CN101572431B - 一种基于连续控制的恒流限压控制系统 - Google Patents

一种基于连续控制的恒流限压控制系统 Download PDF

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Abstract

一种基于连续控制的恒流限压控制系统，其包括两个电源输入端X1、X2，两个电源输出端Y1、Y2，和一个内部电源(1)；所述电源输入端X2、电源输出端Y2接地，其特征在于：所述电源输入端X1、电源输出端Y1之间顺序电连接开关电路(3)和电流电压检测单元(4)；所述开关电路(3)和电流电压检测单元(4)都与开关电源专用芯片(2)电连接；所述内部电源(1)通过开关电源专用芯(2)与开关电路(3)和电流电压检测单元(4)的电源连接。本发明结构简单，对被充电的蓄电池具有良好的保护作用，在保证充电质量的前提下，又可以有效地提高蓄电池的使用寿命。适合于各种DC-DC的蓄电池充电时使用。

Description

一种基于连续控制的恒流限压控制系统
技术领域
本发明涉及一种恒流限压控制系统，特别是涉及一种实现DC-DC充电的基于连续控制的恒流限压控制系统。
背景技术
蓄电池作为一种清洁环保能源被广泛使用，为了充分发挥蓄电池的作用，以及延长蓄电池的使用寿命，对蓄电池的充电技术备受蓄电池用户的关注。为此，蓄电池生产以及蓄电池配套厂家都在研究如何更好地对蓄电池进行充电。目前使用的充电器的输出电压总是在一个数值范围内上下波动，输出电流随电压波动而变化，其充电质量欠佳，过压和过流都没有保护，在充电过程中任意损害蓄电池。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种输出电压被严格限定在一个电压数值之内，在此电压范围之内的输出电流保持不变的基于连续控制的恒流限压控制系统。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：其包括两个电源输入端X1、X2，两个电源输出端Y1、Y2，和一个内部电源；所述电源输入端X2、电源输出端Y2接地，所述电源输入端X1、电源输出端Y1之间顺序电连接开关电路和电流电压检测单元；所述开关电路和电流电压检测单元都与开关电源专用芯片电连接；所述内部电源通过开关电源专用芯片与开关电路和电流电压检测单元的电源连接。
所述电流电压检测单元的一侧为输出端Y1、Y2，其另一侧与电源输入端X2、内部电源、开关电源专用芯片、开关电路电连接；其内部电路由三个开关电路K1、开关电路K2、开关电路K3、分压电阻R1、分压电阻R2、电流检测电阻R、电压检测单元、比较器和参考电压组成；所述电压检测单元与开关电路K1电连接；所述比较器与参考电压、电流检测电阻R和开关电路K2电连接；所述开关电路K1、开关电路K2在开关电路K3的后端为并联电路；所述开关电路K3的前端在分压电阻R1和分压电阻R2的中间，该节点与开关电源专用芯片的误差放大器的输入引脚电连接。
所述开关电路K1、开关电路K2、开关电路K3选用光敏开关、无触点开关或者可编程二极管；所述比较器为AR1构成的放大电路。
本发明的理论基础是：电流电压反馈电路提供反馈电压信号给开关电源专用芯片的误差放大器，开关电源专用芯片控制V/F转换，最终实现PWM控制开关器件实现恒流限压输出。设负载电阻为R、输出电压为V、电流为I，根据电工原理得知三者的关系：设电流I恒定，则不同的负载电阻R决定不同的输出电压V。在本发明系统中，设定了最高输出电压V，则当负载电阻R较大时，本系统工作在恒压模式；当负载电阻R较小时，输出电压V没有达到设定的最高电压V，本系统工作在恒流模式。本系统能实现恒流到恒压模式的自动转换。其关键部分在反馈信号的综合电路。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：结构简单，对被充电的蓄电池具有良好的保护作用，在保证充电质量的前提下，可以有效地提高蓄电池的使用寿命。适合于各种DC-DC的蓄电池充电时使用。
附图说明
图1为本发明一实施例电气原理框图；
图2为图1所示电流电压检测单元的电气原理框图；
图3为图2所示电气原理框图的一种实施电路结构图。
图中：1-内部电源，2-开关电源专用芯片，3-开关电路，4-电流电压检测单元，5-电压检测单元，6-比较器，7-参考电压。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参照附图，本实施例包括两个电源输入端X1、X2，两个电源输出端Y1、Y2，和一个内部电源1；所述电源输入端X2、电源输出端Y2接地，所述电源输入端X1、电源输出端Y1之间顺序电连接开关电路3和电流电压检测单元4；所述开关电路3和电流电压检测单元4都与开关电源专用芯片2电连接；所述内部电源1通过开关电源专用芯片2与开关电路3和电流电压检测单元4的电源连接。
所述电流电压检测单元4的一侧为电源输出端Y1、Y2，其另一侧与电源输入端X2、内部电源1、开关电源专用芯片2和开关电路3电连接；其内部电路由开关电路K1、开关电路K2、开关电路K3、分压电阻R1、分压电阻R2、电流检测电阻R、电压检测单元5、比较器6和参考电压7组成；所述电压检测单元5与开关电路K1电连接；所述比较器6与参考电压7、电流检测电阻R和开关电路K2电连接；所述开关电路K1、K2在开关电路K3的后端为并联电路；所述开关电路K3的前端在分压电阻R1和分压电阻R2的中间，该节点与开关电源专用芯片2电连接。
所述开关电路K1、开关电路K2、开关电路K3采用光敏开关、无触点开关或者可编程二极管；所述比较器6为AR1构成的放大电路。
电源输入端X1、X2接直流电源，如整流后的直流电源；电源输出端Y1、Y2接直流负载，如蓄电池。
在本实施例中，开关电路K1、开关电路K2采用光敏开关，开关电路K3采用可编程二极管，当电压大于某一个特定电压时，可编程二极管反向导通，当电压低于某一个特定电压时，可编程二极管截止。开关电源专用芯片2采用SG3525模拟集成电路芯片。
参照图3，R3~R12为保证各电子元器件正常工作的旁路电阻。
本实施例工作原理：
电压检测及限压处理：当电源输出端Y1的电压上升到某一特定值时，电阻R9串联的二极管导通，开关电路K1中的发光二极管发光，开关电路K1接通，同时触发开关电路K3导通，开关电源专用芯片2得到信号，驱动开关电路3作降压处理。相反，当电源输出端Y1的电压下降到某一特定值时，电阻R9串联的二极管截止，开关电路K1中的发光二极管停止工作，开关电路K1断开，同时触发开关电路3截止，开关电源专用芯片2得到翻转信号，驱动开关电路3不作降压处理。如此循环则实现电压恒定，即限输出电压。理论上，可将限压范围设定为0或某一特定值。
电流检测及恒流处理：电流检测电阻R阻值小功率大，能够通过大电流，比较器6通过电流检测电阻R获得分压电压值后与参考电压7中保存的参考值比较，通过AR1构成的放大电路进行运算处理，R8限制开关电路K2的二极管的电流。当R8上通过的电流高于某一特定值时，开关电路K2中的发光二极管发光，开关电路K2接通，同时触发开关电路K3导通，开关电源专用芯片2得到信号，驱动开关电路3作限流处理。相反，比较器6通过电流检测电阻R获得分压电压值后与参考电压7中保存的参考值比较，通过AR1构成的放大电路进行运算处理，当该值低于某一特定值时，开关电路K2中的发光二极管停止工作，开关电路K2断开，同时触发开关电路K3截止，开关电源专用芯片2得到翻转信号，驱动开关电路3不作限流处理。如此循环实现电流恒定。

Claims (2)

1. 一种基于连续控制的恒流限压控制系统，包括两个电源输入端X1、X2，两个电源输出端Y1、Y2，和一个内部电源（1）；所述电源输入端X2、电源输出端Y2接地，其特征在于：所述电源输入端X1、电源输出端Y1之间顺序电连接开关电路（3）和电流电压检测单元（4）；所述开关电路（3）和电流电压检测单元（4）都与开关电源专用芯片（2）电连接；所述内部电源（1）通过开关电源专用芯片（2）与开关电路（3）和电流电压检测单元（4）的电源连接；
所述电流电压检测单元（4）的一侧为电源输出端Y1、Y2，其另一侧与电源输入端X2、内部电源（1）、开关电源专用芯片（2）、开关电路（3）电连接；所述电流电压检测单元由开关电路K1、开关电路K2、开关电路K3、分压电阻R1、分压电阻R2、电流检测电阻R、电压检测单元（5）、比较器（6）和参考电压（7）组成；所述电压检测单元（5）与开关电路K1电连接；所述比较器（6）与参考电压（7）、电流检测电阻R和开关电路K2电连接；所述开关电路K1、开关电路K2在开关电路K3的后端为并联电路；所述开关电路K3的前端与分压电阻R1和分压电阻R2连线的连接点与开关电源专用芯片（2）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于连续控制的恒流限压控制系统，其特征在于：所述开关电路K1、开关电路K2、开关电路K3采用光敏开关、无触点开关或者可编程二极管。
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