充电控制方法、充电设备及充电系统的制作方法_4

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5所示,是本发明的物理通信编解码单元313的一个实施例的示意图。在电子终端的充电控制单元340与充电输入连接器301之间设有通信线路,物理通信编解码单元313设置在通信线路上,并用于提高充电输入连接器301接入的通信信号的电平噪声容限。
[0126]在本实施例中,该物理通信单元包括比较放大器,被插入在电子终端充电输入连接器301后端的信号线过压防护单元312与充电控制单元340之间。
[0127]比较放大器的正向输入端与通信线路的输入端连接,比较放大器的电源端与工作电源VCC连接,比较放大器的反向输入端通过上拉电阻Rl上拉到工作电源VCC,通过下拉电阻R2下拉到下拉到电子终端的电源地GND,比较放大器的接地端接到电源地GND,比较放大器的输出端接到充电控制单元340的信号输入端。
[0128]在本实施例中,下拉电阻R2被配置为阻值为上拉电阻Rl相等,当工作电源VCC为3.3V时,比较器反向输入端的参考电平为1.65V。当输入信号低于1.65V时,比较放大器输出低电平,输入信号高于1.65V时,比较放大器输出高电平。通信线路插入物理通信编解码单元313后,电平噪声容限被扩展为1.65V,相比现有单片机0.4V的噪声容限,提升了4.1倍。
[0129]可以理解的,上拉电阻Rl和下拉电阻R2的阻值可以根据不同的噪声容限的要求需要进行调整。
[0130]如图7所示,是本发明的过压过流保护单元302的一个实施例的示意图。该过压过流保护单元302包括保护数字逻辑模块、驱动模块、保护电源开关、以及窗口比较器。该保护数字逻辑模块与驱动模块、窗口比较器、充电控制单元340连接,用于根据通过保护电源开关的电流和电压,输出开关控制信号至驱动模块,并由驱动模块控制保护电源开关的开闭。
[0131]保护数字逻辑模块感知到输入电压高于ref设定值时,通过驱动模块控制保护电源开关关断,过压过流保护单元302的电源输入端和电源输出端断开,起到保护与电源输出端相连的电路之作用。
[0132]该窗口比较器cmpl的两个输入端分别连接保护电源开关SWl的输入端和输出端,窗口比较器cmpl的窗口门限端设置端control2连接至充电控制单元340,用于设定过流保护门限,窗口比较器cmpl的输出端连接保护数字逻辑模块。在通过保护电源开关的电流超过预设值,通知保护数字逻辑模块驱动驱动模块控制保护电源开关关断。
[0133]进一步的,在保护电源开关SWl输出端连接第二保护电源开关SW2的输入端,第二保护电源开关SW2的电源输出端接地、控制输入端连接保护数字逻辑模块。
[0134]充电控制单元340通过过压过流保护单元302的第二控制输入端设定过流保护点后,当通过保护电源开关SWl的电流超过预设值时,由公式Δ V= (Vin-Vout)/Rswi,窗口比较器cmpl通过其第一输入端和第二输入端感应到的电压差AV时,通知保护数字逻辑模块通知MOS管驱动模块控制保护电源开关SWl关断,然后控制第二保护电源开关SW2导通。将过压过流保护单元302电源输入端和电源输出端断开的同时,积累在过压过流保护单元302输出端线路上等效电容中存储的残余能量经过第二保护电源开关SW2泄放到地,起到保护后级电路不被过流损坏的作用。
[0135]进一步的,电子终端还可以设置输入电压电流检测单元307、输出电压电流检测单元310等。输入电压电流检测单元307与充电输入连接器301、充电控制单元340连接用于检测输入电流和输入电压、并输出至充电控制单元340,以供后续控制使用。
[0136]输出电压电流检测单元310与电子终端的充电电池320、充电控制单元340连接,用于检测充电电池320的充电电流和电池电压并输出至充电控制单元340,以供后续控制使用。
[0137]进一步的,充电电池320可以通过电池连接器321接入输出充电电流,进行充电。该充电电池320还可以包括电芯323、电压电流内阻检测单元324、过压过流欠压保护单元325、电池温度检测单元322等,并通过电池连接器321将检测的电芯的电流和电压信号输出至充电控制单元340,以供后续控制使用。
[0138]如图8所示,是本发明的充电设备的一个具体实施例的示意框图。该充电设备包括可控变压输出模块、输出控制与检测单元130、充电输出连接器11、电流检测单元112、电压检测单元113、物理通信编解码单元114、以及信号线过压防护单元115等。
[0139]输出控制与检测单元130与充电输出连接器101连接,用于接入第一控制信号,并根据第一控制信号设置可控变压输出模块的第一输出电压。
[0140]输出控制与检测单元130与充电输出连接器101之间设有通信线路,物理通信编解码单元114设置在通信线路上,并用于充电输出连接器101接入的通信信号的电平噪声容限。
[0141]在本实施例中,该可控变压输出模块包括AC整流滤波单元108、源边控制单元107、变压器单元106、副边控制单元120、输出开关105、DC整流单元111、隔离通信单元110等。
[0142]该充电设备可以通过AC插头109接入充电电源。该AC插头的电源输入端可以连接90V-265V交流电,AC插头109的电源输出端连接AC整流滤波单元108的电源输入端,AC整流滤波单元108的电源输出端连接源边控制单元107和变压器单元106的高压输入端。变压器单元106的低压正极输出端连接输出开关105的电源输入端,输出开关105的电源输出端连接充电输出连接器1I的电源脚,变压器单元106的低压负极输出端连接DC整流单元111的电源输入端,DC整流单元111的电源输出端连接充电输出连接器1I的地脚,充电输出连接器1I的电源脚和地脚之间插入稳压电容102。
[0143]进一步的,可以在充电输出连接器101附近放置连接器温度检测单元104,用于检测充电输出连接器101附近的温度,并将温度信号传送至输出控制与检测单元130,实现温度保护。
[0144]副边控制单元120被配置为控制DC整流单元111以及将变压器低压输出端的脉冲电源整形为直流电源。副边控制单元120的电源脚连接到变压器单元106的低压正极输出端。副边控制单元120的第一检测脚连接到DC整流单元111的电源输入端,副边控制单元120的第二检测脚连接到DC整流单元111的电源输出端,副边控制单元120的第一控制输出脚连接到DC整流单元111的控制输入端,副边控制单元120的第二控制输出脚连接到输出控制与检测单元130的信号输入端。
[0145]在本实施例中,电流检测单元112包括检测电阻R3,被插入到DC整流单元111与充电输出连接器101之间,被配置为感知充电设备的输出电流。DC整流单元111的电源输出端连接电流检测单元112电源输入端,电流检测单元112的电源输出端连接充电输出连接器101的地脚。
[0146]电压检测单元113包括串联的检测电阻R4和检测电阻R5,被插入到充电输出连接器1I的电源脚与地脚之间,被配置为感知充电设备的输出电压。电压检测单元113的电源脚连接充电输出连接器1I的电源脚,电压检测单元113的地脚连接充电输出连接器1I的地脚。
[0147]信号线过压防护单元115的信号输入端连接到充电输出连接器101的信号脚,信号线过压防护单元115的信号输出端连接到物理通信编解码单元114的信号输入端。可以理解的,该信号线过压防护单元115、物理通信编解码单元114可以采用如图5、6所示的结构,在此不作赘述。
[0148]输出控制与检测单元130的第二和第三信号输入端分别连接电流检测单元112的电源输入端和电源输出端,用于检测充电设备输出电流。输出控制与检测单元130的第四信号输入端连接电压检测单元113的信号输出端,用于检测充电设备的输出电压。输出控制与检测单元130的第五信号输入端连接温度检测单元104的信号输出端,用于检测充电输出连接器101的温度。
[0149]输出控制与检测单元130的第一控制输出端连接隔离通信单元110的信号输入端,用于执行充电设备输出电压调节功能,输出控制与检测单元130的第二输控制出端连接输出开关105,用于控制变压器单元106低压正极输出端与充电输出连接器101电源脚之间的通断。
[0150]输出控制与检测单元130的第一信号输入端连接物理通信编解码单元114的信号输出端。物理通信编解码单元114的信号输入端以及输出控制与检测单元130的第一信号输出端连接信号线过压防护单元115的输入端,信号线过压防护单元115的输出端分别连接到充电输出连接器101的第一通信线缆和第二通信线缆。
[0151]如图9所示,是输出控制与检测单元130的一个实施例的示意图,包括数字逻辑模块DIGl、DAC寄存器1、数模转换模块、NPN等相同功能的线性放大管Ql、ADC寄存器、以及模数转换模块等。
[0152]当数字逻辑模块DIGl从input脚接收到电压调节指令时将需要调整的电压转换为DAC数字电平并存到DAC寄存器I,DAC寄存器I输出的数字电平值通过数模转换模块转化为模拟电压信号,控制线性放大管Ql的导通程度,进而控制隔离通信单元110(线性光耦)的发光二极管,隔离通信单元110的光敏二极管将接收到的光并转为电流信号传输给源边控制单元107,源边控制单元107按照指令调节充电设备输出电压。
[0153]进一步的,由数字逻辑模块DIGl,ADC寄存器I?3,模数转换模块以及单刀三掷的切换开关SWll以及串联检测电阻R3和并联的检测电阻R4,R5构成输出电压、输出电流检测通路。
[0154]测量输出电流时,数字逻辑模块DIGl通过SW2脚控制切换开关SWll快速切换到第一针脚,量测检测电阻R3左端的第一电压,并存储在ADC寄存器I中;然后,数字逻辑模块DIGl通过SW2脚控制切换开关SWll快速切换到第二针脚,量测检测电阻R3右端的第二电压,并存储在ADC寄存器2中。电子终端通过input脚请求读取充电器的当前输出电流时,数字逻辑模块DIGI通过output脚将ADC寄存器1-2的第一电压值、第二电压值发送给电子终端,电子终端端通过接收到的ADC寄存器1-2的值运算得到充电器的当前输出电流。在另一个实施示例中,数字逻辑模块DIGl比较ADC寄存器I的第一电压和ADC寄存器2的第二电压的当前存储值的差值,然后除以串联检测电阻R3的电阻值,得到当前充电设备的当前输出电流,并存储在暂态寄存器1(未示出)中。电子终端通过i
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