一种电池充电控制电路的制作方法

本实用新型涉及电池充电控制技术领域，特别是涉及一种电池充电控制电路。

背景技术：

随着科学技术的发展，无人机的种类也越来越多，而无人机本身的耗电量较大，因此经常需要对无人机进行快速充电，以满足使用需求。

目前的给无人机进行充电的输入电流限制在很小范围内，无法根据实际需求动态调整充电的输入电流。造成充电时间较长，无法满足在电量不足时快速地充好电的需求。因此，亟需一种电池充电控制电路，对充电的输入电流进行调整，以满足实际需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无人机用的电池充电控制电路，该控制电路能够根据电池电量的不同值改变充电电流大小，从而能够满足无人机电池快速充电的需求。

为了实现上述目的，本实用新型实施方式提供如下技术方案：

本实用新型提供一种电池充电控制电路，用于控制电池充电电路对电池进行充电，电池充电控制电路包括侦测单元、判断单元和调节单元，所述侦测单元用于侦测所述电池充电电路的电池电量值，并将该电池电量值输入所述判断单元，所述判断单元将所述电池电量值与预设的第一阈值及第二阈值比较，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；

所述判断单元确定所述电池电量值小于所述第一阈值时输出第一调节信号至所述调节单元，所述调节单元根据所述第一调节信号控制所述电池充电电路输出第一电流对电池进行充电；

所述判断单元确定所述电池电量值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值时输出第二调节信号至所述调节单元，所述调节单元根据所述第二调节信号控制所述电池充电电路输出第二电流对电池进行充电；其中，所述第二电流小于所述第一电流；

所述判断单元确定所述电池电量值大于所述第二阈值时输出第三调节信号调节至所述调节单元，所述调节单元根据所述第三调节信号控制所述电池充电电路输出第三电流对电池进行充电，其中，所述第三电流小于所述第二电流。

其中，所述调节单元包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、运算放大器和PWM调制电路，所述判断单元分别连接所述第一三极管的基极、所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端和所述第三电阻的第一端，所述第二三极管的集电极连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端和所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接收第一参考电压，所述运算放大器的反相输入端连接电池充电电路，所述运算放大器的输出端连接所述PWM调制电路，所述PWM调制电路连接所述电池充电电路。

其中，所述调节单元还包括第一电容、第二电容和第四电阻，所述第一电容的第一端连接所述第四电阻的第一端和所述运算放大器的输出端，所述第一电容的第二端连接所述二电容的第一端、所述运算放大器的输出端及和所述电池充电电路，所述第四电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端，第四电阻的第二端连接所述第二电容的第二端，所述第二电容的第二端连接所述运算放大器的反相输入端和所述电池充电电路。

其中，所述调节单元还包括第三电容，所述第三电容串联在所述运算放大器的同相输入端和反向输入端之间。

其中，所述PWM调制电路包括光耦和PWM控制芯片，所述光耦的阴极连接所述运算放大器的输出端，所述光耦的阳极接收第二参考电压，所述光耦的发射极接地，所述光耦的集电极连接所述PWM控制芯片。

其中，所述调节单元还包括第一二极管，所述运算放大器的输出端通过所述第一二极管连接所述光耦的阴极。

其中，所述PWM调制电路还包括第五电阻，所述第五电阻连接在所述光耦的阴极和阳极之间。

其中，所述PWM调制电路还包括稳压电路，所述稳压电路连接所述光耦的阴极。

其中，还包括第四电容和第六电阻，所述第六电阻的第一端连接所述运算放大器的同相输入端和所述第一电阻的第二端，所述第六电阻的第二端接地，所述第四电容与所述第六电阻并联。

其中，还包括第五电容，所述第五电容与所述第三电阻并联。

本实用新型实施例具有如下优点或有益效果：

本实用新型提供的电池充电控制电路中，判断单元根据侦测单元侦测的电池电量值，判断电池电量情况，调节单元能根据判断结果改变电池充电电路的充电电流大小，电池电量越小，充电电流越大，充电的速度越快，从而能够满足无人机电池快速充电的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池充电控制电路的框图。

图2为本实用新型实施例提供的电池充电电路和调节单元连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本实用新型可用以实施的特定实施例。本实用新型中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本实用新型，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。若本说明书中出现“工序”的用语，其不仅是指独立的工序，在与其它工序无法明确区别时，只要能实现该工序所预期的作用则也包括在本用语中。另外，本说明书中用“～”表示的数值范围是指将“～”前后记载的数值分别作为最小值及最大值包括在内的范围。在附图中，结构相似或相同的用相同的标号表示。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的电池充电控制电路的框图。本实用新型实施例提供的电池充电控制电路可以用于控制无人机电池充电电路中的充电电流。电池充电控制电路100包括侦测单元101、判断单元102和调节单元103。所述侦测单元101用于侦测所述电池充电电路104的电池电量值。所述侦测单元101将侦测的该电池电量值输入所述判断单元102中进行判断。所述判断单元102将接收到的所述电池电量值与预设的第一阈值及第二阈值比较，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；

所述判断单元102确定所述电池电量值小于所述第一阈值时，所述判断单元102输出第一调节信号至所述调节单元103，所述调节单元根据所述第一调节信号控制所述电池充电电路104输出第一电流对电池进行充电；

所述判断单元102确定所述电池电量值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值时，所述判断单元102输出第二调节信号至所述调节单元103，所述调节单元103根据所述第二调节信号控制所述电池充电电路104输出第二电流对电池进行充电；其中，所述第二电流＜所述第一电流。

所述判断单元102确定所述电池电量值大于所述第二阈值时，所述判断单元102输出第三调节信号至所述调节单元103，所述调节单元103根据所述第一调节信号控制所述电池充电电路104输出第三电流对电池进行充电；其中，所述第三电流＜所述第二电流。

本实用新型提供的电池充电控制电路中，判断单元根据侦测单元侦测的电池电量值，判断电池电量情况，调节单元能根据判断结果改变电池充电电路的充电电流大小，电池电量越小，充电电流越大，充电的速度越快，从而能够满足无人机电池快速充电的需求。

请结合参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的调节单元图。本实用新型一种实施方式中，所述调节单元103包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、运算放大器U、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调制电路105。所述判断单元102连接所述第一三极管Q1的基极I1、所述第二三极管Q2的基极I2，所述第一三极管Q1的发射极和所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极连接所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端连接所述运算放大器U的同相输入端和所述第三电阻R3的第一端，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端连接所述运算放大器U的同相输入端和所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第一端连接所述运算放大器U的同相输入端，所述第三电阻R3的第二端接收第一参考电压Vc1，所述运算放大器U的反相输入端连接电池充电电路104，所述运算放大器U的输出端连接PWM调制电路105。所述PWM调制电路105连接所述电池充电电路104。

可选的，所述第一电阻R1的阻值大于所述第二电阻R2阻值。

可选的，所述调节单元103还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阴极连接所述运算放大器U的输出端、所述第一电容C1的第一端和所述第四电阻R4的第一端，所述第一二极管D1的阳极连接所述PWM调制电路105。通过设置第一二极管D1使得流入所述PWM调制电路105的电压比较稳定，起到稳压的作用。

可选的，所述PWM调制电路105包括光耦Q3、稳压电路30和PWM控制芯片40。所述光耦Q3的阳极接收第二参考电压Vc2和连接所述第一二极管D1的阳极，所述光耦Q3的阴极连接所述稳压电路30，所述光耦Q3的发射极接地，所述光耦Q3的集电极连接所述PWM控制芯片40。

可选的，所述PWM调制电路105还包括第五电阻R5，所述第五电阻R5连接在所述光耦Q3的阴极和阳极之间。

所述PWM调制电路105还包括第二二极管D2，所述第二二极管D2连接在所述光耦Q3的阴极和所述稳压电路30之间，其中，所述第二二极管D2的阳极连接所述所述光耦Q3的阴极；所述第二二极管D2的阴极连接所述稳压电路30，起到稳压稳流的作用。

PWM调制电路105中光耦Q3的作用主要是隔离、提供反馈信号和开关作用。

具体的，当无人机开始充电时，无人机电池组内的侦测单元101开始工作，侦测单元101检测电池充电电路104中电池电量，并将该电池电量值输出至判断单元102。

若判断单元102判断电池电量低于第一阈值，例如低于80％时，判断单元102向所述第一三极管Q1的基极I1、所述第二三极管Q2的基极I2输出低电平(即第一调节信号)，此时第一三极管Q1和所述第二三极管Q2同时截止，假设此时B点电压为0.2V，A点电压经过调整后与B点电压大致持平时，所述运算放大器U的输出端输出电压恒定，也就是说此时流入光耦Q3中的电流大致保持稳定，PWM控制芯片40提高输出至电池充电电路104的电流占的空比，所述电池充电电路104输出第一电流对电池进行充电。

充电一段时间后，若判断单元102判断侦测单元101侦测到电池充电电路中104中电池电量高于第一阈值且小于第二阈值时，例如第二阈值为90％时，判断单元102向所述第一三极管Q1的基极I1输出高电平、向所述第二三极管Q2的基极I2输出低电平(即第二调节信号)，此时第一三极管Q1导通、所述第二三极管Q2截止，此时B点电压下降，假设下降为0.1V，则此时A点电压大于B点电压，因此所述运算放大器U的输出端输出电压降低，使得流入光耦Q3的电流变大。此时，PWM控制芯片40降低输出至电池充电电路104的电流占的空比，使得所述电池充电电路104输出的充电电流有效值降低，输出功率减小。即所述电池充电电路104输出第二电流(第二电流＜第一电流)对电池进行充电。由于所述电池充电电路104输出的充电电流有效值下降，使得A点电压下降，使得A点电压下降，经过调整后A点电压与B点电压大致持平，此时经过调整后A点电压也降为0.1V。所述电池充电电路104输出稳定的第二电流对电池进行充电。

又充电一段时间后，若判断单元102判断侦测单元101侦测到电池充电电路中104中电池电量高于第二阈值时，判断单元102向所述第一三极管Q1的基极I1输出高电平、向所述第二三极管Q2的基极12输出高电平(对应于第三调节信号)，此时第一三极管Q1导通、所述第二三极管Q2导通，此时B点电压继续下降，假设下降为0.05V，则此时A点电压大于B点电压，因此所述运算放大器U的输出端输出电压降低，此时输入光耦Q3中的电流增大，此时，PWM控制芯片40降低输出至电池充电电路104的电流占的空比，使得所述电池充电电路104输出的充电电流有效值降低，输出功率减小。即所述电池充电电路104输出第三电流(第三电流＜第二电流)对电池进行充电。由于所述电池充电电路104输出的充电电流有效值下降，使得A点电压下降，经过调整后A点电压与B点电压大致持平时经过调整后也降为0.05V。此时，流入光耦Q3中的电流大致保持稳定，PWM控制芯片40控制所述电池充电电路104输出稳定的第三电流对电池进行充电。

可以理解的是，所述电池充电电路104输出的电流有效值越大，电池的充电速率越快。也就是说，第一电流的电池充电速率大于第二电流的电池充电速率；第二电流的电池充电速率大于第三电流的电池充电速率。

可选的，调节单元103还包括负反馈电路，所述负反馈电路包括第一电容C1、第二电容C2和第四电阻R4，所述第一电容C1的第一端连接所述第四电阻R4的第一端和所述运算放大器U的输出端，所述第一电容C1的第二端连接所述二电容C2的第一端、所述运算放大器U的输出端及和所述电池充电电路10，所述第四电阻R4第一端连接所述运算放大器U的输出端，第四电阻R4第二端连接所述第二电容C2的第二端，所述第二电容C2的第二端连接所述运算放大器U的反相输入端和所述电池充电电路10。

负反馈电路的作用在于当B点电压下降时，A点电压会在负反馈的作用下缓慢下降，避免由于A点电压突然下降造成电路波动。

可选的，调节单元103还包括第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电阻R6。所述第三电容C3串联在所述运算放大器U的同相输入端和反向输入端之间。所述第六电阻R6的第一端连接所述运算放大器U的同相输入端和所述第一电阻R1的第二端，所述第六电阻R6的第二端接地，所述第四电容C4与所述第六电阻R6并联。所述第五电容C5与所述第三电阻R3并联。上述元器件均起到抗干扰的作用，提高电路电流的稳定性。

可选的，所述判断单元102可以集成于微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)中。所述微控制单元安装于无人机电池组中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。