一种充电控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种充电控制电路。


背景技术：

2.目前的蓄电池充电器，其相对于传统充电器而言，会将高频开关电源技术与嵌入式微机控制技术有机地结合，并且运用智能动态调整技术来实现优化充电特性曲线，从而有效延长蓄电池的使用寿命。现有技术中的蓄电池充电器可以采用恒流/恒压/小恒流等多个阶段充电方式，因此具有可靠性高、操作简便，重量轻，体积小等特点。
3.现有技术中的充电器一般都是由嵌入式微机(micro control unit，mcu)或者其他外部提供源提供电压和电流基准信号，再于充电器本身的实际输出电压/输出电流进行比较，根据比较结果来对充电器进行充电控制。这种控制方式在充电器正常工作时具有较好的控制效果，然而当充电器的电流/电压检测电路出现故障或者外接的mcu等设备出现故障从而导致无法输出检测结果时，充电器会失去对充电过程的掌握，从而可能会导致充电器因实际输出电压过高而过热损坏，甚至会引发燃烧事故。


技术实现要素：

4.根据现有技术中存在的问题，现提供一种充电器安全最大电压控制电路，旨在解决mcu基准信号或检测电路出现故障失效时，充电器充电电压过高导致蓄电池过热损坏，甚至引发燃烧事故的问题。
5.上述技术方案具体包括：
6.一种充电控制电路，适用于充电器，其中包括：
7.一光电耦合模块，所述光电耦合模块的输入端连接至一检测模块与一控制模块，所述光电耦合模块的输出端连接至所述充电器的电压端，所述光电耦合模块的控制端连接至所述充电器的原边控制芯片；
8.所述光电耦合模块用于根据所述检测模块输出的第一控制信号，生成反馈信号并反馈至所述充电器，以控制所述充电器实际充电的电压与电流；
9.所述检测模块包括一电压检测单元以及一电流检测单元，所述电压检测单元的输出端与所述电流检测单元的输出端共同组成所述检测模块的输出端，所述电压检测单元的输入端用于检测所述充电器的实际充电电压，所述电流检测单元的输入端用于检测所述充电器的实际充电电流；
10.所述检测模块用于根据所述实际充电电压和所述实际充电电流输出相应的所述控制信号；
11.一控制模块，所述控制模块的输入端连接至所述充电器的电压端，所述控制模块的输出端连接至所述光电耦合模块的输入端，所述控制模块的接地端接地；
12.所述控制模块用于：
13.在所述检测模块正常输出所述第一控制信号时，所述控制模块不导通；
14.在所述检测模块无法正常输出所述第一控制信号时，所述控制模块被导通，且根据所述输入端的输入信号生成相应的第二控制信号并送入所述光电耦合模块，所述光电耦合模块根据所述第二控制信号生成所述反馈信号并反馈至所述充电器，以将所述充电器的实际充电电压限制在一预设的安全充电电压范围内。
15.优选的，该充电控制电路，其中，所述光电耦合模块包括一光电耦合器：
16.所述光电耦合器的第一引脚通过串联一第一电阻连接至所述充电器的电压端，以形成所述光电耦合模块的所述输出端；
17.所述光电耦合器的第二引脚作为所述光电耦合模块的输入端；
18.所述光电耦合器的第三引脚接地；
19.所述光电耦合器的第四引脚作为所述光电耦合模块的所述控制端。
20.所述光电耦合器用于传输所述光电耦合模块的输入端输入的电信号，起到对所述光电耦合模块的输入端输入的电信号和所述光电耦合模块的输出端输出的电信号进行隔离的作用。
21.优选的，该充电控制电路，其中，所述检测模块中的电流检测单元包括一第一运算放大器：
22.所述第一运算放大器的同相输入端通过串联一第二电阻连接至外部的微控制单元提供的电流参考信号；
23.所述第一运算放大器的反相输入端通过串联一第三电阻连接至外部的微控制单元提供的电流检测信号；
24.所述第一运算放大器的输出端通过串联一第一二极管连接至所述光电耦合器的第二引脚；
25.所述第一运算放大器的电压输入端连接至一恒定的外部电压；
26.所述第一运算放大器的接地端接地；
27.所述第一运算放大器用于将所述电流检测信号与所述电流参考信号进行比较，并根据比较结果输出相应的第一子控制信号。
28.优选的，该充电控制电路，其中，所述检测模块中的电流检测单元还包括一第一电容：
29.所述第一电容通过串联一第四电阻连接至所述第一运算放大器的反向输入端和输出端之间。
30.优选的，该充电控制电路，其中，所述检测模块中的电压检测单元包括一第二运算放大器：
31.所述第二运算放大器的同相输入端通过串联一第五电阻连接至外部的微控制单元提供的电压参考信号；
32.所述第二运算放大器的反向输入端连接于一第一分压取样模块，所述第一分压取样模块用于对自所述充电器的输出端输入的实际充电电压进行分压取样处理后获得一电压检测信号，并将所述电压检测信号输入至所述第二运算放大器的反向输入端；
33.所述第二运算放大器的输出端通过串联一第二二极管连接至所述光电耦合器的第二引脚；
34.所述第二运算放大器用于将所述电压检测信号与所述电压参考信号进行比较，并
根据比较结果输出相应的第二子控制信号。
35.优选的，该充电控制电路，其中，所述第一分压取样模块包括：
36.一第六电阻，所述第六电阻串联于所述第二运算放大器的所述反相输入端与所述充电器的输出端之间；
37.一第七电阻，所述第七电阻串联于所述第二运算放大器的所述反相输入端与一接地端之间。
38.优选的，该充电控制电路，其中，所述检测模块中的电压检测单元还包括一第二电容：
39.一第二电容，所述第二电容通过串联一第八电阻连接至所述第二运算放大器反向输入端和输出端之间。
40.优选的，该充电控制电路，其中，所述控制模块包括一处理单元，所述处理单元包括：
41.输入端，连接于一第二分压取样模块，所述第二分压取样模块用于对自所述充电器的输出端输入的实际充电电压进行分压取样处理后获得一电压检测信号，并将所述电压检测信号输入至所述处理单元的所述第一输入端；
42.输出端，连接至所述光电耦合模块的所述输入端；
43.接地端，连接至地线。
44.优选的，所述第二分压取样模块包括：
45.一第一可调电阻，所述第一可调电阻串联于所述充电器的电压端与所述处理单元的所述输入端之间；
46.一第二可调电阻，所述第二可调电阻串联于所述处理处理单元的所述输入端与一接地端之间；
47.所述第一可调电阻和所述第二可调电阻用于限定所述安全充电电压范围的上限值。
48.优选的，该充电控制电路，其中，所述控制模块还包括一第三电容：
49.所述第三电容通过串联一第九电阻的方式连接于所述处理单元的所述第一输入端与所述输出端之间。
50.本实用新型的技术方案的有益效果在于：当mcu或检测电路出现故障时，充电控制电路仍然可以调整实际充电电压，将实际充电电压限制到预设的安全充电电压范围之内，防止蓄电池过热损坏，引发燃烧事故。
附图说明
51.参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成本实用新型范围的限制。
52.图1为本实用新型实施例的充电控制电路示意图。
具体实施方式
53.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作出创造性劳动的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。
54.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
55.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
56.本实用新型提供一种充电控制电路，适用于充电器，其中，包括：
57.一光电耦合模块1，光电耦合模块1的输入端连接至检测模块2和控制模块3，光电耦合模块1的输出端连接至充电器的电压端vout，光电耦合模块1的控制端连接至充电器的原边控制芯片；
58.光电耦合模块1用于根据检测模块2输出的控制信号a1，生成反馈信号并反馈至充电器，以控制充电器实际充电的电压与电流；
59.检测模块2包括电流检测单元4以及电压检测单元5，电压检测单元5的输出端与电流检测单元4的输出端共同组成检测模块2的输出端，电压检测单元5的输入端用于检测充电器的实际充电电压，电流检测单元4的输入端用于检测充电器的实际充电电流；
60.检测模块2用于根据实际充电电压和实际充电电流输出相应的控制信号a1；
61.控制模块3，控制模块3的输入端连接至充电器的电压端vout，控制模块3的输出端连接至光电耦合模块1的输入端，控制模块3的接地端接地；
62.控制模块3用于根据实际充电电压输出控制信号a2。
63.通过上述提供的安全控制电路，如图1所示，外部的微控制单元mcu为电路提供了实际充电电流参考信号，实际充电电流检测信号，实际充电电压参考信号；
64.进一步地，在检测模块2正常输出控制信号a1时，检测模块2的输出端输出高电平，控制模块3的输出端也为高电平，控制模块3不导通，因此控制模块3在充电器最大电压控制电路中不起作用；
65.在外部的微控制单元mcu或检测模块2的电路出现故障时，检测模块2无法正常输出控制信号a1，检测模块2的输出端输出低电平，控制模块3的输出端也为低电平，此时控制模块3导通，控制模块3根据充电器的电压端vout输入的实际充电电压输出控制信号a2，控制信号a2输入至光电耦合模块1，光电耦合模块1生成反馈信号并反馈至充电器，将充电器的实际充电电压限制到一限定的安全充电电压范围之内。
66.在一种较优的实施例中，光电耦合模块1包括一光电耦合器u2：
67.光电耦合器u2的第一引脚通过串联电阻r1连接至充电器的电压端vout，以形成光电耦合器u2的所述输出端；
68.光电耦合器u2的第二引脚作为光电耦合模块1的输入端；
69.光电耦合器u2的第三引脚接地；
70.光电耦合器u2的第四引脚作为所述光电耦合模块的所述控制端；
71.光电耦合器u2用于传输光电耦合模块1的输入端输入的电信号，起到对光电耦合模块1的输入端输入的电信号和光电耦合模块1的控制端输出的电信号进行隔离的作用。
72.在一种较优的实施例中，电流检测单元4包括一运算放大器u1a：
73.运算放大器u1a的同相输入端通过串联一电阻r7连接至外部的微控制单元mcu提
供的实际充电电流参考信号；
74.运算放大器u1a的反相输入端通过串联一电阻r8连接至外部的微控制单元mcu提供的实际充电电流检测信号；
75.运算放大器u1a的输出端通过串联一二极管d1连接至光电耦合器u2的第二引脚；
76.运算放大器u1a的电压输入端连接至一外部的恒定电压vcc；
77.运算放大器u1a的接地端接地；
78.运算放大器u1a用于将电流检测信号与电流参考信号进行比较，并根据比较结果输出相应的子控制信号a11。
79.在一种较优的实施例中，电流检测单元4还包括一电容c2：
80.电容c2通过串联电阻r9连接至运算放大器u1a的反向输入端和输出端之间；
81.电容c2与电阻r9串联，起到阻断运算放大器u1a的反向输入端输入的电流检测信号中的直流电，导通运算放大器u1a的反向输入端输入的电流检测信号中的交流电的作用。
82.在一种较优的实施例中，电压检测单元5包括运算放大器u1b：
83.运算放大器u1b的同相输入端通过串联一电阻r4连接至外部的微控制单元mcu提供的实际充电电压参考信号；
84.运算放大器u1b的反向输入端连接于分压取样模块6；分压取样模块6用于对自充电器的输出端vout输入的实际充电电压进行分压取样处理后获得一电压检测信号，并将电压检测信号输入至运算放大器u1b的反向输入端；
85.运算放大器u1b的输出端通过串联一二极管d2连接至光电耦合器u2的第二引脚；
86.运算放大器u1b用于将电压检测信号与电压参考信号进行比较，并根据比较结果输出相应的子控制信号a12。
87.在一种较优的实施例中，分压取样模块6包括：
88.电阻r2，电阻r2串联于运算放大器u1b的反相输入端与充电器的输出端vout之间；
89.电阻r3，电阻r3串联于运算放大器u1b的反相输入端与一接地端之间。
90.在一种较优的实施例中，电压检测单元5还包括一电容c1：
91.电容c1通过串联一电阻r5连接至运算放大器u1b反向输入端和输出端之间；
92.电容c1与电阻r5串联，起到对运算放大器u1b的反向输入端输入的电压检测信号进行滤波的作用，使得滤波后的电压检测信号变得平稳。
93.在一种较优的实施例中,控制模块3包括一处理单元7，处理单元7包括：
94.引脚1，连接于分压取样单元8，分压取样单元8用于对自充电器的输出端输入的实际充电电压进行分压取样处理后获得一电压检测信号，并将电压检测信号输入至处理单元7的引脚1；
95.引脚2，连接至地线；
96.引脚3，连接至光电耦合模块1的输入端。
97.具体地，处理单元7为一芯片u3，型号为tl431。
98.在一种较优的实施例中,分压取样单元8包括：
99.电阻r10，电阻r10串联于充电器的电压端vout与处理单元7的引脚1之间；
100.电阻r11，电阻r11串联于充电器的电压端vout与接地端之间。
101.具体地，电阻r10与电阻r11为可调电阻，用于限定安全充电电压范围的上限值。
102.在一种较优的实施例中,控制模块3还包括一电容c3：
103.电容c3通过串联一电阻r12的方式连接于处理单元7的引脚1与引脚3之间。
104.电容c3与电阻r12串联，起到阻断电流检测信号中的直流电，导通电流检测信号中的交流电的作用，同时也起到对输入的电压检测信号进行滤波的作用，使得滤波后的电压检测信号变得平稳。
105.进一步地，在检测模块2正常输出控制信号时，运算放大器u1a的输出端输出低电平，二极管d1导通，运算放大器u1b的输出端输出低电平，二极管d2导通，检测模块2的输出端输出高电平，芯片u3的输出端也为高电平，芯片u3不导通，因此在充电器最大电压控制电路中不起作用；
106.在外部微控制单元mcu或检测模块2的电路出现故障时，检测模块2无法正常输出控制信号a1，检测模块2的输出端为低电平，芯片u3的输出端也为低电平，芯片u3导通，芯片u3根据运算放大器u1a的负电源反馈端输入的电流检测信号和经分压取样模块8分压取样的电压检测信号与芯片u3内部基准电压进行比较，输出控制信号a2，控制信号a2输入至光电耦合器u2的第二端口，光电耦合器u2生成反馈信号并反馈至充电器，去调整充电器的实际充电电压，使之降低，从而限制了充电器的实际充电电压的最大值，将充电器的实际充电电压限制到一限定的安全充电电压范围之内。
107.本实用新型的技术方案的有益效果在于：当mcu或检测电路出现故障时，充电控制电路仍然可以调整实际充电电压，将实际充电电压限制到预设的安全充电电压范围之内，防止蓄电池过热损坏，引发燃烧事故。
108.以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。