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一种电池充电开关

阅读:325发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种电池充电开关专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种 电池 充电 开关 模 块 ,其包括开关 电路 、与该开关电路连接的第一电源电路以及第二电源电路;本实用新型提供的电池充电开关模块,其可以很好地改善在 开关电源 给电池低压充电时的电源效率,并且可以在充电池的 电压 降到极低,依然可以起到正常的开关作用,并且具有成本较低,可靠性强,适应性广等优点。,下面是一种电池充电开关专利的具体信息内容。

1.一种电池充电开关,其特征在于:包括开关电路、与该开关电路连接的第一电源电路以及第二电源电路,所述开关电路包括N沟道的第一MOS管Q1、第二MOS管Q2,以及光耦PC1;
所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一电源电路的正输出端连接,所述第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的源极连接,所述第一MOS管Q1的栅极与第二MOS管Q2的栅极连接,第二MOS管Q2的漏极与充电正连接端连接;
所述光耦PC1的发光二极管阳极通过电阻R2与开关信号控制端连接,所述光耦PC1的发光二极管阴极与充电负连接端连接,且该充电负连接端与所述第一电源电路的负输出端连接;
所述光耦PC1的三极管的发射极通过电阻R1与所述第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的源极连接,所述光耦PC1的三极管的集电极与所述第二电源电路的正输出端连接,所述第二电源电路的负输出端与所述第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的源极连接。
2.根据权利要求1所述的电池充电开关模块,其特征在于:所述第一电源电路为开关电源的输出整流电路。
3.根据权利要求1或2所述的电池充电开关模块,其特征在于:所述第二电源电路为开关电源的辅助电源整流电路。

说明书全文

一种电池充电开关

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种开关电路,具体涉及一种电池充电开关模块。

背景技术

[0002] 现有的开关电源电路,许多以MOSFET作为电池充电的开关电路中,通常都有两个P沟道的MOSFET管(Q1/Q2)以体内二极管电流方向相反的方式串联作为开关电路,如附图1所示,在充电器工作时,T1B-A变压器线圈上的能量通过二极管D1储存在电解电容C1里,Q3导通时,P沟道的MOSFETQ1/Q2上的GS极间电压为VC1,当VC1大于GS的开通电压时,Q1/Q2导通,同样原理Q6导通导致Q4导通,充电器开通向电池BAT+和BAT-充电。反之,Q3,Q5关断,Q1/Q2,Q4关断,以保证电池不向充电器反向漏电,以延长电池的待机时间。但此种电路存在以下问题:如果电池电压BAT+/BAT-的电压极低,即使Q3,Q5导通,Q1/Q2,Q3也不能导通,因为此时VC1电压被拉低且已经低于Q1/Q2,Q4的GS极间导通压降。如要保证Q1/Q2还能够正常导通,需要关断Q4并在线路上串联一大串二极管D2-D7,这一串二极管在流过电流时会产生压降,以期垫高VC1的电压,在电池电压极低时,Q1/Q2也能正常导通,起到开关作用。如果BAT+/BAT-电池电压高的时候,则Q5导通,Q4导通,充电器给电池的充电的电流全部通过Q4,D2-D7不再起作用。因为在BAT+/BAT-的电压极低时,需要串联D2-D7,并流过电流,如果通过的电流在1A以下,D2-D7发热还不严重,如果充电电流增大到5A,甚至10A,则此电路就不再适用。
[0003] 因此,现有开关电源中的开关电路,在给电池充电过程中,当电池的电压较低时,开关电源的电源效率也较低,并且当电池的电压极低(如接近0V)时,开关电路难以正常起到开关作用。实用新型内容
[0004] 为克服现有技术的不足及存在的问题,本实用新型提供一种电池充电开关模块,以克服现有技术中存在的至少一个问题。
[0005] 本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种电池充电开关模块,其包括开关电路、与该开关电路连接的第一电源电路以及第二电源电路,所述开关电路包括N沟道的第一MOS管Q1、第二MOS管Q2,以及光耦PC1;
[0006] 所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一电源电路的正输出端连接,所述第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的源极连接,所述第一MOS管Q1的栅极与第二MOS管Q2的栅极连接,第二MOS管Q2的漏极与充电正连接端连接;
[0007] 所述光耦PC1的发光二极管阳极通过电阻R2与开关信号控制端连接,所述光耦PC1的发光二极管的阴极与充电负连接端连接,且该充电负连接端与所述第一电源电路的负输出端连接;
[0008] 所述光耦PC1的三极管的发射极通过电阻R1与所述第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的源极连接,所述光耦PC1的三极管的集电极与所述第二电源电路的正输出端连接,所述第二电源电路的负输出端与所述第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的源极连接。
[0009] 优选地,所述第一电源电路为开关电源的输出整流电路;所述第二电源电路为开关电源的辅助电源整流电路。
[0010] 与现有技术相比,本实用新型提供的电池充电开关模块,其可以很好地改善在开关电源给电池低压充电时的电源效率,并且可以在充电池的电压降到极低(如接近0V)时,依然可以起到正常的开关作用,并且具有成本较低,可靠性强,适应性广等优点。

附图说明

[0011] 图1是现有技术中的开关模块的具体电路结构图;
[0012] 图2是本实用新型实施例所述电池充电开关模块的电路示意框图
[0013] 图3是本实用新型实施例所述电池充电开关模块的具体电路结构图。

具体实施方式

[0014] 为了便于本领域技术人员的理解,以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0015] 如附图2-图3所示,一种电池充电开关模块,其包括开关电路、与该开关电路连接的第一电源电路以及第二电源电路,所述开关电路包括N沟道的第一MOS管Q1、第二MOS管Q2,以及光耦PC1;
[0016] 所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一电源电路的正输出端连接,所述第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的源极连接,所述第一MOS管Q1的栅极与第二MOS管Q2的栅极连接,第二MOS管Q2的漏极与充电正连接端连接;
[0017] 所述光耦PC1的发光二极管的阳极通过电阻R2与开关信号控制端OnOff连接,所述光耦PC1的发光二极管的阴极与充电负连接端连接,且该充电负连接端与所述第一电源电路的负输出端连接;
[0018] 所述光耦PC1的三极管的发射极通过电阻R1与所述第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的源极连接,所述光耦PC1的三极管的集电极与所述第二电源电路的正输出端连接,所述第二电源电路的负输出端与所述第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的源极连接。
[0019] 本实施例中,电池充电开关模块优选应用于开关电源中,因此,所述第一电源电路优选为开关电源的输出整流电路;所述第二电源电路优选为开关电源的辅助电源整流电路。具体地,如附图3所示,所述输出整流电路由变压器的次级线圈T1-A,二极管D1,以及电容C1组成。变压器次级线圈T1-A储存的能量,通过二极管D1整流后储存在电解电容C1中,在C1上形成电压VC1。所述的辅助电源整流电路,由变压器的次级线圈T1-B、二极管D2以及电容C2组成。变压器次级线圈T1-B的能量经二极管D2整流后储存在电解电容C2中,在C2上形成电压VC2;其中,该电压VC2大于第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的GS导通电压。
[0020] 以下对本实施例提供的电池充电开关模块的工作原理作简要的说明:
[0021] 在开关电路中,所述的充电正连接端和充电负连接端分别用于与电池的正极、负极连接,以实现对电池进行充电;开关信号控制端OnOff用于输出高低电平的开关信号,以实现对第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的导通或截至的控制。提供高低电平的开关信号的开关信号源为现有技术中存在的功能电路或现有技术存在的装置,并且可提供开关信号源的功能电路或装置并未本实用新型的改进点,故不再对其进行详述。
[0022] 第一电源电路中的电压VC1,用于为第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2正常工作时提供一供电电源;而第二电源电路中的电压VC2,用于当电池电压很低而将电压VC1拉到很低时,为导通第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2提供一可靠的供电电源,从而使得电池电压很低时,第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2也可以可靠地实现导通或截至,进而使得当电池的电压降到极低(如接近0V)时,所述的电池充电开关模块依然可以起到正常的开关作用。
[0023] 具体地,当开关信号控制端OnOff为高电平时,电流流过电阻R2和光耦PC1中的发光二极管,使得发光二极管工作,光耦PC1中的三极管接收到光线而导通,电压VC2通过光耦PC1使得第一MOS管Q1以及第二MOS管的GS极间电压上升到VC2,因此第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2导通。当关信号控制端OnOff为低电平时,没有电流流过电阻R2和光耦PC1,光耦PC1内部的二极管不发光,光耦PC1内的三极管接收不到光线而截止,因此第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的GS极间电压由R1放掉而掉到0V,第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2截止。
[0024] 当电池电压降低到0V,此时电压VC1也会被拉低到接近0V,但是由于电压VC2的电压总是大于第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2的GS极间导通电压,因此即使池电压降低到0V,N沟道的第一MOS管Q1以及第二MOS管也可以可靠地导通截止,从而使得电池充电开关模块在电池低压时也可以通过大电流,可正常地对电池进行充电,提高了电路的适用性。
[0025] 与现有技术相比,本实施例提供的电池充电开关模块,其采用两个N沟道的MOS管作为开关管,无需并联多个二极管即可有效通过大电流对电池进行充电,可极大地改善电池在低压时开关电源的电源效率,并且即使在电池的电压降低到接近0V时,MOS管依然可以起到正常的开关作用,正常地对电池进行充电。另外,通过光耦隔离实现对MOS管的控制,可以实现第一MOS管Q1以及第二MOS管Q2可靠地导通或截止,增加电路的工作可靠性。此外,电池充电开关模块也由两个控制端口变为一个控制,简化了控制逻辑,电路结构也更加简单,降低了电路成本。
[0026] 上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式,并非是对本实用新型的限定,在不脱离本实用新型的发明构思的前提下,任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
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