一種采用浮地式的恒壓充電電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采用浮地式的恒壓充電電路，其包括：輸入正極和輸入地、連接電池組的輸出正極和浮地、連接在輸出正極和浮地之間的續(xù)流儲(chǔ)能模塊、依次串接在浮地與輸入地之間的電感元件和電子開關(guān)（Q1）、控制電子開關(guān)通斷的PWM控制模塊；本實(shí)用新型利用浮地的結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合普通的拓?fù)潆娐罚瑢?duì)多個(gè)串聯(lián)的電池進(jìn)行恒壓充電，有效地提高了充電電路的電壓范圍和充電效率，實(shí)用性強(qiáng)可控性好；本實(shí)用新型具有輸出短路保護(hù)和過流保護(hù)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)輸出短路或過載后，電路完全處于空載狀態(tài)，使電路始終處于最節(jié)能的狀態(tài)；采用本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)2節(jié)到32節(jié)電池恒壓的充電，當(dāng)電池?cái)?shù)量變化時(shí)，只要調(diào)整輸入的電壓即可，以便電路工作于的最佳狀態(tài)。
【專利說明】
一種采用浮地式的恒壓充電電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及充電電路，尤其涉及一種采用浮地式的恒壓充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著蓄電技術(shù)的發(fā)展，多級(jí)電池在人們生活工作中的應(yīng)用越來越多。目前蓄電池充電大多采用恒壓電路進(jìn)行充電，現(xiàn)有的恒壓電路的工作電壓范圍較窄，不能滿足寬電壓輸出的要求。當(dāng)電池節(jié)數(shù)變化大，會(huì)導(dǎo)致電池壓差變化大，充電效率會(huì)降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型是要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提出一種采用浮地式的恒壓充電電路。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種采用浮地式的恒壓充電電路，其包括:連接直流電源的輸入正極和輸入地、連接電池組的輸出正極和浮地、連接在輸出正極和浮地之間的續(xù)流儲(chǔ)能模塊、依次串接在浮地與輸入地之間的電感元件和電子開關(guān)、控制電子開關(guān)通斷的PWM控制模塊。
[0005 ]充電電路還包括:采集所述輸出正極電壓、并向PffM控制模塊反饋所測(cè)輸出電壓的電壓米樣模塊。
[0006]所述電子開關(guān)與輸入地之間串接電流取樣模塊，該電流取樣模塊將所測(cè)輸出電流反饋給所述PWM控制模塊。
[0007]所述續(xù)流儲(chǔ)能模塊包括:并聯(lián)在所述輸入正極和所述浮地之間的第六電容、第七電容、正向串接在電感元件和電子開關(guān)連接點(diǎn)與所述輸入正極之間的第三二極管。
[0008]所述PffM控制模塊包括PffM控制芯片及其外圍電路。
[0009]所述電壓采樣模塊具有比較器和三端穩(wěn)壓器，所述輸入正極和浮地之間串接第七電阻和第八電阻，第七電阻和第八電阻的接點(diǎn)連接比較器的反相輸入端，所述輸入正極和浮地之間串接第十二電阻、第九電阻和第十電阻，第九電阻和第十電阻的接點(diǎn)連接比較器的同向輸入端，第十二電阻和第九電阻的接點(diǎn)連接三端穩(wěn)壓器的陰極和控制極，三端穩(wěn)壓器的陰極接浮地，比較器的反相輸入端通過串聯(lián)的第六電阻和第五電容接比較器的輸出端，比較器的輸出端通過第五電阻向PWM控制芯片反饋所測(cè)輸出電壓。
[0010]所述電流取樣模塊包括:串接在所述電子開關(guān)與輸入地之間的第三電阻，第三電阻和電子開關(guān)的接點(diǎn)通過第四電阻向PffM控制芯片反饋所測(cè)輸出電流，PWM控制芯片的接地腳連接輸入地。
[0011]所述電感元件采用變壓器，所述變壓器的原邊繞組串接在所述浮地與電子開關(guān)之間，所述第三二極管正向串接在原邊繞組和電子開關(guān)連接點(diǎn)與所述輸入正極之間；所述變壓器副邊繞組一端連接所述輸入地、另一端向所述PWM控制模塊供電。
[0012]所述變壓器副邊繞組的另一端連接第二二極管的陽極，第二二極管的陰極向所述PffM控制芯片供電、并且連接第一穩(wěn)壓二極管(ZDl)的陰極、和第一電阻(Rl)的一端、以及第二電容(C2)的一端，第一電阻的另一端連接所述輸入正極，第二電容的另一端連接所述輸入地。
[0013]所述輸入正極與輸入地之間連接第一電容。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型利用浮地的結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合普通的拓?fù)潆娐罚瑢?duì)多個(gè)串聯(lián)的電池進(jìn)行恒壓充電，有效地提高了充電電路的電壓范圍和充電效率，實(shí)用性強(qiáng)可控性好;本實(shí)用新型具有輸出短路保護(hù)和過流保護(hù)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)輸出短路或過載后，電路完全處于空載狀態(tài)，使電路始終處于最節(jié)能的狀態(tài);采用本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)2節(jié)到32節(jié)電池恒壓的充電，當(dāng)電池?cái)?shù)量變化時(shí)，只要調(diào)整輸入的電壓即可，以便電路工作于的最佳狀態(tài)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的原理框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0018]參看圖1示出的原理框圖，本實(shí)用新型揭示的浮地式恒壓充電電路其包括:連接直流電源的輸入正極和輸入地、連接電池組的輸出正極和浮地、連接在輸出正極和浮地之間的續(xù)流儲(chǔ)能模塊、依次串接在浮地與輸入地之間的電感元件和電子開關(guān)Ql、控制電子開關(guān)通斷的PffM控制模塊。
[0019]本實(shí)用新型利用浮地的結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合普通的拓?fù)潆娐?，來提高電池工作電壓的范圍，而且浮地的處理方式非常巧妙，利用電容的?chǔ)能來實(shí)現(xiàn)浮地，電路的基準(zhǔn)是以輸入電源的正極確定，電壓的高低來決定浮地的電位，也可以說是以負(fù)壓的方式來進(jìn)行工作；由于是以電壓正極為基準(zhǔn)，所以電流取樣只能在電源的正極進(jìn)行取樣，用一個(gè)獨(dú)立的比較器來做電流取樣，同樣可以做到精準(zhǔn)，提高效率。加上輸出保護(hù)電路，使兩部份電路完美結(jié)合，從而提尚了電路的可靠性。
[0020]參看圖2示出的較佳實(shí)施例的電路圖，主電路以Pmi控制芯片Ul來進(jìn)行HVM產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)及恒壓控制，Ul的4腳與8腳組成PWM驅(qū)動(dòng)，通過Ql的導(dǎo)通及截止，輸入能量通過Tl傳輸?shù)胶蠹?jí)，并且通過Ql的隔離，使輸出地電位與輸入地電位不同，輸出地成為浮地。浮地壓差與Ql的導(dǎo)通程度相關(guān)。Q1、R3構(gòu)成限壓電路，通過Ql的通斷來讓Tl進(jìn)行輸入及輸出能量的轉(zhuǎn)換，R3限定最大的輸出電流。
[0021 ]在較佳實(shí)施例中，充電電路還包括:采集所述輸出正極電壓、并向P麗控制模塊反饋所測(cè)輸出電壓的電壓采樣模塊。所述電子開關(guān)與輸入地之間串接電流取樣模塊，該電流取樣模塊將所測(cè)輸出電流反饋給所述PWM控制模塊。
[0022]參看圖2示出的較佳實(shí)施例的電路圖，所述續(xù)流儲(chǔ)能模塊包括:并聯(lián)在所述輸入正極和所述浮地之間的第六電容C6、第七電容C7、正向串接在電感元件和電子開關(guān)Ql連接點(diǎn)與所述輸入正極之間的第三二極管D3。C6、C7、D3組成續(xù)流儲(chǔ)能、濾波的續(xù)流供電電路。C6和C7的主要工功能是將因拓?fù)潆娐吩陂_關(guān)狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)影響進(jìn)行消除，使浮地處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
[0023]所述PffM控制模塊包括PffM控制芯片Ul及其外圍電路。
[0024]參看圖2示出的較佳實(shí)施例的電路圖，所述電壓采樣模塊具有比較器(U2A)和三端穩(wěn)壓器U3，所述輸入正極和浮地之間串接第七電阻R7和第八電阻R8，第七電阻和第八電阻的接點(diǎn)連接比較器的反相輸入端，所述輸入正極和浮地之間串接第十二電阻R12、第九電阻R9和第十電阻R10，第九電阻和第十電阻的接點(diǎn)連接比較器的同向輸入端，第十二電阻和第九電阻的接點(diǎn)連接三端穩(wěn)壓器的陰極和控制極，三端穩(wěn)壓器的陽極接浮地，比較器的反相輸入端通過串聯(lián)的第六電阻R6和第五電容C5接比較器的輸出端，比較器的輸出端通過第五電阻R5向PWM控制芯片Ul反饋所測(cè)輸出電壓。由于本充電電路是以正極為基準(zhǔn)，所以取樣電路必需是在正極，當(dāng)輸入電壓高時(shí)，浮地會(huì)同時(shí)的升高，因?yàn)楦〉厥且蛔兞?，它?huì)隨著輸入電壓的變化而變化。為了實(shí)現(xiàn)輸出電壓的恒定，通過Rl 2、U3、R9、Rl O為電路中提供了一個(gè)恒定的基準(zhǔn)點(diǎn)，而R7與R8分壓后的電壓取樣信號(hào)與基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行電壓比較，通過U2A比較器來調(diào)節(jié)PffM控制芯片Ul的FB電壓，從而調(diào)整Ql的脈寬，從而達(dá)到輸出恒壓的目的。
[0025]參看圖2示出的較佳實(shí)施例的電路圖，所述電流取樣模塊包括:串接在所述電子開關(guān)Ql與輸入地之間的第三電阻R3，第三電阻和電子開關(guān)的接點(diǎn)通過第四電阻R4向PWM控制芯片UI反饋所測(cè)輸出電流，PffM控制芯片的接地腳連接輸入地。R3為限流電阻，通過QI串接在輸入地與浮地之間，當(dāng)Ql導(dǎo)通，輸出因電池充電時(shí)負(fù)載加大，此時(shí)通過Ql與R3的電流加大，在R3兩端會(huì)產(chǎn)生壓差，此壓差通過R4及C3傳輸?shù)経l的CS腳，通過CS電位的高低來調(diào)節(jié)Ql的脈寬，從而達(dá)到輸出恒壓的目的。當(dāng)R3流過在電流過大，造成R3上的電位差高于Ul設(shè)定的CS保護(hù)電壓時(shí)，Ul關(guān)閉4腳GATA波形輸出，使輸入地與浮地間完全隔離，電源過流保護(hù)。過流保護(hù)電的大小取決于R3阻值的大小。
[0026]所述電感元件采用變壓器Tl，所述變壓器的原邊繞組串接在所述浮地與電子開關(guān)Ql之間，所述第三二極管(D3)正向串接在原邊繞組和電子開關(guān)(Ql)連接點(diǎn)與所述輸入正極之間；所述變壓器副邊繞組一端連接所述輸入地、另一端向所述PWM控制模塊供電。所述變壓器Tl副邊繞組的另一端連接第二二極管D2的陽極，第二二極管的陰極向所述PWM控制芯片Ul供電、并且連接第一穩(wěn)壓二極管(ZDl)的陰極、和第一電阻(Rl)的一端、以及第二電容(C2)的一端，第一電阻的另一端連接所述輸入正極，第二電容的另一端連接所述輸入地。所述輸入正極與輸入地之間連接第一電容CUCl能對(duì)輸入直流電進(jìn)行濾波。當(dāng)輸出短路時(shí)，變壓器Tl長(zhǎng)時(shí)間處于短路狀態(tài)，Ul因得不到Tl的反饋，沒有電源供Ul正常工作，所以Ql會(huì)一直處于截止?fàn)顟B(tài)，造成輸入地與浮地間完全隔離，電源輸入處于空載狀態(tài)。當(dāng)輸出短路消除時(shí)，Ul重新啟動(dòng)，通過PffM開關(guān)驅(qū)動(dòng)控制Ql，使浮地與輸入地產(chǎn)生壓差，從而維持輸出的恒壓輸出。
[0027]參看圖2，輸入正極還串接保險(xiǎn)絲Fl，對(duì)充電電路起保護(hù)作用。
[0028]以上實(shí)施例僅為舉例說明，非起限制作用。任何未脫離本申請(qǐng)精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，包括:連接直流電源的輸入正極和輸入地、連接電池組的輸出正極和浮地、連接在輸出正極和浮地之間的續(xù)流儲(chǔ)能模塊、依次串接在浮地與輸入地之間的電感元件和電子開關(guān)(Q1)、控制電子開關(guān)通斷的PWM控制模塊。2.如權(quán)利要求1所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，還包括:采集所述輸出正極電壓、并向PWM控制模塊反饋所測(cè)輸出電壓的電壓采樣模塊。3.如權(quán)利要求2所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述電子開關(guān)與輸入地之間串接電流取樣模塊，該電流取樣模塊將所測(cè)輸出電流反饋給所述PWM控制模塊。4.如權(quán)利要求3所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述續(xù)流儲(chǔ)能模塊包括:并聯(lián)在所述輸入正極和所述浮地之間的第六電容(C6)、第七電容(C7)、正向串接在電感元件和電子開關(guān)(Ql)連接點(diǎn)與所述輸入正極之間的第三二極管(D3)。5.如權(quán)利要求4所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述PWM控制模塊包括PffM控制芯片(Ul)及其外圍電路。6.如權(quán)利要求5所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述電壓采樣模塊具有比較器(U2A)和三端穩(wěn)壓器(U3)，所述輸入正極和浮地之間串接第七電阻(R7)和第八電阻(R8)，第七電阻和第八電阻的接點(diǎn)連接比較器的反相輸入端，所述輸入正極和浮地之間串接第十二電阻(R12)、第九電阻(R9)和第十電阻(RlO)，第九電阻和第十電阻的接點(diǎn)連接比較器的同向輸入端，第十二電阻和第九電阻的接點(diǎn)連接三端穩(wěn)壓器的陰極和控制極，三端穩(wěn)壓器的陰極接浮地，比較器的反相輸入端通過串聯(lián)的第六電阻(R6)和第五電容(C5)接比較器的輸出端，比較器的輸出端通過第五電阻(R5)向HVM控制芯片(Ul)反饋所測(cè)輸出電壓。7.如權(quán)利要求6所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述電流取樣模塊包括:串接在所述電子開關(guān)(Ql)與輸入地之間的第三電阻(R3)，第三電阻和電子開關(guān)的接點(diǎn)通過第四電阻(R4 )向PffM控制芯片(UI)反饋所測(cè)輸出電流，PffM控制芯片的接地腳連接輸入地。8.如權(quán)利要求7所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述電感元件采用變壓器(Tl)，所述變壓器的原邊繞組串接在所述浮地與電子開關(guān)(Ql)之間，所述第三二極管(D3)正向串接在原邊繞組和電子開關(guān)(Ql)連接點(diǎn)與所述輸入正極之間；所述變壓器副邊繞組一端連接所述輸入地、另一端向所述PWM控制模塊供電。9.如權(quán)利要求8所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述變壓器(Tl)副邊繞組的另一端連接第二二極管(D2)的陽極，第二二極管的陰極向所述PWM控制芯片(Ul)供電、并且連接第一穩(wěn)壓二極管(ZDl)的陰極、和第一電阻(Rl)的一端、以及第二電容(C2)的一端，第一電阻的另一端連接所述輸入正極，第二電容的另一端連接所述輸入地。10.如權(quán)利要求9所述的采用浮地式的恒壓充電電路，其特征在于，所述輸入正極與輸入地之間連接第一電容(Cl)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205544356SQ201620043787
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日
【發(fā)明人】王本欣
【申請(qǐng)人】深圳市福瑞康電子有限公司