充电回路控制装置的制作方法

本实用新型涉及电路控制技术领域，具体地说，本实用新型涉及充电回路控制装置。

背景技术：

当前，充电设备中往往具有单片微型计算机，以便对充电设备进行控制。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制单元 (Microcontroller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。现今的MCU具有高集成度、高性能、高可靠性及低价格等优势，其中MCU的高集成度与高可靠性表现在应用了MCU的设备具有高度精简的外围电路、使用过程中具有高度的可靠性，即产品具有易用性及安全性。

但再精湛的生产工艺也不能保证100％的良率，MCU存在并一定存在处于失效工作模式的可能性。当MCU处于失效工作模式，MCU 将偏离原有软件的设定，此时若没有可靠监测MCU工作状态的控制装置，将可能导致产品工作在不受控、不可预计的状态。尤其是对于充电设备而言，如果其内部的MCU失效，可能导致待充电设备由于过充电导致的异常发热、冒烟燃烧等意外事件的发生，从而危害用户财产和生命安全。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种能够克服现有技术的上述至少一个缺陷的解决方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种充电回路控制装置，包括：单片机，用于通过编程控制该单片机的至少一个IO引脚输出具有变化电平的信号；充电回路总开关；以及信号监测单元，其输入端连接所述至少一个IO引脚，其输出端连接所述充电回路总开关，并且所述信号监测单元被构造成在未接收到所述的具有变化电平的信号时，输出使所述充电回路总开关断开的控制信号。

进一步地，所述的具有变化电平的信号为电平周期性变化的信号。

进一步地，所述的具有变化电平的信号为方波信号。

进一步地，所述的具有变化电平的信号为频率固定的方波信号。

进一步地，所述信号监测单元包括连接所述IO引脚的串联线路，所述串联线路包括串联的第一电容和第一电阻。

进一步地，所述串联线路用于滤除低频信号。

进一步地，所述信号监测单元还包括控制电路，所述控制电路的输入端连接所述串联线路的输出端，所述控制电路的输出端连接所述充电回路总开关的控制端。

进一步地，所述控制电路用于在串联线路的输出端的驱动下输出所述控制信号。

进一步地，所述控制电路还包括：整流电路，与所述串联线路连接，用于对通过所述串联线路的信号进行整流；以及放大电路，与所述整流电路连接，用于对整流后的信号进行放大并输出所述控制信号。

进一步地，所述整流电路包括第二电容和两个二极管。

进一步地，所述放大电路包括三极管。

与现有技术相比，本使用新型提供的充电回路控制装置通过设置信号监测单元根据IO引脚输出的具有变化电平的信号，输出控制所述充电回路总开关的控制信号，从而在MCU失效时及时关闭充电回路，避免了待充电设备由于过充电导致的异常发热、冒烟燃烧等意外事件的发生，有效地保护了充电设备，进而有效地保护了用户的财产以及生命安全。

附图说明

在参考附图中示出示例性实施例。本文中公开的实施例和附图应被视作说明性的，而非限制性的。

图1示出了本实用新型一个实施例的充电回路控制装置方框示意图；

图2示出了本实用新型一个实施例的充电回路控制装置的电路图；

图3示出了本实用新型一个实施例的充电回路控制装置的工作流程示意图；

附图标记说明：

100—单片机； 200—信号监测单元； 201—串联线路；

202—控制电路； 300—充电回路总开关。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了本实用新型一个实施例的充电回路控制装置方框示意图，如图1所示，本实用新型的充电回路控制装置包括：单片机100、信号监测单元200和充电回路总开关300。其中，单片机100可以编程以对充电回路进行控制。本实施例中，为实现单片机100失效保护，通过编程控制该单片机的至少一个IO引脚输出具有变化电平的信号。信号监测单元200包括输入端和输出端，输入端连接所述至少一个IO 引脚，输出端连接所述充电回路总开关。并且所述信号监测单元被构造成在未接收到所述的具有变化电平的信号时，输出使所述充电回路总开关断开的控制信号。本实施例中，具有变化电平的信号可以是具有一定频率的方波信号。当然，在本实用新型的其它实施例中，也可以用其它类型的具有变化电平的信号来代替。例如，该具有一定频率的方波信号也可以用其它的以一定频率周期性变化的信号代替，有时还可以用频率可变的交流信号来代替。充电回路总开关300受监测单元200的输出信号控制，能够有效地打开或关闭充电回路。

进一步地，图2示出了本实用新型一个实施例的充电回路控制装置的电路图。参考图2，本实施例中，单片机100具有多个IO引脚，其中P57引脚被作为输出具有变化电平的信号的引脚，即用于MCU 失效保护的引脚。本领域普通技术人员易于理解，用于输出具有变化电平的信号的引脚并不限于P57引脚，也就是说，P57引脚也可以被其它IO引脚替换。本实施例中，单片机100可接入充电回路以对充电回路进行控制、状态监测、报警等等。

仍然参考图2，在一个实施例中，信号监测单元200包括连接所述IO引脚的串联线路201，所述串联线路包括串联的第一电容C1和第一电阻R1。所述串联线路201可以用于滤除低频信号，从而排除低频信号的干扰。所述信号监测单元200还包括控制电路202，所述控制电路的输入端连接所述串联线路201的输出端，所述控制电路的输出端连接所述充电回路总开关300的控制端。所述控制电路202用于在串联线路201的输出端的驱动下输出所述控制信号。

进一步地，在一个实施例中，所述控制电路202还包括：整流电路和放大电路。其中整流电路与所述串联线路201连接，用于对通过所述串联线路的信号进行整流。放大电路与所述整流电路连接，用于对整流后的信号进行放大并输出所述控制信号。其中，所述整流电路包括第二电容C2和两个二极管D1和D2，所述放大电路包括三极管 Q1。

仍然参考图2，在一个实施例中，充电回路总开关300可以通过多个MOSFET并联构成。在图2中两个MOSFET的并联结构用Q2表示。在另一实施例中，充电回路总开关300也可以由单个MOSFET实现。

下面通过具体的使用方法进一步说明本实施例MCU失效保护原理。当MCU处于正常工作模式时，MCU的IO端口按软件的设定输出具有变化电平的信号，此时TP0和TP1采集到对应的具有变化电平的信号。利用电容器C1通交流阻直流的特性，具有变化电平的信号在电容器C1两端造成变动的电势差，形成的交流信号可通过电容器 C1将TP2和TP3的电位拉低(本实施例中，原TP3的电位近似于或等于TP4。内置电阻的三极管Q1发射极与基极电势差Veb＜阈值Vth， Q1处于关闭状态)。而TP3的电位拉低后，相当于通过电容器C1给TP2和TP3放电，造成TP3电位不再等同TP4，三极管Q1发射极与基极电势差Veb＞阈值Vth，使Q1导通，此时信号监测单元200即 TP5输出高电平，充电回路总开关Q2导通，充电回路导通。即MCU 处于正常工作模式时，充电回路正常工作。

当MCU处于失效工作模式时，MCU的IO口只能输出恒高的电平信号或恒低的电平信号，即MCU的IO口无法按软件的设定输出具有变化电平的信号。此时TP0和TP1采集到恒定的信号。利用电容器 C1通交流阻直流的特性，恒定的信号在电容器C1两端无法造成变动的电势差，即直流信号无法通过电容器C1，TP2和TP3的电位保持不变。TP3的电位仍然等同于TP4，内置电阻的三极管Q1发射极与基极电势差Veb＜阈值Vth，Q1处于关闭状态。此时信号监测单元200即 TP5输出低电平，充电回路总开关Q2关闭，充电回路截止。即MCU 处于失效工作模式时，充电回路停止工作。

基于上述原理，进一步地，图3示出了本实用新型一个实施例的充电回路控制装置的工作流程示意图。参考图3，该工作流程包括：

步骤10：当MCU失效时，执行步骤20，当MCU未失效时，执行步骤60。

步骤20：MCU的IO端口输出恒高或恒低电平信号。然后执行步骤30。

步骤30：信号监测单元(或者信号监测电路)输出低电平。

步骤40：充电回路总开关的控制端接收到信号监测单元输出的低电平，使得充电回路总开关关闭，充电回路切断。从而实现充电回路的MCU失效保护。

步骤50：监测出MCU工作失效，进行相应的报警。完成步骤50 后，本实施例的充电回路控制装置的工作流程结束。

步骤60：MCU的IO端口输出方波信号。

步骤70：信号监测单元(或信号监测电路)输出高电平。

步骤80：充电回路总开关的控制端接收到信号监测单元输出的高电平，使得充电回路总开关开启，充电回路导通。

步骤90：监测出MCU工作正常。重新回到步骤10。

上述实施例提出的充电回路控制装置，避免了待充电设备由于过充电导致的异常发热、冒烟燃烧等意外事件的发生，有效地保护了充电设备，进而有效地保护了用户的财产和生命安全。

并且，上述实施例提出的充电回路控制装置，通过硬件的固有特性监测MCU的IO端口的输出信号，具有较高的可靠性与快捷性。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。