專利名稱：電池智能充放電控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電路，尤其涉及一種電池智能充放電控制電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在對可充電電池充電時，必須使用匹配的充電器(又稱“轉(zhuǎn)接頭”)對電池進(jìn)行充電。例如在電子煙行業(yè)，機(jī)械式電子煙用輸出4. 2V的轉(zhuǎn)接頭充電器，集成式電子煙用輸出為5. OV的轉(zhuǎn)接頭充電器。若機(jī)械式電子煙誤使用5. OV的充電器(轉(zhuǎn)接頭)對其充電，輕則破壞電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低電池的使用壽命，嚴(yán)重則導(dǎo)致電池漏液、冒煙、起火、甚至爆炸，造成消費(fèi)者的財(cái)產(chǎn)損失的同時，帶來人身安全的隱患。而且現(xiàn)實(shí)中由于電子煙連接充電器的螺紋的通配性，在實(shí)際應(yīng)用中，此錯誤往往時有發(fā)生。同理，在手機(jī)、MP3等移動設(shè)備中，由于充電接口的通配性，可充電電池在充電時也存在上述安全隱患問題。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種可調(diào)節(jié)內(nèi)部輸出電壓，對可充電電池進(jìn)行正常充電的電池智能充放電控制電路。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供的電池智能充放電控制電路，包括充電輸入電壓檢測電路，用于檢測對電池充電時所輸入的充電電壓；充電電流控制電路，根據(jù)上一步檢測到的充電電壓，控制對電池充電的電流；電池電壓檢測電路，用于監(jiān)控充電狀態(tài)下，電池兩端的電壓；大電流放電控制電路，用于電池工作中的放電；充電輸入電壓檢測電路與充電電流控制電路連接，電池電壓檢測電路與充電電流控制電路連接，充電輸入電壓檢測電路與大電流放電控制電路使用同一條路徑。在一些實(shí)施方式中，充電輸入電壓檢測電路包括電感和MOS管，電感與MOS管連接。在一些實(shí)施方式中，充電電流控制電路包括電感和晶體管，電感與晶體管連接。在一些實(shí)施方式中，電池電壓檢測電路包括電阻和集成電路，電阻與集成電路連接。在一些實(shí)施方式中，大電流放電控制電路包括電容、電阻、晶體管、電感、電池和單片機(jī)，電容、電阻、晶體管、電感和電池分別與單片機(jī)連接。在一些實(shí)施方式中，充電輸入電壓檢測電路還包括電容、電阻、電池、單片機(jī)和集成電路，電容、電阻、和電池分別與單片機(jī)連接，單片機(jī)與集成電路連接。在一些實(shí)施方式中，充電電流控制電路還包括電阻、電容、電池和單片機(jī)，電阻、電容和電池分別與單片機(jī)連接。在一些實(shí)施方式中，電池電壓檢測電路還包括單片機(jī)，單片機(jī)與集成電路連接。本發(fā)明的有益效果是，可有效避免用戶用輸出高于安全充電電壓的轉(zhuǎn)接頭(充電器)對可充電電池(如背景技術(shù)中提到的機(jī)械式電子煙)進(jìn)行充電時產(chǎn)生的過充問題，安全可靠，杜絕了電池在充電時的安全隱患。消費(fèi)者在對電池充電時不需要去辨別轉(zhuǎn)接頭的類型，就可直接拿來使用(如背景技術(shù)中提到的5. OV的轉(zhuǎn)接頭充電器)，使用起來比較方便。另外，本發(fā)明還具有簡單可靠，成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明一實(shí)施方式的電池智能充放電控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一些實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I示意的顯示了本發(fā)明一實(shí)施方式的電池智能充放電控制電路，包括
充電輸入電壓檢測電路，包括電容Cl、電阻R2、電阻R3、電阻R6、電感LI、MOS管Q3、電池BAT、單片機(jī)Ul和集成電路U2。電阻R2、電感LI、電池BAT和MOS管Q3依次串聯(lián)，電阻R3與電阻R6串聯(lián)，以上兩個串聯(lián)電路進(jìn)行并聯(lián)后再與電容Cl并聯(lián)，MOS管Q3的兩端并聯(lián)有單片機(jī)U1。單片機(jī)Ul與集成電路U2并聯(lián)。該電路用于檢測對電池充電時所輸入的充電電壓。 充電電流控制電路，包括電阻RUPMOS管Ql、M0S管Q2、電感LI、電容C3、電池BAT、MOS管Q3和單片機(jī)U1。電感LI、電池BAT和MOS管Q3依次串聯(lián)。電容C3與電池BAT并聯(lián)。電阻Rl與PMOS管Ql并聯(lián)后PMOS管Ql與Q2串聯(lián)。MOS管Q2、MOS管Q3、單片機(jī)Ul分別并聯(lián)。該電路根據(jù)上一步檢測到的充電電壓，控制對電池充電的電流；電池電壓檢測電路，其包括電阻R8、集成電路U2、電阻R4、電阻R5和單片機(jī)U1。電阻R4、電阻R5、電阻R8、集成電路U2依次串聯(lián)。單片機(jī)Ul的腳PINlO并聯(lián)在電阻R4和電阻R5之間，腳PIN8并聯(lián)在電阻R5和電阻R8之間，腳PIN6并聯(lián)在電阻R8和集成電路U2之間。該電路用于監(jiān)控充電狀態(tài)下，電池兩端的電壓。大電流放電控制電路，包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R3、電阻R6、PMOS管QUMOS管Q2、M0S管Q3、電感LI、電池BAT和單片機(jī)Ul。電感LI、電池BAT,MOS管Q3依次串聯(lián)。電容C3與電池BAT并聯(lián)。電阻Rl與PMOS管Ql并聯(lián)且電阻Rl與PMOS管Q1、M0S管Q2串聯(lián)。MOS管Q2、MOS管Q3與單片機(jī)Ul并聯(lián)。該電路用于電池工作中的放電。充電輸入電壓檢測電路與充電電流控制電路連接，電池電壓檢測電路與充電電流控制電路連接，充電輸入電壓檢測電路與大電流放電控制電路使用同一條路徑。電子煙外部接入充電器后，單片機(jī)Ul控制MOS管Q3導(dǎo)通，但MOS管Ql不導(dǎo)通。此時電阻R2接入充電回路中，電阻R3和電阻R6兩端的電壓為充電器的輸出電壓，而不會跟隨電子煙電池電壓而變化。通過檢測電阻R3和電阻R6連接出的電壓值，可以判斷出充電器的類型。當(dāng)電阻R3和電阻R6兩端的電壓為4. 2V時，充電器即為機(jī)械充電器；當(dāng)電阻R3和電阻R6兩端的電壓為5. OV時，充電器即為集成充電器。根據(jù)充電器的類型，單片機(jī)Ul控制電子煙進(jìn)行不同模式的充電。若充電器為機(jī)械充電器，則單片機(jī)Ul控制其第三腳和第八腳輸出低頻率大占空比的PWM波，控制MOS管Ql和MOS管Q3的通斷。若充電器為集成充電器，則單片機(jī)Ul控制其第三腳和第八腳輸出高頻率小占空比的PWM波，控制MOS管Ql和MOS管Q3的通斷，并通過磁珠或電感LI的儲能作用，平滑、穩(wěn)定充電電流。充電開始后，單片機(jī)Ul—直通過其第十腳檢測電阻R4和電阻R5之間的電壓，從而監(jiān)控電子煙的電池電壓。當(dāng)電池電壓足夠大時，單片機(jī)Ul控制MOS管Ql和MOS管Q3的關(guān)斷，結(jié)束充電。在充電沒有開始前，單片機(jī)Ul控制其腳PIN3和腳PIN8為低電平，腳PIN9進(jìn)行內(nèi)部上拉設(shè)置，且由于電阻R3和電阻R4形成的上拉作用，做輸入腳的PIN9為高電平；以上設(shè)置使MOS管Q2關(guān)斷，所以PMOS管Ql的柵極因上拉電阻為高電平，PMOS管Ql關(guān)斷不打開，MOS管Q3關(guān)斷不打開。接入充電器，即在CH+\CH-端連接充電器輸出端，充電器輸出端的正極連接CH+，充電器輸出端的負(fù)極連接CH-。充電器接入后，電阻R2、電感LI、電池BAT和電容Q3形成一條充電通路，這要求電阻R2的阻值不能太大。由于充電通路的產(chǎn)生，將會使單片機(jī)Ul的輸入腳PIN9由高電平躍變?yōu)榈碗娖健纹瑱C(jī)Ul檢測到這種變化后，判斷為充電開始，置輸出腳PIN8為高電平，此時MOS管Q3打開，使其后進(jìn)行的電子煙充電器的類型判斷更可靠精準(zhǔn)。MOS管Q3導(dǎo)通后，單片機(jī)Ul就對電阻R3和電阻R6之間的電壓進(jìn)行采樣，電阻R3和電阻R6不能太小，否則將導(dǎo)致充電器接入后經(jīng)過電阻R3、電阻R6形成回路電流太大，而且電阻R3和電阻R6的阻值比例要恰當(dāng)，方便采樣電壓值的獲取、計(jì)算。由于接入 的電子煙充電器可能有5. 0V、4. 2V輸出，故電阻R3和電阻R6兩端的電壓也有5. 0V、4. 2V兩種。單片機(jī)Ul通過對電阻R3和電阻R6之間采樣電壓進(jìn)行分析計(jì)算后，根據(jù)采樣電壓值的差異，就可以判斷出電子煙充電器是屬于機(jī)械類型(4. 2V電壓輸出)還是屬于集成類型(5. OV電壓輸出)。當(dāng)電子煙充電器是機(jī)械充電器時，控制PMOS管Ql和MOS管Q3通斷的輸出腳PIN3、PIN8將輸出穩(wěn)定的占空比較大的PWM脈沖，使通電通路完全接收充電器的輸出功率，又可以在短時間的低電平的關(guān)斷脈沖里檢測充電器的移除有否。當(dāng)電子煙充電器是集成充電器時，單片機(jī)Ul要根據(jù)不同的電子煙電池電壓來控制其輸出弓I腳PIN3和PIN8輸出不同的PffM脈沖達(dá)到模擬鋰電池的涓流一恒流一恒壓充電模式。此時元件LI可為電感或磁珠，本實(shí)施例中元件LI為電感。電感LI有恰當(dāng)?shù)拇鎯?釋放能量的能力、完成平滑充電電流的功能而又不影響電路在輸出使用時的安全與性能。電子煙電池電壓的檢測通過對電阻R4和電阻R5之間的電壓采樣實(shí)現(xiàn)，電壓采樣時必須要求單片機(jī)Ul的引腳PIN8穩(wěn)定輸出高電平，且時間足夠長，以確保電壓采樣結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。以上兩種方式的充電中，都保持對電池電壓的檢測，當(dāng)電池電壓達(dá)到有效充滿電壓值時，單片機(jī)Ul關(guān)斷PMOS管Ql和MOS管Q3，不再接受充電。此時要求電阻R2不能太小，且MOS管Q3的二極管正向?qū)妷鹤銐虼?，以?shí)現(xiàn)PMOS管Ql和MOS管Q3關(guān)閉后電池的充電回路只有極其微弱的電流，不影響電池電壓又可以維持通路檢測。無論什么時候，當(dāng)電子煙充電器移除后，單片機(jī)Ul都能通過在正確的時間對其腳PIN9的狀態(tài)進(jìn)行檢測，快速的確定充電器已經(jīng)移除，從而退出充電狀態(tài)。當(dāng)充電回路在不進(jìn)行充電時，還可作為大電流放電控制電路，驅(qū)動霧化器工作。大電流放電控制電路包括電容Cl、電容C2、電容C3，電阻R1、電阻R3、電阻R6、PM0S管Q1、M0S管Q2、M0S管Q3，電感LI，電池BAT和單片機(jī)Ul。當(dāng)作電源輸出使用時，電路負(fù)載(霧化器)連接在CH+、CH-兩端，單片機(jī)Ul控制MOS管Q1、Q3導(dǎo)通，構(gòu)成由電池BAT、電感LUPMOS管QUMOS管Q3和霧化器的輸出電路形成的工作回路。以上所述僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干相似的變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.電池智能充放電控制電路，其特征在于，包括 充電輸入電壓檢測電路，用于檢測對電池充電時所輸入的充電電壓； 充電電流控制電路，根據(jù)上一步檢測到的充電電壓，控制對電池充電的電流； 電池電壓檢測電路，用于監(jiān)控充電狀態(tài)下，電池兩端的電壓； 大電流放電控制電路，用于電池工作中的放電； 所述充電輸入電壓檢測電路與所述充電電流控制電路連接，所述電池電壓檢測電路與所述充電電流控制電路連接，所述充電輸入電壓檢測電路與所述大電流放電控制電路為同一條路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述充電輸入電壓檢測電路包括電感和MOS管，所述電感與所述MOS管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述充電電流控制電路包括電感和晶體管，所述電感與所述晶體管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述電池電壓檢測電路包括電阻和集成電路，所述電阻與所述集成電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述大電流放電控制電路包括電容、電阻、晶體管、電感、電池和單片機(jī)，所述電容、電阻、晶體管、電感和電池分別與所述單片機(jī)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述充電輸入電壓檢測電路還包括電容、電阻、電池、單片機(jī)和集成電路，所述電容、電阻、和電池分別與所述單片機(jī)連接，所述單片機(jī)與所述集成電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述充電電流控制電路還包括電阻、電容、電池和單片機(jī)，所述電阻、電容和電池分別與所述單片機(jī)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池智能充放電控制電路，其特征在于，所述電池電壓檢測電路還包括單片機(jī)，所述單片機(jī)與所述集成電路連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制電路，公開了一種電池智能充放電控制電路，包括充電輸入電壓檢測電路，用于檢測對電池充電時所輸入的充電電壓；充電電流控制電路，根據(jù)上一步檢測到的充電電壓，控制對電池充電的電流;電池電壓檢測電路，用于監(jiān)控充電狀態(tài)下，電池兩端的電壓；大電流放電控制電路，用于電池工作中的放電。其有益效果是，有效避免用戶用不匹配的電壓給電池設(shè)備充電時產(chǎn)生的過充問題，安全可靠，杜絕了電池在充電時爆炸的隱患。消費(fèi)者充電時不需要去辨別充電設(shè)備的電壓，使用起來比較方便。對于電子煙行業(yè)來說，充電時可不用考慮轉(zhuǎn)接頭的類型，用任何轉(zhuǎn)接頭都可對采用此電路的電子煙進(jìn)行充電。
文檔編號H02J7/00GK102916461SQ201210327310
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者李永海, 徐中立 申請人:深圳市合元科技有限公司