一种防接触火花的充电电路及其大功率移动照明设备的制作方法

1.本实用新型属于电子电路技术领域，涉及一种防接触火花的充电电路及其大功率移动照明设备。


背景技术：

2.目前，照明设备广泛应用于我们的日常生活中。随着技术的发展及用户的需求，市面上也出现了大功率的移动照明设备。大功率移动照明设备在直接用充电器插入给电池充电时，会出现接触火花的现象，这种接触火花会威胁到用户的生命财产安全，从而降低了用户在使用大功率移动照明设备时的安全性。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种防接触火花的充电电路及其大功率移动照明设备，保证充电器插入充电接口上时不会产生接触火花，以提升用户在使用大功率移动照明设备时的安全性。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
5.一种防接触火花的充电电路，包括：
6.充电接口，所述充电接口用于连接充电器；
7.第一检测电路，所述第一检测电路用于检测充电接口的电压信号；
8.控制芯片，所述控制芯片用于接收所述电压信号，并将所述电压信号转换为控制信号发送至所述开关电路；
9.开关电路，所述开关电路用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制继电器线圈通电或断路；
10.一继电器线圈，所述继电器线圈的一端连接所述开关电路，所述继电器线圈的另一端接地；
11.一继电器开关，所述继电器开关的一端连接所述充电接口，所述继电器开关的另一端连接储能电池，所述继电器开关与所述继电器线圈耦合，用于将所述储能电池与所述充电接口导通或断开。
12.进一步的，所述第一检测电路包括：第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述第一电阻的第一端连接所述充电接口、所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的的第一端，所述第三电阻的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻第一端的相连接端连接所述控制芯片的第一电压检测端。
13.进一步的，所述开关电路包括：第一三极管、第七电阻、第一mos管及第八电阻，所述第一三极管的基极连接所述控制芯片的使能端，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极连接所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的源极连接供电电压输出端，所述第一mos管的漏极连接第八电阻的第一端，第八电阻的第二端连接继电器线圈的输入端，所述第七电阻的第一端连接所述第一mos管的栅极，所述第七电阻的第二端连接所述
第一mos管的源极。
14.进一步的，所述储能电池的第一端连接继电器开关，所述储能电池的第二端接地。
15.进一步的，所述充电接口与所述储能电池之间还连接有二极管组，所述二极管组的输入端连接所述充电接口，所述二极管组的输出端连接所述继电器开关。
16.进一步的，所述充电电路还包括：第二检测电路，所述第二检测电路的第一端连接所述储能电池的正极连接端，所述第二检测电路的第二端连接储能电池的负极连接端，所述第二检测电路的第三端连接所述控制芯片的第二电压检测端。
17.进一步的，所述充电电路还包括：所述充电电路还包括：降压电路，所述降压电路的输入端连接供电电压输出端，所述降压电路的输出端连接所述开关电路。
18.本实用新型还提供一种大功率移动照明设备，所述大功率移动照明设备包括：主体，所述主体的尾部设有电路板，所述电路板上具有所述的充电电路。
19.本实用新型的有益效果：
20.通过将第一检测电路、开关电路、控制芯片、继电器线圈及继电器开关相配合，使得第一检测电路能够检测大功率移动照明设备充电的电压信号，并将电压信号发送至控制芯片，使得控制芯片能够输出相应的控制信号来控制继电器线圈通电或断路，从而控制开关将储能电池与充电接口导通或断开，实现给大功率移动照明设备充电，保证充电器插入充电接口上时不会产生接触火花，以提升用户在使用大功率移动照明设备时的安全性。
附图说明
21.附图1是本实用新型中充电接口、第一检测电路、继电器开关及储能电池相连接的原理示意图；
22.附图2是本实用新型中开关电路与继电器线圈相连接的原理示意图；
23.附图3是本实用新型中控制芯片的原理示意图；
24.附图4是本实用新型中降压电路的原理示意图。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.参考附图1-附图3，一种防接触火花的充电电路，包括：充电接口mcd、第一检测电路、控制芯片u1、开关电路、一继电器线圈k1b及一继电器开关k1a；充电接口mcd用于连接充电器；第一检测电路用于检测充电接口mcd的电压信号；控制芯片u1用于接收电压信号，并将电压信号转换为控制信号发送至开关电路；开关电路用于接收控制信号，并根据控制信号控制继电器线圈k1b通电或断路；继电器线圈k1b的一端连接开关电路，继电器线圈k1b的另一端接地；继电器开关k1a的一端连接充电接口mcd，继电器开关k1a的另一端连接储能电池，继电器开关k1a与所述继电器线圈k1b耦合，用于将储能电池与充电接口mcd导通或断开。本实施例中，控制芯片u1的型号为stm32f030c8t6。需要理解的是，电路图中mcd网络为移动照明设备充电接口的正极，gnd网络为移动照明设备充电接口的负极。
30.通过将第一检测电路、开关电路、控制芯片u1、继电器线圈k1b及继电器开关k1a相配合，使得第一检测电路能够检测大功率移动照明设备充电的电压信号，并将电压信号发送至控制芯片u1，使得控制芯片u1能够输出相应的控制信号来控制继电器线圈k1b通电或断路，从而控制开关将储能电池与充电接口导通或断开，实现给大功率移动照明设备充电，保证充电器插入充电接口mcd时不会在充电接口mcd上产生接触火花，以提升用户在使用大功率移动照明设备时的安全性。
31.其中一个实施例中，第一检测电路包括：第一电阻r1、第二电阻r2及第三电阻r3，第一电阻r1的第一端连接充电接口mcd、第一电阻r1的第二端连接第二电阻r2的第一端，第二电阻r2的第二端连接第三电阻r3的的第一端，第三电阻r3的第二端接地，第二电阻r2的第二端与第三电阻r3第一端的相连接端连接控制芯片u1的第一电压检测端pa5。
32.其中一个实施例中，开关电路包括：第一三极管q1、第七电阻r7、第一mos管q2及第八电阻r8，第一三极管q1的基极连接控制芯片u1的使能端pa4，第一三极管q1的发射极接地，第一三极管q1的集电极连接第一mos管q2的栅极，第一mos管q2的源极连接供电电压输出端bad，第一mos管q2的漏极连接第八电阻r8的第一端，第八电阻r8的第二端连接继电器线圈k1b的输入端，第七电阻r7的第一端连接第一mos管q2的栅极，第七电阻r7的第二端连接第一mos管q2的源极。本实施例中，第一三极管q1为npn型三极管，第一mos管q2为p沟道场效应管。
33.其中一个实施例中，储能电池的第一端连接继电器开关k1a，储能电池的第二端接地。
34.其中一个实施例中，充电接口mcd与储能电池之间还连接有二极管组，二极管组的输入端连接充电接口mcd，二极管组的输出端连接继电器开关k1a。由于继电器开关断开会存在延时，二极管的单向导电性可以更可靠的防止电池电压倒灌至mcd充电接口，二极管相当于双重保险来防止电池电压倒灌，因此通过设置二极管组，保证电流的方向只能从充电接口mcd流向电池，不能从储能电池流向充电接口，如果没有这2个二极管电池的电流就会倒灌至mcd充电接口，不充电时mcd充电接口就会带电，不充电时充电接口mcd带电就可能会
威胁用户的人身安全。具体的，二极管组包括：第一二极管d1及第二二极管d2，第一二极管d1的输入端及第二二极管d2的输入端均与充电接口mcd连接，第一二极管d1的输出端与第二二极管d2的输出端连接，所述第二二极管d2的输出端连接继电器开关k1a的第二端。由于本技术方案采用的是大功率充电，实际上在充电时电流会很大，那么采用一个二极管很可能由于电路过大导致二极管烧毁，因此设置二极管组由第一二极管d1及第二二极管d2组成，使得在充电时两个二极管能够分流，从而降低二极管发生损坏的可能性。
35.其中一个实施例中，储能电池的正极连接端bat+与供电电压输出端bad之间还连接有第三二极管d3，第三二极管d3的正极连接端连接储能电池的正极连接端bat+，第三二极管d3的负极连接端连接至供电电压输出端bad，第三二极管d3的负极连接端与供电电压输出端bad的相连接端与第一二极管d1的负极连接端相连接。通过第三二极管d3，能够防止充电电流不经过继电器开关k1a而给储能电池，如果第三二极管d3直接短路，充电电流就会直接给储能电池充电而不受继电器的k1a开关的控制。并且由于储能电池的电耗完后，储能电池电压就为0v了，如果储能电池电压为0v时，用户要给储能电池充电，继电器开关k1a要打开，那么继电器线圈k1b必须要有供电，继电器线圈k1b要有供电，供电电压输出端bad必须要有供电，但是当储能电池电压为0v时储能电池是无法提供电给供电电压输出端bad，因此继电器线圈k1b要获得供电就只能在插上充电器后，充电器的电压依次经充电接口mcd、第一二极管d1及第二二极管d2到供电电压输出端bad，因此将第三二极管d3的负极连接端与供电电压输出端bad的相连接端与第一二极管d1的负极连接端相连接。
36.其中一个实施例中，充电电路还包括：第二检测电路，第二检测电路的第一端连接储能电池的正极连接端，第二检测电路的第二端连接储能电池的负极连接端，第二检测电路的第三端连接控制芯片的第二电压检测端pa1。具体的，第二检测电路包括：第四电阻r4、第五电阻r5及第六电阻r6，第四电阻r4的第一端连接储能电池的第一连接端，第四电阻r4的第二端连接第五电阻r5的第一端，第五电阻r5的第二端连接第六电阻r6的第一端，第六电阻r6的第二端连接储能电池的负极连接端，第五电阻r5与第六电阻r6的相连接端连接控制芯片u1的第二电压检测端pa1。进一步的，第六电阻r6的两端还连接有第二电容c2。第四电阻和第五电阻及第六电阻为电池检测的上下拉电阻，用来检测储能电池的电压，从而使得控制芯片u1能够输出相应的信号以控制充电充满或断充。
37.其中一个实施例中，参考附图4，所述充电电路还包括：降压电路，所述降压电路的输入端连接供电电压输出端bad，所述降压电路的输出端连接所述开关电路。进一步的，降压电路包括：降压芯片u5，降压芯片u5的1号引脚boot连接电容c71后与8号引脚sw连接，降压芯片u5的2号引脚vin连接供电电压输出端bad，降压芯片u5的2号引脚vin与供电电压输出端bad之间还依次连接有电容c70及电容ec10，电容c70及电容ec10的另一端均接地，降压芯片u5的3号引脚en依次连接电阻r70、二极管zd5后接地，在降压芯片u5的3号引脚en与电阻r70之间还连接有电阻r92，电阻r92的另一端接地，降压芯片u5的4号引脚rt连接电阻r93后接地，降压芯片u5的6号引脚comp连接电容c79后接地，在降压芯片u5的6号引脚comp与电容c79之间还依次连接电阻r94、电容c78，电容c78的另一端接地，在降压芯片u5的7号引脚gnd接地，降压芯片u5的8号引脚sw连接电感l5后与开关电路上第一三极管q1的源极连接，在电感l5与第一三极管q1的源极之间还依次连接有第三检测电路、电容c73、电容c74、电容c75及电容c76，第三检测电路、电容c73、电容c74、电容c75及电容c76的另一端均接地。进一
步的，检测电路包括：电阻r95、电阻r97及电容c72，电阻r95的一端连接电感l5，电阻r95的另一端连接电阻r97，且电阻r95与电阻r97的相连接端与降压芯片u5的5号引脚fb连接，电阻r97的另一端接地，电容c72的一端连接电感l5，电容c72的另一端连接降压芯片u5的5号引脚fb。由于供电电压输出端bad输出的电压为一个较高的高压，而这个高压并不能直接作用至继电器线圈上，因此通过设置降压电路，使得供电电压输出端bad在经过降压电路降压后电压能够达到12v，以实现对继电器线圈的供电。
38.本实用新型还提供一种大功率移动照明设备，大功率移动照明设备包括：主体，主体的尾部设有电路板，电路板上具有充电电路。
39.充电防接触火花原理：当用户把充电器带电插入大功率移动照明设备的充电接口充电时，充电接口mcd会有一个高压充电信号，第一电阻r1和第二电阻r2及第三电阻r3为上下拉电阻，能够检测网络接口mcd的高压充电信号并发送至控制芯片u1，当控制芯片u1的第一电压检测端口pa5检测到高压充电信号后，控制芯片u1的使能端pa4输出高电平控制第一三极管q1导通，第一三极管q1导通后，第一三极管q1的集电极被拉低至地，第一三极管q1的集电极为低电平，从而第一mos管q2的栅极为低电平，使得第一mos管q2导通，电流从12v网络接口经第一mos管q2流入继电器线圈k1b，继电器线圈k1b通电后产生磁场会吸合继电器开关k1a，充电接口mcd的高压充电电压经第一二极管d1、第二二极管d2，再经过继电器开关k1a给储能电池充电。
40.充电器拔出防储能电池电压倒灌至充电接口原理：当用户把充电器拔出后，大功率移动照明设备上充电接口的高压充电信号消失，充电接口mcd的电压会降至0v，当控制芯片u1的第一电压检测端口pa5检测到高压充电信号消失后，控制芯片u1的14脚的使能端pa4输出低电平控制第一三极管q1关断，第一三极管q1关断后，第一三极管q1的集电极为高电平，第一mos管q2的栅极也为高电平，使得第一mos管q2关断，因此继电器线圈k1b会断电，当继电器线圈k1b断电后，磁场消失，从而继电器开关k1a断开，断开充电回路，储能电池断开充电，储能电池的正极连接端bat会与充电接口mcd的网络断开，储能电池的电压无法倒灌至充电接口mcd，因此当充电断开后，充电接口mcd是不带电的。
41.以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式之一，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。