一种充电电池的充电保护电路的制作方法

本技术涉及个人护理类小家电或工具类的电池充电技术，具体地涉及电池充电保护电路。

背景技术：

1、本实用新型是在本申请人已授权的实用新型专利《一种锂电池充电控制电路》（专利号：zl 202220295148.2）基础上所做出的改进方案。原技术方案针对的技术问题是：通用的电源适配器配置的输出接口大部分都采用usb作为标准接口，且大部分采用5v输出，但也有一部分电源适配器具有更高的电压输出，如6v或9v或12v，由于外形和接口完全相同，容易发生错误使用高电压的适配器，过高的电压会损坏电路元器件甚至造成电池起火爆炸。原技术方案通过改进硬件电路方式解决上述过电压问题。但原技术方案存在所保护的外部充电适配器电压范围较小、因缺少采样监测方式，使适配器电压超限信号反馈不完善，以及当电池电能低至不能维持单片机进入正常工作状态时，只能等待电池充电达到一定电压值后才能使单片机进入正常工作状态等技术问题。

技术实现思路

1、一种充电电池的充电保护电路，包括适配器输入模块、硬件高电压保护模块、适配器电压采样模块、单片机、pwm充电控制模块和充电电池以及充电电流采样模块，其中：适配器输入模块的第一端与下拉电阻模块连接，该下拉电阻模块用于匹配带通讯协议的适配器或带otg功能的设备，适配器输入模块第二端与所述硬件高电压保护模块连接，当适配器电压超过第一设定值时，硬件高电压保护模块切断的整个供电回路，适配器输入模块第三端与适配器电压采样模块连接，该模块采样适配器的输出电压信号并传输给单片机，当适配器电压超过第二设定值且未超过第一设定值时，单片机发出适配器超压提示信息后，控制pwm充电控制模块切断充电回路。

2、进一步地，适配器输入模块与单片机设置有供电回路，用于充电电池处于无电量需要激活时，向单片机供电，在单片机控制下对充电电池进行激活预充电。

3、下拉电阻模块包括与适配器输入模块第四端连接的第一电阻和与适配器输入模块第三端连接的第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的另一端接地。

4、适配器电压采样模块包括：与适配器输入模块第二端连接的第三电阻、与第三电阻另一端连接的第四电阻，第四电阻另一端接地，单片机第十三管脚连接于第三电阻和第四电阻的连接点。

5、硬件高电压保护模块包括：与适配器输入模块第二端连接的第五电阻、与第五电阻另一端连接的第六电阻、第八电阻以及第一稳压管，还包括与第六电阻另一端连接的第七电阻，单片机第八管脚连接于第六电阻和第七电阻之间，还包括基极与第八电阻另一端连接、发射极与适配器输入模块第二端连接以及集电极与第九电阻连接的第一晶体管，所述第九电阻另一端与第一稳压管负极连接后接地，还包括栅极和源极跨接与第一晶体管发射极和集电极之间的第一场效应管，以及与第一场效应管漏极连接的第一二极管，还包括跨接在第二场效应管栅极和源极之间的第十一电阻、正极与第一二极管正极连接第二稳压管以及正极与公共供电端连接、负极与充电电池正极连接的第二二极管。

6、pwm充电控制模块包括：与单片机第七管脚连接的第十电阻、与第十电阻另一端连接第十二电阻，第十二电阻另一端接地，还包括第二晶体管和第二场效应管，第二晶体管基极与第十二电阻连接、发射极接地，集电极与第二场效应管栅极连接，第二场效应管漏极与充电电池正极连接、源极与第一二极管正极连接，还包括跨接在第二场效应管源极与栅极之间的第十一电阻。

7、充电电流采样模块包括：连接于充电电池负极的十五电阻和第十三电阻，第十五电阻另一端接地，第十三电阻另一端接单片机第九管脚，还包括与单片机第九管脚连接的第三电容，第三电容另一端接地。

8、本应用实用新型的积极效果如下：所采用的过电压保护模块，通过调整稳压管等元器件参数和相关电路，使所保护的外部充电适配器电压范围得以扩大。在硬件高电压保护基础上，增加了的适配器电压采样模块和相应的单片机软件监测以及控制方式，完善了适配器电压超限信号反馈。所设置的单片机供电回路能够在电池电量低于设定值时，向单片机供电使其进入正常工作状态，控制对充电电池进行激活和预充电。此外在单片机控制下，通过pwm对充电电流进行控制，在电池亏电状态下的采用涓流充电方式，在电池正常状态下采用恒流充电方式，在电池接近满电状态时采用恒压充电方式，使充电过程更为经济合理，不仅可以降低电能损耗，还可以延长锂电池的使用寿命。

技术特征：

1.一种充电电池的充电保护电路，包括适配器输入模块、硬件高电压保护模块、适配器电压采样模块、单片机、pwm充电控制模块和充电电池以及充电电流采样模块，其特征是：适配器输入模块的第一端与下拉电阻模块连接，该下拉电阻模块用于匹配带通讯协议的适配器或带otg功能的设备，适配器输入模块第二端与所述硬件高电压保护模块连接，当适配器电压超过第一设定值时，硬件高电压保护模块切断的整个供电回路，适配器输入模块第三端与适配器电压采样模块连接，该模块采样适配器的输出电压信号并传输给单片机，当适配器电压超过第二设定值且未超过第一设定值时，单片机发出适配器超压提示信息后，控制pwm充电控制模块切断充电回路。

2.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电保护电路，其特征在于：所述适配器输入模块与单片机设置有供电回路，用于充电电池处于零电量需要激活时，向单片机供电，在单片机控制下对充电电池进行激活预充电。

3.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电保护电路，其特征在于：所述下拉电阻模块包括与适配器输入模块第四端连接的第一电阻和与适配器输入模块第三端连接的第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电保护电路，其特征在于：所述适配器电压采样模块包括：与适配器输入模块第二端连接的第三电阻、与第三电阻另一端连接的第四电阻，第四电阻另一端接地，单片机第十三管脚连接于第三电阻和第四电阻之间。

5.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电保护电路，其特征在于：硬件高电压保护模块包括：与适配器输入模块第二端连接的第五电阻、与第五电阻另一端连接的第六电阻、第八电阻以及第一稳压管，还包括与第六电阻另一端连接的第七电阻，单片机第八管脚连接于第六电阻和第七电阻之间，还包括基极与第八电阻另一端连接、发射极与适配器输入模块第二端连接以及集电极与第九电阻连接的第一晶体管，所述第九电阻另一端与第一稳压管负极连接后接地，还包括栅极和源极跨接与第一晶体管发射极和集电极之间的第一场效应管，以及与第一场效应管漏极连接的第一二极管，还包括跨接在第二场效应管栅极和源极之间的第十一电阻、正极与第一二极管正极连接第二稳压管以及正极与公共供电端连接、负极与充电电池正极连接的第二二极管。

6.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电保护电路，其特征在于：所述pwm充电控制模块包括：与单片机第七管脚连接的第十电阻、与第十电阻另一端连接第十二电阻，第十二电阻另一端接地，还包括第二晶体管和第二场效应管，第二晶体管基极与第十二电阻连接、发射极接地，集电极与第二场效应管栅极连接，第二场效应管漏极与充电电池正极连接、源极与第一二极管正极连接，还包括跨接在第二场效应管源极与栅极之间的第十一电阻。

7.根据权利要求1所述的一种充电电池的充电保护电路，其特征在于：所述充电电流采样模块包括：连接于充电电池负极的十五电阻和第十三电阻，第十五电阻另一端接地，第十三电阻另一端接单片机第九管脚，还包括与单片机第九管脚连接的第三电容，第三电容另一端接地。

技术总结一种充电电池的充电保护电路，包括适配器输入模块、硬件高电压保护模块、适配器电压采样模块、单片机、PWM充电控制模块和充电电池以及充电电流采样模块，其中：适配器输入模块第二端与所述硬件高电压保护模块连接，当适配器电压超过第一设定值时，硬件高电压保护模块切断的整个供电回路，适配器输入模块第三端与适配器电压采样模块连接，该模块采样适配器的输出电压信号并传输给单片机，当适配器电压超过第二设定值且未超过第一设定值时，单片机发出适配器超压提示信息后，控制PWM充电控制模块切断充电回路。技术研发人员：张学龙,项智远受保护的技术使用者：宁波壹科芯电子科技有限公司技术研发日：20231030技术公布日：2024/7/23