具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如附图1中所示，本发明的一种智能充电电路，包括电源电路部分和主控电路部分。

其中，电源电路部分包括交流输入电路、直流输出电路。工作原理图如附图2所示。

交流输入电路采用具有降压变换电路(BUCK)和全桥整流滤波电路的结构。图2中电阻R1、工频变压器T1、电容C1组成BUCK变换电路，电阻R1并联在工频变压器T1的输入侧，电容C1并联在工频变压器T1的输出侧。

直流输出电路包括电源管理芯片U1、开关管Q和升压斩波电路(Boost)。Boost电路由高频脉冲变压器T2的第一副边、二极管D3以及并联在直流输出端的电容C2组成。高频脉冲变压器T2的原边绕组连接在全桥整流滤波电路的输出端与开关管Q的漏极之间。

电源管理芯片U1可以选择本领域常用的型号，如PN8273等。电源驱动芯片U1对开关管Q进行PWM控制，通过高频脉冲变压器T2对外输出。图示开关管Q为N型MOS管。

在所述交流输入电路的输入端并联一对二极管D1和D2，接入电源管理芯片U1的高压输入端HV，实现电源管理芯片的强迫启动。

高频脉冲变压器T2的第二副边T3经整流稳压电路接入电源管理芯片U1的供电端子，为U1提供稳定的工作电源。同时，第二副边T3通过分压电阻接入电源管理芯片的电压反馈端子DRMG，作为线电压补偿检测信号，经U1内部的CS端子输出补偿电流信号。

高频脉冲变压器T2的第三副边T4可以用作本发明智能充电电路内部5V工作电压稳压电路的输入端。本领域技术人员根据现有技术就可以实现。

主控电路部分包括主控芯片U0和主体电路。本发明的实施例中，主控芯片采用SOP20封装的单片机。

主控芯片U0的主要外围接线参见附图3。主控芯片U0通过双向通信接口U5(如MAX485)连接外部输入设备(如PC)，以实现待充电电池的规格选择。

主控芯片U0上还连接有电池电压检测电路和热保护电压检测电路，以及用以显示充电状态的发光二极管电路。

主控芯片U0的PWM调制电压信号输出端子、PWM调制电流信号输出端子分别连接主体电路的电压输入端、电流输入端。

主体电路工作原理参见附图4，包括以一个可控稳压源芯片U2(TL431)为主体的电压调节电路、以一个双运放芯片U3(LM358)为主体的电流调节电路和光耦合器U4。

电压调节电路可控稳压源芯片U2的正极端连接直流输出电路的正电压端子(B+)，可控稳压源芯片U2的基准输入端连接直流输出电路的正电压端子以及两路来自主控芯片U0的PWM调制电压信号。所述PWM调制电压信号通过电容C3、电阻R1、电容C4组成的积分缓冲电路，作为可控稳压源芯片U2基准电压，从而调节可控稳压源芯片U2的输出电流，并经光耦合器U4将可控稳压源芯片U2的输出电流变化反馈至电源管理芯片U1的反馈输入接入点A，电源管理芯片U1对开关管Q进行PWM占空比控制，即完成了对电源电路部分输出电压的调节。

电流调节电路的双运放芯片U3反相输入端连接直流输出电路的负电压端子(B-)。双运放芯片U3的正向输入端(电流反馈输入端)连接5V正电源，同时还包括两路来自主控芯片U0的PWM调制电流信号。所述PWM调制电流信号通过电容C5、电阻R2、电容C6组成的积分缓冲电路，作为可控稳压源芯片U3基准电压，可控稳压源芯片U3的输出低电平，光耦合器U4的导通电流将可控稳压源芯片U3的输出电压变化反馈至电源管理芯片U1的反馈输入接入点A，电源管理芯片U1对开关管Q进行PWM控制，即完成了对电源电路部分输出电流的调节。

在可控稳压源芯片U3与光耦合器U4之间反接串联一个二极管D4，以隔离电压调节电路与电流调节电路。

本发明的智能充电电路，对电池充电的控制过程如下：

通过外部设备设定待充电电池的规格参数。

接通220V交流电源，二极管D1和D2组成的半桥电路为电源管理芯片U1的高压输入端HV供电，强制电源管理芯片U1启动。

交流电源经交流输入电路整流滤波后，经高频脉冲变压器T2加载到开关管Q，电源管理芯片U1驱动开关管Q经高频脉冲变压器T2的第一副边对外供电(B+，B-)，电池充电。

同时，高频脉冲变压器T2的第二副边T3经整流稳压电路接入电源管理芯片U1的供电端子，为U1提供稳定的工作电源。同时，高频脉冲变压器T2的第二副边T3通过分压电阻接入电源管理芯片的电压反馈端子DRMG，作为线电压补偿检测信号，经U1内部的CS端子输出补偿电流信号；高频脉冲变压器T2的第三副边T4经稳压源电路为主控芯片U0、可控稳压源芯片U3、双向通信接口U5提供工作电压。

主控芯片U0检测电池电压，以确定充电模式。如果电池的初始电压低于主控芯片U0预设电压阈值，主控芯片U0则输出PWM调制电流信号开通电流调节电路，控制电源驱动电路以恒定小电流对电池预充电。

当电池电压上升到主控芯片U0预设电压阈值以上时，主控芯片U0则输出PWM调制电流信号改变电流调节电路的输出，控制电源驱动电路以电池允许的最大电流(0.2-1.0之间的C速率)对电池充电。如果电池充电初始电压大于预设电压阈值则直接开始大电流充电。

在大电流充电阶段，电池内阻的发热量增大，电池温度升高，同时电池物质活性变大，则电池内阻进一步降低，导致充电电流进一步增大。相对快的升温过程容易导致电池温度超过电池自身结构的承受能力，造成严重损坏。因此主控芯片U0通过热保护电压检测电路实时监测电池温度，以生成相应的热保护PWM调制电流信号，改变电流调节电路的输出，以减小电源驱动电路的电流输出，实现热平衡。如果电池出现热失控状况，主控芯片U0则启动自动保护电路切断充电电路与电池的连接。

当主控芯片U0判断电池电压上升到额定电压(通过外部设备选定的电压)附近时，主控芯片U0则输出PWM调制电压信号开通电压调节电路，控制电源驱动电路以恒定电压(电池额定电压)对电池充电。

恒定电压充电过程中，电池充电电流逐渐减小，电流调节电路中的反相输入端电阻R3上的电压下降，当充电电流小于主控芯片U0设定阈值时，电流调节电路输出低电平，光耦合器U4的导通电流将可控稳压源芯片U3的输出电压变化反馈至电源管理芯片U1的反馈输入接入点A，电源管理芯片U1关断开关管Q，充电结束。

本发明的智能充电电路，结构简单实用，实现了整个充电过程对电池充电电压和充电电流的自动调节，在安全充电的前提下提升了充电效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。