一種集中器充電電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種集中器充電電路，包括電源、集中器、充電管理芯片CN3718及其外圍電路，充電管理芯片CN3718控制整個(gè)充電電路的工作狀態(tài)；本實(shí)用新型的充電電路具有涓流，恒流，維持充電模式，恒流充電電流由連接于CSP管腳和BAT管腳之間的電流檢測(cè)電阻R8設(shè)置，當(dāng)VCC管腳電壓大于低壓鎖存閾值，并大于電池電壓時(shí)，充電電路正常工作，電池充電；如果電池電壓低于最高充電電壓的66.7%時(shí)，進(jìn)入涓流充電模式；當(dāng)電池電壓大于最高充電電壓的66.7%時(shí)，進(jìn)入恒流充電模式；當(dāng)電池電壓繼續(xù)上升到所設(shè)置的最高充電電壓的95.8%時(shí)，進(jìn)入維持充電模式，充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的24%。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種集中器充電電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集中器充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家“兩改一同價(jià)”及“一戶(hù)一表”工程政策的全面實(shí)施，城鄉(xiāng)居民、企事業(yè)和房產(chǎn)開(kāi)發(fā)(物業(yè)管理)單位申辦一戶(hù)一表用電的客戶(hù)數(shù)量激增，基層供電企業(yè)負(fù)擔(dān)相應(yīng)亦大幅增加(諸如抄核收人員工作量加大、費(fèi)用增加等)。如何既滿(mǎn)足新形勢(shì)下人民群眾日益增長(zhǎng)的用電需求，又可將供電成本限制在供電企業(yè)能夠承受的合理范圍之內(nèi)，是目前擺在各基層供電部門(mén)的一個(gè)嶄新課題，于是智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]南方電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的總體要求，是保證智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)范有序推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)全覆蓋、全采集、全預(yù)付費(fèi)。低壓居民戶(hù)表抄讀覆蓋范圍最廣，用戶(hù)量最大，是目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)。實(shí)施低壓遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)建設(shè)，不但可有效解決用電供需矛盾，而且取得了供電、管理、居民等各方面共贏的效果，集中器的作用就是準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)并可靠上報(bào)，所以集中器的穩(wěn)定性至關(guān)重要，當(dāng)停電時(shí)，集中器也需要繼續(xù)正常工作，本充電電路的設(shè)計(jì)正是出于這個(gè)目的；當(dāng)市電停電，給集中器提供不間斷電源，使集中器能繼續(xù)工作幾十分鐘，保存數(shù)據(jù)，并上報(bào)數(shù)據(jù)和掉電告警等信息。原有充電電路只是采用簡(jiǎn)單的二極管方式充電，雖然可以實(shí)現(xiàn)充電功能，但是會(huì)有諸多弊端，如電流對(duì)電池沖擊大，容易損壞電池，沒(méi)有過(guò)沖保護(hù)等。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種集中器充電電路。
[0005]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下:
[0006]—種集中器充電電路，包括電源、集中器、充電管理芯片及其外圍電路，所述充電管理芯片控制整個(gè)充電電路的工作狀態(tài)，所述充電管理芯片為CN3718。
[0007]所述充電管理芯片CN3718的I腳通過(guò)第八電容C8接電源，所述電源通過(guò)第一電容Cl接地和通過(guò)第三電阻R3接地。
[0008]所述充電管理芯片CN3718的15腳接電源、接第一二極管Dl的正極和接第二二極管D2的正極，所述第一二極管Dl的負(fù)極通過(guò)第一電阻Rl接充電管理芯片CN3718的5腳，所述第二二極管D2的負(fù)極通過(guò)第二電阻R2接充電管理芯片CN3718的4腳。
[0009]所述充電管理芯片CN3718的6腳通過(guò)第四電阻R4接地、7腳接第三電容C3的正極并通過(guò)第三電容C3接地。
[0010]所述充電管理芯片CN3718的2腳和3腳分別接地。
[0011]所述充電管理芯片CN3718的11腳通過(guò)第四電容C4接地、8腳通過(guò)第五電容C5接地、9腳通過(guò)第五電阻R5和第六電容C6接地。
[0012]所述充電管理芯片CN3718的16腳接第一 MOS管Ml的柵極，所述第一 MOS管Ml的源極接電源，所述第一 MOS管Ml的漏極接第三二極管D3的正極并通過(guò)第三二極管D3接第四二極管D4的負(fù)極，第四二極管D4的正極接地，所述第三二極管D3的負(fù)極還通過(guò)第一電感LI與充電管理芯片CN3718的13腳相接。
[0013]所述充電管理芯片CN3718的13腳還通過(guò)第八電阻R8接集中器的正極和接充電管理芯片CN3 718的14腳，所述集中器的負(fù)極接地。
[0014]所述充電管理芯片CN3718的14腳通過(guò)第二電容C2接地、分別通過(guò)第六電阻R6和第七電容C7接充電管理芯片CN3718的10腳。
[0015]所述充電管理芯片CN3718的10腳還通過(guò)第七電阻R7接地。
[0016]進(jìn)一步地，所述充電管理芯片CN3718的6腳還接第二 MOS管M2的漏極，所述第二 MOS管M2的源極接地、柵極接按鍵的高低電平輸入。
[0017]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、本實(shí)用新型的充電電路利用CN3718的涓流，恒流，維持充電模式對(duì)集中器進(jìn)行充電，并且當(dāng)集中器電池電壓達(dá)到最高充電電壓時(shí)，電池電壓不再上升，保護(hù)了集中器，使其不受損壞。
[0019]2、本實(shí)用新型的充電電路，解決了低壓遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)建設(shè)中集中器的充電問(wèn)題，具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
[0020]3、本實(shí)用新型CPU的BAT_CH0引腳通過(guò)一個(gè)CMOS管Q22連接CN3718的TEMP引腳，312300是P溝道CMOS管，低電平導(dǎo)通。CPU同時(shí)具有A/D檢測(cè)腳，可以檢測(cè)電池電壓，當(dāng)產(chǎn)品沒(méi)有接入充電電池或者電壓高于5.7￥時(shí)，0?1]會(huì)給從1'_010—個(gè)高電平，022關(guān)斷，充電電路停止工作，降低產(chǎn)品整機(jī)功耗；當(dāng)檢測(cè)到接入充電電池或者電壓低于5.3V時(shí)，CPU會(huì)給BAT_CH0低電平，Q22導(dǎo)通，充電電路進(jìn)入充電模式;通過(guò)CPU控制Q22的通斷，即可防止電池過(guò)沖又可降低整機(jī)功耗。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的電路圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的電路充電過(guò)程中電流和電壓示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一種集中器充電電路做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種集中器充電電路，包括電源、集中器J、充電管理芯片CN3718及其外圍電路，充電管理芯片CN3718控制整個(gè)充電電路的工作狀態(tài)。
[0025]充電管理芯片CN3718的I腳通過(guò)第八電容C8接12V電源，電源通過(guò)第一電容Cl接地和通過(guò)第三電阻R3接地。
[0026]充電管理芯片CN3718的15腳接電源、接第一二極管Dl的正極和接第二二極管D2的正極，第一二極管Dl的負(fù)極通過(guò)第一電阻Rl接充電管理芯片CN3718的5腳，第二二極管D2的負(fù)極通過(guò)第二電阻R2接充電管理芯片CN3718的4腳。
[0027]充電管理芯片CN3718的6腳通過(guò)第四電阻R4接地、7腳接第三電容C3的正極并通過(guò)第三電容C3接地。
[0028]充電管理芯片CN3718的2腳和3腳分別接地。
[0029]充電管理芯片CN3718的11腳通過(guò)第四電容C4接地、8腳通過(guò)第五電容C5接地、9腳通過(guò)第五電阻R5和第六電容C6接地。
[0030]充電管理芯片CN3718的16腳接第一 MOS管Ml的柵極，第一 MOS管Ml的源極接電源，第一 MOS管Ml的漏極接第三二極管D3的正極并通過(guò)第三二極管D3接第四二極管D4的負(fù)極，第四二極管D4的正極接地，第三二極管D3的負(fù)極還通過(guò)第一電感LI與充電管理芯片CN3718的13腳相接。
[0031]充電管理芯片CN3718的13腳還通過(guò)第八電阻R8接集中器的正極和接充電管理芯片CN 3 718的14腳，集中器的負(fù)極接地。
[0032]充電管理芯片CN3718的14腳通過(guò)第二電容C2接地、分別通過(guò)第六電阻R6和第七電容C7接充電管理芯片CN3718的10腳。
[0033]充電管理芯片CN3718的10腳還通過(guò)第七電阻R7接地。
[0034]其中，優(yōu)選的，充電管理芯片CN3718的6腳還接第二MOS管M2的漏極，第二MOS管M2的源極接地、柵極接按鍵的高低電平輸入。
[0035]本實(shí)用新型一種集中器充電電路在低壓遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用，也就是給該系統(tǒng)中的集中器進(jìn)行充電。
[0036]本實(shí)用新型采用專(zhuān)業(yè)的充電芯片，并通過(guò)合理的電路設(shè)計(jì)對(duì)電池進(jìn)行可靠穩(wěn)定的充電。充電采用如韻電子的CN3718充電芯片，具有涓流，恒流，維持充電模式。
[0037]低電壓鎖存(UVLO)
[0038]CN3718芯片內(nèi)部的低電壓鎖存電路監(jiān)測(cè)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓低于6V(典型值)時(shí)，內(nèi)部電路被關(guān)斷，充電電路不工作；關(guān)于涓流充電閾值，恒流充電終止電壓和最高充電電壓，當(dāng)電池端電壓低于涓流充電閾值時(shí)，處于涓流充電模式，涓流充電閾值為最高充電電壓的66.7%。當(dāng)電池端電壓大于涓流充電閾值，小于恒流充電終止電壓時(shí)，處于恒流充電模式;恒流充電終止電壓為最高充電電壓的95.8%，當(dāng)電池電壓大于恒流充電終止電壓時(shí)，處于維持充電模式。在維持充電模式，只有當(dāng)維持充電定時(shí)器溢出時(shí)，充電才會(huì)停止，所以在此期間，電池端電壓可能繼續(xù)上升，為此設(shè)置最高充電電壓VMAX，當(dāng)電池電壓達(dá)到最高充電電壓時(shí)，電池電壓不再上升，對(duì)電池是一種保護(hù)機(jī)制。
[0039]如圖1所示，最高充電電壓的設(shè)置，電池端的電壓通過(guò)電阻R6和R7構(gòu)成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)反饋到FB管腳，CN3718根據(jù)FB管腳的電壓決定充電狀態(tài)。
[0040]考慮到流入FB管腳的偏置電流，最高充電電壓為:
[0041]VMAX=2.416X(1+R6/R7) + IXR6；
[0042]其中，I是FB管腳的偏置電流，其典型值為40nA。從上式可以看到，F(xiàn)B管腳偏置電流導(dǎo)致電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的分壓結(jié)果存在誤差，誤差值為I XR7，可設(shè)置的最高充電電壓不能大于25V;由于電阻R6和R7會(huì)從電池消耗一定的電流，在選取R6和R7的電阻值時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)所允許消耗的電流選取R6 + R7的值，然后再根據(jù)上式分別計(jì)算R6和R7的值。涓流充電在充電狀態(tài)，如果電池電壓低于所設(shè)置的最高充電電壓的66.7%，CN3718進(jìn)入涓流充電模式，此時(shí)充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的24%。恒流充電在充電過(guò)程中，當(dāng)電池端電壓在最高充電電壓66.7%和95.8%時(shí)，充電電路處于恒流充電狀態(tài)；當(dāng)電池端電壓大于最高充電電壓的95.8%時(shí)，處于維持充電狀態(tài);在維持充電狀態(tài)，充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的24%;在維持充電狀態(tài)，維持充電定時(shí)器工作，當(dāng)此定時(shí)器溢出時(shí)，充電過(guò)程結(jié)束。維持充電時(shí)間由CT管腳的電容所設(shè)置，由下式?jīng)Q定:
[0043]維持充電時(shí)間=396.6XCT(秒)=396.6Χ4.7=1864(秒)；
[0044]其中:CT是第三電容C3的電容值，單位為微法。
[0045]充電狀態(tài)顯示
[0046]Dl和D2做狀態(tài)指示時(shí)，顯示電池當(dāng)前充電狀態(tài)，當(dāng)處于充電過(guò)程中，Dl紅燈常亮，D2綠燈熄滅；當(dāng)充滿(mǎn)后D2綠燈常亮，Dl紅燈熄滅。
[0047]如圖2所示，本實(shí)用新型的充電電路具有涓流，恒流，維持充電模式。恒流充電電流由連接于CSP管腳和BAT管腳之間的電流檢測(cè)電阻R8設(shè)置，當(dāng)VCC管腳電壓大于低壓鎖存閾值，并且大于電池電壓時(shí)，充電電路正常工作，對(duì)電池充電；如果電池電壓低于所設(shè)置的最高充電電壓的66.7%時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入涓流充電模式，此時(shí)充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的24%;當(dāng)電池電壓大于所設(shè)置的最高充電電壓的66.7%時(shí)，進(jìn)入恒流充電模式，此時(shí)充電電流由內(nèi)部的168mV基準(zhǔn)電壓和一個(gè)外部電阻R8設(shè)置，即恒流充電電流為168mV/R8;當(dāng)電池電壓繼續(xù)上升到所設(shè)置的最高充電電壓的95.8%時(shí)，進(jìn)入維持充電模式，充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的24%，同時(shí)啟動(dòng)維持充電定時(shí)器，當(dāng)此定時(shí)器溢出時(shí)，充電過(guò)程結(jié)束，DRV管腳輸出高電平，此時(shí)漏極開(kāi)路輸出管腳內(nèi)部的晶體管關(guān)斷，輸出為高阻態(tài);另一個(gè)漏極開(kāi)路輸出管腳內(nèi)部的晶體管接通，輸出低電平，以指示充電結(jié)束狀態(tài)。在維持充電模式，維持充電時(shí)間由外部電容設(shè)置，在充電結(jié)束狀態(tài)，如果斷開(kāi)輸入電源，再重新接入，將開(kāi)始一個(gè)新的充電周期;如果電池電壓下降到再充電閾值(最高充電電壓的88.6%)，那么也將自動(dòng)開(kāi)始新的充電周期。當(dāng)輸入電壓掉電時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式，內(nèi)部電路被關(guān)斷，這樣可以減少電池的電流消耗，延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。為了監(jiān)測(cè)電池溫度，需要在TEMP管腳和GND管腳之間連接一個(gè)1kQ的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。如果電池溫度超出正常范圍，充電過(guò)程將被暫停，直到電池溫度回復(fù)到正常溫度范圍內(nèi)為止。CN3718內(nèi)部還有一個(gè)過(guò)壓比較器，當(dāng)BAT管腳電壓由于負(fù)載變化或者突然移走電池等原因而上升時(shí)，如果BAT管腳電壓上升到最高充電電壓的1.08倍時(shí)，過(guò)壓比較器動(dòng)作，關(guān)斷片外的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，充電暫時(shí)停止，直到BAT管腳電壓回復(fù)到最高充電電壓以下。在某些情況下，比如在電池沒(méi)有連接到充電器上，或者電池突然斷開(kāi)，BAT管腳的電壓可能會(huì)達(dá)到過(guò)壓保護(hù)閾值，此為正?，F(xiàn)象。
[0048]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集中器充電電路，其特征在于，包括電源、集中器、充電管理芯片及其外圍電路，所述充電管理芯片控制整個(gè)充電電路的工作狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的一種集中器充電電路，其特征在于，所述充電管理芯片為CN3718。3.如權(quán)利要求2所述的一種集中器充電電路，其特征在于，所述充電管理芯片CN3718的I腳通過(guò)第八電容(C8)接電源，所述電源通過(guò)第一電容(Cl)接地和通過(guò)第三電阻(R3)接地； 所述充電管理芯片CN3718的15腳接電源、接第一二極管(Dl)的正極和接第二二極管(D2)的正極，所述第一二極管(Dl)的負(fù)極通過(guò)第一電阻(Rl)接充電管理芯片CN3718的5腳，所述第二二極管(D2)的負(fù)極通過(guò)第二電阻(R2)接充電管理芯片CN3718的4腳； 所述充電管理芯片CN3718的6腳通過(guò)第四電阻(R4)接地、7腳接第三電容(C3)的正極并通過(guò)第三電容(C3)接地； 所述充電管理芯片CN3718的2腳和3腳分別接地； 所述充電管理芯片CN3718的11腳通過(guò)第四電容(C4)接地、8腳通過(guò)第五電容(C5)接地、9腳通過(guò)第五電阻(R5 )和第六電容(C6 )接地； 所述充電管理芯片CN3718的16腳接第一 MOS管(Ml)的柵極，所述第一 MOS管(Ml)的源極接電源，所述第一 MOS管(Ml)的漏極接第三二極管(D3)的正極并通過(guò)第三二極管(D3)接第四二極管(D4)的負(fù)極，第四二極管(D4)的正極接地，所述第三二極管(D3)的負(fù)極還通過(guò)第一電感(LI)與充電管理芯片CN3718的13腳相接； 所述充電管理芯片CN3718的13腳還通過(guò)第八電阻(R8)接集中器的正極和接充電管理芯片CN3 718的14腳，所述集中器的負(fù)極接地； 所述充電管理芯片CN3718的14腳通過(guò)第二電容(C2)接地、分別通過(guò)第六電阻(R6)和第七電容(C7)接充電管理芯片CN3718的10腳； 所述充電管理芯片CN3718的10腳還通過(guò)第七電阻(R7)接地。4.如權(quán)利要求3所述的一種集中器充電電路，其特征在于，所述充電管理芯片CN3718的6腳還接第二 MOS管(M2)的漏極，所述第二 MOS管(M2 )的源極接地、柵極接按鍵的高低電平輸入。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK205544345SQ201521119988
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】吳非, 詹道平, 唐義鋒, 蘇浩波
【申請(qǐng)人】深圳深寶電器儀表有限公司