CN105914832A - 带恒流保护的可调电压反馈电路及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带恒流保护的可调电压反馈电路，包括功率变换器、电压反馈模块、电压补偿模块、电流采样模块、电流反馈模块、控制模块以及设置在功率变换器二端的输入线路和输出线路。本发明还公开了这种电路的工作方法。本发明具有能对充电输入电压、输入电流进行无等级调整，能够使充电电源部分对不同电池、在不同的情况下输出最优的电压电流的优点。
Description
技术领域
本发明涉及调节电路，尤其是涉及一种能对充电输入电压、输入电流进行无等级调整，能够使充电电源部分对不同电池、在不同的情况下输出最优的电压电流的可调电压反馈电路及工作方法。
背景技术
随着移动终端的普及，移动终端的充电时间受到越来越多的关注，用户都希望自己的移动终端充电时间短且续航时间长。为了提高电池充电的速度与效率，在给电池充电时提高充电输入的输入电压和输入电流。现有充电技术的控制只能在一些固定电压点满足充电的需求，无法达到充电效果的最优化。
发明内容
为克服现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种能对充电输入电压、输入电流进行无等级调整，能够使充电电源部分对不同电池、在不同的情况下输出最优的电压电流的可调电压反馈电路。
本发明通过以下技术措施实现的，一种带恒流保护的可调电压反馈电路，包括功率变换器、控制模块以及设置在功率变换器二端的输入线路和输出线路；还包括
电压反馈模块，连接在功率变换器上，用于控制其电压输出范围；
电压补偿模块，连接在电压反馈电路的一输入端，用于通过电压反馈电路来连续或断续地调节功率变换器的输出电压；
电流采样模块，连接功率变换器的输出端，用于对功率变换器的输出电流进行采样；
电流反馈模块，用于接收电流采样模块输出的采样电流，经滤波后与控制模块所给的参数进行比较，并向电压反馈模块输出一电流反馈信号；
控制模块，用于与终端设备通讯，设置合适的电压，电流参数，保证在充电异常时，限制充电电流和充电电压，控制电压补偿模块的电压补偿程度，控制电流恒流保护的大小。
作为一种优选方式，所述功率变换器为FLYBACK变换器、Forward变换器、BUCK变换器或BOOST变换器。
作为一种优选方式，所述电压反馈模块包括第五电阻、第六电阻、第六电容、光电耦合器、稳压管、第十电阻和第十一电阻。
作为一种优选方式，所述电压补偿模块包括第十三电阻、第十四电阻和第八电容。
作为一种优选方式，所述电压补偿模块包括第十五电阻、第十六电阻、第九电容和第二二极管
作为一种优选方式，所述电流采样模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三电容和第一比较器。
作为一种优选方式，所述电流反馈模块包括第十二电阻、第七电容、第二比较器、第一二极管、第九电阻和第五电容。
本发明还公开了一种带恒流保护的可调电压反馈电路的工作方法，包括如下工作模式：
a.电压恒流模式，当控制模块与终端设备无数据通讯，并由电压反馈模块从功率变换器反馈后得到一个固定电压值输出，控制模块设定一个电流值，通过电流采样模块和电流反馈模块来保证变换器输出电流不超过该值；
b.基准电流保护恒压模式，当控制模块与终端设备无数据通讯，控制模块从终端设备获取需要的电压值和电流值，控制模块控制电压补偿模块通过滤波电路对其进行电压补偿，得到终端设备需要的电压值，并设定需求的电流值；
c.输出电压的连续或断续调节模式，当功率变换器的输出电压需要减小时，控制模块增大输送给电压补偿模块的电压，则功率变换器的输出电压同比减小；当功率变换器的输出电压需要增大时，控制模块减小输送给电压补偿模块的电压，则功率变换器的输出电压同比增大。
作为一种优选方式，还包括如下工作模式：
d.恒流充电模式，当终端设备需要恒流充电，控制模块根据电流采样模块的信息调整输送给电压补偿模块的电压，使功率变换器的输出电流恒流。
作为一种优选方式，还包括如下工作模式：
e.恒流保护模式，当功率变换器的输出电流超过设定的恒流值，则电流反馈模块的输出电压从低电平变为高电平，电压反馈模块的输入电压增加，功率变换器的输出电压减小，使功率变换器的输出电流值稳定在设定的电流值，实现恒流保护功能。
本发明属于恒压恒流控制的一种方式，提供一种可变电压、可变电流的恒流保护恒压的恒流控制方法及电路，用于宽电压输出，宽电流输出的充电设备，特别适合快速充电但不仅限于快速充电产品的电源部分。本发明能对充电输入电压、输入电流进行无等级调整，能够使充电电源部分对不同电池、在不同的情况下输出最优的电压电流。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图；
图2为本发明一实施例的电路原理图；
图3为本发明另一实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种带恒流保护的可调电压反馈电路，参考图1至图3，一种带恒流保护的可调电压反馈电路，包括功率变换器101、控制模块107以及设置在功率变换器101二端的输入线路VIN和输出线路VOUT；还包括
电压反馈模块102，连接在功率变换器101上，用于控制其电压输出范围；
电压补偿模块103，连接在电压反馈电路102的一输入端，用于通过电压反馈电路102来连续或断续地调节功率变换器101的输出电压；
电流采样模块105，连接功率变换器101的输出端VOUT，用于对功率变换器101的输出电流进行采样；
电流反馈模块106，用于接收电流采样模块102输出的采样电流，经滤波后与控制模块107所给的参数进行比较，并向电压反馈模块102输出一电流反馈信号；
控制模块107，用于与终端设备104通讯，设置合适的电压，电流参数，保证在充电异常时，限制充电电流和充电电压，控制电压补偿模块103的电压补偿程度，控制电流恒流保护的大小。
本带恒流保护的可调电压反馈电路的方法包括如下工作模式：
a.电压恒流模式，当控制模块107与终端设备104无数据通讯，由电压反馈模块102从功率变换器101反馈后得到一个固定电压值输出，控制模块107设定一个电流值，通过电流采样模块105和电流反馈模块106来保证变换器101输出电流不超过该值；
b.基准电流保护恒压模式，当控制模块107与终端设备104进行数据通讯，控制模块107从终端设备104获取需要的电压值和电流值，控制模块107控制电压补偿模块103通过滤波电路对其进行电压补偿，得到终端设备104需要的电压值，并设定需求的电流值；
c.输出电压的连续或断续调节模式，当功率变换器101的输出端VOUT电压需要减小时，控制模块107增大输送给电压补偿模块103的电压(输出的补偿信号，等效为直流电压)，则功率变换器101的输出端VOUT电压同比减小；当功率变换器101的输出电压需要增大时，控制模块107减小输送给电压补偿模块103的电压，则功率变换器101的输出端VOUT电压同比增大；
d.恒流充电模式，当终端设备104需要恒流充电，控制模块107根据电流采样模块105的信息调整输送给电压补偿模块103的电压，使功率变换器101的输出电流恒流；
e.恒流保护模式，当功率变换器101的输出电流超过设定的恒流值，则电流反馈模块106的输出电压从低电平变为高电平，第一二极管D1导通，电压反馈模块106的输入电压增加，功率变换器101的输出电压端VOUT减小，使功率变换器101的输出电流值稳定在设定的电流值，实现恒流保护功能。本电路可实行输出电压连续可调、输出电压断续可调和输出电流可调。
本带恒流保护的可调电压反馈电路及工作模式属于恒压恒流控制的一种方式，提供一种可变电压、可变电流的恒流保护恒压的恒流控制方法及电路，用于宽电压输出，宽电流输出的充电设备，特别适合快速充电但不仅限于快速充电产品的电源部分。能对充电输入电压、输入电流进行无等级调整，能够使充电电源部分对不同电池、在不同的情况下输出最优的电压电流。
在一实施例的充电电池的快速充电电路，请参考图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，功率变换器101为FLYBACK变换器、Forward变换器、BUCK变换器或BOOST变换器等任意有电压反馈的拓扑。
在一实施例的充电电池的快速充电电路，请参考图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，电压反馈模块102包括第五电阻R5、第六电阻R6、第六电容C6、光电耦合器U1、稳压管U2、第十电阻R10和第十一电阻R11。稳压管U2为TL431，也可替换为任意稳压控制芯片。
在一实施例的充电电池的快速充电电路，请参考图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，电压补偿模块103包括第十三电阻R13、第十四电阻R14和第八电容C8。
在另一实施例的充电电池的快速充电电路，请参考图3，在前面技术方案的基础上具体还可以是，电压补偿模块103包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第九电容C9和第二二极管D2。
在一实施例的充电电池的快速充电电路，请参考图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，电流采样模块105包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3和第一比较器U3。
在一实施例的充电电池的快速充电电路，请参考图2，在前面技术方案的基础上具体还可以是，电流反馈模块106包括第十二电阻R12、第七电容C7、第二比较器U4、第一二极管D1、第九电阻R9和第五电容C5。
以上是对本发明带恒流保护的可调电压反馈电路进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：包括功率变换器、控制模块以及设置在功率变换器二端的输入线路和输出线路；还包括
电压反馈模块，连接在功率变换器上，用于控制其电压输出范围；
电压补偿模块，连接在电压反馈电路的一输入端，用于通过电压反馈电路来连续或断续地调节功率变换器的输出电压；
电流采样模块，连接功率变换器的输出端，用于对功率变换器的输出电流进行采样；
电流反馈模块，用于接收电流采样模块输出的采样电流，经滤波后与控制模块所贮存的参数进行比较，并向电压反馈模块输出一电流反馈信号；
控制模块，用于与终端设备通讯，设置合适的电压，电流参数，保证在充电异常时，限制充电电流和充电电压，控制电压补偿模块的电压补偿程度，控制电流恒流保护的大小。
2.根据权利要求1所述的带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：所述功率变换器为FLYBACK变换器、Forward变换器、BUCK变换器或BOOST变换器。
3.根据权利要求1所述的带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：所述电压反馈模块包括第五电阻、第六电阻、第六电容、光电耦合器、稳压管、第十电阻和第十一电阻。
4.根据权利要求1所述的带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：所述电压补偿模块包括第十三电阻、第十四电阻和第八电容。
5.根据权利要求1所述的带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：所述电压补偿模块包括第十五电阻、第十六电阻、第九电容和第二二极管。
6.根据权利要求1所述的带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：所述电流采样模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三电容和第一比较器。
7.根据权利要求1所述的带恒流保护的可调电压反馈电路，其特征在于：所述电流反馈模块包括第十二电阻、第七电容、第二比较器、第一二极管、第九电阻和第五电容。
8.一种带恒流保护的可调电压反馈电路的工作方法，其特征在于包括如下工作模式：
a.电压恒流模式，当控制模块与终端设备无数据通讯，并由电压反馈模块从功率变换器反馈后得到一个固定电压值输出，控制模块设定一个电流值，通过电流采样模块和电流反馈模块来保证变换器输出电流不超过该值；
b.基准电流保护恒压模式，当控制模块与终端设备无数据通讯，控制模块从终端设备获取需要的电压值和电流值，控制模块控制电压补偿模块通过滤波电路对其进行电压补偿，得到终端设备需要的电压值，并设定需求的电流值；
c.输出电压的连续或断续调节模式，当功率变换器的输出电压需要减小时，控制模块增大输送给电压补偿模块的电压，则功率变换器的输出电压同比减小；当功率变换器的输出电压需要增大时，控制模块减小输送给电压补偿模块的电压，则功率变换器的输出电压同比增大。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于还包括如下工作模式：
d.恒流充电模式，当终端设备需要恒流充电，控制模块根据电流采样模块的信息调整输送给电压补偿模块的电压，使功率变换器的输出电流恒流。
10.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于还包括如下工作模式：
e.恒流保护模式，当功率变换器的输出电流超过设定的恒流值，则电流反馈模块的输出电压从低电平变为高电平，电压反馈模块的输入电压增加，功率变换器的输出电压减小，使功率变换器的输出电流值稳定在设定的电流值，实现恒流保护功能。
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