高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电动工具以及园林工具充电器技术领域，尤其涉及一种高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，该双重保护电路包括均与电路转换模块（1）电连接的第一开关、第二开关以及第一开关控制模块（2），所述第一开关与第二开关串联，所述第一开关控制模块（2）一端与第一开关电连接，所述第一开关控制模块（2）另一端与充电器通讯接口COM电连接，其特征在于：该双重保护电路还包括第二开关控制模块（3），所述第二开关控制模块（3）一端与第二开关电连接，其另一端与充电器的充电正极接口（C+）和充电负极接口（C?）电连接。这种双重保护电路结构简单，组装方便，可靠性高，且使用寿命较长。
【专利说明】
高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动工具以及园林工具充电器技术领域，尤其涉及一种高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路。
【背景技术】
[0002]目前，锂电池包已广泛应用于电动工具和园林工具领域，而与之匹配的锂电池包充电器也就应运而生。由于充电器上的充电金属插件通常是裸露在外面的，因此在使用过程中存在一定的安全隐患，当给大容量电池包充电时，例如给超过40V以上的电池包充电时，如果使用者操作不当而接触到充电金属插件的话，就会对人体造成严重的意外电击事故。为了防止意外电击事故发生，安规要求用于大容量电池包充电的充电器在其输出端口必须要采用双重保护的结构，即两段串联开关的结构，而且两个开关必须要分开控制，使用时只有两个开关同时闭合才能让充电器给电池包充电。
[0003]现有技术对上述两个相互串联的开关分开控制的方式是:
[0004]第一个开关通常采用MOS管，该MOS管的启闭通常是由充电器内的单片机来控制，单片机上的通讯端口(即电池包身份识别端口)与充电器上三个金属插件中用于通讯的金属插件连接，当电池包插入时，单片机就会通过通讯端口识别到电池包，从而提供MOS管开启所需的电流。
[0005]第二个开关采用微动开关或拨动开关，如公开号为CN104242379A的中国实用新型专利申请，该实用新型申请公开了一种常开式高电压电池包充电器，这种充电器在设置了一个微动开关或拨动开关的同时，还在其三个金属插件位置处设置了一个用于开启和闭合微动开关或拨动开关的开关按钮。正常情况下，微动开关或拨动开关处于常开状态，此状态下的充电器即使与外接电源电连接，充电器上的金属插件也不会带电，只有当电池包往充电器上的金属插件方向移动时，在电池包的自身重力或使用者的压力作用下，就会施压于开关按钮，从而促使微动开关或拨动开关闭合，进而使得充电器与电池包实现电连接，实现给电池包充电的功能。
[0006]但是在实际应用中，采用微动开关或拨动开关的第二种开关结构仍然存在以下两个不足之处:
[0007]1、开关按钮、微动开关或拨动开关等部件组装比较麻烦，且充电器内部走线比较混乱；
[0008]2、当开关按钮安装不到位或者经过长时间的使用而有一定磨损时，开关按钮容易在充电器上产生一定间隙(即偏离工作位置)，从而导致其与微动开关或拨动开关接触不良而使微动开关或拨动开关在电池包插入时无法正常闭合，最终影响电池包的正常充电。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型所要解决的一种技术问题是:提供一种结构简单，组装方便，可靠性高，且使用寿命较长的高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路。
[0010]本实用新型所采用的一种技术方案是:一种高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，该双重保护电路包括均与电路转换模块电连接的第一开关、第二开关以及第一开关控制模块，第一开关与第二开关串联，第一开关控制模块一端与第一开关电连接，第一开关控制模块另一端与充电器通讯接口 COM电连接，其中，该双重保护电路还包括第二开关控制模块，第二开关控制模块一端与第二开关电连接，其另一端与充电器的充电正极接口和充电负极接口电连接。
[0011]采用以上结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0012]1、本实用新型中的第一开关、第二开关、第一开关控制模块、第二开关控制模块及电路转换模块可以集成在一块电路板上，从而使本实用新型不但结构变得简单，而且组装起来也十分方便。
[0013]2、与现有技术需要通过电池包的自身重力或使用者的压力作用来促使开关按钮关闭微动开关不同，本实用新型中的第二开关控制模块是利用电池包中的剩余电量来控制第二开关的，也就是说，只要电池包一插入到充电器上，电池包就会立刻把剩余电量提供给第二开关控制模块，从而使第二开关控制模块控制第二开关闭合，进而对电池包进行充电。由于本实用新型中不存在开关按钮安装不到位或者经过长时间使用后会有磨损的情况，因此大大提供了充电器充电的可靠性，且延长了充电器的使用寿命。
[0014]作为优选，本实用新型的高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，其中，第二开关可为第二继电器K2，第二开关控制模块包括电阻R2、电阻R4、电阻R5以及MOS管M，第二继电器K2中的线圈一端与电路转换模块电连接，其另一端与MOS管M的漏极电连接，MOS管M的源极接地，MOS管M的栅极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端接地，电阻R4和电阻R5串联在充电正极接口与充电负极接口之间，充电负极接口和电阻R5—端接地，电阻R5未接地的一端与MOS管M的栅极电连接，第二继电器K2中的左触点与第一开关电连接，第二继电器K2中的右触点与充电正极接口电连接。
[0015]作为优选，本实用新型的高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，其中，第一开关可为第一继电器Kl，所述第一开关控制模块包括单片机1C、电阻Rl、电阻R3以及三极管Q，所述第一继电器Kl中的线圈一端与电路转换模块电连接，其另一端与三极管Q的集电极电连接，所述三极管Q的发射极接地，所述电阻Rl电连接在三极管Q的基极和发射极之间，所述电阻R3电连接在单片机IC和三极管Q的基极之间，所述单片机IC与充电器通讯接口COM电连接，所述第一继电器Kl中的左触点与电路转换模块电连接，第一继电器Kl中的右触点与第二继电器K2中的左触点电连接。
[0016]继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点，本实用新型通过采用继电器作为开关，不但可以增加充电器的灵敏性，大大提高充电器的可靠性，延长充电器的使用寿命，也可以进一步简化充电器的结构。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路的连接框图。
[0018]图2为本实用新型高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路的电路原理图。
[0019]如图所示:1、电路转换模块;2、第一开关控制模块;3、第二开关控制模块。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型做进一步描述，但是本实用新型不仅限于以下【具体实施方式】。
[0021]如图1和图2所示，本实用新型一种高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路包括电路转换模块1、第一开关、第二开关、第一开关控制模块I以及第二开关控制模块3。电路转换模块I的作用是将交流转变成直流，并提供充电器充电所需的充电电源V1、第一开关和第二开关闭合所需的开关工作电源V2以及第一开关控制模块I控制所需的控制模块电源V3,电路转换模块I为常规现有技术，故其具体电路结构不在此赘述。
[0022]在本【具体实施方式】中，第二开关采用继电器作为开关，即为第二继电器K2，第二开关控制模块3包括电阻R2、电阻R4、电阻R5以及MOS管M。第二继电器K2中的线圈一端与电路转换模块I中的V2输出电源电连接，第二继电器K2中的线圈一端另一端与MOS管M的漏极电连接，MOS管M的源极接地，MOS管M的栅极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端接地，电阻R4和电阻R5串联在充电正极接口 C+与充电负极接口 C-之间，充电负极接口 C-和电阻R5—端接地，电阻R5未接地的一端与MOS管M的栅极电连接，第二继电器K2中的左触点与第一继电器KI中的右触点电连接，第二继电器K2中的右触点与充电正极接口 C+电连接。
[0023]第一开关也是采用继电器作为开关，即为第一继电器Kl，第一开关控制模块2包括单片机IC、电阻Rl、电阻R3以及三极管Q，第一继电器Kl中的线圈一端与电路转换模块I中的V2输出电源电连接，第一继电器Kl中的线圈另一端与三极管Q的集电极电连接，三极管Q的发射极接地，电阻Rl电连接在三极管Q的基极和发射极之间，电阻R3电连接在单片机IC和三极管Q的基极之间，单片机IC与充电器通讯接口 COM电连接，单片机IC还与电路转换模块中的V3输出电源电连接，第一继电器Kl中的左触点与电路转换模块I中的Vl输出电源电连接。
[0024]本实用新型的工作原理是:当需要充电的电池包插入到充电器上时，电池包内残留的电量就会给第二开关控制模块3提供电源，此时第二开关控制模块3中的MOS管M就会导通，进而使第二继电器K2中的线圈也导通，从而促使第二继电器K2吸合。与此同时，第一开关控制模块2中的单片机IC会通过充电器通讯接口 COM识别到电池包已插入，从而让第一开关控制模块2提供电流给三极管Q，使三极管Q导通，导通后的三极管Q就会促使第一继电器K2也吸合，当第一继电器Kl和第二继电器K2同时吸合时，充电器就可以安全地给电池包进行充电器。在电池包未插入到充电器时，第一继电器Kl和第二继电器K2都不会吸合，从而很好地起到了双重保护的作用。
【主权项】
1.一种高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，该双重保护电路包括均与电路转换模块(I)电连接的第一开关、第二开关以及第一开关控制模块(2)，所述第一开关与第二开关串联，所述第一开关控制模块(2)—端与第一开关电连接，所述第一开关控制模块(2)另一端与充电器通讯接口 COM电连接，其特征在于:该双重保护电路还包括第二开关控制模块(3)，所述第二开关控制模块(3)—端与第二开关电连接，其另一端与充电器的充电正极接口( C+ )和充电负极接口( C-)电连接。2.根据权利要求1所述的高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，其特征在于:所述第二开关为第二继电器K2，所述第二开关控制模块包括电阻R2、电阻R4、电阻R5以及MOS管M，所述第二继电器K2中的线圈一端与电路转换模块(I)电连接，其另一端与MOS管M的漏极电连接，所述MOS管M的源极接地，所述MOS管M的栅极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端接地，所述电阻R4和电阻R5串联在充电正极接口( C+)与充电负极接口( C-)之间，充电负极接口( C-)和电阻R5—端接地，电阻R5未接地的一端与MOS管M的栅极电连接，所述第二继电器K2中的左触点与第一开关电连接，第二继电器K2中的右触点与充电正极接口( C+)电连接。3.根据权利要求2所述的高电压电池包充电器实现安规的双重保护电路，其特征在于:所述第一开关为第一继电器Kl，所述第一开关控制模块(2)包括单片机1C、电阻Rl、电阻R3以及三极管Q，所述第一继电器Kl中的线圈一端与电路转换模块(I)电连接，其另一端与三极管Q的集电极电连接，所述三极管Q的发射极接地，所述电阻Rl电连接在三极管Q的基极和发射极之间，所述电阻R3电连接在单片机IC和三极管Q的基极之间，所述单片机IC与充电器通讯接口 COM电连接，所述第一继电器KI中的左触点与电路转换模块(I)电连接，第一继电器KI中的右触点与第二继电器K2中的左触点电连接。
【文档编号】H02J7/00GK205666656SQ201620556803
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】李斌
【申请人】宁波动电器有限公司, 宁波动一电器有限公司