压，从而使这个充电电路3可以用于对任何电池1充电。

所述切换电路4包括一个电子开关和两个二极管：所述电子开关，其漏极连接第一二极管的正极端子，第一二极管的负极端子为所述切换电路4的输出端，连接待充电设备6，所述切换电路4的输出端连接第二二极管的负极端子，所述第二二极管的正极端子为所述切换电路4的第一输入端，连接外接电源5；其源极为所述切换电路4的第二输入端，连接电池1。其栅极加上低电位时，电池1的输出通过所述第一二极管对待充电设备6供电，反之电子开关被关断。所述电子开关的栅极上的电位控制通过一个NPN晶体管的集电极来控制的，所述NPN晶体管其基极连接外接电源5，发射极接地。

所述切换电路4通过集成电路元件TL430C来检测切换电压，当输入电压低于某个值Va时，TL430C输出高电位，同时NPN晶体管输出低电位，电池1被接通；当输入电压高于某个值Vb时，TL430C输出低电位，同时NPN晶体管输出高电位，电池1被断开。

在以往的切换控制电路中，Va=Vb。这时，如果外接电源5是某种蓄电池，当其放电到电压稍低于Va时，内部电池1被接通，设备由内部电池1供电。外部蓄电池因没有了负荷，电压开始回升，使输入电压超过Vb，电池1又被断开。外接蓄电池又被加上负荷，电压开始下降。如此循环往复，使切换电路4处于“振荡”状态。这种状态可能使切换无关过热而损坏。本实施例能通过设置一个施密特触发器解决这个问题，即是使Vb＞Va。假如，外接蓄电池从满负荷到空载的电压回升值为Vd，那么只要（Vb－Va）＞Vd，就完全可以避免“振荡”现象。本实施例的具体实现方法是在NPN晶体管的集电极和TL430C的控制极之间加了一个反馈电阻，使NPN和TL430C组成一个施密特触发器,利用反馈电阻的值来设定合适的（Vb—Va）。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种充放电控制装置，包括电池和印制线路板，其特征在于，还包括充电电路和切换电路：

2.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其特征在于，所述充电电路上设置有电流检测电路，所述电流检测电路包括一个PNP晶体管和一个电阻，所述电阻设置在所述PNP晶体管的发射极与基极之间。

3.根据权利要求2所述的充放电控制装置，其特征在于，所述PNP晶体管的集电极电流通过一个电阻对电池形成负反馈，用于实现充电电流的恒定及自动转变为涓流状态。

4.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其特征在于，所述充电电路上设置有电池状态指示电路，所述电池状态指示电路包括一个NPN晶体管和一个双色发光二极管；所述双色发光二极管设置在所述NPN晶体管的集电极和发射极之间，所述NPN晶体管的基极是所述电池状态指示电路的输入端，用于控制所述NPN晶体管的关断或导通；

所述NPN晶体管导通时，所述双色发光二极管红色发光管点亮，指示正在进行恒流充电；所述NPN晶体管截止时，所述双色发光二极管绿色发光管点亮，指示电池已经充满，正在被恒流充电。

5.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其特征在于，所述充电电路还包括一个升压调节器，其输入端通过二极管连接外接电源，其输出端连接两个串联的电阻，通过两个电阻的电阻值比例来确定所述升压调节器的输出电压。

6.根据权利要求5所述的充放电控制装置，其特征在于，所述升压调节器采用集成电路元件LM2577。

7.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其特征在于，所述切换电路包括一个电子开关和两个二极管；

所述电子开关，其漏极连接第一二极管的正极端子，第一二极管的负极端子为所述切换电路的输出端，连接待充电设备；所述切换电路的输出端连接第二二极管的负极端子，所述第二二极管的正极端子为所述切换电路的第一输入端，连接外接电源；所述电子开关的源极为所述切换电路的第二输入端，连接电池；所述电子开关的栅极加上低电位时，用于控制电池的输出通过所述第一二极管对待充电设备的供电。

8.根据权利要求7所述的充放电控制装置，其特征在于，所述电子开关的栅极上的电位控制通过设置一个NPN晶体管来控制，所述NPN晶体管其集电极与所述电子开关的栅极连接，其基极连接外接电源，其发射极接地。

9.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其特征在于，所述切换电路通过集成电路元件TL430C来检测切换电压。

10.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其特征在于，所述切换电路能通过设置一个施密特触发器来避免元件的振荡现象。