防倒灌充电电路及充电装置的制作方法

本申请涉及充电电路，特别涉及一种防倒灌充电电路及充电装置。

背景技术：

1、当前市场上存在大量不同种类的电子设备，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等，这些设备对充电的需求各不相同。而当使用高电压充电器为低电压设备充电时，可能会出现电流倒灌现象，即电流从被充电设备反向流入充电器，这不仅可能损坏设备，还可能引发火灾、爆炸等严重安全问题。并且，电流倒灌会导致设备内部精密电子器件受损，影响设备性能和寿命。

2、针对于电流倒灌这一问题，目前经常使用的防倒灌技术包括以下几种：第一种，采用二极管的正向导电特性来防止电流倒灌，而该方法由于二极管消耗个的功率较高，使得充电效率较低，且需要添加散热装置为二极管散热，所占用的空间较大；第二种，采用采样电阻对充电电流进行采样，以根据采样电流设置充电电流正向阈值，进而通过比较器控制mos管的导通和截止来防止电流倒灌，而该方法由于采用比较器控制mos管的导通和截止，则当mos管由截止转换为导通时，电路中会产生过电流，从而使得采样电阻和mos管运行不稳定甚至损坏。

3、可见，随着电子技术的不断发展，防倒灌充电电路的设计和应用应该不断优化和完善。

技术实现思路

1、本申请实施例提出一种防倒灌充电电路及充电装置，可以解决防倒灌充电电路中效率低、不稳定的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种防倒灌充电电路，防倒灌充电电路包括：变换器单元和电池，变换器单元与电池连接，变换器单元用于接收输入电流，并将输入电流调节为充电电流，进而将充电电流传输至电池，以为电池充电；采样单元，采样单元与电池连接，以用于对电池的充电电流进行采样，从而获取采样电流，并对采样电流进行放大；比较器单元，比较器单元与采样单元连接，比较器单元用于接收电流阈值和放大后的采样电流，并将电流阈值与放大后的采样电流进行比较，以输出相应的电平信号；当放大后的采样电流小于电流阈值时，比较器单元输出第一电平信号；当放大后的采样电流大于或等于电流阈值时，比较器单元输出第二电平信号；控制单元，控制单元分别与比较器单元和变换器单元连接，以用于接收比较器单元输出的电平信号，并根据电平信号控制变换器单元中的开关管的导通或截止；当控制单元接收到第一电平信号时，控制单元控制变换器单元中的开关管截止；当控制单元接收到第二电平信号时，控制单元控制变换器单元中的开关管导通。

3、进一步地，控制单元包括数模转换器，数模转换器与比较器单元连接，以用于产生电流阈值，并将电流阈值传送至比较器单元。

4、进一步地，控制单元包括互联管理器和信号处理器，互联管理器分别与比较器单元及信号处理器连接，以用于接收并处理比较器单元输出的电平信号，并将处理后的电平信号输送至信号处理器。

5、进一步地，信号处理器用于接收互联管理器处理后的电平信号，并根据处理后的电平信号输出相应的控制信号；当信号处理器接收到第一电平信号时，发出第一控制信号；当信号处理器接收到第二电平信号时，发出第二控制信号。

6、进一步地，控制单元还包括驱动模块，驱动模块分别与信号处理器和变换器单元连接，以用于接收信号处理器输出的控制信号，并根据控制信号控制变换器单元中的开关管导通或截止；当驱动模块接收到第一控制信号时，驱动模块控制变换器单元中的开关管截止；当驱动模块接收到第二控制信号时，驱动模块控制变换器单元中的开关管导通。

7、进一步地，变换器单元包括升降压式变换器，升降压式变换器分别与电源和电池连接，升降压式变换器用于接收电源输出的输入电流，并调节输入电流为充电电流，以为电池充电；升降压式变换器还与驱动模块连接，其中，当驱动模块接收到第一控制信号时，驱动模块控制升降压式变换器中的开关管截止；当驱动模块接收到第二控制信号时，驱动模块控制升降压式变换器中的开关管导通。

8、进一步地，采样单元包括采样模块，采样模块与电池连接，采样模块用于接收电池的充电电流，并对充电电流进行采样，以获得采样电流。

9、进一步地，采样单元还包括电流放大器，电流放大器分别与采样模块和比较器单元连接，以接收采样电流，并将采样电流放大，进而将放大后的采样电流传输至比较器单元。

10、进一步地，比较器单元包括模拟比较器，模拟比较器分别与电流放大器、数模转换器和互联管理器连接，模拟比较器用于接收电流阈值和电流放大器放大后的采样电流，并将电流阈值与放大后的采样电流值进行比较，以输出相应的电平信号；当放大后的采样电流小于电流阈值时，模拟比较器输出第一电平信号；当放大后的采样电流大于或等于电流阈值时，模拟比较器输出第二电平信号。

11、第二方面，本申请实施例还提出一种充电装置，充电装置包括电源及防倒灌充电电路，防倒灌充电电路与电源连接，电源用于为防倒灌充电电路提供输入电流；其中，防倒灌充电电路包括：变换器单元和电池，变换器单元与电池连接，变换器单元用于接收输入电流，并将输入电流调节为充电电流，进而将充电电流传输至电池，以为电池充电；采样单元，采样单元与电池连接，以用于对电池的充电电流进行采样，从而获取采样电流，并对采样电流进行放大；比较器单元，比较器单元与采样单元连接，比较器单元用于接收电流阈值和放大后的采样电流，并将电流阈值与放大后的采样电流进行比较，以输出相应的电平信号；当放大后的采样电流小于电流阈值时，比较器单元输出第一电平信号；当放大后的采样电流大于或等于电流阈值时，比较器单元输出第二电平信号；控制单元，控制单元分别与比较器单元和变换器单元连接，以用于接收比较器单元输出的电平信号，并根据电平信号控制变换器单元中的开关管导通或截止；当控制单元接收到第一电平信号时，控制单元控制变换器单元中的开关管截止；当控制单元接收到第二电平信号时，控制单元控制变换器单元中的开关管导通。

12、本申请实施例与现有技术相比的有益效果是：本申请提出的防倒灌充电电路即充电装置，通过采用升降压式变换器(buck-boost)来调节充电电流，并且还采用数模转换器(digital-to-analog converter，dac)设置电流阈值，以保证变换器单元中开关管在导通和截止之间转换时，产生合适的电流进行过渡，从而防止产生过电流而影响采样电阻和开关管的运行；并且在当输入电流功率较小的情况下，升降压式变换器可以调节充电电流的电压，使得可以减小电池充电时的功率，从而防止因充电电压下降过快而导致的电路故障。因而，本申请提出的防倒灌充电电路及充电装置，既有效防止了电流倒灌，又保证了该充电电路的稳定运行和运行效率。

技术特征：

1.一种防倒灌充电电路，其特征在于，所述防倒灌充电电路包括：

2.如权利要求1所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述控制单元包括数模转换器，所述数模转换器与所述比较器单元连接，以用于产生所述电流阈值，并将所述电流阈值传送至所述比较器单元。

3.如权利要求2所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述控制单元包括互联管理器和信号处理器，所述互联管理器分别与所述比较器单元及所述信号处理器连接，以用于接收并处理所述比较器单元输出的电平信号，并将处理后的电平信号输送至所述信号处理器。

4.如权利要求3所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述信号处理器用于接收所述互联管理器处理后的电平信号，并根据所述处理后的电平信号输出相应的控制信号；

5.如权利要求4所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述控制单元还包括驱动模块，所述驱动模块分别与所述信号处理器和所述变换器单元连接，以用于接收所述信号处理器输出的控制信号，并根据所述控制信号控制所述变换器单元中的开关管导通或截止；

6.如权利要求5所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述变换器单元包括升降压式变换器，所述升降压式变换器分别与所述电源和所述电池连接，所述升降压式变换器用于接收所述电源输出的输入电流，并调节所述输入电流为充电电流，以为所述电池充电；

7.如权利要求6所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述采样单元包括采样模块，所述采样模块与所述电池连接，所述采样模块用于接收所述电池的充电电流，并对所述充电电流进行采样，以获得所述采样电流。

8.如权利要求7所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述采样单元还包括电流放大器，所述电流放大器分别与所述采样模块和所述比较器单元连接，以接收所述采样电流，并将所述采样电流放大，进而将所述放大后的采样电流传输至所述比较器单元。

9.如权利要求8所述的防倒灌充电电路，其特征在于，所述比较器单元包括模拟比较器，所述模拟比较器分别与所述电流放大器、所述数模转换器和所述互联管理器连接，所述模拟比较器用于接收所述数模转换器产生的电流阈值和所述电流放大器放大后的采样电流，并将所述电流阈值与所述放大后的采样电流值进行比较，以输出相应的电平信号；

10.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括电源及如权利要求1至9任意一项所述的防倒灌充电电路，所述防倒灌充电电路与所述电源连接，所述电源用于为所述防倒灌充电电路提供输入电流；

技术总结本申请提出了一种防倒灌充电电路及充电装置，通过采用升降压式变换器(BUCK‑BOOST)来调节充电电流，并且还采用数模转换器(Digital‑to‑Analog Converter，DAC)设置电流阈值，以保证变换器单元中开关管在导通和截止之间转换时，产生合适的电流进行过渡，从而防止产生过电流而影响采样电阻和开关管的运行；并且在当输入电流功率较小的情况下，升降压式变换器可以调节充电电流的电压，使得可以减小电池充电时的功率，从而防止因充电电压下降过快而导致的电路故障。因而，本申请提出的防倒灌充电电路及充电装置，既有效防止了电流倒灌，又保证了该充电电路的稳定运行和运行效率。技术研发人员：李波受保护的技术使用者：深圳市力芯微科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18