一种电池接口电路

技术领域

本发明涉及家电技术领域，尤其涉及的是一种电池接口电路。

背景技术

当前市场上的家电出现了采用换电式的方式进行供电，即以采用更换电池的方式进行供电。

但是目前各款换电式的扫地机器人、拖\洗地机、手持式电动工具等家电使用多串锂电池组供电时，基本上都是采用大功率开关进行电池切换，或直接上电，而这样容易导致在锂电池组开始上电的过程中，充电接口出现打火现象，并且也无法应对在充电接口反接时，造成元器件损坏的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池接口电路，以解决现有技术中上电时充电接口出现打火现象以及充电接口反接时元器件损坏的问题。

本发明的技术方案如下：

一种电池接口电路，分别与充电接口以及负载连接，包括：预充模块、分压模块、开关模块；

所述预充模块分别与所述充电接口以及所述分压模块连接，用于依据所述充电接口输出的第一电压信号进行充放电，并在充电电压超过第一电压时，输出第二电压信号至分压模块；

所述分压模块与所述开关模块连接，用于在接收所述第二电压信号时对所述开关模块分压；

所述开关模块分别与所述充电接口以及所述负载连接，并设置在所述充电接口和所述负载的支路上，用于在所述第二电压信号的电压值大于第二电压时，输出第三电压信号至负载，以及在所述充电接口反接时，停止输出第三电压信号至负载。

本发明的进一步设置，所述电池接口电路还包括：滤波模块；

所述滤波模块分别与所述开关模块以及所述负载连接，用于对所述第三电压信号滤波后输出至负载。

本发明的进一步设置，所述预充模块包括：充放电单元以及控制单元；

所述充放电单元与所述充电接口连接，用于接收所述充电接口的第一电压信号，并进行充放电；

所述控制单元分别与所述充放电单元以及所述分压模块连接，用于在所述充放电单元的充电电压大于第一电压时输出第二电压信号至所述分压模块。

本发明的进一步设置，所述充放电单元包括：第一电阻以及第一电容；

所述第一电阻的一端与所述充电接口的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述充电接口的另一端连接。

本发明的进一步设置，所述控制单元包括：第二电阻以及第一开关管；

所述第二电阻分别与所述充电接口以及所述第一开关管连接，用于对所述第一开关管限流；

所述第一开关管分别与所述充放电单元以及所述分压模块连接，用于在所述充放电单元的充电电压大于第一电压时，输出第二电压信号至所述分压模块。

本发明的进一步设置，所述第一电压为所述第一开关管的导通电压。

本发明的进一步设置，所述第一开关管为三极管。

本发明的进一步设置，所述分压模块包括：稳压管；

所述稳压管的负极与所述预充模块连接，所述稳压管的正极与所述开关模块连接。

本发明的进一步设置，所述开关模块包括：第一场效应管以及第二场效应管；

所述第一场效应管的栅极与所述分压模块连接，所述第一场效应管漏极与所述负载连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的栅极与所述分压模块连接，所述第二场效应管的漏极与所述充电接口连接。

本发明的进一步设置，所述滤波模块包括：第二电容、第三电容以及第四电容；

所述第二电容的一端与所述充电接口连接，所述第二电容的另一端与所述开关模块连接；

所述第三电容与所述第二电容并联；

所述第四电容与所述第三电容并联。

本发明所提供的一种电池接口电路，分别与充电接口以及负载连接，包括：预充模块、分压模块、开关模块；所述预充模块分别与所述充电接口以及所述分压模块连接，用于依据所述充电接口输出的第一电压信号进行充放电，并在充电电压超过第一电压时，输出第二电压信号至分压模块；所述分压模块与所述开关模块连接，用于在接收所述第二电压信号时对所述开关模块分压；所述开关模块分别与所述充电接口以及所述负载连接，并设置在所述充电接口和所述负载的支路上，用于在所述第二电压信号的电压值大于第二电压时，输出第三电压信号至负载，以及在所述充电接口反接时，停止输出第三电压信号至负载。本发明通过所述预充模块和所述开关模块设置所述第一电压以及所述第二电压，以控制电流输入，防止大电流流入负载，造成充电接口起火的现象，并且通过使所述开关模块设置在所述充电接口和所述负载的支路上，若是所述充电接口反接，则所述开关模块停止输出第三电压信号至负载，以解决充电接口反接时，导致元器件损坏的问题。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明中电池接口电路的原理框图。

图2是本发明中电池接口电路中实施例的原理框图。

图3是本发明中电池接口电路中的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种电池接口电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请同时参阅图1至图3，本发明提供了一种电池接口电路的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供了一种电池接口电路，分别与充电接口P1以及负载P2连接，包括：预充模块100、分压模块200、开关模块300；所述预充模块100分别与所述充电接口P1以及所述分压模块200连接，用于依据所述充电接口P1输出的第一电压信号进行充放电，并在充电电压超过第一电压时，输出第二电压信号至分压模块200；所述分压模块200与所述开关模块300连接，用于在接收所述第二电压信号时对所述开关模块300分压；所述开关模块300分别与所述充电接口P1以及所述负载P2连接，并设置在所述充电接口P1和所述负载P2的支路上，用于在所述第二电压信号的电压值大于第二电压时，输出第三电压信号至负载P2，以及在所述充电接口P1反接时，停止输出第三电压信号至负载P2。

具体地，所述预充模块100与所述充电接口P1并联并与所述分压模块200连接，当所述充电接口P1与电池连接时，即所述电池接口电路上电时，所述预充模块100接收所述充电接口P1输出的第一电压信号，开始进行充电，并且当充电电压超过第一电压时，输出第二电压信号至分压模块200，以为所述分压模块200供电。所述分压模块200与所述开关模块300连接，在所述分压模块200接收供电时，即接收所述第二电压信号时，所述开关模块300也开始接收到电压输入，即接收第二电压信号，由于所述开关模块300具有工作电压，当输入的电压过大时，即所述第二电压信号过大时，容易使所述开关模块300的元器件损坏，因此，通过所述分压模块200与所述开关模块300连接，由所述分压模块200进行分压，以防止所述开关模块300因过压而损坏。所述开关模块300与所述负载P2连接，在所述第二电压信号的电压值大于第二电压时，输出第三电压信号至负载P2，以为负载P2供电，而在所述第二电压信号的电压值小于或等于第二电压时，将不会输出第三电压信号至负载P2。也就是说，在所述充电接口P1上电的瞬间，会通过所述预充模块100和所述开关模块300设置所述第一电压以及所述第二电压，以控制电流输入，防止大电流流入负载P2,造成充电接口P1起火的现象，并且所述开关模块300还与所述充电接口P1连接,且设置在所述充电接口P1和所述负载P2的支路上，若是所述充电接口P1反接，则所述开关模块300停止输出第三电压信号至负载P2，以解决充电接口P1反接时，导致元器件损坏的问题。

在一种实施例中，如图2所示，所述预充模块100包括：充放电单元110以及控制单元120；所述充放电单元110与所述充电接口P1并联连接，当所述充电接口P1接入电池，即所述充电接口P1开始上电时，则输出第一电压信号至所述充放电单元110，而当所述充放电单元110接收到第一电压信号时，也就是说所述充放电单元110开始有电流输入时，所述充放电单元110开始充电。所述控制单元120内设第一电压，所述控制单元120与所述充放电单元110连接，当所述充放电单元110的充电电压达到所述第一电压时，所述控制单元120才开始接收第一电压信号输入，即开始有电流输入，并且所述控制单元120与所述分压模块200连接，当所述控制模块开始有电流输入时，则输出第二电压信号至所述分压模块200，以为所述分压模块200供电。

在一种实施例中，如图3所示，所述充放电单元110包括：第一电阻R1以及第一电容C1；所述第一电阻R1的一端与所述充电接口P1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的另一端与所述充电接口P1的另一端连接。

具体地，通过所述第一电阻R1与所述第一电容C1组成RC串联电路，并且通过所述第一电阻R1与所述充电接口P1的一端连接，所述第一电容C1与所述充电接口P1的另一端连接，使RC串联电路接收所述充电接口P1输出的第一电压信号，以使所述第一电容C1进行充放电，其中，充电的速度与所述第一电阻R1与所述第一电容C1的大小有关，所述第一电阻R1的阻值越大，充电越慢，所述第一电容C1的容量越大，充电越慢。因此，可以通过调节所述第一电阻R1的阻值或者所述第一电容C1的容量，以使充电速度可调节。

需要说明的是，在电池供电后，由于所述第一电阻R1并不与地线连接因此无额外电流产生，而所述第一电容C1充满电后不会再产生电流，因此，通过所述第一电阻R1与所述充电接口P1的一端连接，所述第一电容C1与所述充电接口P1的另一端连接，可以保持低功耗，提高电池续航能力。

在一种实施例中，如图3所示，所述控制单元120包括：第二电阻R2以及第一开关管Q1；所述第二电阻R2分别与所述充电接口P1以及所述第一开关管Q1连接，用于对所述第一开关管Q1限流；所述第一开关管Q1分别与所述充放电单元110以及所述分压模块200连接，用于在所述充放电单元110的充电电压大于第一电压时，输出第二电压信号至所述分压模块200。

具体地，所述第一开关管Q1分别与所述充放电单元110以及分压模块200连接，当所述充放电单元110的充电电压大于第一电压时，其中，所述第一电压为所述第一开关管Q1的导通电压，也就是说，当所述充放电单元110的充电电压大于所述第一开关管Q1的导通电压时，所述第一开关管Q1导通，以使所述第一开关管Q1有电流输入，进而输出第二电压信号至所述分压模块200，从而为所述分压模块200供电。

由于所述第一开关管Q1具有工作电压，当所述第一开关管Q1输入的电压过大，会烧坏所述第一开关管Q1，因此，通过所述第一电阻R1与所述第一开关管Q1连接，由所述第一电阻R1对所述第一开关管Q1进行限流保护，以防止所述第一开关管Q1烧坏。

其中，所述第一开关管Q1可以为三极管，如图3所示，通过三极管的基极与所述充放电单元110连接，三极管的集电极与所述第一电阻R1连接，三极管的发射极与所述分压模块200连接，在所述充放电单元110的充电电压达到三极管的导通电压时，产生基极电流，以使发射极有电流流入，即所述分压模块200由电流流入。并且通过设置第一开关管Q1为三极管，成本较低。同样，所述第一开关管Q1亦可以为场效应管，场效应管的开关特性好，开关速度快。具体可依据实际情况进行选择。

在一种实施例中，如图3所示，所述分压模块200包括：稳压管DZ1；所述稳压管DZ1的负极与所述预充模块100连接，所述稳压管DZ1的正极与所述开关模块300连接。

具体地，通过使所述稳压管DZ1的负极与所述预充模块100连接，所述稳压管DZ1的正极与所述开关模块300连接，使所述稳压管DZ1工作在反向击穿状态，而当所述稳压管DZ1工作在反向击穿状态，所述稳压管DZ1的电流可以在很大范围内变化而电压基本不变化，也就是说，当所述预充模块100输出第一电压信号至所述稳压管DZ1时，不管所述第二电压信号的电流多大，所述稳压管DZ1的电压保持在一个恒定值。通过所述稳压管DZ1与所述开关模块300连接，即所述稳压管DZ1与所述开关模块300串联，则不管所述开关模块300的输入电阻多大，所述稳压管DZ1所分的电压恒定，进而可以在所述开关模块300的输入电阻过大时，实现分压功能，从而保护所述开关模块300，防止所述开关模块300因过压而损坏。

在一种实施例中，所述开关模块300包括：第一场效应管T1以及第二场效应管T2；所述第一场效应管T1的栅极G1与所述分压模块200连接，所述第一场效应管T1漏极D1与所述负载P2连接，所述第一场效应管T1的源极S1与所述第二场效应管T2的源极S2连接，所述第二场效应管T2的栅极G2与所述分压模块200连接，所述第二场效应管T2的漏极D2与所述充电接口P1连接。

具体地，如图3所示，所述第一场效应管T1的栅极G1与所述分压模块200连接，所述第二场效应管T2的栅极G2与所述分压模块200连接，当所述分压模块200接收所述第二电压信号时，所述第一场效应管T1的栅极G1与所述第二场效应管T2的栅极G2同样接收所述第二电压信号，以使所述第一场效应管T1与所述第二场效应管T2同时导通。

其中，所述第一场效应管T1的栅极G1与所述分压模块200连接，所述第一场效应管T1的源极S1与所述第二场效应管T2的源极S2连接，所述第二场效应管T2的漏极D2与所述充电接口P1的一端连接，当所述第一场效应管T1的栅极G1接收第二电压信号时，所述第一场效应管T1的栅极G1、所述第一场效应管T1的源极S1，所述第二场效应管T2的源极S2、所述第二场效应管T2的漏极D2以及所述充电接口P1的一端(接地)连接，从而构成电流回路，并且当所述第二电压信号的电压值达到所述第一场效应管T1的导通电压时，所述第一场效应管T1导通。同样的，当所述第二电压信号的电压值达到所述第二场效应管T2的导通电压时，所述第二场效应管T2导通。当所述第一场效应管T1以及所述第二场效应管T2导通时，则所述第二场效应管T2的漏极D2与源极S2之间有电流通过，所述第一场效应管T1的漏极D1与源极S1之间有电流通过，也就是输出第三电压信号，并通过所述第一场效应管T1的漏极D1与所述负载P2连接，从而为负载P2提供电流。

需要说明的是，当所述充电接口P1反接时，即所述第一场效应管T1的栅极G1以及所述第二场效应管T2的栅极G2电位为0，所述第二场效应管T2的漏极D2接入电压电压时，所述第二场效应管T2的源极S2与漏极D2截止，无法构成电流回路，从而所述第一场效应管T1也无法导通，致使所述负载P2负电流通过，即停止输出第三电压信号至负载P2，以使在充电接口P1反接时，防止负载P2损坏。

另外，所述开关模块300采用所述第一场效应管T1以及所述第二场效应管T2，其中，场效应管为电压型器件，内阻无限大，在电池供电后，不会产生电流，即无损耗电池电量，因此可以使电池保持低功耗状态，进而提高电池续航能力。

在一种实施例中，所述电池接口电路还包括：滤波模块400；通过将所述滤波模块400与所述开关模块300连接，以对所述所述开关模块300输出的第三电压信号进行滤波并输出至负载P2，以为负载P2提供稳定的直流电压。

具体地，所述所述滤波模块400包括：第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4；所述第二电容C2的一端分别与所述充电接口P1以及所述预充模块100连接，所述第二电容C2的另一端与所述开关模块300连接；所述第三电容C3与所述第二电容C2并联；所述第四电容C4与所述第三电容C3并联。其中，通过所述第二电容C2、所述第三电容C3以及所述第四电容C4并联，进而增加整体的电容量，其中，电容量越大，滤波效果更好，具体可以根据实际情况设置电容的数量以及电容的大小。

综上所述，本发明所提供的一种电池接口电路，分别与充电接口以及负载连接，包括：预充模块、分压模块、开关模块；所述预充模块分别与所述充电接口以及所述分压模块连接，用于依据所述充电接口输出的第一电压信号进行充放电，并在充电电压超过第一电压时，输出第二电压信号至分压模块；所述分压模块与所述开关模块连接，用于在接收所述第二电压信号时对所述开关模块分压；所述开关模块分别与所述充电接口以及所述负载连接，并设置在所述充电接口和所述负载的支路上，用于在所述第二电压信号的电压值大于第二电压时，输出第三电压信号至负载，以及在所述充电接口反接时，停止输出第三电压信号至负载。本发明通过所述预充模块和所述开关模块设置所述第一电压以及所述第二电压，以控制电流输入，防止大电流流入负载，造成充电接口起火的现象，并且通过使所述开关模块设置在所述充电接口和所述负载的支路上，若是所述充电接口反接，则所述开关模块停止输出第三电压信号至负载，以解决充电接口反接时，导致元器件损坏的问题。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。