CN105098858A - 利用top22x集成芯片实现恒流恒压的充电器控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种利用TOP22X集成芯片实现恒流恒压的充电器控制系统，主要由TOP22X集成芯片和恒流恒压电路组成；本发明通过恒流恒压控制电路控制TOP22X集成芯片实现PWM脉宽调制，从而实现恒流、恒压和输出保护等功能。

Description

利用TOP22X集成芯片实现恒流恒压的充电器控制系统

技术领域

本发明涉及开关电源领域，尤其涉及开关电源电池充电器。

背景技术

目前开关电源的应用越来越广泛，而电池充电器基本上都是用开关电源方式来实现的。因此判断一个电池充电器产品的优劣就在于其成本、安全性和可靠性等方面。

目前充电器电路主要是以电源管理芯片加功率开关管的方式来实现开关电源初级电路的PWM调节，由于使用元件较多，因此此类产品中的产品不良率、成本和EMI都比较高。还有一些是以RCC的方式来实现的，此类电路虽然省掉了电源管理芯片，但依然需要较多的元件来实现，其产品的不良率和EMI问题依然较高。

目前TOP22X集成芯片以其外部元件少、集成度高、EMI低、保护功能强大等优点在开关电源领域中已经得到广泛应用，但由于充电器在功能要求上的特殊性使得其在充电器领域应用上仍然是个空缺。

发明内容

针对上述现有技术中的问题与缺点，本新型实用提出了一种利用TOP22X集成芯片实现恒流恒压的充电器控制系统，利用其集成度高、外部元件少和自身所带的过温、过流等保护功能，能有效的降低成本和EMI，同时也使得生产工艺更加简便、安全性和可靠性更高。

本新型实用的技术方案如下：一种利用TOP22X集成芯片实现恒流恒压的充电器控制系统，包括TOP22X集成芯片、恒流恒压控制电路；

TOP22X集成芯片，有三个脚分别为控制脚、漏极、源极，通过漏极和源极的不停通断使变压器初级产生脉动电流，再通过变压器耦合到次级，次级再将输出状态反馈回控制脚，控制脚再通过其内部集成的一系列控制电路产生一个PWM驱动信号控制漏极和源极的通断时间；此外TOP22X集成芯片还内置了过流和过温保护；

恒流恒压控制电路102，用于检测输出电流，当输出电流大于设置的电流值时，产生一个反馈信号到TOP22X集成芯片101，使漏极和源极开通的占空比减小，从而达到了恒流效果；和用于检测输出电压，当输出电压大于设置的电压值时，产生一个反馈信号到TOP22X集成芯片101，使漏极和源极开通的占空比减小，从而达到了恒压效果；

采用本发明所提供的充电器，与背景技术提到的开关电源管理芯片加功率开关管方案和RCC方案相比，其电路简单、元器件少、EMI低，TOP227集成芯片自带的过流、过温保护，使得产品在成本降低的同时安全性和可靠性方面也得到改良。

本发明是在TOP22X集成芯片成熟的开关电源电路上加入了充电器所需的恒流恒压等功能将TOP22X集成芯片的优点应用于充电器上。

附图说明

附图1为本发明的原理框图；

附图2为本发明的具体电路图。

具体实施方式

下面结合图1、2对本发明工作原理作进一步说明：

本发明主要由TOP22X集成芯片1、恒流恒压控制电路2和输出保护电路3组成。当电源上电时，AC85～265V交流电通过由电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电感L1、整流桥BG1组成的整流滤波电路变为直流电，再通过变压器T1初级到TOP22X集成芯片U1，当U1漏极和源极接收到电压后开始以100KHz的频率斩波产生脉动电流，脉动电流通过变压器T1初级耦合到次级，再通过二极管D3和电容C8整流滤波得到直流电压；同时反馈电路也开始起作用。

由电阻R12、电阻R13、可调电阻VR1、ICU3、光电耦合器U2、电阻17、电阻R20、电阻R21、电阻R22、可调电阻VR2、三极管Q2、ICU4、运算放大器U5等元器件组成的恒流恒压控制电路2；当处于恒压状态时恒流电路不起作用三极管Q2处于导通状态，输出采样电压Vo通过电阻R13与可调电阻VR1分压产生电压反馈信号，当检测到输出电压Vo超过设定值时，电压反馈信号就会使ICU3第一脚高于2.5V，使ICU3的第2脚和第3脚之间的电阻减小，使通过光电耦合器U2第1脚和第2脚电流增大，通过耦合使光电耦合器U2第3脚和第4脚间电流增大，同时通过TOP22X集成芯片U1第1脚到输入地的电流增大，使得TOP22X集成芯片漏极和源极开通的占空比减小，从而限制了输出电压的最大值，与此同时其它两路辅助电路也同样通过各自整流滤波电路二极管D4、电容C10和二极管D2、电容C11得到了直流电压，分别给TOP22X集成芯片和输出反馈电路供电。VCC通过电阻R21到ICU4第一脚和第三脚产生一个2.5V的电压，电压2.5V通过电阻R22与可调电阻VR2产生一个基准电压到动算放大器U5第三脚；充电过程中，流过康铜丝的电流产生的电压信号Io通过电阻R20到运算放大器U5第二脚；当检测到电流大于设定值时，运算放大器U5第二脚电压就会大于第三脚基准电压，U5第一脚输出低电平到三极管Q2基极，使三极管Q2集电极和发射极断开，将ICU3第一脚电压推至高于2.5V，通过ICU2和光电耦合器U2的作用使TOP22X集成芯片U1漏极和源极的开通占空比减小，从而限制了输出电流的最大值。

输出保护电路3，由电阻R8、电阻R27、电容C16、三极管Q1、继电器FJ1。当充电器上电时，VCC通过电阻R27和电容C16到三极管Q1基极，使三极管Q1集电极和发射极瞬间打开，使VCC通过继电器控制线圈到地，从而使继电器导通，输出电压通过继电器到充电器输出端子，输出端子电压再通过电阻R8到达三极管Q1，使三极管Q1集电极和发射极继续打开，继电器继续导通；当充电器工作时遇到负载短路或正负极反接时，输出端子电压会降为0或负压，使得电阻R8到三极管Q1基极电压为0或负压，三极管Q1集电极和发射极关断，VCC无法通过继电器控制线圈到输出地，继电器关断，充电器输出关断，从而实现了充电器的输出保护功能。

本发明所提供的基于TOP22X集成芯片充电器具有外部元件少、保护功能强大、EMI低等优点，使得产品成本降低、安全性和可靠性更高，使其在同类产品中更具有竞争力。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.一种利用TOP22X集成芯片实现恒流恒压的充电器控制系统，其特征在于包括：TOP22X集成芯片和恒流恒压控制电路；

所述的TOP22X集成芯片，用于接收和处理输出反馈信号，再通过调节漏极和源极的开通时间来控制充电器的输出；所述的TOP22X集成芯片，有三个脚分别为控制脚、漏极、源极，通过漏极和源极的不停通断使变压器初级产生脉动电流，再通过变压器耦合到次级，次级再将输出状态反馈回控制脚，控制脚再通过其内部集成的一系列控制电路产生一个PWM驱动信号控制漏极和源极的通断时间；

所述的恒流恒压控制电路（102），用于检测和处理输出电流信号反馈给TOP22X集成芯片和用于检测和处理输出电压信号反馈给TOP22X集成芯片；其由电阻R12、电阻R13、可调电阻VR1、ICU3、光电耦合器U2、电阻17、电阻R20、电阻R21、电阻R22、可调电阻VR2、三极管Q2、ICU4、运算放大器U5等元器件组成。