锂电池充电电路以及灯具的制作方法

锂电池充电电路以及灯具的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及充电电路，尤其涉及锂电池充电电路以及灯具。
【背景技术】
[0002]现有的可充电电池充电通常使用集成芯片来控制，采用三段式充电。手电筒，探照灯等内置电池式灯具通常使用具有充电自动控制功能的充电器，在电池端只要串联二极管防止极性接反即可，灯具本身不具有充电检测和控制功能，对电池的整个充电过程全部由外部配套的充电器来完成。这样导致灯具过于依赖专用充电器，如果配套充电器故障，使用普通电源不能对灯具进行充电，给使用带来不便。

【发明内容】

[0003]本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种锂电池充电电路以及灯具，其能够解决现有技术中灯具充电过分依赖外部充电器而带来充电不便的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出一种锂电池充电电路，其包括:第一可调电源，其用于提供一可以调节的参考电压；第一比较器，其异相端连接第一可调电源；受控开关，其包括控制端、第一开关端以及第二开关端，该受控开关的控制端连接该第一比较器的输出端；检测电阻，其串设在该第一比较器的同相端以及受控开关的第二开关端之间；开关模块，其包括控制端、输入端以及输出端，该开关模块的控制端连接该受控开关的第一开关端，该开关模块的输入端连接充电电源，该开关模块的输出端连接锂电池；其中，该检测电阻把充电电流转换为采样电压，该第一比较器比较该采样电压以及参考电压大小控制该受控开关，该受控开关控制该开关模块在该锂电池电量不足的条件下打开以使该充电电源给该锂电池进行充电。
[0005]优选地，该锂电池充电电路还包括一限流电阻，该限流电阻串设在该第一比较器的输出端以及受控开关的控制端之间。
[0006]优选地，该第一可调电源包括分压电阻以及第一可调电阻，该分压电阻以及第一可调电阻串联在一恒定电源与地之间，该第一可调电阻的抽头端连接该第一比较器的反相端。
[0007]优选地，该检测电阻的阻值为I Ω。
[0008]优选地，该开关模块包括第一开关管、第二开关管以及第一电阻，该第一开关管以及第二开关管均包括控制端、输入端以及输出端；该第二开关管的控制端连接该开关模块的控制端，该第二开关管的输入端连接该第二开关管的控制端，该第二开关管的输出端以及该第一开关管的输出端相连，该第一电阻串设在该第一开关管的输入端以及第二开关管的输入端之间，该第一开关管的输入端连接该开关模块的输入端，该第一开关管的输出端连接该开关模块的输出端。
[0009]优选地，该第一开关管为PNP三极管，该PNP三极管的基极为该第一开关管的控制端，该PNP三极管的发射极为该第一开关管的输入端，该PNP三极管的集电极为该第一开关管的输出端，该第二开关管为NPN三极管，该NPN三极管的基极为该第二开关管的控制端，该NPN三极管的集电极为该第二开关管的输入端,该NPN三极管的发射极为该第二开关管的输出端。
[0010]优选地，该锂电池充电电路还包括提示模块，该提示模块包括第二可调电源、第二比较器、第一采样电阻、第二采样电阻、红色LED灯以及绿色LED灯；该第一采样电阻以及第二采样电阻串设在该锂电池的正负极之间，该第二比较器的正相端连接该第一采样电阻以及第二采样电阻的连接处，该第二比较器的异相端连接该第二可调电源，该第二比较器的输出端连接该红色LED灯以及绿色LED灯，该第二比较器比较该第二采样电阻上的电压以及该第二可调电源的参考电压后控制该红色LED灯在该锂电池电量不足时发光，控制该绿色LED灯在充满时发光。
[0011]优选地，该锂电池充电电路还包括电源模块，该电源模块包括降压芯片，该降压芯片的输入端连接该充电电源，该降压芯片输出该恒定电源。
[0012]本发明还提出一种灯具，其包括如上所述的锂电池充电电路。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明的锂电池充电电路以及灯具，通过使用比较器和开关模块，能够实现对灯具充电的自动化检测控制和调节，避免了锂电池充电时和灯具使用过程中过于依赖专用充电器，使用普通电压源即可对电池进行充电，并且安全可靠，在内置可充电锂电池的便携式照明设备或专用电池充电的场合，具有实际应用价值。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的锂电池充电电路的电路图。
[0015]附图标记说明:分压电阻R2第一可调电阻RTl第一比较器UlA限流电阻R3受控开关Q3检测电阻RSl开关模块I 第一开关管Ql第二开关管Q2第一电阻Rl提示模块2第八电阻R8第二可调电阻RT2第二比较器UlB第一采样电阻RCl第二采样电阻RC2指示单元21第四电阻R4第五电阻R5第六电阻R6第七电阻R7第四开关管Q4第五开关管Q5红色LED灯D4绿色LED灯D3 电源模块3第一滤波电容C4第二滤波电容C5降压芯片U2。
【具体实施方式】
[0016]为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0017]锂电池充电电路实施例
请参阅图1，一种锂电池充电电路，其包括:第一可调电源、第一比较器U1A、受控开关Q3、检测电阻RS1、限流电阻R3、开关模块1、提示模块2以及电源模块3。
[0018]第一可调电源，其用于提供一可以调节的参考电压。第一比较器U1A，其异相端连接第一可调电源。受控开关Q3，其包括控制端、第一开关端以及第二开关端，该受控开关Q3的控制端连接该第一比较器UlA的输出端。检测电阻RS1，其串设在该第一比较器UlA的同相端以及受控开关Q3的第二开关端之间。该限流电阻R3串设在该第一比较器UlA的输出端以及受控开关Q3的控制端之间。
[0019]开关模块1，其包括控制端、输入端以及输出端，该开关模块I的控制端连接该受控开关Q3的第一开关端，该开关模块I的输入端连接充电电源，该开关模块I的输出端连接锂电池。
[0020]其中，该检测电阻RSl把充电电流转换为采样电压，该第一比较器UlA比较该采样电压以及参考电压大小控制该受控开关Q3，该受控开关Q3控制该开关模块I在该锂电池电量不足的条件下打开以使该充电电源给该锂电池进行充电。
[0021]该第一可调电源包括:分压电阻R2以及第一可调电阻RTl。该分压电阻R2以及第一可调电阻RTl串联在一恒定电源与地之间，该第一可调电阻RTl的抽头端连接该第一比较器UlA的反相端。通过调节第一可调电阻RTl的阻值可以调节参考电压的大小，从而确定充电电流的大小。
[0022]本实施例中，该检测电阻RSl的阻值为1Ω。限流电阻R3的阻值为100 Ω。
[0023]该开关模块I包括第一开关管Ql、第二开关管Q2以及第一电阻Rl，该第一开关管Ql以及第二开关管Q2均包括控制端、输入端以及输出端。该第二开关管Q2的控制端连接该开关模块I的控制端，该第二开关管Q2的输入端连接该第二开关管Q2的控制端，该第二开关管Q2的输出端以及该第一开关管Ql的输出端相连，该第一电阻Rl串设在该第一开关管Ql的输入端以及第二开关管Q2的输入端之间，该第一开关管Ql的输入端连接该开关模块I的输入端，该第一开关管Ql的输出端连接该开关模块I的输出端。
[0024]本实施例中，该第一开关管Ql为PNP三极管，该PNP三极管的基极为该第一开关管Ql的控制端，该PNP三极管的发射极为该第一开关管Ql的输入端，该PNP三极管的集电极为该第一开关管Ql的输出端。该第二开关管Q2为NPN三极管,该NPN三极管的基极为该第二开关管Q2的控制端，该NPN三极管的集电极为该第二开关管Q2的输入端，该NPN三极管的发射极为该第二开关管Q2的输出端。该PNP三极管与NPN三极管组成了达林顿结构，使电路的控制更加安全。
[0025]该提示模块2包括:第二可调电源、第二比较器U1B、第一采样电阻RC1、第二采样电阻RC2、红色LED灯D4、绿色LED灯D3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第四开关管Q4以及第五开关管Q5。
[0026]该第一采样电阻RCl以及第二采样电阻RC2串设在该锂电池的正负极之间，该第二比较器UlB的正相端连接该第一采样电阻RCl以及第二采样电阻RC2的连接处，该第二比较器UlB的异相端连接该第二可调电源，该第二比较器UlB的输出端连接该红色LED灯D4以及绿色LED灯D3，该第二比较器UlB比较该第二采样电阻RC2上的电压以及该第二可调电源的参考电压后控制该红色LED灯D4在该锂电池电量不足时发光，控制该绿色LED灯D3在充满时发光。第四电阻R4连接在第四开关管Q4的控制端以及第二比较器UlB的输出端之间。第五电阻R5连接在一恒定电源以及第四开关管Q4的输入端之间。第六电阻R6以及绿色LED灯D3依次串联在恒定电源以及第四开关管Q4的输入端之间。第五开关管Q5的控制端连接第四开关管Q4的输入端，第七电阻R7连接在恒定电源以及第五开 关管Q5的输入端之间。红色LED灯D4的阳极连接绿色LED灯D3的阳极，红色LED灯D4的阴极连接第五开关管Q5的输入端。
[0027]本实施例中，第二可调电源包括:第八电阻R8以及第二可调电阻RT2。第八电阻R8以及第二可调电阻RT2串联在恒定电源与地之间。其中，第二可调电阻RT2的抽头端连接第二比较器UlB的反相端，并通过分压的方式提供参考电压给该第二比较器U1B。
[0028]本实施例中，第四开关管Q4为NPN三极管，NPN三极管的基极为第四开关管Q4的控制端，NPN三极管的集电极为第四开关管Q4的输入端，NPN三极管的发射极为第四开关管Q4的输出端。在其它实施例中，NPN三极管可以用MOS管来代替。
[0029]本实施例中，第五开关管Q4为NPN三极管，NPN三极管的基极为第五开关管Q4的控制端，NPN三极管的集电极为第五开关管Q4的输入端，NPN三极管的发射极为第五开关管Q4的输出端。在其它实施例中，NPN三极管可以用MOS管来代替。
[0030]电源模块3包括??第一滤波电容C4、第二滤波电容C5以及降压芯片U2。该第一滤波电容C4连接在降压芯片U2的输入端与地之间，该第二滤波电容C5连接在降压芯片U2的输出端与地之间，降压芯片U2的输入端连接经过整流滤波后的充电电源的电压W，降压芯片U2的输出端输出一〖亘定电源VCC。恒定电源给第一比较器UlA以及第二比较器UlB供电，也用于作为第一比较器UlA以及第二比较器UlB的供电电源的输出。
[0031]本实施例中，第一比较器UlA的型号为LM393，限流电阻R3的阻值为100Ω，分压电阻R2的阻值为100K Ω，第一可调电阻RTl的阻值为1K Ω。第二比较器UlB的型号为LM393，第一采样电阻RCl的阻值为4.3KΩ，第二采样电阻RC2的阻值为10ΚΩ。第五电阻R5的阻值为IK Ω，第六电阻R6的阻值为500 Ω，第七电阻R7的阻值为IK Ω。降压芯片U2的型号为78L05。
[0032]下面结合图1来详细说明本发明的工作原理。
[0033]本发明使用宽工作电压的第一比较器U1A、第二比较器UlB和三极管等基本电子元件组成额定电压为14.8V锂电池充电电路。其中，单节锂离子电池额定电压3.7V，充电限制电压4.2V，本发明以4节串联的锂离子电池为例，由于锂电池充电电路的输入端和电池之间跨接了两个二极管和一个三极管，输入需大于18V。该充电器可以输出10mA?IA可调的充电电流，供个人使用，可使用笔记本电脑上的19V电源作为输入。充电时间由设定的电流大小决定。
[0034]充电前，首先通过跳帽JPl接通电路，然后把锂电池充电电路的输入端连接该笔记本的USB接口或者其它供电电源的供电口，输入电压经过1.5A的保险丝Fl，二极管Dl防反接保护后到第一开关管Ql的输入端。默认状态功率管是导通的，因为第一比较器UlA的输出端输出高电平，受控开关Q3导通，第二开关管Q2的基极因为拉低而导通。其中，检测电阻RSl处于充电电流回地的必经之路上来限流。第一比较器UlA运算采集检测电阻RSl上的电压和来自第一可调电阻RTl中心抽头的电压比较后输出电压控制开关模块的输出电流，并且始终在一个固定电流值上。调节第一可调电阻RTl可以调节这个充电电流。
[0035]第二比较器UlB对锂电池电压进行采样，当电池没接入时，输出的17.5v电压通过第一采样电阻RC1、第二采样电阻RC2分压后的电压值和第二可调电阻RT2的中心抽头电压比较后输出给第四开关管Q4，此时绿色LED灯D3变亮。当电池没电时接入该充电电路后，第二采样电阻RC2所采样到的电压变低和第二可调电阻RT2的中心抽头电压比较后，第二比较器UlB控制红色LED灯D4变亮。当充满电后，第二采样电阻RC2采样的电压大于基准电压(第二可调电阻RT2的中心抽头电压)时，红色LED灯D4变亮，提示充电完成。但电路仍会以小电流的充电方式对电池进行涓流充电。
[0036]灯具实施例
本发明还提出一种灯具，其包括如上该的锂电池充电电路。
[0037]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明的锂电池充电电路以及灯具，通过使用比较器和开关模块，能够实现对灯具充电的自动化检测控制和调节，避免了锂电池充电时和灯具使用过程中过于依赖专用充电器，使用普通电压源即可对电池进行充电，并且安全可靠，在内置可充电锂电池的便携式照明设备或专用电池充电的场合，具有实际应用价值。
[0038]以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种锂电池充电电路，其特征在于，其包括: 第一可调电源，其用于提供一可以调节的参考电压； 第一比较器，其异相端连接第一可调电源； 受控开关，其包括控制端、第一开关端以及第二开关端，该受控开关的控制端连接该第一比较器的输出端； 检测电阻，其串设在该第一比较器的同相端以及受控开关的第二开关端之间； 开关模块，其包括控制端、输入端以及输出端，该开关模块的控制端连接该受控开关的第一开关端，该开关模块的输入端连接充电电源，该开关模块的输出端连接锂电池； 其中，该检测电阻把充电电流转换为采样电压，该第一比较器比较该采样电压以及参考电压大小控制该受控开关，该受控开关控制该开关模块在该锂电池电量不足的条件下打开以使该充电电源给该锂电池进行充电。2.如权利要求1所述的锂电池充电电路，其特征在于，该锂电池充电电路还包括一限流电阻，该限流电阻串设在该第一比较器的输出端以及受控开关的控制端之间。3.如权利要求1所述的锂电池充电电路，其特征在于，该第一可调电源包括分压电阻以及第一可调电阻，该分压电阻以及第一可调电阻串联在一恒定电源与地之间，该第一可调电阻的抽头端连接该第一比较器的反相端。4.如权利要求1所述的锂电池充电电路，其特征在于，该检测电阻的阻值为IΩ。5.如权利要求1所述的锂电池充电电路，其特征在于，该开关模块包括第一开关管、第二开关管以及第一电阻，该第一开关管以及第二开关管均包括控制端、输入端以及输出端；该第二开关管的控制端连接该开关模块的控制端，该第二开关管的输入端连接该第二开关管的控制端，该第二开关管的输出端以及该第一开关管的输出端相连，该第一电阻串设在该第一开关管的输入端以及第二开关管的输入端之间，该第一开关管的输入端连接该开关模块的输入端，该第一开关管的输出端连接该开关模块的输出端。6.如权利要求5该的锂电池充电电路，其特征在于，该第一开关管为PNP三极管，该PNP三极管的基极为该第一开关管的控制端，该PNP三极管的发射极为该第一开关管的输入端，该PNP三极管的集电极为该第一开关管的输出端，该第二开关管为NPN三极管，该NPN三极管的基极为该第二开关管的控制端，该NPN三极管的集电极为该第二开关管的输入端，该NPN三极管的发射极为该第二开关管的输出端。7.如权利要求1该的锂电池充电电路，其特征在于，该锂电池充电电路还包括提示模块，该提示模块包括第二可调电源、第二比较器、第一采样电阻、第二采样电阻、红色LED灯以及绿色LED灯；该第一采样电阻以及第二采样电阻串设在该锂电池的正负极之间，该第二比较器的正相端连接该第一采样电阻以及第二采样电阻的连接处，该第二比较器的异相端连接该第二可调电源，该第二比较器的输出端连接该红色LED灯以及绿色LED灯，该第二比较器比较该第二采样电阻上的电压以及该第二可调电源的参考电压后控制该红色LED灯在该锂电池电量不足时发光，控制该绿色LED灯在充满时发光。8.如权利要求1该的锂电池充电电路，其特征在于，该锂电池充电电路还包括电源模块，该电源模块包括降压芯片，该降压芯片的输入端连接该充电电源，该降压芯片输出该恒定电源。9.一种灯具，其特征在于，其包括如权利要求1至8任意一项该的锂电池充电电路。
【专利摘要】锂电池充电电路以及灯具，其包括：第一可调电源；第一比较器，其异相端连接第一可调电源；受控开关，其包括控制端、第一开关端以及第二开关端，该受控开关的控制端连接该第一比较器的输出端；检测电阻，其串设在该第一比较器的同相端以及受控开关的第二开关端之间；开关模块，该开关模块的控制端连接该受控开关的第一开关端，该开关模块的输入端连接充电电源，该开关模块的输出端连接锂电池；其中，该检测电阻把充电电流转换为采样电压，该第一比较器比较该采样电压以及参考电压大小控制该受控开关，该受控开关控制该开关模块在该锂电池电量不足的条件下打开。本发明能够脱离对专用充电器的依赖，使用普通电源即可对电池充电，并且安全可靠。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN104882915
【申请号】CN201410071821
【发明人】周明杰, 张飞
【申请人】深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日