專利名稱：帶短路保護(hù)的充電電路、充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電電路，尤其涉及一種帶短路保護(hù)的充電電路、充電器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的充電器的輸出端通常沒有短路保護(hù)功能，當(dāng)輸出端意外短路時(shí)，充電電路便會損壞，這樣損壞的充電器通常無法修復(fù)。也有采用專用集成電路(IC)來對充電器的輸出端進(jìn)行短路保護(hù)，但是其電路復(fù)雜，且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種簡單可靠、節(jié)省成本的帶短路保護(hù)的充電電路。一種帶短路保護(hù)的充電電路，包括充電模塊、保護(hù)二極管和防反二極管，所述充電模塊包括變壓整流電路、控制電路、開關(guān)電路、恒流電路和采樣電路，所述控制電路的輸入端與所述變壓整流電路的輸出端及采樣電路相連，輸出端與所述開關(guān)電路的輸入端相連，所述控制電路根據(jù)所述采樣電路的采樣電壓控制所述開關(guān)電路的導(dǎo)通和截止，所述開關(guān)電路的輸出端與所述恒流電路的輸入端相連，所述恒流電路的輸出端通過防反二極管與充電電池相連，所述保護(hù)二極管的正極與所述開關(guān)電路的輸入端相連，負(fù)極與充電電路的輸出端相連，所述充電電路的輸出端短路時(shí)，所述開關(guān)電路的輸入端電壓通過所述保護(hù)二極管拉低，使所述開關(guān)電路截止。優(yōu)選的，所述控制電路包括保護(hù)電阻、穩(wěn)壓管、第一可調(diào)電阻和運(yùn)算放大器，所述保護(hù)電阻的一端與變壓整流電路的輸出端連接，另一端通過所述穩(wěn)壓管接地，所述第一可調(diào)電阻與所述穩(wěn)壓管并聯(lián)，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述第一可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)端相連，反相輸入端與所述采樣電路相連，輸出端與所述開關(guān)電路的輸入端相連。優(yōu)選的，所述控制電路還包括第一儲能電容和濾波電容，所述第一儲能電容一端與變壓整流電路的輸出端相連，另一端接地，所述濾波電容與所述第一儲能電容并聯(lián)。優(yōu)選的，所述開關(guān)電路包括第一三極管和分壓二極管，所述第一三極管的發(fā)射極接地，基極與所述分壓二極管的負(fù)極相連，集電極與所述恒流電路的輸入端相連，所述分壓二極管的正極與所述控制電路的輸出端相連。優(yōu)選的，所述恒流電路包括第二三極管和第二可調(diào)電阻，所述第二三極管的基極與所述第一三極管的集電極相連，發(fā)射極通過所述第二可調(diào)電阻與變壓整流電路的輸出端相連，集電極通過所述防反二極管與充電電池相連。優(yōu)選的，所述恒流電路還包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的正極與變壓整流電路的輸出端相連，負(fù)極與所述第二三極管的基極相連，所述發(fā)光二極管在所述開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)點(diǎn)亮，在所述開關(guān)電路截止時(shí)熄滅。優(yōu)選的，所述采樣電路包括第二儲能電容、采樣電阻和分壓電阻，所述采樣電阻一端接地，另一端與所述分壓電阻串聯(lián)后與所述第二三極管的集電極相連，所述采樣電阻與所述分壓電阻的連接處與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述第二儲能電容與所述采樣電阻、分壓電阻并聯(lián)。優(yōu)選的，所述變壓整流電路包括變壓器和整流器，所述變壓器的初級線圈與市電相連，次級線圈與所述整流器的輸入端相連，所述整流器的輸出端的一端接地。優(yōu)選的，所述充電電路還包括隔離二極管，所述隔離二極管的正極與直流電相連，負(fù)極與所述整流器的輸出端的另一端相連。此外，還提供了一種包含上述帶短路保護(hù)的充電電路的充電器。上述帶短路保護(hù)的充電電路及充電器，當(dāng)充電器的輸出端短路時(shí)，通過保護(hù)二極管，使得開關(guān)電路的輸入端電壓被拉低，從而開關(guān)電路截止，充電器停止充電。因此在充電器的輸出端意外短路時(shí)能有效保護(hù)充電器。通過簡單的保護(hù)二極管來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，簡單可靠，能有效節(jié)省電路成本。


圖I為實(shí)施例一提供的帶短路保護(hù)的充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例二提供的帶短路保護(hù)的充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明提供的帶短路保護(hù)的充電電路，包括充電模塊、保護(hù)二極管和防反二極管，充電模塊包括變壓整流電路、控制電路、開關(guān)電路、恒流電路和采樣電路，控制電路的輸入端與所述變壓整流電路的輸出端及采樣電路相連，控制電路的輸出端與開關(guān)電路的輸入端相連，控制電路根據(jù)采樣電路的采樣電壓控制開關(guān)電路的導(dǎo)通和截止，開關(guān)電路的輸出端與恒流電路的輸入端相連，恒流電路的輸出端通過防反二極管與充電電池相連，保護(hù)二極管的正極與開關(guān)電路的輸入端相連，負(fù)極與充電電路的輸出端相連，充電電路的輸出端短路時(shí)，開關(guān)電路的輸入端電壓通過保護(hù)二極管拉低，使開關(guān)電路截止。實(shí)施例一如圖I所示，帶短路保護(hù)的充電電路包括充電模塊10、保護(hù)二極管20和防反二極管30，其中充電模塊10包括變壓整流電路11、控制電路12、開關(guān)電路13、恒流電路14和采樣電路15，其中變壓整流電路11的輸入端與市電相連，控制電路12的輸入端與變壓整流電路11的輸出端及米樣電路15相連,控制電路12的輸出端與開關(guān)電路13的輸入端相連,開關(guān)電路13的輸出端與恒流電路14的輸入端相連，恒流電路14的輸出端通過防反二極管30與充電電池相連?？刂齐娐?2根據(jù)采樣電路15的采樣電壓控制開關(guān)電路13的導(dǎo)通和截止，在開關(guān)電路13導(dǎo)通時(shí)，充電電路對充電電池進(jìn)行充電，在開關(guān)電路13截止時(shí)，充電電路停止對充電電池充電，防反二極管30可防止充電完成后切斷電源時(shí)充電電池對充電電路放電。保護(hù)二極管20的正極與開關(guān)電路13的輸入端相連，負(fù)極與充電電路的輸出端(即充電電池的輸入端)相連，當(dāng)充電電路的輸出端短路時(shí)，開關(guān)電路13的輸入端電壓通過保護(hù)二極管20拉低，使開關(guān)電路13截止，充電電路停止充電，從而實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)功能。由于通過一個(gè)保護(hù)二極管20即可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)功能，其電路簡單可靠，響應(yīng)速度快，也能節(jié)省電路成本。在其他的實(shí)施方式中，控制電路12的輸入端還可連接直流電，例如車載12V的電源，這樣即可實(shí)現(xiàn)通過市電對充電電池充電，也可通過車載電源對充電電池充電，使用更方便。實(shí)施例二如圖2所示，帶短路保護(hù)的充電電路包括充電模塊10、保護(hù)二極管D6和防反二極管D2，其中充電模塊10包括變壓整流電路11、控制電路12、開關(guān)電路13、恒流電路14和采樣電路15，其中變壓整流電路11包括變壓器Tl和整流器D3，變壓器Tl的初級線圈與市電相連，次級線圈與整流器D3的輸入端I和3相連，整流器D3的輸出端4接地，變壓器Tl將220V市電轉(zhuǎn)換為低電壓，通過整流器D3將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。充電電路還包括隔離二極管D1，隔離二極管Dl的正極與直流電相連，負(fù)極與整流器D3的輸出端2相連，隔離二極管Dl用于隔離交流電和直流電供電電源的相互影響。本實(shí)施例提供的充電電路既可以通過220V交流電對充電電池BT充電，也可以通過直流電源(例如車載12V電源)對充電電池BT充 電。如圖2所示，控制電路12包括保護(hù)電阻Rl、穩(wěn)壓管D4、第一可調(diào)電阻Rwl和運(yùn)算放大器OPl，保護(hù)電阻Rl的一端與整流器D3的輸出端2相連，另一端通過穩(wěn)壓管D4接地，第一可調(diào)電阻Rwl與穩(wěn)壓管D4并聯(lián)。該實(shí)施例中，還可設(shè)置與第一可調(diào)電阻串聯(lián)的電阻R2。運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端與第一可調(diào)電阻Rwl的調(diào)節(jié)端相連，反相輸入端與采樣電路15中的采樣電阻R7和分壓電阻R8的連接處相連，輸出端通過電阻R3與開關(guān)電路13的輸入端相連。該實(shí)施例中，控制電路12還包括第一儲能電容Cl和濾波電容C3，第一儲能電容Cl的一端與整流器D3的輸出端2相連，另一端接地，濾波電容C3與第一儲能電容Cl并聯(lián)。開關(guān)電路13包括第一三極管Q1、第一分壓二極管D7和第二分壓二極管D8，第一分壓二極管D7的一端與電阻R3相連，另一端通過第二分壓二極管D8與第一三極管Ql的基極相連，第一三極管Ql的發(fā)射極接地，集電極與恒流電路206的輸入端相連，第一三極管Ql還通過電阻R4接地。在其他實(shí)施方式中，第一分壓二極管D7和第二分壓二極管D8也可采用一個(gè)分壓二極管或分壓電阻實(shí)現(xiàn)。恒流電路14包括第二三極管Q2和第二可調(diào)電阻Rw2，第二三極管Q2的基極通過電阻R5與第一三極管Ql的集電極相連，發(fā)射極通過電阻R6與第二可調(diào)電阻Rw2串聯(lián)，并通過第二可調(diào)電阻Rw2與整流器D3的輸出端2相連，第二三極管Q2的集電極通過防反二極管D2與充電電池BT相連。該實(shí)施例中，恒流電路14還包括發(fā)光二極管D5，發(fā)光二極管D5的正極與整流器D3的輸出端2相連，負(fù)極與第二三極管Q2的基極相連，發(fā)光二極管D5在開關(guān)電路13導(dǎo)通時(shí)點(diǎn)亮，在開關(guān)電路13截止時(shí)熄滅。采樣電路15包括第二儲能電容C2、采樣電阻R7和分壓電阻R8，采樣電阻R7 —端接地，另一端與分壓電阻R8串聯(lián)后與第二三極管Q2的集電極相連，采樣電阻R7與分壓電阻R8的連接處與運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端相連，即采樣電路15的采樣電壓作為運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端電壓。第二儲能電容C2則與采樣電阻R7、分壓電阻R8并聯(lián)。該實(shí)施例中，保護(hù)二極管D6的正極與開關(guān)電路13的輸入端相連，負(fù)極與充電電路的輸出端(即充電電池的輸入端)相連，當(dāng)充電電路的輸出端短路時(shí)，開關(guān)電路13的輸入端電壓通過保護(hù)二極管D6拉低，使開關(guān)電路13截止，充電電路停止充電，從而實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)功能。本實(shí)施例提供的充電電路在充滿電后可自動(dòng)切斷充電，原理如下根據(jù)該實(shí)施例提供的充電電路，設(shè)置充電電壓為VB = VR*(R7+R8)/R7_VD2，充電電流為IQ2c = (VD5-VQ2be) / (Rw2+R6)。通過調(diào)節(jié)第一可調(diào)電阻Rwl，使得充電時(shí)，運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端電壓VR比反相輸入端電壓(即采樣電路15的采樣電壓)高，這樣充電時(shí)運(yùn)算放大器OPl的輸出端則輸出高電平，由于運(yùn)算放大器OPl的輸出端輸出高電平，第一三極管Ql導(dǎo)通，再通過恒流電路14后給充電電池BT充電，此時(shí)發(fā)光二極管D5點(diǎn)亮。當(dāng)充電電池BT充電至設(shè)置的充電電壓VB時(shí)，運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端電壓VR低于反相輸入端電壓，運(yùn)算放大器OPl的輸出端則輸出低電平，第一三極管Ql截止，充電電路停止對充電電池BT充電，從而實(shí)現(xiàn)充滿電時(shí)自動(dòng)切斷功能。由于此時(shí)第一三極管Ql截止，發(fā)光二極管D5熄滅。本實(shí)施例提供的充電電路可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)功能，原理如下
當(dāng)充電電路的輸出端短路時(shí)，控制電路12的輸出端電壓Vp通過保護(hù)二極管D6迅速拉低，遠(yuǎn)小于充電電路工作時(shí)的電壓Vp，例如，電壓Vp通過保護(hù)二極管D6迅速拉低至IV左右，而充電電路工作時(shí)需要的電壓Vp約為2. IV。第一分壓二極管D7和第二分壓二極管D8用來增加Vp的導(dǎo)通電壓，也就是說，當(dāng)電壓Vp通過保護(hù)二極管D6迅速拉低，由于第一分壓二極管D7和第二分壓二極管D8的分壓，使得第一三極管Ql的基極電壓更低，提高了短路保護(hù)的可靠性。由于Vp拉低，使得第一三極管Ql截止(相當(dāng)于第一三極管Ql的集電極懸空)，而第二三極管Q2也截止，恒流電路14則無法工作，充電電路自動(dòng)切斷，從而實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)功能。由于此時(shí)第一三極管Ql截止，發(fā)光二極管D5熄滅。當(dāng)短路消除后，控制電路12的輸出端電壓Vp迅速恢復(fù)為充電電路工作時(shí)的電壓，使得第一三極管Ql導(dǎo)通，發(fā)光二極管D5點(diǎn)亮，恒流電路14正常工作，因此充電電路自動(dòng)恢復(fù)充電。在另一個(gè)實(shí)施例中，還提供包含上述帶短路保護(hù)的充電電路的充電器。上述帶短路保護(hù)的充電電路及充電器，當(dāng)充電器的輸出端短路時(shí)，通過保護(hù)二極管D6，使得開關(guān)電路13的輸入端電壓被拉低，從而開關(guān)電路13截止，充電器停止充電。因此在充電器的輸出端意外短路時(shí)能有效保護(hù)充電器。通過簡單的保護(hù)二極管D6來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，簡單可靠并且響應(yīng)速度快，也能有效節(jié)省電路成本。由于充電器的輸出端短路時(shí)充電器能得到有效的保護(hù)，使得充電器不會因?yàn)槎搪范鴵p壞，延長了充電器的使用壽命，節(jié)省了維修費(fèi)用。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，包括充電模塊、保護(hù)二極管和防反二極管，所述充電模塊包括變壓整流電路、控制電路、開關(guān)電路、恒流電路和采樣電路，所述控制電路的輸入端與所述變壓整流電路的輸出端及采樣電路相連，所述控制電路的輸出端與所述開關(guān)電路的輸入端相連，所述控制電路根據(jù)所述采樣電路的采樣電壓控制所述開關(guān)電路的導(dǎo)通和截止，所述開關(guān)電路的輸出端與所述恒流電路的輸入端相連，所述恒流電路的輸出端通過防反二極管與充電電池相連，所述保護(hù)二極管的正極與所述開關(guān)電路的輸入端相連，負(fù)極與充電電路的輸出端相連，所述充電電路的輸出端短路時(shí)，所述開關(guān)電路的輸入端電壓通過所述保護(hù)二極管拉低，使所述開關(guān)電路截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述控制電路包括保護(hù)電阻、穩(wěn)壓管、第一可調(diào)電阻和運(yùn)算放大器，所述保護(hù)電阻的一端與變壓整流電路的輸出端連接，另一端通過所述穩(wěn)壓管接地，所述第一可調(diào)電阻與所述穩(wěn)壓管并聯(lián)，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述第一可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)端相連，反相輸入端與所述采樣電路相連，輸出端與所述開關(guān)電路的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述控制電路還包括第一儲能電容和濾波電容，所述第一儲能電容一端與變壓整流電路的輸出端相連，另一端接地，所述濾波電容與所述第一儲能電容并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述開關(guān)電路包括第一三極管和分壓二極管，所述第一三極管的發(fā)射極接地，基極與所述分壓二極管的負(fù)極相連，集電極與所述恒流電路的輸入端相連，所述分壓二極管的正極與所述控制電路的輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述恒流電路包括第二三極管和第二可調(diào)電阻，所述第二三極管的基極與所述第一三極管的集電極相連，發(fā)射極通過所述第二可調(diào)電阻與變壓整流電路的輸出端相連，集電極通過所述防反二極管與充電電池相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述恒流電路還包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的正極與變壓整流電路的輸出端相連，負(fù)極與所述第二三極管的基極相連，所述發(fā)光二極管在所述開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)點(diǎn)亮，在所述開關(guān)電路截止時(shí)熄滅。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述采樣電路包括第二儲能電容、采樣電阻和分壓電阻，所述采樣電阻一端接地，另一端與所述分壓電阻串聯(lián)后與所述第二三極管的集電極相連，所述采樣電阻與所述分壓電阻的連接處與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述第二儲能電容與所述采樣電阻、分壓電阻并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述變壓整流電路包括變壓器和整流器，所述變壓器的初級線圈與市電相連，次級線圈與所述整流器的輸入端相連，所述整流器的輸出端的一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶短路保護(hù)的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括隔離二極管，所述隔離二極管的正極與直流電相連，負(fù)極與所述整流器的輸出端的另一端相連。
10.一種充電器，其特征在于，包括權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的帶短路保護(hù)的充電電路。
全文摘要
一種帶短路保護(hù)的充電電路，包括充電模塊、保護(hù)二極管和防反二極管，充電模塊包括變壓整流電路、控制電路、開關(guān)電路、恒流電路和采樣電路，控制電路的輸入端與變壓整流電路的輸出端及采樣電路相連，輸出端與開關(guān)電路的輸入端相連，控制電路根據(jù)采樣電路的采樣電壓控制開關(guān)電路的導(dǎo)通和截止，開關(guān)電路的輸出端與恒流電路的輸入端相連，恒流電路的輸出端通過防反二極管與充電電池相連，保護(hù)二極管的正極與開關(guān)電路的輸入端相連，負(fù)極與充電電路的輸出端相連，充電電路的輸出端短路時(shí)，開關(guān)電路的輸入端電壓通過保護(hù)二極管拉低，使開關(guān)電路截止。采用該帶短路保護(hù)的充電電路，簡單可靠，節(jié)省了電路成本。
文檔編號H02J7/02GK102810897SQ20111014282
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者周明杰, 管偉芳 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司