保护电路及具有该保护电路的充电设备的制作方法

本实用新型涉及一种电子电路，尤其涉及一种保护电路及具有该保护电路的充电设备。

背景技术：

锂电池是目前应用最广泛的可充电电池。在传统锂电池的充电电路中，以充电保护芯片为核心，用于控制充电电流、充电电压和判断充电是否结束，其中，充电电流保护中主要可包括过流保护。通过侦测充电设备中电流是否超过预设值；当超过预设值时，充电设备会降低输出给负载的电压。然而，降低输出给负载的电压仍可能存在过流的情况，进而可能造成电子元件的损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种可减少元件损坏的保护电路及具有该保护电路的充电装置。

一种保护电路，包括：

比较电路，所述比较电路获取转换电路的测量电压；所述比较电路还根据所述测量电压与参考电压输出比较信号，当所述测量电压大于所述参考电压时，所述比较电路输出高电平的比较信号；

控制电路，包括控制器，所述控制器包括选择引脚，所述控制电路连接于所述比较电路，当接收到所述高电平的比较信号时，所述控制电路将所述选择引脚的电平变为低电平，以使得所述控制器不输出脉冲信号给所述转换电路。

进一步的，所述保护电路中，所述比较电路包括比较器及肖特基二极管，所述肖特基二极管包括第一端、第二端及第三端，所述比较器的正向输入端连接于肖特基二极管第三端，所述肖特基二极管的第二端用于获取测量电压，所述肖特基二极管的第一端连接于第一电源电路；所述比较器的反相输入端连接于参考电压，所述比较器的输出端连接于第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极用于输出所述比较信号。

进一步的，所述保护电路中，所述控制电路包括电子开关，所述第一二极管的阴极连接于所述电子开关的第一端，所述电子开关的第二端接地，所述电子开关的第三端连接于第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接于所述控制器的选择引脚，所述电子开关第三端还连接于第二电源电路。

进一步的，所述保护电路中，所述比较电路中的肖特基二极管的第一端通过第一电阻连接于所述第一电源电路，所述肖特基二极管的第三端通过第二电阻接地，所述肖特基二极管的第三端还通过第一电容接地；所述比较器的反相输入端通过第三电阻接收所述参考电压，所述比较器的反相输入端还通过第四电阻接地，所述比较器的同相输入端通过第二电容连接于反相输入端，所述比较器的同相输入端还通过第三电容连接于输出端。

进一步的，所述保护电路中，所述控制电路中的电子开关为可控硅，所述可控硅的控制端为所述电子开关第一端，所述可控硅的阴极为所述电子开关的第二端，所述可控硅的阳极为所述电子开关的第三端，所述可控硅的阳极还通过第五电阻连接于所述第二电源电路。

进一步的，所述保护电路中，所述第二电源电路包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阴极通过串联的第六、第七、第八及第九电阻连接于整流电路，所述第一稳压二极管的阳极通过并联的第四及第五电容连接于第四二极管的阴极，所述可控硅的阳极通过所述第五电阻连接于所述第一稳压二极管的阴极。

进一步的，所述保护电路中，所述控制电路中的电子开关为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述电子开关第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述电子开关的第二端，所述NPN型三极管的集电极为所述电子开关的第三端，所述NPN型三极管的集电极还通过所述第五电阻连接于所述第二电源电路。

进一步的，所述保护电路中，所述第一电源电路包括三极管，所述三极管的发射极通过所述第一电阻连接于所述肖特基二极管的第一端，所述三极管的基极连接于第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极通过第六电容连接于所述三极管的发射极，所述第二稳压二极管的阳极接地，所述三极管的基极通过第十电阻连接于所述三极管的集电极，还通过第十一电阻接地，第七电容与串联的第十及第十一电阻并联，所述三极管的集电极连接于第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极连接于绕组的第一端，所述绕组的第二端接地，所述三极管的发射极连接于所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接于所述第一稳压二极管的阴极，所述三极管为NPN 型三极管。

一种充电设备，包括滤波电路及如上述任一项所述保护电路，所述滤波电路连接于所述整流电路，所述整流电路于所述转换电路及保护电路。

进一步的，所述充电设备中，所述转换电路包括功率管，所述功率管的栅极通过第十二电阻连接于所述控制器的驱动引脚，还通过第十三电阻连接于所述功率管的源极，所述功率管的漏极连接于连接于变压电路，所述功率管的源极还通过第十四电阻接地，所述肖特基二极管的第十端连接于所述功率管的源极及第十四电阻之间。

上述保护电路及具有该保护电路的充电设备通过比较电路侦测变压电路的初级是否存在过流情况，当存在过流情况时，通过比较器输出低电平的比较信号，从而使得可控硅或三极管(两者可为电子开关)导通，所述控制器的选择引脚在电子开关导通时，变为低电平，如此，所述控制器则不输出脉冲信号，所述变压电路则不会输出电压，进而在电路中存在过流情况时达到保护电子元件的目的。

附图说明

图1是本实用新型充电装置的较佳实施方式的方框图。

图2是图1中保护电路的较佳实施方式的方框图。

图3是图1中保护电路的较佳实施方式的电路图。

主要元件符号说明

保护电路 10

滤波电路 20

抑制电路 30

整流电路 40

转换电路 50

变压电路 60

输出整流电路 70

反馈电路 90

控制电路 110

控制器 112

比较电路 120

第一电源电路 132

第二电源电路 134

电阻 R1-R14

绕线 T1C

电容 C1-C6

二极管 D1、D2、D4、D5

稳压二极管 ZD1、ZD2

可控硅 SCR

比较器 U1

功率管 Q1

三极管 Q2

绕组 T1C

肖特基二极管 D3

绕组电路 80

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块或电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型充电设备90的较佳实施方式包括滤波电路20、抑制电路30、整流电路40、转换电路50、变压电路60、输出整流电路70、反馈电路80及保护电路10。

本实施方式中，所述滤波电路20可接收交流市电，可用于对所述交流电进行滤波操作，所述滤波操作包括但不限于对所述交流电进行的EMI滤波操作。所述抑制电路30连接所述滤波电路20，可对滤波操作后的电流进行抑制，以减少产生的突入电流。所述整流电路40连接于所述抑制电路30，可用于对电流进行整流操作，如将交流电转换为直流电等操作，以输出整流电压。所述转换电路50连接所述整流电路40，可在所述保护电路10的控制下，通过所述变压电路60输出对应的输出电源，所述输出电源在所述输出整流电源70的整流操作后可输出充电电压给负载，如充电电池等。所述反馈电路90连接所述输出整流电路70，可侦测负载的充电状态，如侦测负载是处于恒压充电状态，或是处于恒流充电状态，并输出对应的反馈信号。

本实施方式中，所述保护电路10可接收所述反馈电路80输出的反馈信号，并根据所述反馈信号输出对应的脉冲信号至所述转换电路90，以调整所述的输出电源。所述转换电路90可为功率开关转换电路，所述脉冲信号可为方波信号，所述功率开关转换电路在所述方波信号的控制下通过所述变压电路60输出对应的电源。本实施方式中，所述变压电路60可为变压器(图未示)，其可包括若干初级绕组及若干次级绕组。

请一并参阅图2及图3，所述保护电路10可包括控制电路110、比较电路120及电源电路130。

所述控制电路110可包括控制器112，所述控制器112可输出对应的脉冲信号至所述转换电路50。本实施方式中，所述控制器112可包括驱动引脚 Driver、选择引脚SS及其他引脚(图未示)。

所述比较电路120可通过所述转换电路50判断所述变压电路60是否存在过流的可能。当所述变压电路60中存在过流的情况时，所述比较电路120 输出比较信号至所述控制电路110，以使得所述控制电路110停止输出脉冲信号至所述变换电路50，进而避免了过流情况产生不利的情况，如电子元件损坏的可能。

可以理解地，所述转换电路50可包括功率管Q1、电阻R11-R13。所述控制器112的驱动引脚Driver通过电阻R13连接所述功率管Q1的栅极，所述功率管Q1的源极通过电阻R11接地，还通过所述电阻R12连接于所述功率管Q1的栅极，所述功率管Q1的漏极连接于所述变压电路60。较佳地，所述功率管Q1的漏极可连接于所述变压电路60中的初级绕组。

所述电源电路130可包括第一电源电路132及第二电源电路134，所述第一电源电路132连接于所述整流电路40，以接收所述整流电路40输出的整电压。所述第二电源电路134用于输出电源电压VCC。

所述第二电源电路134包括三极管Q2、稳压二极管ZD1、二极管D1、 D2、绕组T1C、电容C1、C4及电阻R5、R6。

所述变压电路60的绕组电路80包括绕组T1C的第一端接地，第二端连接于所述二极管D1的阳极。所述二极管D1的阴极连接于所述三极管Q2的集电极，还通过电容C1接地，还通过串联的电阻R5及电阻R6接地。所述三极管Q2的基极连接于串联连接的电阻R5及电阻R6之间的节点处，还连接于所述稳压二极管ZD1的阴极，所述稳压二极管ZD1的阳极接地。所述三极管Q2的发射极通过电容C4接地，还连接所述二极管D2的阳极，以通过二极管D2的阴极输出所述电源电压VCC。

所述第一电源电路132包括电阻R1-R4，电容C2、C3及稳压二极管ZD2。

所述二极管D2的阴极通过串联的电阻R4、R3、R2及R1接收所述整流电路40输出的整流电压，还通过并联的电容C2及C3连接到所述稳压二极管ZD2的阳极，所述稳压二极管ZD2的阴极连接于所述二极管D2的阴极。

本实施方式中，当交流电接入时，所述整流电路40可输出所述整流电压至所述第一电源电路132，所述第二电源电路134产生所述电源电压VCC；当所述控制器112停止输出脉冲信号时，所述第二电源电路134则停止为所述电源电压VCC供电，而此时，所述整流电路40仍可输出所述整流电压，以为所述电源电压VCC供电。由于所述二极管D2的阴极通过电阻R4-R1 接收所述整流电压，因此，所述整流电压不会通过所述二极管D2而进入所述第二电源电路134。

所述比较电路120包括比较器U1、电阻R7-R9、电阻R14、肖特基二极管D3、二极管D4、及电容C5、C6。所述控制电路110包括可控硅SCR、二极管D5及电阻R10。

所述肖特基二极管D3的第一端通过电阻R7连接于所述二极管D2的阳极，第二端连接于所述功率管的源极，以获取所述电阻R11的测量电压，第三端连接于所述比较器U1的正向输入端，还分别通过电阻R14及电容C6 接地。所述比较器U1的反相输入端通过电阻R8接收参考电阻Vref，还通过电阻R6接地，还通过电容C5连接于所述比较器U1的正向输入端。所述比较器的输出端连接于所述二极管D4的阳极，还通过电容C7连接于所述比较器U1的正向输入端，所述比较器U1的接地端接地，电源端连接于所述二极管D2的阳极。所述二极管D4的阴极连接于所述可控硅SCR的控制端。所述可控硅SCR的阴极接地，阳极连接于所述二极管D5的阴极，还通过电阻R10连接于所述二极管D2的阴极，以接收所述电源电压VCC。所述二极管D5的阳极连接于所述控制器112的选择引脚SS。

本实施方式中，当所述控制器112的选择引脚SS为低电平时，所述控制器112不输出所述脉冲信号，进而使得所述变换电路50控制所述变压电路60不输出电压；当所述控制器112的选择引脚SS为高电平时，所述控制器112输出所述脉冲信号，进而使得所述变换电路50控制所述变压电路60 输出电压。

可以理解地，正常时，所述比较器U1的正向输入端接收到肖特基二极管D3的第三端所输出的电压小于所述参考电压Vref，此时，所述比较器U1 的输入端输出低电平的比较信号，所述可控硅SCR截止，所述控制器112 的选择引脚SS为高电平，进而使得所述变压电路60输出正常的电压。本实施方式中，所述参考电压可由所述控制器112输出，在其他实施方式中，所述参考电压亦可由其他电子元件输出。

当所述变压电路60存在过流情况时，经过所述电阻R11的电流增大，使得所述电阻R11的测量电压增加。此时，所述肖特基二极管D3的第二端的电压增大，进而使得所述肖特基二极管D3的第三端输出的电压增大。如此，所述比较器U1的正向输入端的电压亦增大，当所述比较器U1的正向输入端的电压大于其反相输入端的电压时，所述比较器U1的输出端输出高电平信号，使得所述可控硅SCR导通。当所述可控硅SCR导通时，所述控制器112的选择引脚SS则变为低电平，进而使得所述控制器11的驱动引脚 Driver不输出脉冲信号，所述变压电路60不输出电压。由于当所述可控硅 SCR导通时，所述可控硅SCR可一直保持导通状态，进而使得所述控制器 112进入锁定状态。当所述控制器112进入锁定状态时，可通过断开外部的交流电来跳出锁定状态，如进入正常工作状态。

另外，当所述控制器112不输出脉冲信号时，所述变压电路不输出电压，如此，所述第二电源电路134则不为所述电源电压VCC供电，此时，由于所述整流电路40还可输出所述整流电压，进而使得所述电源电压VCC可由所述整流电路40供电，以使得所述控制器112进入锁定状态。

在其他实施方式中，所述可控硅SCR可由NPN型三极管来作为替换，此时，所述电阻R1-R4、R10及电容C3可以省略。其中NPN型三极管的基极可连接所述二极管D4的阴极，NPN型三极管的集电极可连接所述二极管 D5的阴极，NPN型三极管的发射极可接地。

可以理解地，正常时，所述比较器U1的正向输入端接收到肖特基二极管D3的第三端所输出的电压小于所述参考电压Vref，此时，所述比较器U1 的输入端输出低电平的比较信号，所述NPN三极管截止，所述控制器112 的选择引脚SS为高电平，进而使得所述变压电路60输出正常的电压。

当所述变压电路60存在过流情况时(如负载增大)，经过所述电阻R11 的电流增大，使得所述电阻R11的测量电压增加(即肖特基二极管D3的第二端连接所述电阻R11处的电压增大)。此时，所述肖特基二极管D3的第二端的电压增大，进而使得所述肖特基二极管D3的第三端输出的电压增大。如此，所述比较器U1的正向输入端的电压亦增大，当所述比较器U1的正向输入端的电压大于其反相输入端Vref的电压时，所述比较器U1的输出端输出高电平信号，使得所述可控硅SCR导通。当所述可控硅SCR导通时，所述控制器112的选择引脚SS则变为低电平，进而使得所述控制器11的驱动引脚Driver不输出脉冲信号，所述变压电路60不输出电压。由于当所述可控硅SCR导通时，所述可控硅SCR可一直保持导通状态，使得所述控制器112的选择引脚SS一直保持着低电平的状态，进而使得所述控制器112 进入锁定状态。当所述控制器112进入锁定状态时，可通过断开外部的交流电来跳出锁定状态，如进入正常工作状态。

本实用新型保护电路及具有该保护电路的充电设备通过比较电路侦测变压电路的初级是否存在过流情况，当存在过流情况时，通过比较器输出低电平的比较信号，从而使得可控硅或三极管(两者可为电子开关)导通，所述控制器的选择引脚在电子开关导通时，变为低电平，如此，所述控制器则不输出脉冲信号，所述变压电路则不会输出电压，进而在电路中存在过流情况时达到保护电子元件的目的。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。