本實(shí)用新型屬于充電電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大電流高效充電電路。

背景技術(shù)：

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池?，F(xiàn)有的鋰電池充電電路一般不具備喚醒功能、恒壓充電功能、工作指示功能、報(bào)警功能、電壓檢測(cè)功能等，因此需要設(shè)計(jì)一種多功能的大電流高效鋰電池充電電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種可恒壓充電、具備報(bào)警功能的大電流高效充電電路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，本實(shí)用新型包括SL1053芯片U1和ATMEGA8芯片U2，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)SL1053芯片U1的5腳分別與電容C1一端、電阻R4一端、MICRO-USB充電端口相連，電容C1另一端接地，電阻R4另一端分別與電阻R8一端、電阻R9一端相連，電阻R8另一端接地，電阻R9另一端分別與電阻R5一端、PNP三極管Q2的發(fā)射極相連，PNP三極管Q2的集電極接地，PNP三極管Q2的基極通過(guò)電阻R12與3V電源相連，電阻R5另一端與ATMEGA8芯片U2的4腳相連。

SL1053芯片U1的4腳與ATMEGA8芯片U2的12腳相連，SL1053芯片U1的2腳接地，SL1053芯片U1的6腳分別與電容C2一端、電感L1一端相連，電容C2另一端與SL1053芯片U1的1腳相連，電感L1另一端分別與電阻R2一端、電容C3一端、電阻R16一端、ATMEGA8芯片U2的25腳相連，電阻R2另一端分別與SL1053芯片U1的3腳、2301芯片Q1的3腳、電阻R7一端相連，電阻R7另一端和電容C3另一端接地，電阻R16另一端分別與鋰電池正極、電阻R1一端相連，電阻R1另一端接地；2301芯片Q1的2腳通過(guò)電容C9接地，2301芯片Q1的1腳通過(guò)電阻R15分別與電容C8一端、電阻R14一端相連，電容C8另一端接地，電阻R14另一端接ATMEGA8芯片U2的26腳。

SL1053芯片U1的5腳分別與PNP三極管Q3的發(fā)射極、電阻R10一端相連，PNP三極管Q3的基極通過(guò)電阻R18分別與電阻R10另一端、2301芯片Q4的2腳相連，2301芯片Q4的1腳分別與PNP三極管Q3的集電極、電阻R20一端、ATMEGA8芯片U2的24腳相連，電阻R20另一端接地；2301芯片Q4的3腳通過(guò)二極管D1與鋰電池正極相連。

ATMEGA8芯片U2的2腳通過(guò)電阻R24與NPN三極管Q5的基極相連，NPN三極管Q5的發(fā)射極接地，NPN三極管Q5的集電極依次通過(guò)發(fā)光二極管LED0、電阻23分別與電源VCC、ATMEGA8芯片U2的7腳相連。

ATMEGA8芯片U2的28腳與復(fù)位芯片TL0038的3腳相連，復(fù)位芯片TL0038的1腳接地，復(fù)位芯片TL0038的2腳接電源VCC。

ATMEGA8芯片U2的13腳與通過(guò)電阻R25與NPN三極管Q6的基極相連，NPN三極管Q6的發(fā)射極接地，NPN三極管Q6的集電極與蜂鳴器Bell的負(fù)極相連，蜂鳴器Bell的正極接電源VCC。

ATMEGA8芯片U2的14腳與依次通過(guò)電阻R21、發(fā)光二極管LED_R接地，ATMEGA8芯片U2的15腳與依次通過(guò)電阻R22、發(fā)光二極管LED_G接地。

作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述PNP三極管Q2和PNP三極管Q3采用2N8550芯片，NPN三極管Q5和NPN三極管Q6采用9014芯片。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述電阻R4的阻值為10K歐姆，電阻R8的阻值為3K歐姆，電阻R9的阻值為100K歐姆，電阻R5的阻值為10K歐姆，電阻R12的阻值為1M歐姆，電阻R2的阻值為240K歐姆，電阻R7的阻值為33K歐姆，電阻R1的阻值為100K歐姆，電阻R14的阻值為100K歐姆，電阻R15的阻值為100K歐姆，電阻R10的阻值為0.5歐姆，電阻R18的阻值為100K歐姆，電阻R20的阻值為100K歐姆，電阻R23的阻值為47歐姆，電阻R24的阻值為1K歐姆，電阻R25的阻值為1K歐姆，電阻R22的阻值為470歐姆，電阻R21的阻值為470歐姆。

另外，本實(shí)用新型所述電容C1的容值為47μF，電容C2的容值為0.1μF，電容C8的容值為0.1μF，電容C9的容值為0.1μF，電感L1的電感值為6.8μH。

本實(shí)用新型有益效果。

本實(shí)用新型只要有電源輸入（Vin>4.5V），INT_CHARGE端就會(huì)有高電平產(chǎn)生，通過(guò)單片機(jī)ATMEGA8的第4管腳PD2（也是單片機(jī)的外部中斷管腳INT0）觸發(fā)中斷，就可以喚醒單片機(jī)。如此在沒(méi)有電源輸入的時(shí)候，本實(shí)用新型不耗電工作，節(jié)省電能。

本實(shí)用新型ATMEGA8芯片U2的第26管腳PC3輸出PWM脈沖控制輸出電壓，而達(dá)到恒壓目的。

本實(shí)用新型R23、LED0、Q5、R24組成工作指示電路，如果LED0燈亮了，則說(shuō)明單片機(jī)在正常工作，程序發(fā)揮作用。

本實(shí)用新型Q6、R25、BELL蜂鳴器組成報(bào)警電路。

本實(shí)用新型R2、R7、R16組成的檢測(cè)電壓部分電路。

本實(shí)用新型R21、R22、LED_G、LED_R組成狀態(tài)指示電路。

本實(shí)用新型PWM控制恒流電路，由R10、R18、R20、Q3、Q4組成。

本實(shí)用新型通過(guò)電壓檢測(cè)反饋和PWM控制恒流電路，可實(shí)現(xiàn)充電電路的高效充電控制。

本實(shí)用新型通過(guò)Q4和R10參數(shù)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)可控大電流恒流充電。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1、2、3是本實(shí)用新型電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本實(shí)用新型包括SL1053芯片U1和ATMEGA8芯片U2，SL1053芯片U1的5腳分別與電容C1一端、電阻R4一端、MICRO-USB充電端口相連，電容C1另一端接地，電阻R4另一端分別與電阻R8一端、電阻R9一端相連，電阻R8另一端接地，電阻R9另一端分別與電阻R5一端、PNP三極管Q2的發(fā)射極相連，PNP三極管Q2的集電極接地，PNP三極管Q2的基極通過(guò)電阻R12與3V電源相連，電阻R5另一端與ATMEGA8芯片U2的4腳相連。

SL1053芯片U1的4腳與ATMEGA8芯片U2的12腳相連，SL1053芯片U1的2腳接地，SL1053芯片U1的6腳分別與電容C2一端、電感L1一端相連，電容C2另一端與SL1053芯片U1的1腳相連，電感L1另一端分別與電阻R2一端、電容C3一端、電阻R16一端、ATMEGA8芯片U2的25腳相連，電阻R2另一端分別與SL1053芯片U1的3腳、2301芯片Q1的3腳、電阻R7一端相連，電阻R7另一端和電容C3另一端接地，電阻R16另一端分別與鋰電池正極、電阻R1一端相連，電阻R1另一端接地；2301芯片Q1的2腳通過(guò)電容C9接地，2301芯片Q1的1腳通過(guò)電阻R15分別與電容C8一端、電阻R14一端相連，電容C8另一端接地，電阻R14另一端接ATMEGA8芯片U2的26腳。

SL1053芯片U1的5腳分別與PNP三極管Q3的發(fā)射極、電阻R10一端相連，PNP三極管Q3的基極通過(guò)電阻R18分別與電阻R10另一端、2301芯片Q4的2腳相連，2301芯片Q4的1腳分別與PNP三極管Q3的集電極、電阻R20一端、ATMEGA8芯片U2的24腳相連，電阻R20另一端接地；2301芯片Q4的3腳通過(guò)二極管D1與鋰電池正極相連。

ATMEGA8芯片U2的2腳通過(guò)電阻R24與NPN三極管Q5的基極相連，NPN三極管Q5的發(fā)射極接地，NPN三極管Q5的集電極依次通過(guò)發(fā)光二極管LED0、電阻23分別與電源VCC、ATMEGA8芯片U2的7腳相連。

ATMEGA8芯片U2的28腳與復(fù)位芯片TL0038的3腳相連，復(fù)位芯片TL0038的1腳接地，復(fù)位芯片TL0038的2腳接電源VCC。

ATMEGA8芯片U2的13腳與通過(guò)電阻R25與NPN三極管Q6的基極相連，NPN三極管Q6的發(fā)射極接地，NPN三極管Q6的集電極與蜂鳴器Bell的負(fù)極相連，蜂鳴器Bell的正極接電源VCC。

ATMEGA8芯片U2的14腳與依次通過(guò)電阻R21、發(fā)光二極管LED_R接地，ATMEGA8芯片U2的15腳與依次通過(guò)電阻R22、發(fā)光二極管LED_G接地。

所述PNP三極管Q2和PNP三極管Q3采用2N8550芯片，NPN三極管Q5和NPN三極管Q6采用9014芯片。

所述電阻R4的阻值為10K歐姆，電阻R8的阻值為3K歐姆，電阻R9的阻值為100K歐姆，電阻R5的阻值為10K歐姆，電阻R12的阻值為1M歐姆，電阻R2的阻值為240K歐姆，電阻R7的阻值為33K歐姆，電阻R1的阻值為100K歐姆，電阻R14的阻值為100K歐姆，電阻R15的阻值為100K歐姆，電阻R10的阻值為0.5歐姆，電阻R18的阻值為100K歐姆，電阻R20的阻值為100K歐姆，電阻R23的阻值為47歐姆，電阻R24的阻值為1K歐姆，電阻R25的阻值為1K歐姆，電阻R22的阻值為470歐姆，電阻R21的阻值為470歐姆。

所述電容C1的容值為47μF，電容C2的容值為0.1μF，電容C8的容值為0.1μF，電容C9的容值為0.1μF，電感L1的電感值為6.8μH。

下面結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的工作過(guò)程。

由Q2組成的充電插入指示，只要有電源輸入（Vin>4.5V），INT_CHARGE端就會(huì)有高電平產(chǎn)生，通過(guò)單片機(jī)ATMEGA8的第4管腳PD2（也是單片機(jī)的外部中斷管腳INT0）觸發(fā)中斷，就可以喚醒單片機(jī)，然后單片機(jī)的第12腳發(fā)出使能信號(hào)給鋰電池充電芯片SL1053，使其開(kāi)始工作。

這里由單片機(jī)U2的第26管腳PC3輸出PWM脈沖控制輸出電壓，而達(dá)到恒壓充電目的。單片機(jī)控制電路的功能部分說(shuō)明如下。

R23、LED0、Q5、R24組成工作指示電路，如果LED0燈亮了，則說(shuō)明單片機(jī)在正常工作，程序發(fā)揮作用。

TL0038是復(fù)位芯片，當(dāng)VCC電壓低時(shí)，會(huì)向單片機(jī)發(fā)出復(fù)位信號(hào)。

Q6、R25、BELL蜂鳴器組成報(bào)警電路，把MICRO-USB端口插入U(xiǎn)SB插孔中時(shí)，單片機(jī)就會(huì)檢測(cè)鋰電池電壓。一旦鋰電池電壓過(guò)低（當(dāng)電池電壓充到恒壓時(shí)，R2、R7、R16組成的檢測(cè)電壓部分電路，經(jīng)過(guò)R2、R16電阻分壓后，會(huì)將此時(shí)的電池電壓通過(guò)BAT_VLT管腳傳回單片機(jī)）時(shí)會(huì)長(zhǎng)鳴報(bào)警，當(dāng)鋰電池電壓過(guò)高（當(dāng)電池電壓充到恒壓時(shí)，R2、R7、R16組成的檢測(cè)電壓部分電路，經(jīng)過(guò)R2、R16電阻分壓后，會(huì)將此時(shí)的電池電壓通過(guò)BAT_VLT管腳傳回單片機(jī)）時(shí)會(huì)發(fā)出滴滴聲報(bào)警。

R21、R22、LED_G、LED_R組成狀態(tài)指示電路，在電池充電的過(guò)程中如果出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放，通過(guò)LED_G、LED_R指示（當(dāng)電池電壓充到恒壓時(shí)，R2、R7、R16組成的檢測(cè)電壓部分電路，經(jīng)過(guò)R2、R16電阻分壓后，會(huì)將此時(shí)的電池電壓通過(guò)BAT_VLT管腳傳回單片機(jī)）。

U1是一個(gè)同步降壓的IC，型號(hào)為SL1053；及周邊元件組成的是主充電電路，開(kāi)關(guān)頻率在500Khz，輸入電壓30V，最大電流3A。當(dāng)電池電壓充到恒壓時(shí)，R2、R7、R16組成的檢測(cè)電壓壓部分電路，經(jīng)過(guò)R2、R16電阻分壓后，會(huì)將此時(shí)的電池電壓通過(guò)BAT_VLT管腳傳回單片機(jī)，單片機(jī)程序會(huì)執(zhí)行一個(gè)循環(huán)，不停的采樣電池電壓，并同時(shí)調(diào)整PWM寬度，使電池電壓恒定。

當(dāng)充電電流下降到小于恒流值的1/3時(shí)（通過(guò)電壓反饋，單片機(jī)換算電流），電池充滿。線性恒流電路由R10、R18、R20、Q3、Q4組成。最大電流由R10的大小來(lái)調(diào)節(jié)。我們可以控制Q3的基極來(lái)導(dǎo)通此電路。充電電流流經(jīng)R18、Q4、D1到電池。當(dāng)電流小于設(shè)定值時(shí)，PWM2波形中的高電平不能讓Q3導(dǎo)通，Q4打開(kāi)。當(dāng)電流大于設(shè)定值時(shí)，PWM2波形中的低電平使Q3導(dǎo)通，使Q4進(jìn)入放大工作狀態(tài)，使電流減小，已達(dá)到恒流目的。

PWM1、PWM2同時(shí)輸出一定占空比的方波，PWM1用于控制恒壓和形成電壓反饋，PWM2用于控制恒流充電（實(shí)質(zhì)的充電部分），在初始電池電壓較低時(shí)，PWM1、PWM2輸出方波的占空比較大，隨著充電的過(guò)程，電池電壓升高，電壓反饋，PWM1、PWM2輸出方波的占空逐漸減小。

可以理解的是，以上關(guān)于本實(shí)用新型的具體描述，僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而并非受限于本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。