本實(shí)用新型屬于鋰電池充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池USB快速充電管理電路。

背景技術(shù)：

隨著移動(dòng)電源產(chǎn)品的發(fā)展、延伸，使用領(lǐng)域越來越廣泛，現(xiàn)在的鋰電池從單純的給手機(jī)續(xù)航充電，提升到了給筆記本續(xù)航充電，給汽車點(diǎn)火，給車胎打氣等諸多領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的鋰電池產(chǎn)品，不再是單純的5V輸入輸出，需要產(chǎn)品提供更多的電壓輸出來滿足不同領(lǐng)域的需求。

現(xiàn)有技術(shù)的鋰電鋰電池USB快速充電管理電路，一般只能做到最大3A的充電電流耐壓一般只到6V，不能滿足現(xiàn)有對(duì)鋰電池組的快速充電需求，同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)充電管理不科學(xué)，容易發(fā)生能量的損耗，耗費(fèi)較大的電能，產(chǎn)生熱量，使電路的工作溫度升高，進(jìn)而影響到電子元器件性能的穩(wěn)定，甚至造成產(chǎn)品的損壞，因此，現(xiàn)有技術(shù)需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型公開了一種鋰電池USB快速充電管理電路，包括：

USB充電電路單元、MCU控制電路單元、第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元、第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元、第一驅(qū)動(dòng)電路單元、第二驅(qū)動(dòng)電路單元、充電電流采樣單元、充電保護(hù)單元和充電開關(guān)單元；

所述USB充電電路單元通過USB接口連接充電設(shè)備，向充電電路提供5V的電路輸出，所述USB充電電路單元與所述充電開關(guān)單元連接，所述USB充電電路單元包括USB接口和濾波電容C1、C2，所述濾波電容C1、C2用于穩(wěn)定輸入電壓；

MCU控制電路單元與所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元、第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元、第一驅(qū)動(dòng)電路單元、充電電流采樣單元和鋰電池組連接，用于接收第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元、第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元采集的電壓信號(hào)，并向第一驅(qū)動(dòng)電路單元發(fā)送PWM控制信號(hào)；

所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元用于檢測(cè)輸入端的電壓值，并將監(jiān)測(cè)電壓值發(fā)送至MCU控制電路單元，MCU控制電路單元判斷輸入電壓值是否在設(shè)定的充電電壓閾值內(nèi)，并判斷當(dāng)前輸入端電壓是否適用于充電，所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元包括：電阻R7、R8；

所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元用于檢測(cè)當(dāng)前鋰電池電壓，并將檢測(cè)的當(dāng)前電池電壓發(fā)送至MCU控制電路單元，MCU控制電路單元判斷電池電壓值是否達(dá)到設(shè)定的鋰電池電壓閾值，并判斷是否停止向鋰電池充電，所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元包括：電阻R20、R19和電容C7；

所述第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元包括電阻R3、R4和三極管Q5，用于接收MCU控制電路單元發(fā)送的PWM控制信號(hào)，并通過PWM控制信號(hào)控制三極管Q5的導(dǎo)通和截止，并將通過集電極電壓信號(hào)的變化控制第二驅(qū)動(dòng)電路單元的工作狀態(tài)；

所述第二級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元包括三極管Q3、Q4和電阻R2，所述三極管Q3、Q4的基極與三極管Q5的集電極連接，通過接收三極管Q5集電極電壓，控制三極管Q3、Q4的導(dǎo)通和截止，并驅(qū)動(dòng)充電開關(guān)單元的開啟和關(guān)閉；

所述充電電流采集單元用于采集充電電流參數(shù)，并將采集電流參數(shù)發(fā)送至MCU控制電路單元，由MCU控制電路單元調(diào)整電池充電的電流，所述充電電流采集單元包括：電阻R5、R6和電容C5；

所述充電保護(hù)單元與充電開關(guān)單元和鋰電池組連接，用于保護(hù)充電電路中的電氣元件和鋰電池組，所述充電保護(hù)單元包括續(xù)流二極管D6、電感L1、電容C22和C23，續(xù)流二極管D6與電感L1串聯(lián)，用于保護(hù)電路元件不被電感產(chǎn)生的感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，所述電感L1用于將屬于電壓轉(zhuǎn)換成適合向鋰電池充電的電壓，所述電容C22和C23與鋰電池組并聯(lián)，用于穩(wěn)定鋰電池組的電壓；

所述充電開關(guān)單元包括MOS管Q1和MOS管Q2，所述MOS管Q1和MOS管Q2在第二級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元的控制下導(dǎo)通或關(guān)閉，形成對(duì)充電電路的開啟和關(guān)閉。

基于上述鋰電池USB快速充電管理電路的另一個(gè)實(shí)施例中，所述充電電壓閾值為：4.5V≤充電電壓閾值≤5.5V。

基于上述鋰電池USB快速充電管理電路的另一個(gè)實(shí)施例中，所述電池電壓閾值為12.6V。

基于上述鋰電池USB快速充電管理電路的另一個(gè)實(shí)施例中，所述MCU控制電路單元包括MCU芯片；

所述MCU芯片的第二引腳與第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元連接，用于接收第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元檢測(cè)的當(dāng)前電池電壓；所述MCU芯片的第三引腳與第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元連接，用于接收第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元檢測(cè)的輸入電壓；所述MCU芯片的第七引腳與第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元連接，并向第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元發(fā)送PWM控制信號(hào)；所述MCU芯片的第五引腳與充電電流采樣單元連接，用于接收充電電流采樣單元的采樣電流，并根據(jù)采樣電流調(diào)整第七引腳的PWM控制信號(hào)輸出；所述第二引腳檢測(cè)到當(dāng)前電池電壓達(dá)到電池電壓閾值時(shí)，第七引腳輸出PWM控制信號(hào)的占空比調(diào)小，轉(zhuǎn)為恒壓充電模式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型采用2級(jí)驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)功率MOS管，加快功率MOS管的導(dǎo)通和關(guān)閉速度，減少功率損耗，進(jìn)而減少發(fā)熱和能量損耗，通過檢測(cè)串聯(lián)在電池負(fù)極的電阻來實(shí)現(xiàn)恒流充電，通過檢測(cè)電池的電壓來實(shí)現(xiàn)恒壓充電，進(jìn)而達(dá)到鋰電池的恒流恒壓充電，從而有效的達(dá)到了合理使用的目的，本實(shí)用新型的輸入耐壓可提高到20V，充電電流可靈活調(diào)整，最大可做到8A，使用更安全，電路簡(jiǎn)單，需要的元器件少，可以更靈活的根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行搭配，使成本更低。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹。

圖1是本實(shí)用新型的一種鋰電池USB快速充電管理電路的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。

圖中：1 USB充電電路單元、2 MCU控制電路單元、3第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元、4第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元、5第一驅(qū)動(dòng)電路單元、6第二驅(qū)動(dòng)電路單元、7充電電流采樣單元、8充電保護(hù)單元、9充電開關(guān)單元。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1是本實(shí)用新型的一種鋰電池USB快速充電管理電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述鋰電池USB快速充電管理電路包括：

USB充電電路單元1、MCU控制電路單元2、第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3、第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4、第一驅(qū)動(dòng)電路單元5、第二驅(qū)動(dòng)電路單元6、充電電流采樣單元7、充電保護(hù)單元8和充電開關(guān)單元9；

所述USB充電電路單元1通過USB接口連接充電設(shè)備，向充電電路提供5V的電路輸出，所述USB充電電路單元1與所述充電開關(guān)單元9連接，所述USB充電電路單元1包括USB接口和濾波電容C1、C2，所述濾波電容C1、C2用于穩(wěn)定輸入電壓；

MCU控制電路單元2與所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3、第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4、第一驅(qū)動(dòng)電路單元5、充電電流采樣單元7和鋰電池組連接，用于接收第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3、第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4采集的電壓信號(hào)，并向第一驅(qū)動(dòng)電路單元5發(fā)送PWM控制信號(hào)；

所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3用于檢測(cè)輸入端的電壓值，并將監(jiān)測(cè)電壓值發(fā)送至MCU控制電路單元2，MCU控制電路單元2判斷輸入電壓值是否在設(shè)定的充電電壓閾值內(nèi)，并判斷當(dāng)前輸入端電壓是否適用于充電，所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3包括：電阻R7、R8，所述充電電壓閾值為：4.5V≤充電電壓閾值≤5.5V；

所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4用于檢測(cè)當(dāng)前鋰電池電壓，并將檢測(cè)的當(dāng)前電池電壓發(fā)送至MCU控制電路單元2，MCU控制電路單元2判斷電池電壓值是否達(dá)到設(shè)定的鋰電池電壓閾值，并判斷是否停止向鋰電池充電，所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4包括：電阻R20、R19和電容C7，所述電池電壓閾值為4.2V；

所述第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元5包括電阻R3、R4和三極管Q5，用于接收MCU控制電路單元2發(fā)送的PWM控制信號(hào)，并通過PWM控制信號(hào)控制三極管Q5的導(dǎo)通和截止，并將通過集電極電壓信號(hào)的變化控制第二驅(qū)動(dòng)電路單元6的工作狀態(tài)；

所述第二級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元6包括三極管Q3、Q4和電阻R2，所述三極管Q3、Q4的基極與三極管Q5的集電極連接，通過接收三極管Q5集電極電壓，控制三極管Q3、Q4的導(dǎo)通和截止，并驅(qū)動(dòng)充電開關(guān)單元9的開啟和關(guān)閉；

所述充電電流采集單元7用于采集充電電流參數(shù)，并將采集電流參數(shù)發(fā)送至MCU控制電路單元2，由MCU控制電路單元2調(diào)整電池充電的電流，所述充電電流采集單元7包括：電阻R5、R6和電容C5；

所述充電保護(hù)單元8與充電開關(guān)單元9和鋰電池組連接，用于保護(hù)充電電路中的電氣元件和鋰電池組，所述充電保護(hù)單元8包括續(xù)流二極管D6、電感L1、電容C22和C23，續(xù)流二極管D6與電感L1串聯(lián)，用于保護(hù)電路元件不被電感產(chǎn)生的感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，所述電感L1用于將屬于電壓轉(zhuǎn)換成適合向鋰電池充電的電壓，所述電容C22和C23與鋰電池組并聯(lián)，用于穩(wěn)定鋰電池組的電壓；

所述充電開關(guān)單元9包括MOS管Q1和MOS管Q2，所述MOS管Q1和MOS管Q2在第二級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元6的控制下導(dǎo)通或關(guān)閉，形成對(duì)充電電路的開啟和關(guān)閉。

所述MCU控制電路單元2包括MCU芯片；

所述MCU芯片的第二引腳與第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4連接，用于接收第二分壓網(wǎng)絡(luò)單元4檢測(cè)的當(dāng)前電池電壓；所述MCU芯片的第三引腳與第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3連接，用于接收第一分壓網(wǎng)絡(luò)單元3檢測(cè)的輸入電壓；所述MCU芯片的第七引腳與第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元5連接，并向第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元5發(fā)送PWM控制信號(hào)；所述MCU芯片的第五引腳與充電電流采樣單元7連接，用于接收充電電流采樣單元7的采樣電流，并根據(jù)采樣電流調(diào)整第七引腳的PWM控制信號(hào)輸出；所述第二引腳檢測(cè)到當(dāng)前電池電壓達(dá)到電池電壓閾值時(shí)，第七引腳輸出PWM控制信號(hào)的占空比調(diào)小，轉(zhuǎn)為恒壓充電模式。

當(dāng)有電壓輸入的時(shí)候，MCU芯片的第三引腳接收到一個(gè)電壓值，第七引腳開始向第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元5輸出PWM信號(hào)，三極管Q5的導(dǎo)通，進(jìn)而影響MOS管Q1和MOS管Q2的導(dǎo)通，使輸入的電能傳輸?shù)诫姼蠰1上，電感L1再轉(zhuǎn)化為低壓來給電池充電。

MCU芯片的第五引腳根據(jù)充電電流采樣單元7采集的電阻R6上面的電壓來判定當(dāng)前的電流值，進(jìn)而調(diào)整第七引腳向第一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路單元5輸出PWM信號(hào)，當(dāng)?shù)诙_檢測(cè)到電池的電壓達(dá)到4.2V，將第七引腳輸出的PWM信號(hào)占空比調(diào)小，轉(zhuǎn)到恒壓充電模式，當(dāng)?shù)谖逡_接收到的采樣電流小于一定的值后，停止充電。

以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種鋰電池USB快速充電管理電路進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換,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、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)。