[实用新型]一种基于单片机芯片的充电器电路

说明书

技术领域

本实用新型属于充电器的单片机技术控制领域，具体为一种基于单片机芯片的充电器电路。

背景技术

随着消费者对充电器产品的安全可靠性要求越来越高，目前，在充电器产品的设计和生产制造中，往往会在充电器产品中加上许多保护措施，如：最长充电时间保护、最高电压保护、-△V保护、短路电池保护等等。为了实现这些保护功能，需要采用专用的充电管理芯片来实现，单片机是目前较常用的充电管理芯片，但自带模数转换（AD）功能的单片机芯片需要设计较多的I/O接口电路，成本较高；同时，单片机芯片的工作电压一般在2.0V-5.5V，还需要专门的稳压电路或稳压管给单片机供给电源，如7805、431等，成本也随之增加。另外，在中高端快速充电器设计中，绝大多数采用恒流或恒压的方式充电，需要使用多路外部运算比较器来做恒流恒压控制，如LM358、LM324等，外围器件多，电路的设计比较复杂，占用的空间大，成本也比较高。

实用新型内容

针对现有充电器电路设计中所存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种基于单片机芯片的充电器电路，把所需功能模块集成封装在同一芯片内，只留出接口给设计者可编程使用，无需外部控制器支持，减少所需外围器件，应用设计简单，节省成本和空间。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于单片机芯片的充电器电路，其特征在于，包括：外部电源稳压模块、多路可编程分阶比较模块、电压采集输入模块、恒流恒压比较反馈模块和I/O输出控制模块；

所述外部电源稳压模块分别与多路可编程分阶比较模块、电压采集输入模块和I/O输出控制模块连接；

所述多路可编程分阶比较模块作为核心部分，分别与外部电源稳压模块、电压采集输入模块、恒流恒压比较反馈模块和I/O输出控制模块连接；

所有模块一体化封装在同一芯片内。

进一步地：所述外部电源稳压模块由外部电源、外部电路参考电压和稳压电路组成，外部电源通过Vcc与稳压电路连接，稳压电路通过Vdd连接到外部电路参考电压；外部高电压电源由Vcc进入稳压电路，经芯片内部稳压后，输出低电压，提供芯片的工作电压和外部相关电路的参考电压，利用芯片内部稳压，无需设置外部稳压IC，节省了外部电路和空间大小；

 所述多路可编程分阶比较模块包括：MCU芯片、分阶电压及比较器，MCU芯片连接到分阶电压、MUX和普通I/O输出控制模块，外部比较电压、分阶电压及MCU芯片通过MUX连接到比较器的第一输入端，电压采集电路、温度采集电路及恒流恒压比较反馈模块通过比较器输入端口连接到比较器的第二输入端，比较器的输出端分别连接到MCU芯片和恒流恒压比较反馈模块。把运算比较器的功能和单片机的AD功能综合起来，定义为一种可编程分阶比较器，把复杂的AD功能简化成用多段内部或外部的分阶电压比较，在判断电池的好坏和最高电压关断保护等方面，同用AD功能判断的结果是等效的；用芯片内部比较器，程序控制输入输出端的方式，相当于有多个比较器功能分时使用，但仅用了一组管脚,很大程度上节省了芯片的管脚数量，方便设计者灵活运用；

所述电压采集输入模块包括：外部比较电压、电压采集电路和温度采集电路，外部比较电压与外部电源稳压模块连接，并通过Cin+连接到多路可编程分阶比较模块，电压采集电路和温度采集电路通过Cin-分别连接到多路可编程分阶比较模块；采集电池电压及温度信息，用于芯片读取数据和判断做出相关反应动作；

所述恒流恒压比较反馈模块包括依次连接的比较反馈输出、恒压恒流回路及恒压恒流采样电压，多路可编程分阶比较模块通过Co连接到比较反馈输出，恒压恒流采样电压通过Cin-连接到多路可编程分阶比较模块，与多路可编程分阶比较模块构成一个回路。芯片的比较器输入口连接外部恒流恒压的采样电路，通过内部比较器比较，在适配条件下由比较器输出口反馈输出到外部恒流恒压回路，从而达到恒流恒压效果，节省了外部电路和空间大小；

所述普通I/O输出控制模块包括普通I/O接口、充放电控制和状态显示，MCU芯片连接到普通I/O接口，充放电控制和状态显示分别与普通I/O接口连接。用于芯片程式控制充放电回路和把内部信息通过LED或LCD显示电路直观显示充放电状态。