充电检测电路、充电控制电路、充电电路和充电座的制作方法

1.本实用新型涉及电子集成电路技术领域，具体涉及一种充电检测电路、充电控制电路、充电电路和充电座。


背景技术：

2.现有产品结构特点为，采用ir导航回充的充电座，这些充电座基本都是持续输出充电电压，有一定的安全隐患，例如，电压一般在12v以上，容易在充电接口接触瞬间放电打火，充电口也容易碰到金属导致短路，宠物还容易误触电。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型公开一种充电检测电路、充电控制电路、充电电路和充电座，具有安全性更高和降低功耗等功能。具体技术方案如下：
4.一种充电检测电路，所述充电检测电路包括检测信号发射单元、低压检测供电电源模块、检测信号接收模块、充电接口模块、电流检测单元和接地单元，所述检测信号接收模块与充电接口模块并联后，串联到低压检测供电电源模块与接地单元之间；所述检测信号发射单元用于发射脉冲信号来控制低压检测供电电源模块为检测信号接收模块与充电接口模块进行供电；所述电流检测单元用于在充电接口模块为外部充电设备供电时，检测充电接口模块的充电电流；所述检测信号接收模块用于根据接收的信号幅值来判断充电接口模块与外部充电设备的连接情况。
5.进一步地，所述充电接口模块与外部充电设备的连接情况至少包括正常连接、断开连接和充电接口模块短路。
6.进一步地，所述低压检测供电电源模块包括依次连接的低压电源输入单元、双二极管d9和mos管q14，所述双二极管d9用于对低压电源输入单元进行电流保护，所述mos管q14的栅极通过电阻r32与检测信号发射单元相连，漏极与双二极管d9相连，源极通过电阻r24与检测信号接收模块与充电接口模块相连。
7.进一步地，所述检测信号接收模块包括电阻r25、电阻r31和检测信号接收单元，所述电阻r25和电阻r31串联设置，所述电阻r25与电阻r24相连，所述电阻r31与接地单元相连，所述检测信号单元设置在电阻r25和电阻r31之间，用于检测电阻r31的电压幅值。
8.进一步地，所述充电接口模块包括充电接口单元、充电接口正极单元、充电接口负极单元、二极管d4和电阻r28，所述充电接口正极单元、充电接口单元和充电接口负极单元依次连接设置，所述充电接口单元一端与电阻r24及电阻r25相连，另一端通过电阻r28与接地单元gnd相连，另一端还通过电阻r27与电流检测单元相连，所述二极管d4与电阻r28并联设置。
9.一种充电控制电路，所述充电控制电路包括充电电源模块、充电控制信号模块、充电接口正极单元和接地单元，所述充电电源模块分别与充电控制信号模块和充电接口正极单元相连，所述充电控制信号模块与接地单元相连，所述充电控制信号模块用于控制充电
电源模块为充电接口正极单元供电。
10.进一步地，所述充电电源模块包括供电电源单元、电阻r3、mos管q5，所述供电电源单元与mos管q5的源极相连，所述电阻r3一端与供电电源相连，另一端与mos管q5的栅极相连，所述mos管q5的漏极与充电接口正极单元相连，漏极通过电阻r4与充电控制信号模块相连。
11.进一步地，所述充电控制信号模块包括控制信号发射单元、电阻r5、电阻r6和三极管q13，所述控制信号发射单元通过电阻r5与三极管q13的基极相连，通过电阻r6与接地单元相连，所述三极管q13的集电极与电阻r4相连，发射极与接地单元相连。
12.一种充电电路，所述充电电路包括控制器、上述的充电控制电路和上述的充电检测电路，所述控制器分别与检测信号发射单元、检测信号接收单元、电流检测单元和控制信号发射单元相连。
13.一种充电座，所述充电座包括上述的充电电路。
14.与现有的技术相比，本实用新型的有益效果在于：本技术的技术方案的检测信号发射单元通过发送脉冲信号来控制低压检测供电电源模块的导通和关闭，在检测信号接收模块与充电接口模块之间产生电压幅值，然后根据检测信号接收模块接收到的电压幅值情况来判断充电接口模块与外部充电设备连接情况，来为充电接口模块供电或断电，降低使用功耗和提高使用安全性；通过电流检测单元来对充电过程状态实时监控，当充电输出不正常，或者充电设备因为充电电路或电池故障导致长时间充不上电时，或者充电电流过大或过小时（达到充满状态），能够及时介入并中断充电电压输出。
附图说明
15.图1为本实用新型一种实施例中所述的充电检测电路的结构示意图1；
16.图2为本实用新型一种实施例中所述的充电检测电路的结构示意图2；
17.图3为本实用新型一种实施例中所述的充电检测电路的结构示意图3；
18.图4为本实用新型一种实施例中所述的充电控制电路的结构示意图；
19.图5为本实用新型一种实施例中所述的电流检测单元的结构示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
21.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
22.如图1所示，一种充电检测电路，所述充电检测电路包括检测信号发射单元charger_en1、低压检测供电电源模块、检测信号接收模块、充电接口模块、电流检测单元
current_det和接地单元gnd，所述检测信号接收模块与充电接口模块并联后，串联到低压检测供电电源模块与接地单元gnd之间；所述检测信号发射单元charger_en1用于发射脉冲信号来控制低压检测供电电源模块为检测信号接收模块与充电接口模块进行供电；所述电流检测单元current_det用于在充电接口模块为外部充电设备供电时，检测充电接口模块的充电电流；所述检测信号接收模块用于根据接收的信号幅值来判断充电接口模块与外部充电设备的连接情况。所述单元为用电子元器件或芯片构成的功能单元。
23.作为其中一种实施例，所述充电接口模块与外部充电设备的连接情况至少包括正常连接、断开连接和充电接口模块短路。
24.作为其中一种实施例，所述低压检测供电电源模块包括依次连接的低压电源输入单元vcc、双二极管d9和mos管q14，所述双二极管d9用于对低压电源输入单元vcc进行电流保护，所述mos管q14的栅极通过电阻r32与检测信号发射单元charger_en1相连，漏极与双二极管d9相连，源极通过电阻r24与检测信号接收模块与充电接口模块相连。优选地，检测信号发射单元发射3.3v脉冲信号。
25.作为其中一种实施例，所述检测信号接收模块包括电阻r25、电阻r31和检测信号接收单元 v_id，所述电阻r25和电阻r31串联设置，所述电阻r25与电阻r24相连，所述电阻r31与接地单元gnd相连，所述检测信号单元设置在电阻r25和电阻r31之间，用于检测电阻r31的电压幅值。
26.作为其中一种实施例，所述充电接口模块包括充电接口单元j2、充电接口正极单元dock_power、充电接口负极单元dock_gnd、二极管d4和电阻r28，所述充电接口正极单元dock_power、充电接口单元j2和充电接口负极单元dock_gnd依次连接设置，所述充电接口单元一端与电阻r24及电阻r25相连，另一端通过电阻r28与接地单元gnd相连，另一端还通过电阻r27与电流检测单元current_det相连，所述二极管d4与电阻r28并联设置。
27.一种充电控制电路，所述充电控制电路包括充电电源模块、充电控制信号模块、充电接口正极单元dock_power和接地单元gnd，所述充电电源模块分别与充电控制信号模块和充电接口正极单元dock_power相连，所述充电控制信号模块与接地单元gnd相连，所述充电控制信号模块用于控制充电电源模块为充电接口正极单元dock_power供电。
28.作为其中一种实施例，所述充电电源模块包括供电电源单元、电阻r3、mos管q5，所述供电电源单元与mos管q5的源极相连，所述电阻r3一端与供电电源相连，另一端与mos管q5的栅极相连，所述mos管q5的漏极与充电接口正极单元dock_power相连，漏极通过电阻r4与充电控制信号模块相连。
29.作为其中一种实施例，所述充电控制信号模块包括控制信号发射单元、电阻r5、电阻r6和三极管q13，所述控制信号发射单元通过电阻r5与三极管q13的基极相连，通过电阻r6与接地单元gnd相连，所述三极管q13的集电极与电阻r4相连，发射极与接地单元gnd相连。
30.一种充电电路，所述充电电路包括控制器、上述的充电控制电路和上述的充电检测电路，所述控制器分别与检测信号发射单元charger_en1、检测信号接收单元 v_id、电流检测单元current_det和控制信号发射单元相连。
31.一种充电座，所述充电座包括上述的充电电路。
32.如图2所示，充电座上电工作后，通过检测信号发射单元charger_en1向充电检测
电路持续发送脉冲信号，mos管q14接收到脉冲信号的高低，来导通或关闭低压电源输入单元vcc，使低压电源输入单元vcc为检测信号接收模块和充电接口模块进行断续供电。当充电接口单元j2正确接入外部充电设备时，电路中可形成如下两个回路：（1）charger_en1
→
q14
→
r24
→
dock_power
→
j2
→
dock_gnd
→
r28
→
gnd；（2）charger_en1
→
q14
→
r24
→
r25
→
r31
→
gnd。
33.由图可知，充电接口模块与检测信号接收模块并联后与r24串联。因此，当待充电负载正确接入充电电路时，j2等效为一个电阻，检测信号接收单元v_id检测到的信号幅值满足以下分压公式：并联网络等效电阻r=((j2+r28)*(r25+r31))/（j2+r28+r25+r31）;检测信号接收单元v_id的信号幅值位：v_id=vcc*（r/（r24+r））*r31/（r25+r31）。
34.检测信号接收单元v_id检测到上述周期相同，幅值按分压比例缩小后的脉冲信号时。便可判定外部充电设备已正确接入充电器，可进行通电操作。
35.作为其中一种实施例，当充电接口单元j2短路时，j2等效电阻为0，检测信号接收单元v_id检测到的信号幅值满足以下分压公式：并联网络等效电阻r=(r28*(r25+r31))/（r28+r25+r31）;检测信号接收单元 v_id的 v_id信号幅值为：v_id=vcc*（r/（r24+r））*r31/（r25+r31）。
36.当检测信号接收单元v_id检测到上述周期相同，幅值按分压比例缩小后的脉冲信号时。便可判定充电网络已短路，不可进行通电操作。
37.如图3所示，若外部充电设备没有正确接入充电座，则充电接口模块无法形成完整回路。charger_en1发送的脉冲波信号沿以下回路传播：charger_en1
→
q14
→
r24
→
r25
→
r31
→
gnd；所以检测信号接收单元 v_id的v_id检测到的脉冲幅值为v_id=vcc*r31/(r24+r25+r31))。则可判定无外部充电设备接入充电座，进行断电保护操作。
38.如图4所示，其中power_in为供电电源单元，dock_power为充电接口正极单元dock_power。当符合通电条件时，控制器控制控制信号发射单元charger_en输出高电平，三极管q13导通，从而控制mos管q5导通，供电电源单元power_in为充电接口正极单元dock_power供电，开始充电。当检测到无外部充电设备接入充电座时，控制信号发射单元charger_en输出低电平，三极管q13截止，从而控制mos管q5断开，电源停止输出。
39.如图5所示，充电过程中充电网络有如下回路：dock_power
→
dock_gnd
→
r28
→
gnd。因此电流检测单元current_det检测到电压值v=i*r28，即充电电流i=v/r28。当检测到充电电流超过系统阈值时，充电器执行过流保护程序，控制切断充电接口模块的输出电流。
40.与现有的技术相比，本实用新型的有益效果在于：本技术的技术方案的检测信号发射单元通过发送脉冲信号来控制低压检测供电电源模块的导通和关闭，在检测信号接收模块与充电接口模块之间产生电压幅值，然后根据检测信号接收模块接收到的电压幅值情况来判断充电接口模块与外部充电设备连接情况，来为充电接口模块供电或断电，降低使用功耗和提高使用安全性；通过电流检测单元来对充电过程状态实时监控，当充电输出不正常，或者充电设备因为充电电路或电池故障导致长时间充不上电时，或者充电电流过大或过小时（达到充满状态），能够及时介入并中断充电电压输出。
41.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
42.以上各实施例仅表达了本实用新型的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。