1.本发明涉及充电机技术领域，尤其涉及一种充电机保护电路、方法及充电机。


背景技术：

2.在电动汽车充电站中，为了保证电动汽车的充电安全，要对充电机的工作状态进行检测，并在工作状态出现异常时停止充电，避免充电机本身及电池组的烧毁。常见的工作异常有过温、过压及短路，在这些工作状态下继续工作的话，有可能会造成财产损失或人员受伤。当下有针对各个异常的检测单独设计的电路，但未有集成在同一段电路的设计。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种充电机保护电路、方法及充电机，旨在解决现有技术中如何在出现异常时及时断开充电的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种充电机保护电路，所述充电机保护电路包括依次连接的过温保护电路、充电控制电路、短路保护电路及过压保护电路，其中，所述充电控制电路接入市电，所述短路保护电路及所述过压保护电路还与电池组两端连接；
6.所述过温保护电路，用于在充电机温度小于温度阈值时，输出工作信号至所述充电控制电路；
7.所述充电控制电路，用于根据所述工作信号，将所述市电提供的电压转换为充电电压并输出，从而对所述电池组进行充电；
8.所述短路保护电路，用于在所述电池组两端出现短路时，消耗所述充电电压，从而降低短路电流；
9.所述过压保护电路，用于在电池组两端的电压超过电压阈值时将所述充电电压输出至地，从而停止对所述电池组充电。
10.可选地，所述过温保护电路包括：第一至第四电阻、热敏电阻、第一三极管、第二三极管及第一二极管；其中，所述热敏电阻的第一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第二端连接；
11.所述热敏电阻的第一端还与所述第二三极管的基极连接，所述第三二三极管的发射极与参考电压输出端连接，所述热敏电阻的第一端还与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述参考电压输出端连接；
12.所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述充电控制电路路的信号输入端连接。
13.可选地，所述热敏电阻，用于在所述充电机温度小于所述温度阈值时向所述第一
三极管及所述第二三极管输出截止信号，使所述第一三极管及所述第二三极管不导通；
14.所述第二三极管，用于在不导通时向所述充电控制电路输出工作信号；
15.所述热敏电阻，还用于在所述充电机温度大于所述温度阈值时向所述第一三极管输出导通信号，导通所述第一三极管；
16.所述第一三极管，还用于在导通时向所述充电控制电路输出停机信号；
17.所述充电控制电路，还用于根据所述停机信号，停止输出充电电压，从而暂停对所述电池组进行充电。
18.可选地，所述短路保护电路包括：第五至第八电阻、第三三极管及第一场效应管；其中，所述第五电阻并联在所述第一场效应管的源极和漏极之间，所述第一场效应管的源极与所述充电控制电路的电压输出端连接，所述第一场效应管的漏极与所述第六电阻的第一端连接，所述第一场效应管的栅极与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的基极与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述第六电阻的第二端连接，所述第六电阻的第二端还与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接地；
19.所述第六电阻的第一端及所述第七电阻的第二端分别并联在所述电池组的正负两端。
20.可选地，所述第三三极管，用于在所述电池组两端短路时，向所述第一场效应管输出截止信号，使所述第一场效应管截止；
21.所述第五电阻，用于在所述第一场效应管截止时，将所述充电电压以热能的形式进行消耗。
22.可选地，所述过压保护电路包括第二二极管、第三二极管、第九电阻、第一电容及第二场效应管；其中，所述第一电容的正负极分别并联连接在所述电池组的正负两端，所述第二二极管的阳极与所述第一电阻的正极连接，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接地，所述第三二极管的阳极还与所述第二场效应管的栅极连接，所述第二场效应管的源极接地，所述第二场效应管的漏极与所述第三二极管的阴极连接。
23.可选地，所述第三二极管，用于在所述电池组两端的电压超过所述电压阈值时，向所述第二场效应管输出导通信号，从而导通所述第二场效应管；
24.所述第二场效应管，用于在导通时将充电电压输出至地，从而将所述电池组短路，以停止充电。
25.可选地，所述第一及第三三极管为npn型三极管，所述第二三极管为pnp型三极管，所述第一及第二场效应管为n沟道场效应管。
26.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充电机保护方法，所述方法应用于如上所述的充电机保护电路，所述充电机保护电路包括依次连接的过温保护电路、充电控制电路、短路保护电路及过压保护电路，其中，所述充电控制电路接入市电，所述短路保护电路及所述过压保护电路还与电池组两端连接；
27.所述充电机保护方法包括：
28.所述过温保护电路在充电机温度小于温度阈值时输出工作信号至所述充电控制电路；
29.所述充电控制电路根据所述工作信号，将所述市电提供的电压转换为充电电压并输出，从而对所述电池组进行充电；
30.所述短路保护电路在所述电池组两端出现短路时，消耗所述充电电压，从而降低短路电流；
31.所述过压保护电路在电池组两端的电压超过电压阈值时将所述充电电压输出至地，从而停止对所述电池组充电。
32.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充电机，所述充电机包括电池组及如上所述的充电机保护电路。
33.本发明通过设置充电机保护电路，所述充电机保护电路包括依次连接的过温保护电路、充电控制电路、短路保护电路及过压保护电路，其中，所述充电控制电路接入市电，所述短路保护电路及所述过压保护电路还与电池组两端连接；所述过温保护电路，用于在充电机温度小于温度阈值时，输出工作信号至所述充电控制电路；所述充电控制电路，用于根据所述工作信号，将所述市电提供的电压转换为充电电压并输出，从而对所述电池组进行充电；所述短路保护电路，用于在所述电池组两端出现短路时，消耗所述充电电压，从而降低短路电流；所述过压保护电路，用于在电池组两端的电压超过电压阈值时将所述充电电压输出至地，从而停止对所述电池组充电。通过对充电机电路进行改进，针对过温、过压及输出短路的常见异常设计保护电路，及时断开充电工作，保障了充电机的使用安全。
附图说明
34.为了更清楚地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，对于本领域普通技术人员来讲，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。
35.图1为本发明充电机保护电路一实施例的功能模块示意图；
36.图2为本发明充电机保护电路一实施例的电路结构示意图；
37.图3为本发明充电机保护方法第一实施例的流程示意图。
38.附图标号说明：
39.标号名称标号名称10过温保护电路c1第一电容20充电控制电路d1～d3第一至第三二极管30短路保护电路gnd地40过压保护电路r1～r9第一至第九电阻50市电ntc热敏电阻bat电池组q1～q3第一至第三三极管vref参考电压输出端q4、q5第一、第二场效应管
40.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
41.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.另外，在本发明中涉及“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。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人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。
45.参考图1，图1为本发明充电机保护电路一实施例的功能模块示意图；
46.所述充电机保护电路包括依次连接的过温保护电路10、充电控制电路20、短路保护电路30及过压保护电路40，其中，所述充电控制电路20接入市电50，所述短路保护电路30及所述过压保护电路40还与电池组bat两端连接。
47.所述过温保护电路10，用于在充电机温度小于温度阈值时，输出工作信号至所述充电控制电路20。
48.可以理解的是，过温保护电路10至少包括热敏元件及开关元件，热敏元件探测到充电机温度小于温度阈值时，发送信号控制开关元件工作，从而向充电控制电路20输出工作信号。
49.易于理解的是，当敏元件探测到充电机温度大于温度阈值时，通过开关元件使充电控制电路20停止工作，从而停止对电池组bat充电。
50.所述充电控制电路20，用于根据所述工作信号，将所述市电50提供的电压转换为充电电压并输出，从而对所述电池组bat进行充电。
51.可以理解的是，充电控制电路20中至少包括整流桥、降压电路及电池组bat平衡电路，该整流桥用于将市电50交流电转换为直流电，降压电路用于将直流电的电压降低至充电时的标准电压，电池组bat平衡电路用于通过对电池组bat中的各节电池进行单独的控制，达到延长电池寿命的作用。
52.所述短路保护电路30，用于在所述电池组bat两端出现短路时，消耗所述充电电压，从而降低短路电流。
53.可以理解的是，短路保护电路30至少包括阻性元件，用于通过将电能转换为热能消耗的方式，降低短路电流。
54.所述过压保护电路40，用于在电池组bat两端的电压超过电压阈值时将所述充电电压输出至地，从而停止对所述电池组bat充电。
55.可以理解的是，过压保护电路40至少包括开关元件，该开关元件在电池组bat两端的电压超过电压阈值时，形成一个短路回路，通过这个短路回路将充电电压引至地。
56.本实施例提出一种充电机保护电路，所述充电机保护电路包括依次连接的过温保
护电路10、充电控制电路20、短路保护电路30及过压保护电路40，其中，所述充电控制电路20接入市电50，所述短路保护电路30及所述过压保护电路40还与电池组bat两端连接；所述过温保护电路10，用于在充电机温度小于温度阈值时，输出工作信号至所述充电控制电路20；所述充电控制电路20，用于根据所述工作信号，将所述市电50提供的电压转换为充电电压并输出，从而对所述电池组bat进行充电；所述短路保护电路30，用于在所述电池组bat两端出现短路时，消耗所述充电电压，从而降低短路电流；所述过压保护电路40，用于在电池组bat两端的电压超过电压阈值时将所述充电电压输出至地，从而停止对所述电池组bat充电。通过对充电机电路进行改进，针对过温、过压及输出短路的常见异常设计保护电路，及时断开充电工作，保障了充电机的使用安全。
57.进一步地，参考图2，图2为本发明充电机保护电路一实施例的电路结构示意图；
58.所述过温保护电路10包括：第一至第四电阻r4、热敏电阻ntc、第一三极管q1、第二三极管q2及第一二极管d1；其中，所述热敏电阻ntc的第一端与所述第一三极管q1的集电极连接，所述第一三极管q1的发射极与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一电阻r1的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端与所述热敏电阻ntc的第二端连接。
59.所述热敏电阻ntc的第一端还与所述第二三极管q2的基极连接，所述第三二三极管的发射极与参考电压输出端vref连接，所述热敏电阻ntc的第一端还与所述第四电阻r4的一端连接，所述第四电阻r4的另一端与所述参考电压输出端vref连接。
60.所述第二三极管q2的集电极与所述第一三极管q1的基极连接，所述第一三极管q1的基极与所述第三电阻r3的一端连接，所述第三电阻r3的另一端与所述第一二极管d1的阳极连接，所述第一二极管d1的阴极与所述充电控制电路20路的信号输入端连接。
61.进一步地，继续参考图2，所述热敏电阻ntc，用于在所述充电机温度小于所述温度阈值时向所述第一三极管q1及所述第二三极管q2输出截止信号，使所述第一三极管q1及所述第二三极管q2不导通。
62.需要说明的是，热敏电阻ntc为一负温度系数的热敏电阻ntc，温度越高，电阻值越低，热敏电阻ntc在正常温度时，第四电阻r4上的电流很小，第一三极管q1及第二三极管q2均不导通。
63.所述第二三极管q2，用于在不导通时向所述充电控制电路20输出工作信号。
64.可以理解的是，第一三极管q1不导通时，其集电极无输出，此时对充电控制电路20无高电平输出，视此时的低电平为工作信号，充电机正常工作。
65.所述热敏电阻ntc，还用于在所述充电机温度大于所述温度阈值时向所述第一三极管q1输出导通信号，导通所述第一三极管q1。
66.可以理解的是，热敏电阻ntc温度达到温度阈值时第四电阻r4两端的电压增大，此时第二三极管q2导通，对充电控制电路20输出高电平。
67.所述第一三极管q1，还用于在导通时向所述充电控制电路20输出停机信号。
68.需要说明的是，停机信号即为此时的输出高电平，当充电控制电路20路接收到停机信号时，会停止输出充电电压。
69.所述充电控制电路20，还用于根据所述停机信号，停止输出充电电压，从而暂停对所述电池组bat进行充电。
70.需要说明的是，此外，当热敏电阻ntc温度下降至恢复温度时，流经热敏电阻ntc和第一三极管q1的电流不足以维持第二三极管q2导通，此时第一三极管q1及第二三极管q2均截止，无输出高电平，充电器恢复工作。
71.本实施例通过在温度上升至温度阈值后停止充电，待温度下降到设定值时才恢复充电，延长了器件的寿命，增加了使用的安全性。
72.进一步地，继续参考图2，所述短路保护电路30包括：第五至第八电阻r8、第三三极管q3及第一场效应管q4；其中，所述第五电阻r5并联在所述第一场效应管q4的源极和漏极之间，所述第一场效应管q4的源极与所述充电控制电路20的电压输出端连接，所述第一场效应管q4的漏极与所述第六电阻r6的第一端连接，所述第一场效应管q4的栅极与所述第三三极管q3的集电极连接，所述第三三极管q3的发射极接地gnd，所述第三三极管q3的基极与所述第八电阻r8的一端连接，所述第八电阻r8的另一端与所述第六电阻r6的第二端连接，所述第六电阻r6的第二端还与所述第七电阻r7的第一端连接，所述第七电阻r7的第二端接地gnd；
73.所述第六电阻r6的第一端及所述第七电阻r7的第二端分别并联在所述电池组bat的正负两端。
74.进一步地，继续参考图2，所述第三三极管q3，用于在所述电池组bat两端短路时，向所述第一场效应管q4输出截止信号，使所述第一场效应管q4截止。
75.可以理解的是，在电池组bat两端短路时，第三三极管q3的基极电压为0v，第三三极管q3不导通，从而使第一场效应管q4断开。
76.所述第五电阻r5，用于在所述第一场效应管q4截止时，将所述充电电压以热能的形式进行消耗。
77.需要说明的是，第一场效应管q4截止时，通过改变第五电阻r5的阻值可以达到限制短路时电流的作用。由于第五电阻r5与第一场效应管q4并联连接，在正常工作时，第一场效应管q4导通，使第五电阻r5被短路，不会产生功耗。
78.可以理解的是，第五电阻r5为一大功率电阻，如水泥电阻，起到保护电路的作用。
79.本实施例通过电阻消耗电能，实现了在电池组bat两端短路时对充电机进行保护，提高了使用的安全性。
80.进一步地，继续参考图2，所述过压保护电路40包括第二二极管d2、第三二极管d3、第九电阻r9、第一电容c1及第二场效应管q5；其中，所述第一电容c1的正负极分别并联连接在所述电池组bat的正负两端，所述第二二极管d2的阳极与所述第一电阻r1的正极连接，所述第二二极管d2的阴极与所述第三二极管d3的阴极连接，所述第三二极管d3的阳极与所述第九电阻r9的第一端连接，所述第九电阻r9的第二端接地gnd，所述第三二极管d3的阳极还与所述第二场效应管q5的栅极连接，所述第二场效应管q5的源极接地gnd，所述第二场效应管q5的漏极与所述第三二极管d3的阴极连接。
81.进一步地，继续参考图2，所述第三二极管d3，用于在所述电池组bat两端的电压超过所述电压阈值时，向所述第二场效应管q5输出导通信号，从而导通所述第二场效应管q5。
82.可以理解的是，当电池组bat两端的电压大于电压阈值时，第三二极管d3被击穿，第二场效应管q5的栅极电压从低变高，第二场效应管q5导通，此时第二场效应管q5的栅极后漏极导通。
83.所述第二场效应管q5，用于在导通时将充电电压输出至地，从而将所述电池组bat短路，以停止充电。
84.可以理解的是，当第二场效应管q5导通时，行程短路回路，充电电压不经过电池组bat，直接通过第二场效应管q5流入地gnd。
85.本实施例通过在电压过高时，将电池组bat短路，从而保护电池组bat与充电机本身。
86.进一步地，继续参考图2，所述第一及第三三极管q1、q3为npn型三极管，所述第二三极管q2为pnp型三极管，所述第一及第二场效应管q4、q5为n沟道场效应管。
87.图3为本发明充电机保护方法第一实施例的流程示意图。
88.参考图3，所述方法应用于如上所述的充电机保护电路，所述充电机保护电路包括依次连接的过温保护电路、充电控制电路、短路保护电路及过压保护电路，其中，所述充电控制电路接入市电，所述短路保护电路及所述过压保护电路还与电池组两端连接；
89.所述充电机保护方法包括：
90.步骤s10：所述过温保护电路在充电机温度小于温度阈值时输出工作信号至所述充电控制电路。
91.可以理解的是，过温保护电路至少包括热敏元件及开关元件，热敏元件探测到充电机温度小于温度阈值时，发送信号控制开关元件工作，从而向充电控制电路输出工作信号。
92.易于理解的是，当敏元件探测到充电机温度大于温度阈值时，通过开关元件使充电控制电路停止工作，从而停止对电池组充电。
93.步骤s20：所述充电控制电路根据所述工作信号，将所述市电提供的电压转换为充电电压并输出，从而对所述电池组进行充电。
94.可以理解的是，充电控制电路中至少包括整流桥、降压电路及电池组平衡电路，该整流桥用于将市电交流电转换为直流电，降压电路用于将直流电的电压降低至充电时的标准电压，电池组平衡电路用于通过对电池组中的各节电池进行单独的控制，达到延长电池寿命的作用。
95.步骤s30：所述短路保护电路在所述电池组两端出现短路时，消耗所述充电电压，从而降低短路电流。
96.可以理解的是，短路保护电路至少包括阻性元件，用于通过将电能转换为热能消耗的方式，降低短路电流。
97.步骤s40：所述过压保护电路在电池组两端的电压超过电压阈值时将所述充电电压输出至地，从而停止对所述电池组充电。
98.可以理解的是，过压保护电路至少包括开关元件，该开关元件在电池组两端的电压超过电压阈值时，形成一个短路回路，通过这个短路回路将充电电压引至地。
99.本实施例通过针对过温、过压及输出短路的常见异常设计保护方法，及时断开充电工作，保障了充电机的使用安全。
100.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充电机，所述充电机包括电池组及如上所述的充电机保护电路。
101.由于本充电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例
的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
102.应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
103.需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
104.另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的充电机保护电路，此处不再赘述。
105.此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
106.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
107.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(read only memory，rom)/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
108.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。