专利名称：一种充电管理电路及电源适配装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电池供电设备的技术领域，尤其涉及一种充电管理电路及电源适 配装置。
背景技术：
电源适配器是便携式电子设备的供电电源变换设备，一般由外壳、电源变压器和 整流电路组成，按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型；按连接方式可分为插墙式 和桌面式。在日常生活中，人们在对便携式电子设备的充电电池进行充电时，通常会在电源 和充电电池之间连接有电源适配器，电源适配器将电源电压进行转换后输出充电电压给充 电电池。通常，电源适配器对充电电池输出的充电电压一般都是固定值，而充电电池的电 池电压在充电的过程中却是不断变化的，当电池充电饱和时，电池两端电压为饱和电压，但 是，当电源适配器输出的充电电压小于充电电池的饱和电压时，充电电池的电量就不会被 充满。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种充电管理电路，旨在解决现在的电源适配器输出 的充电电压无法与充电电池的饱和电压相匹配的问题。本实用新型是这样实现的，一种充电管理电路，所述充电管理电路包括输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与充电电池连接的升/降压单元；输入端与所述充电电池连接，对充电电压进行检测的电压检测单元；以及输入端接所述电压检测单元的输出端，输出端接所述升/降压单元的控制端，根 据所述充电电压与预知的饱和电压，控制所述升/降压单元调节所述电源适配器输出的充 电电压与饱和电压相匹配的控制单元。上述结构中，所述升/降压单元包括升压模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第一开关模块、第二开关模块和储能模 块；所述升压模块的输入端作为所述升/降压单元的控制端接所述控制单元，所述升 压模块的输出端分别接所述第一驱动模块的输入端和第二驱动模块的输入端，所述第一驱 动模块的输出端接所述第一开关模块的控制端，所述第二驱动模块的输出端接所述第二开 关模块的控制端，所述第一开关模块的输入端作为所述升/降压单元的输入端接所述电源 适配器的输出端，所述第一开关模块的输出端接所述储能模块的第一端，所述第二开关模 块的输入端接所述储能模块的第二端，所述储能模块的第二端作为所述升/降压单元的输 出端，所述第二开关模块的输出端接地。上述结构中，所述升压模块为比较器，所述比较器的第一比较负输入端接所述控制单元，所述比较器的第二比较负输入端接所述控制单元，所述比较器的第一比较正输入 端和第二比较正输入端同时接固定电压，所述比较器的第一输出端接所述第一驱动模块的 输入端，所述比较器的第二输出端接所述第二驱动模块的输入端；所述第一驱动模块包括第一三极管和第二三极管，第一三极管和第二三极管的基 极同时接所述比较器的第一输出端，第一三极管的发射极接第二三极管的发射极，第二三 极管的集电极接地；所述第二驱动模块包括第三三极管和第四三极管，第三三极管和第四三极管的基 极同时接所述比较器的第二输出端，第三三极管的发射极接第四三极管的发射极，第四三 极管的集电极接地；所述第一开关模块包括第一 MOS管，所述第一 MOS管的源极作为升/降压单元的 输入端接所述电源适配器的输出端和第一三极管的集电极，所述第一 MOS管的栅极同时接 第一三极管和第二三极管的发射极，所述第一 MOS管的漏极接所述储能模块的第一端；所述第二开关模块包括第二 MOS管，所述第二 MOS管的栅极同时接第三三极管和 第四三极管的发射极，所述第二 MOS管的漏极接所述储能模块的第二端，所述第二 MOS管的 源极接地；所述储能模块为电感，所述电感的第一端接第一 MOS管的漏极，所述电感的第二 端接第二 MOS管的漏极。上述结构中，所述控制单元采用控制芯片，所述控制芯片的第一输入端接所述电 压检测单元的输出端，所述控制芯片的第一输出端接所述比较器的第一比较负输入端，所 述控制芯片的第二输出端和第三输出端接所述比较器的第二比较负输入端。上述结构中，所述充电管理电路还包括连接在所述升/降压单元、充电电池以及控制单元之间的充电电流检测单元，所 述充电电流检测单元的输入端与所述升/降压单元的输出端连接，所述充电电流检测单元 的输出端与所述控制单元的输入端连接。上述结构中，所述充电电流检测单元包括电流感测电阻、第一分压模块、第二分压模块以及差分放大器；所述电流感测电阻的第一端作为充电电流检测单元的输入端接所述升/降压单 元的输出端，所述电流感测电阻的第二端接所述充电电池，所述第一分压模块的输入端接 所述电流感测电阻的第一端，所述第一分压模块的输出端接所述差分放大器的反相输入 端，所述第二分压模块的输入端接所述电流感测电阻的第二端，所述第二分压模块的输出 端接所述差分放大器的同相输入端，所述差分放大器的输出端接所述控制单元的输入端。上述结构中，在所述电源适配器的输出端与升/降压单元的输入端之间连接有防 止所述电源适配器的极性与充电电池的极性不相匹配的防反插单元。上述结构中，在所述升/降压单元的输出端与充电电流检测单元的输入端之间连 接有整流滤波单元。本实用新型的另一目的在于提供一种电源适配装置，所述电源适配装置包括电源 适配器和上述的充电管理电路。在本实用新型中，本充电管理电路将电源适配器输出的充电电压调节成与充电 电池的饱和电压相匹配的电压，这样使得电源适配器输出的充电电压得到了有效地扩展，
5电源适配器就不会因为其输出的充电电压小于充电电池的饱和电压，而不能将电池电量充
俩。
图1是本实用新型实施例提供的充电管理电路的结构图；图2是本实用新型实施例提供的充电管理电路的电路示例图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1示出了本实用新型实施例提供的充电管理电路的结构。充电管理电路包括升/降压单元100、电压检测单元200和控制单元300。升/降压单元100的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与充电电池连 接；电压检测单元200的输入端与充电电池连接，对充电电压进行检测；控制单元300的输入端接电压检测单元200的输出端，控制单元300的输出端接 升/降压单元100的控制端，根据充电电压与预知的饱和电压，控制单元300控制升/降压 单元100调节电源适配器输出的充电电压与饱和电压相匹配。作为本实用新型一实施例，充电管理电路还包括连接在升/降压单元100、充电电池以及控制单元300之间的充电电流检测单元 400，充电电流检测单元400的输入端与升/降压单元100的输出端连接，充电电流检测单 元400的输出端与控制单元300的输入端连接。在电源适配器的输出端与升/降压单元100的输入端之间连接有防止电源适配器 的极性与充电电池的极性不相匹配的防反插单元500。在升/降压单元100的输出端与充电电流检测单元400的输入端之间连接有整流 滤波单元600。图2示出了本实用新型实施例提供的充电管理电路的示例电路结构。作为本实用新型一实施例，升/降压单元100包括升压模块101、第一驱动模块102、第二驱动模块103、第一开关模块104、第二开关 模块105和储能模块106 ；升压模块101的输入端作为升/降压单元100的控制端接控制单元300，升压模 块101的输出端分别接第一驱动模块102的输入端和第二驱动模块103的输入端，第一驱 动模块102的输出端接第一开关模块104的控制端，第二驱动模块103的输出端接第二开 关模块105的控制端，第一开关模块104的输入端作为升/降压单元100的输入端通过防 反插单元500接电源适配器的输出端，第一开关模块104的输出端接储能模块106的第一 端，第二开关模块105的输入端接储能模块106的第二端，储能模块106的第二端作为升/ 降压单元100的输出端，第二开关模块105的输出端接地。作为本实用新型一实施例，升压模块101为比较器U1，比较器Ul的第一比较负输
6入端INl-接控制单元300，比较器Ul的第二比较负输入端IN2-接控制单元300，比较器Ul 的第一比较正输入端INl+和第二比较正输入端IN2+同时接固定电压，比较器Ul的第一输 出端OUTl接第一驱动模块102的输入端，比较器Ul的第二输出端0UT2接第二驱动模块 103的输入端；第一驱动模块102包括第一三极管Ql和第二三极管Q2，第一三极管Ql和第二三 极管Q2的基极同时接比较器Ul的第一输出端0UT1，第一三极管Ql的发射极接第二三极管 Q2的发射极，第二三极管Q2的集电极接地；第二驱动模块103包括第三三极管Q3和第四三极管Q4，第三三极管Q3和第四三 极管Q4的基极同时接比较器Ul的第二输出端0UT2，第三三极管Q3的发射极接第四三极管 Q4的发射极，第四三极管Q4的集电极接地；第一开关模块104包括第一 MOS管Q5，第一 MOS管Q5的源极作为升/降压单元 100的输入端通过防反插单元500接电源适配器的输出端和第一三极管Ql的集电极，第一 MOS管Q5的栅极同时接第一三极管Ql和第二三极管Q2的发射极，第一 MOS管Q5的漏极接 储能模块106的第一端；第二开关模块105包括第二 MOS管Q6，第二 MOS管Q6的栅极同时接第三三极管 Q3和第四三极管Q4的发射极，第二 MOS管Q6的漏极接储能模块106的第二端，第二 MOS管 Q6的源极接地；储能模块106为电感Li，电感Ll的第一端接第一 MOS管Q5的漏极，电感Ll的第
二端接第二 MOS管Q6的漏极。作为本实用新型一实施例，控制单元300采用控制芯片U2，控制芯片U2的第一输 入端1/01接电压检测单元200的输出端，控制芯片U2的第一输出端PWMl接比较器Ul的 第一比较负输入端mi-，控制芯片U2的第二输出端PWM2和第三输出端PWM3接比较器Ul 的第二比较负输入端IN2-。作为本实用新型一实施例，充电电流检测单元400包括电流感测电阻401、第一分压模块402、第二分压模块403以及差分放大器404 ；电流感测电阻401的第一端作为充电电流检测单元400的输入端通过整流滤波单 元600接升/降压单元100的输出端，电流感测电阻401的第二端接充电电池，第一分压模 块402的输入端接电流感测电阻401的第一端，第一分压模块402的输出端接差分放大器 404的反相输入端，第二分压模块403的输入端接电流感测电阻401的第二端，第二分压模 块403的输出端接差分放大器404的同相输入端，差分放大器404的输出端接控制单元300 的输入端，具体为，差分放大器404的输出端接控制芯片U2的第二输入端1/02。本充电管理电路的工作过程为充电准备阶段电压检测单元200检测电源适配器输出的充电电压，控制单元300根据检测到的 充电电压与预知的饱和电压进行比较，如果充电电压大于饱和电压，控制芯片U2的第三输 出端PWM3输出高电平，相当于关闭控制芯片U2的第二输出端PWM2的输出，第一输出端 PWMl输出降压PWM信号，第一输出端PWMl输出的降压PWM信号经过比较器Ul和第一驱动 模块102后，发送到第一 MOS管Q5的栅极，第一 MOS管Q5开始导通，电感Ll有电流通过， 产生反激电压，降低充电电压，使得充电电压与饱和电压相匹配；如果充电电压小于饱和电压，第一输出端PWMl输出恒定电压信号，控制芯片U2的第三输出端PWM3输出低电平，第二 输出端PWM2输出升压PWM信号，第二输出端PWM2输出的升压PWM信号经过比较器Ul和第 二驱动模块103后，发送到第二 MOS管Q6的栅极，第二 MOS管Q6开始导通，电感Ll有电流 通过，产生反激电压，升高充电电压，使得充电电压与饱和电压相匹配。充电进行阶段电压检测单元200检测充电电池的电池电压，控制单元300根据检测到的电池电 压与预知的饱和电压进行比较，如果电池电压小于饱和电压，控制单元300控制升/降压单 元100对电源适配器输出的充电电压进行调整，得到恒流电压对充电电池进行充电，如果 电池电压等于饱和电压，控制单元300控制升/降压单元100降低电源适配器输出的充电 电流，充电电流检测单元400开始检测，当检测到充电电流等于电池充电完成时的电流阈 值时，控制单元300中断充电过程，充电结束。本实用新型实施例还提供一种电源适配装置，电源适配装置包括电源适配器和上 述的充电管理电路。 在本实用新型实施例中，本充电管理电路将电源适配器输出的充电电压调节成与 充电电池的饱和电压相匹配的电压，这样使得电源适配器输出的充电电压得到了有效地扩 展，电源适配器就不会因为其输出的充电电压小于充电电池的饱和电压，而不能将电池电
量充满。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种充电管理电路，其特征在于，所述充电管理电路包括输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与充电电池连接的升/降压单元；输入端与所述充电电池连接，对充电电压进行检测的电压检测单元；以及输入端接所述电压检测单元的输出端，输出端接所述升/降压单元的控制端，根据所述充电电压与预知的饱和电压，控制所述升/降压单元调节所述电源适配器输出的充电电压与饱和电压相匹配的控制单元。
2.如权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，所述升/降压单元包括升压模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第一开关模块、第二开关模块和储能模块；所述升压模块的输入端作为所述升/降压单元的控制端接所述控制单元，所述升压 模块的输出端分别接所述第一驱动模块的输入端和第二驱动模块的输入端，所述第一驱动 模块的输出端接所述第一开关模块的控制端，所述第二驱动模块的输出端接所述第二开关 模块的控制端，所述第一开关模块的输入端作为所述升/降压单元的输入端接所述电源适 配器的输出端，所述第一开关模块的输出端接所述储能模块的第一端，所述第二开关模块 的输入端接所述储能模块的第二端，所述储能模块的第二端作为所述升/降压单元的输出 端，所述第二开关模块的输出端接地。
3.如权利要求2所述的充电管理电路，其特征在于，所述升压模块为比较器，所述比 较器的第一比较负输入端接所述控制单元，所述比较器的第二比较负输入端接所述控制单 元，所述比较器的第一比较正输入端和第二比较正输入端同时接固定电压，所述比较器的 第一输出端接所述第一驱动模块的输入端，所述比较器的第二输出端接所述第二驱动模块 的输入端；所述第一驱动模块包括第一三极管和第二三极管，第一三极管和第二三极管的基极同 时接所述比较器的第一输出端，第一三极管的发射极接第二三极管的发射极，第二三极管 的集电极接地；所述第二驱动模块包括第三三极管和第四三极管，第三三极管和第四三极管的基极同 时接所述比较器的第二输出端，第三三极管的发射极接第四三极管的发射极，第四三极管 的集电极接地；所述第一开关模块包括第一 MOS管，所述第一 MOS管的源极作为升/降压单元的输 入端接所述电源适配器的输出端和第一三极管的集电极，所述第一 MOS管的栅极同时接第 一三极管和第二三极管的发射极，所述第一 MOS管的漏极接所述储能模块的第一端；所述第二开关模块包括第二 MOS管，所述第二 MOS管的栅极同时接第三三极管和第 四三极管的发射极，所述第二 MOS管的漏极接所述储能模块的第二端，所述第二 MOS管的源 极接地；所述储能模块为电感，所述电感的第一端接第一 MOS管的漏极，所述电感的第二端接 第二 MOS管的漏极。
4.如权利要求3所述的充电管理电路，其特征在于，所述控制单元采用控制芯片，所述 控制芯片的第一输入端接所述电压检测单元的输出端，所述控制芯片的第一输出端接所述 比较器的第一比较负输入端，所述控制芯片的第二输出端和第三输出端接所述比较器的第 二比较负输入端。
5.如权利要求1所述的充电管理电路，其特征在于，所述充电管理电路还包括连接在所述升/降压单元、充电电池以及控制单元之间的充电电流检测单元，所述充 电电流检测单元的输入端与所述升/降压单元的输出端连接，所述充电电流检测单元的输 出端与所述控制单元的输入端连接。
6.如权利要求5所述的充电管理电路，其特征在于，所述充电电流检测单元包括电流感测电阻、第一分压模块、第二分压模块以及差分放大器；所述电流感测电阻的第一端作为充电电流检测单元的输入端接所述升/降压单元的 输出端，所述电流感测电阻的第二端接所述充电电池，所述第一分压模块的输入端接所述 电流感测电阻的第一端，所述第一分压模块的输出端接所述差分放大器的反相输入端，所 述第二分压模块的输入端接所述电流感测电阻的第二端，所述第二分压模块的输出端接所 述差分放大器的同相输入端，所述差分放大器的输出端接所述控制单元的输入端。
7.如权利要求6所述的充电管理电路，其特征在于，在所述电源适配器的输出端与升 /降压单元的输入端之间连接有防止所述电源适配器的极性与充电电池的极性不相匹配的 防反插单元。
8.如权利要求7所述的充电管理电路，其特征在于，在所述升/降压单元的输出端与充 电电流检测单元的输入端之间连接有整流滤波单元。
9.一种电源适配装置，其特征在于，所述电源适配装置包括电源适配器和权利要求1 至8任一项所述的充电管理电路。
专利摘要本实用新型适用于电池供电设备技术领域，提供了一种充电管理电路及电源适配装置，该充电管理电路包括升/降压单元、电压检测单元以及控制单元。在本实用新型中，本充电管理电路将电源适配器输出的充电电压调节成与充电电池的饱和电压相匹配的电压，这样使得电源适配器输出的充电电压得到了有效地扩展，电源适配器就不会因为其输出的充电电压小于充电电池的饱和电压，而不能将电池电量充满。
文档编号H02J7/10GK201639338SQ201020146880
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者孔令涛, 郭华龙, 龚小明 申请人:深圳市斯尔顿科技有限公司;深圳市莫廷影像技术有限公司