CN203056645U - 充电器智能控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种控制电路，公开了一种充电器智能控制电路，包括：电池充电电路和系统控制芯片。还包括：接入电压检测电路，用于在充电器充电输出端连接被充电设备后，检测充电输出端的电压，从而判断接入的被充电设备类型；充电电压控制电路，用于根据检测到的被充电设备类型，控制充电器充电输出端的电压；接入电压检测电路和充电电压控制电路分别与系统控制芯片连接。其有益效果是，可有效避免用户用输出5.0V的转接头充电器对机械电子烟充电时产生的过充问题，安全可靠，杜绝了电池在充电时发生爆炸的隐患。消费者充电时不需要去辨别电子烟电压的类型，可直接使用此转接头充电器对电子烟进行充电，使用起来比较方便。

Description

充电器智能控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路，尤其涉及一种充电器用智能控制电路。

背景技术

现有技术中，在对可充电电池充电时，必须使用输出电压匹配的充电器(又称“转接头”)对电池进行充电。例如：在电子烟行业，机械式电子烟用输出4.2V的转接头充电器，集成式电子烟用输出为5.0V的转接头充电器。若机械式电子烟误使用5.0V的充电器(转接头)对其充电，轻则破坏电池的内部结构，降低电池的使用寿命，严重则导致电池漏液、冒烟、起火、甚至爆炸，造成消费者的财产损失的同时，带来人身安全的隐患。而且现实中由于电子烟连接充电器的螺纹的通配性，在实际应用中，此错误往往时有发生。同理，在手机、MP3等移动设备中，由于充电接口的通配性，可充电电池在充电时也存在上述安全隐患问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种可根据接入的被充电设备类型，自动调节内部输出电压，对可充电电池进行安全充电的充电器智能控制电路。

根据本实用新型的一个方面，提供的充电器智能控制电路，包括电池充电电路和系统控制芯片，还包括：

接入电压检测电路，用于在充电器充电输出端连接被充电设备后，检测充电输出端的电压，从而判断接入的被充电设备类型；

充电电压控制电路，用于根据检测到的被充电设备类型，控制充电器充电输出端的电压；

接入电压检测电路和充电电压控制电路分别与系统控制芯片连接。

在一些实施方式中，还包括充电电流检测电路，用于检测充电器中电池充电电路中的电流。

在一些实施方式中，还包括温度检测电路，用于检测充电器在工作时的内部环境温度。

在一些实施方式中，接入电压检测电路包括充电管理芯片，充电管理芯片与系统控制芯片连接。

在一些实施方式中，充电电压控制电路包括充电管理芯片和用于控制的晶体管，充电管理芯片与晶体管连接。

在一些实施方式中，接入电压检测电路设置有电压采样电阻。

在一些实施方式中，充电电压控制电路设置有调压电阻。

在一些实施方式中，接入电压检测电路还包括电阻、电容和晶体管，电容和晶体管分别与电阻连接。

在一些实施方式中，充电电压控制电路还包括高精度电阻和热敏电阻，高精度电阻和热敏电阻分别与充电管理芯片连接。

本实用新型的有益效果是，可有效避免用户用输出5.0V的转接头充电器对机械电子烟充电时产生的过充问题，安全可靠，杜绝了电池在充电时发生爆炸的隐患。消费者充电时不需要去辨别电子烟电压的类型，可直接使用此转接头充电器对电子烟进行充电，使用起来比较方便。该电路简单可靠，成本低，降低了企业的生产费用。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式的充电器智能控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一些实施方式作进一步详细的说明。

图1示意的显示了本实用新型一实施方式的充电器智能控制电路，包括电池充电电路和系统控制芯片，还包括：

接入电压检测电路，其包括充电管理芯片U2、系统控制芯片(图中未显示)、MOS管Q1、MOS管Q4、电阻R12、电阻R13、电阻R21、电阻R11、电阻R14、电压采样电阻R25、电阻R24、电容C12。其中MOS管Q1、MOS管Q4、电阻R21、电阻R12、电阻R13都与充电管理芯片U2并联。电阻R11与电阻R14，电压采样电阻R25与电容C12串联，电阻R24与MOS管Q4串联。充电管理芯片U2和系统控制芯片串联。电压采样电阻R25与电容C12串联后整体与电阻R14并联。充电管理芯片U2的第5引脚与电阻R24的一端分别连接充电器输出端的正负极。电压采样电阻R25还连接于系统控制芯片。该电路用于在充电器充电输出端连接被充电设备后，检测所述充电输出端的电压，从而判断接入的被充电设备类型。

充电电压控制电路，其包括充电管理芯片U2、调压电阻R22、电阻R12、热敏电阻R13、高精度电阻R21、电阻R10、、电阻R9、MOS管Q1和MOS管Q3。其中高精度电阻R21、电阻R12、热敏电阻R13、调压电阻R22和MOS管Q1分别与充电管理芯片U2并联。电阻R10与MOS管Q1并联，MOS管Q3与MOS管Q1串联，电阻R9与MOS管Q3并联。其中MOS管Q3还连接于系统控制芯片。该电路用于根据检测到的被充电设备类型，控制充电器充电输出端的电压。

接入电压检测电路和充电电压控制电路分别与系统控制芯片连接。

电压采样电阻R25与电容C12的连接处连接于系统控制芯片，用于检测电阻R11和电阻R14连接处的电压；电阻R15和电容C13的连接处连接于系统控制芯片，用于检测电阻R24和电子烟连接处的电压。MOS管Q4的栅极连接于系统控制芯片，用于控制MOS管Q4的通断。充电管理芯片U2的PIN7脚连接于系统控制芯片，用于检测充电管理芯片U2的工作状态，是正在充电中还是没有充电。MOS管Q3的栅极连接于系统控制芯片，用于控制MOS管Q3的通断，间接控制MOS管Q1的通断，从而控制电阻R21的接入有效有否。其中电阻R21是高精度电阻。充电管理芯片U2的PIN2脚接下拉调压电阻R22，用于控制充电管理芯片U2在充电时的最高输出电流，即恒流充电时的电流。电阻R12和电阻R13用于充电管理芯片U2的温度保护控制，其中电阻R13为一个NTC热敏电阻，电阻R13在构图设计时应紧靠充电管理芯片U2，当充电管理芯片U2温度达到高温保护值时，充电管理芯片U2可以通过PIN1脚反馈得到一个低电压，从而停止充电进入超温保护状态。电阻R21为一个高精度电阻，连接在充电管理芯片U2的PIN2脚与PIN5脚之间，其中PIN5脚为充电输出端；当电阻R21接入有效时，充电管理芯片U2的PIN5脚VBAT端输出电子烟需要的电压。电阻R11和电阻R14连接在充电输出两端，用于测量电子烟接入后的充电管理芯片U2的输出电压，进而判断接入电子烟的类型。通过判断出电子烟的类型，控制充电电压的输出。

当电子烟充电操作执行，MOS管Q4导通，接入电子烟后系统控制芯片通过检测充电输出端的电压对接入的电子烟类型进行判断。具体做法为检测连接于电压输出端VBAT与电源地GND之间的电阻R11和电阻R14连接处的电压，电压采样电阻R25和电容C12起消除干扰、稳定电压的作用。根据上述判断，若接入的电子烟为集成电子烟，则通过系统控制芯片关闭MOS管Q4，使并联在MOS管Q1的源极与漏极之间的电阻R21有效，从而使充电管理芯片U2输出5.0V电压，对集成电子烟进行正常充电；若接入的电子烟为机械电子烟，则通过系统控制芯片导通MOS管Q4，使并联在MOS管Q1的源极与漏极之间的电阻R21近似短接无效，从而使充电管理芯片U2输出4.2V电压，对机械电子烟进行正常充电。

当充电管理芯片U2的PIN8脚与PIN5脚短接时，充电管理芯片U2在充电时输出4.2V充电电压。当在充电管理芯片U2的PIN8脚与PIN5脚之间接入电阻R21时，将会提高充电输出电压，在一定范围内，接入的电阻越大，充电输出的电压越大。当集成电子烟接入5.0V充电器充电后，如果电子烟的电池电压很小(一般小于2.7V)，充电器输出端输出电压近似等于电子烟电池电压；否则充电器输出端的输出电压一直保持5.0V。当机械的电子烟接入5.0V充电器充电后，充电器输出端输出电压都近似等于电子烟的电池电压，但此时必须对充电电流进行限制。综合以上两点，当电子烟需要进行充电时，控制电子烟充电器进行5.0V、电流可控输出。当电子烟接入充电后，检测充电器输出端电压，如果输出端电压太小，则继续维持5.0V充电到电压足够大；当输出端电压足够大，通过分析判断电压值，可以判断出接入充电的电子烟的类型。若电子烟为集成类型，则控制充电器输出5.0V电压；若电子烟为机械类型，则控制充电器输出4.2V电压。

系统控制芯片检测到用户的充电要求时(通过外部按键实现)，系统控制芯片置相应连接引脚为高电位。使充电器对电子烟输出5.0V充电电压，充电电流由调压电阻R22确定。其后，系统控制芯片检测充电管理芯片U2的PIN7脚的输出波形，判断电子烟是否进入充电状态，如果没有进入充电状态，则可能是电子烟未接入或接触不良等。此时充电器关闭充电，等待用户确认问题后再次充电。如果充电管理芯片U2已进入充电状态，则系统控制芯片开始通过对电阻R11和电阻R14之间的电压进行采样，若电压太小，则不改变系统控制芯片的状态，维持原状态直到检测电压足够大；若检测电压足够大，则进行电子烟接入类型判断。判断方式如下：若输出电压在5.0伏左右，则可以判断接入的电子烟为集成电子烟，继续维持原状态对电子烟充电；若输出电压小于或略大于4.2V，则可以判断接入的电子烟为集成电子烟，此时系统控制芯片必须置其相应连接引脚为高电平，导通MOS管Q3和MOS管Q1，使电阻R21接入无效、充电器输出4.2V电压。充电开始后，系统控制芯片一直都保持对充电管理芯片U2的PIN7脚的输出波形及电阻R24与电子烟连接处的电压进行检测，当检测到充电管理芯片U2不在充电状态或充电电流异常时，都进行关闭充电的操作，等待下一次充电请求。

以上所述仅是本实用新型的一些实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.充电器智能控制电路，包括电池充电电路和系统控制芯片，其特征在于，还包括：

接入电压检测电路，用于在充电器充电输出端连接被充电设备后，检测所述充电输出端的电压，从而判断接入的被充电设备类型；

充电电压控制电路，用于根据检测到的被充电设备类型，控制充电器所述充电输出端的电压；

所述接入电压检测电路和所述充电电压控制电路分别与所述系统控制芯片连接。

2.根据权利要求1所述的充电器智能控制电路，其特征在于，还包括充电电流检测电路，用于检测充电器中所述电池充电电路中的电流。

3.根据权利要求1所述的充电器智能控制电路，其特征在于，还包括温度检测电路，用于检测充电器在工作时的内部环境温度。

4.根据权利要求1或2或3所述的充电器智能控制电路，其特征在于，所述接入电压检测电路包括充电管理芯片，所述充电管理芯片与所述系统控制芯片连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的充电器智能控制电路，其特征在于，所述充电电压控制电路包括充电管理芯片和用于控制的晶体管，所述充电管理芯片与所述晶体管连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的充电器智能控制电路，其特征在于，所述接入电压检测电路设置有电压采样电阻。

7.根据权利要求1或2或3所述的充电器智能控制电路，其特征在于，所述充电电压控制电路设置有调压电阻。

8.根据权利要求4所述的充电器智能控制电路，其特征在于，所述接入电压检测电路还包括电阻、电容和晶体管，所述电容和晶体管分别与所述电阻连接。

9.根据权利要求5所述的充电器智能控制电路，其特征在于，所述充电电压控制电路还包括高精度电阻和热敏电阻，所述高精度电阻和热敏电阻分别与所述充电管理芯片连接。

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