CN104135043A - 一种两级安全保护反馈控制充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种两级安全保护反馈控制充电器，包括交流输入电路、变压器、直流输出电路、PWM驱动芯片和第一电压反馈电路，交流输入电路与变压器电连接，变压器与直流输出电路电连接，直流输出电路与第一电压反馈电路电连接，第一电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，其特征在于，还包括第二电压反馈电路和辅助电源，直流输出电路与第二电压反馈电路电连接，第二电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，辅助电源与第一电压反馈电路、第二电压反馈电路和PWM驱动芯片电连接。增添第二电压反馈电路和辅助电源改变供电方式，不仅实现了充电器充电安全可靠，提高充电的性能，而且因为辅助电源低功耗待机的特点还能达到节约能源的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种两级安全保护反馈控制充电器，属于充电器设备技术领域。
背景技术
随着社会经济的不断发展，电子产品的种类是越来越多，作为电子产品配套的必须品，充电器的需求也是越来越多，充电器的原始目的就是为了给电子产品充电，目前，充电器的电路结构如图1所示，这种结构的充电器只注重充电器的充电功能，能给电子产品充满电即可，而对变压器的充电可靠性和稳定性关注不高，有些充电器还存在充电效率低下，浪费能源的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种两级安全保护反馈控制充电器，充电性能好、安全可靠，节约能源，充电效率高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种两级安全保护反馈控制充电器，包括交流输入电路、变压器、直流输出电路、PWM驱动芯片和第一电压反馈电路，交流输入电路与变压器电连接，变压器与直流输出电路电连接，直流输出电路与第一电压反馈电路电连接，第一电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，还包括第二电压反馈电路和辅助电源，直流输出电路与第二电压反馈电路电连接，第二电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，辅助电源与第一电压反馈电路、第二电压反馈电路和PWM驱动芯片电连接。
进一步的，交流输入电路包括火线接入脚L、零线接入脚N、保险丝FS1、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4和电解电容C1，火线接入脚L通过保险丝FS1连接到整流二极管D1的阳极和整流二极管D3的阴极，零线接入脚N连接到整流二极管D2的阳极和整流二极管D4的阴极，整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极连接到电解电容C1的正极，整流二极管D3的阳极和整流二极管D4的阳极连接到电解电容C1的负极。
进一步的，变压器包括电阻R1、电容C2、整流二极管D5、变压器T1和整流二极管D6，电阻R1的一端连接到电容C2的一端和T1的第一管脚，电阻R1的另一端连接到电容C2的另一端和整流二极管D5的阴极，整流二极管D5的阳极连接到变压器T1的第三管脚，整流二极管D6的阳极接地，整流二极管D6的阴极连接到变压器T1的第二管脚，变压器的第11管脚连接到直流输出的地，变压器的第12管脚连接到直流输出的肖特基二极管D7的阳极。
进一步的，直流输出电路包括肖特基二极管D7、肖特基二极管D8、电感L1和电解电容C10，肖特基二极管D7的阴极和肖特基二极管D8的阴极通过电感L1连接到电解电容C10的正极和直流输出的正极输出脚，肖特基二极管D8的阳极和电解电容C1O的负极连接到输出地。
进一步的，PWM驱动芯片，包括电解电容C3、PWM驱动芯片U1、电阻R3、电容C4、电容C7、电阻R4、电容C6、电阻R5、电容C5、电阻R6、N沟道耗尽型场效应管Q1和电阻R2，PWM驱动芯片U1的第一管脚连接到U2和U3的第4管脚、电阻R3和电容C4的一端，U2和U3的第4管脚、电阻R3和电容C4的另一端、PWM驱动芯片U1的第2管脚、第5管脚接地，PWM驱动芯片U1的第3管脚通过电容C6接地，通过电阻R4连接到PWM驱动芯片U1第8管脚，PWM驱动芯片U1的第4管脚通过电容C5接地，通过电阻R5连接到电阻R2的一端和N沟道耗尽型场效应管Q1的源极，电阻R2的另一端接地，PWM驱动芯片U1的第6管脚通过电阻R6连接到Q1的门极，N沟道耗尽型场效应管Q1的漏极连接到变压器的第3管脚，PWM驱动芯片U1的第7管脚与辅助电源连接并通过电解电容C3接地，PWM驱动芯片U1的第8管脚通过电容C7接地。
进一步的，第一电压反馈电路包括电阻R7、光电耦合器U28、电阻R8、二极管D12、比较放大器U58、电容C8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，辅助电源通过电阻R7连接到光电耦合器U28的第一管脚，光电耦合器U2的第二管脚通过电阻R8连接到二极管D12的阳极，二极管D12的阴极连接到比较放大器U58的第7管脚，并依次通过电容C8、电阻R9连接到比较放大器U58的第6管脚和电阻R11、电阻R12的一端，电阻R11的另一端连接到直流输出电路的正极，电阻R12的另一端连接到直流输出电路的地，比较放大器U58的第5管脚通过电阻R10连接到参考电压输入端，比较放大器U58的第8管脚连接到辅助电源的副边输出电压，比较放大器U58的第4管脚连接到地。
进一步的，第二电压反馈电路包括电阻R13、光电耦合器U38，电阻R13的一端连接到直流输出电路的正极，电阻R13的另一端连接到光电耦合器U38的第一管脚，光电耦合器U38的第二管脚接地，光电耦合器U38的第三管脚接原边地，光电耦合器U38的第四管脚接PWM驱动芯片的第一管脚。
本发明的有益效果是：通过原充电装置增添第二电压反馈电路和辅助电源改变供电方式来实现安全快速开机、零伏起充和多电压可控输出的目的，不仅实现了充电器充电安全可靠，提高充电的性能，而且因为辅助电源低功耗待机的特点还能达到节约能源的目的。
附图说明
图1为现有充电器电路结构框图；
图2为本发明的电路结构框图；
图3为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2和图3所示，本两级安全保护反馈控制充电器，包括交流输入电路、变压器、直流输出电路、PWM驱动芯片和第一电压反馈电路，交流输入电路与变压器电连接，变压器与直流输出电路电连接，直流输出电路与第一电压反馈电路电连接，第一电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，还包括第二电压反馈电路和辅助电源，直流输出电路与第二电压反馈电路电连接，第二电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，辅助电源与第一电压反馈电路、第二电压反馈电路和PWM驱动芯片电连接。交流输入电路包括火线接入脚L、零线接入脚N、保险丝FS1、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4和电解电容C1，火线接入脚L通过保险丝FS1连接到整流二极管D1的阳极和整流二极管D3的阴极，零线接入脚N连接到整流二极管D2的阳极和整流二极管D4的阴极，整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极连接到电解电容C1的正极，整流二极管D3的阳极和整流二极管D4的阳极连接到电解电容C1的负极。变压器包括电阻R1、电容C2、整流二极管D5、变压器T1和整流二极管D6，电阻R1的一端连接到电容C2的一端和T1的第一管脚，电阻R1的另一端连接到电容C2的另一端和整流二极管D5的阴极，整流二极管D5的阳极连接到变压器T1的第三管脚，整流二极管D6的阳极接地，整流二极管D6的阴极连接到变压器T1的第二管脚，变压器的第11管脚连接到直流输出的地，变压器的第12管脚连接到直流输出的肖特基二极管D7的阳极。直流输出电路包括肖特基二极管D7、肖特基二极管D8、电感L1和电解电容C10，肖特基二极管D7的阴极和肖特基二极管D8的阴极通过电感L1连接到电解电容C10的正极和直流输出的正极输出脚，肖特基二极管D8的阳极和电解电容C1O的负极连接到输出地。PWM驱动芯片，包括电解电容C3、PWM驱动芯片U1、电阻R3、电容C4、电容C7、电阻R4、电容C6、电阻R5、电容C5、电阻R6、N沟道耗尽型场效应管Q1和电阻R2，PWM驱动芯片U1的第一管脚连接到U2和U3的第4管脚、电阻R3和电容C4的一端，U2和U3的第4管脚、电阻R3和电容C4的另一端、PWM驱动芯片U1的第2管脚、第5管脚接地，PWM驱动芯片U1的第3管脚通过电容C6接地，通过电阻R4连接到PWM驱动芯片U1第8管脚，PWM驱动芯片U1的第4管脚通过电容C5接地，通过电阻R5连接到电阻R2的一端和N沟道耗尽型场效应管Q1的源极，电阻R2的另一端接地，PWM驱动芯片U1的第6管脚通过电阻R6连接到Q1的门极，N沟道耗尽型场效应管Q1的漏极连接到变压器的第3管脚，PWM驱动芯片U1的第7管脚与辅助电源连接并通过电解电容C3接地，PWM驱动芯片U1的第8管脚通过电容C7接地。第一电压反馈电路包括电阻R7、光电耦合器U28、电阻R8、二极管D12、比较放大器U58、电容C8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，辅助电源通过电阻R7连接到光电耦合器U28的第一管脚，光电耦合器U2的第二管脚通过电阻R8连接到二极管D12的阳极，二极管D12的阴极连接到比较放大器U58的第7管脚，并依次通过电容C8、电阻R9连接到比较放大器U58的第6管脚和电阻R11、电阻R12的一端，电阻R11的另一端连接到直流输出电路的正极，电阻R12的另一端连接到直流输出电路的地，比较放大器U58的第5管脚通过电阻R10连接到参考电压输入端，比较放大器U58的第8管脚连接到辅助电源的副边输出电压，比较放大器U58的第4管脚连接到地。第二电压反馈电路包括电阻R13、光电耦合器U38，电阻R13的一端连接到直流输出电路的正极，电阻R13的另一端连接到光电耦合器U38的第一管脚，光电耦合器U38的第二管脚接地，光电耦合器U38的第三管脚接原边地，光电耦合器U38的第四管脚接PWM驱动芯片的第一管脚。
对于现有的单电压输出的开关电源充电器，原副边可用交流输入或直流输出或变压器辅助绕组整流输出的电压供电工作，但是对于一些要求单路输出多种电压、零伏起充等高性能的充电器，因为供电电压与输出电压有直接的关系，这种供电方式满足不了需求，会出现高低电压无法处理的问题，导致电路无法控制，出现过流过压等现象，就会烧坏充电器或者电池。
对于现有的单电压单电流输出的充电器，只用比较放大器、稳压管或者基准电压稳压芯片等芯片可以很好的实现目的。但是对于一些要求单路输出多种电压、零伏起充等高性能的充电器，就必须再加上微控制芯片，来提供所要求的各种基准电压。
对于本发明充电器，增添一路小功率、低成本、低功耗辅助电源，不仅可以为单路输出多种电压、零伏起充等特性实现基本的供电功能，使电路正常安全工作，而且其低功耗待机的特性具有节约能源的优点。
对于本发明充电器，使用PWM驱动芯片提供各种反馈基准电压源，实现多电压输出的目的。
对于本发明充电器，在启动机器的时候，PWM驱动芯片复位初始化时各个管脚电压状态不受控制，反馈电压源也就不确定，可能会有启动时过压烧坏充电器的危险现象，为防止这种现象发生，再增添一路稳压管组成的快速反应的第二电压反馈电路，限制最高输出电压。并且可以在充电器工作时，作为双保险，保护过压现象的发生。
Claims (7)
1.一种两级安全保护反馈控制充电器，包括交流输入电路、变压器、直流输出电路、PWM驱动芯片和第一电压反馈电路，交流输入电路与变压器电连接，变压器与直流输出电路电连接，直流输出电路与第一电压反馈电路电连接，第一电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，其特征在于，还包括第二电压反馈电路和辅助电源，直流输出电路与第二电压反馈电路电连接，第二电压反馈电路与PWM驱动芯片电连接，辅助电源与第一电压反馈电路、第二电压反馈电路和PWM驱动芯片电连接。
2. 根据权利要求1所述的一种两级安全保护反馈控制充电器，其特征在于，所述的交流输入电路包括火线接入脚L、零线接入脚N、保险丝FS1、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4和电解电容C1，火线接入脚L通过保险丝FS1连接到整流二极管D1的阳极和整流二极管D3的阴极，零线接入脚N连接到整流二极管D2的阳极和整流二极管D4的阴极，整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极连接到电解电容C1的正极，整流二极管D3的阳极和整流二极管D4的阳极连接到电解电容C1的负极。
3. 根据权利要求1所述的一种两级安全保护反馈控制充电器，其特征在于，所述的变压器包括电阻R1、电容C2、整流二极管D5、变压器T1和整流二极管D6，电阻R1的一端连接到电容C2的一端和T1的第一管脚，电阻R1的另一端连接到电容C2的另一端和整流二极管D5的阴极，整流二极管D5的阳极连接到变压器T1的第三管脚，整流二极管D6的阳极接地，整流二极管D6的阴极连接到变压器T1的第二管脚，变压器的第11管脚连接到直流输出的地，变压器的第12管脚连接到直流输出的肖特基二极管D7的阳极。
4. 根据权利要求1所述的一种两级安全保护反馈控制充电器，其特征在于，所述的直流输出电路包括肖特基二极管D7、肖特基二极管D8、电感L1和电解电容C10，肖特基二极管D7的阴极和肖特基二极管D8的阴极通过电感L1连接到电解电容C10的正极和直流输出的正极输出脚，肖特基二极管D8的阳极和电解电容C1O的负极连接到输出地。
5. 根据权利要求1所述的一种两级安全保护反馈控制充电器，其特征在于，所述的PWM驱动芯片，包括电解电容C3、PWM驱动芯片U1、电阻R3、电容C4、电容C7、电阻R4、电容C6、电阻R5、电容C5、电阻R6、N沟道耗尽型场效应管Q1和电阻R2，PWM驱动芯片U1的第一管脚连接到U2和U3的第4管脚、电阻R3和电容C4的一端，U2和U3的第4管脚、电阻R3和电容C4的另一端、PWM驱动芯片U1的第2管脚、第5管脚接地，PWM驱动芯片U1的第3管脚通过电容C6接地，通过电阻R4连接到PWM驱动芯片U1第8管脚，PWM驱动芯片U1的第4管脚通过电容C5接地，通过电阻R5连接到电阻R2的一端和N沟道耗尽型场效应管Q1的源极，电阻R2的另一端接地，PWM驱动芯片U1的第6管脚通过电阻R6连接到Q1的门极，N沟道耗尽型场效应管Q1的漏极连接到变压器的第3管脚，PWM驱动芯片U1的第7管脚与辅助电源连接并通过电解电容C3接地，PWM驱动芯片U1的第8管脚通过电容C7接地。
6. 根据权利要求1所述的一种两级安全保护反馈控制充电器，其特征在于，所述的第一电压反馈电路包括电阻R7、光电耦合器U28、电阻R8、二极管D12、比较放大器U58、电容C8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，辅助电源通过电阻R7连接到光电耦合器U28的第一管脚，光电耦合器U2的第二管脚通过电阻R8连接到二极管D12的阳极，二极管D12的阴极连接到比较放大器U58的第7管脚，并依次通过电容C8、电阻R9连接到比较放大器U58的第6管脚和电阻R11、电阻R12的一端，电阻R11的另一端连接到直流输出电路的正极，电阻R12的另一端连接到直流输出电路的地，比较放大器U58的第5管脚通过电阻R10连接到参考电压输入端，比较放大器U58的第8管脚连接到辅助电源的副边输出电压，比较放大器U58的第4管脚连接到地。
7. 根据权利要求1所述的一种两级安全保护反馈控制充电器，其特征在于，所述的第二电压反馈电路包括电阻R13、光电耦合器U38，电阻R13的一端连接到直流输出电路的正极，电阻R13的另一端连接到光电耦合器U38的第一管脚，光电耦合器U38的第二管脚接地，光电耦合器U38的第三管脚接原边地，光电耦合器U38的第四管脚接PWM驱动芯片的第一管脚。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Two-stage safety protection feedback control charger Effective date of registration: 20181115 Granted publication date: 20160824 Pledgee: Xuzhou Huaichang Investment Co., Ltd. Pledgor: Xuzhou Hengyuan Electrical Appliances Co., Ltd. Registration number: 2018320000288 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191104 Granted publication date: 20160824 Pledgee: Xuzhou Huaichang Investment Co., Ltd. Pledgor: Xuzhou Hengyuan Electrical Appliances Co., Ltd. Registration number: 2018320000288 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Two-stage safety protection feedback control charger Effective date of registration: 20191106 Granted publication date: 20160824 Pledgee: Xuzhou Huaichang Investment Co., Ltd. Pledgor: Xuzhou Hengyuan Electrical Appliances Co., Ltd. Registration number: Y2019320000262 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210615 Granted publication date: 20160824 Pledgee: Xuzhou Huaichang Investment Co.,Ltd. Pledgor: XUZHOU HENGYUAN ELECTRICAL APPLIANCES Co.,Ltd. Registration number: Y2019320000262 |