CN106130337A - 一种充电用三端稳压型逆变电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，主要由控制芯片U2，变压器T，二极管整流器U1，双向开关S，蓄电池J，极性电容C1，极性电容C13，极性电容C12，极性电容C11，三端稳压电路，分别与控制芯片U2的CHRG1管脚和CHRG2管脚以及PROG管脚相连接的升压调整电路，以及分别与升压调整电路和双向开关S的a触点以及变压器T原边电感线圈相连接的非线性放大电路等组成。本发明能对输出电流中的干扰突波进行消除或抑制，能有效的提高本发明对输出电流的脉动的抑制能力，使输出电流保持稳定。

Description

一种充电用三端稳压型逆变电源

技术领域

本发明涉及一种充电电源，具体是指一种充电用三端稳压型逆变电源。

背景技术

充电电源charging supply供蓄电池充电用的整流装置。早期采用交流电动机-直流发电机组，又称旋转式机组作充电电源，20世纪60年代以后这种充电电源被电子器件组成的充电电源取代。然而，现有的电子器件组成的充电电源常采用双变压器，使得电子器件组成的充电电源的成本较高；这种电子器件组成的充电电源的输出功率也很低，致使负载能力差；并且，现有的电子器件组成的充电电源对输出电流脉动的抑制能力差，而存在输出电压不稳定的问题，从而导致充电时输出电流出现断续的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的电子器件组成的充电电源存在的输出功率低，输出电压不稳定的缺陷，提供一种充电用三端稳压型逆变电源。

本发明的目的用以下技术方案实现：一种充电用三端稳压型逆变电源，主要由控制芯片U2，变压器T，二极管整流器U1，双向开关S，蓄电池J，正极顺次经电阻R1和电感L1后与双向开关S的a触点相连接、负极接地的极性电容C1，P极经电阻R2后与双向开关S的a触点相连接、N极与控制芯片U2的GND管脚相连接后接地的发光二极管VD1，P极经电阻R3后与双向开关S的b触点相连接、N极接地的发光二极管VD2，负极与双向开关S的b触点相连接、正极经电阻R19后与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C13，正极与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的负极输出端相连接后接地的极性电容C12，正极与变压器T副边电感线圈的同名端相连接、负极与变压器T副边电感线圈的非同名端相连接的极性电容C11，输入端与电阻R1与电感L1的连接点相连接、输出端经电阻R30后与控制芯片U2的VCC管脚相连接的三端稳压电路，分别与控制芯片U2的CHRG1管脚和CHRG2管脚以及PROG管脚相连接的升压调整电路，以及分别与升压调整电路和双向开关S的a触点以及变压器T原边电感线圈相连接的非线性放大电路组成；所述二极管整流器U1的其中一个输入端与变压器T原边电感线圈的抽头相连接后接地、其另一个输入端与变压器T原边电感线圈的套马杆相连接；所述蓄电池J的正极与双向开关S的控制相连接、其负极接地。

进一步的，所述三端稳压电路由稳压芯片U3，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOS2，P极与稳压芯片U3的VIN管脚相连接、N极与电阻R1与电感L1的连接点相连接的二极管D8，一端与二极管D8的N极相连接、另一端接地的电阻R22，负极与三极管VT7的发射极相连接、正极经电阻R21后与二极管D8的N极相连接的极性电容C14，P极经电阻R20后与极性电容C14的正极相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D7，正极经电阻R23后与三极管VT7的集电极相连接、负极与三极管VT6的基极相连接的极性电容C15，正极经电阻R25后与三极管VT6的基极相连接、负极与三极管VT8的发射极相连接的极性电容C16，正极经电阻R27后与稳压芯片U3的VOUT管脚相连接、负极接地的极性电容C18，P极与三极管VT8的集电极相连接、N极经电阻R29后与极性电容C18的负极相连接的二极管D11，正极经电阻R28后与极性电容C18的正极相连接、负极与场效应管MOS2的栅极相连接的极性电容C19，正极与三极管VT8的基极相连接、负极经电感线圈L4后与场效应管MOS2的源极相连接的极性电容C17，N极与场效应管MOS2的栅极相连接、P极经电阻R24后与三极管VT6的基极相连接的二极管D10，以及P极经可调电阻R26后与稳压芯片U3的ADJ管脚相连接、N极与场效应管MOS2的源极相连接的稳压二极管D9组成；所述三极管VT7的基极与稳压芯片U3的VIN管脚相连接；所述二极管D10的P极还与三极管VT6的发射极相连接、其N极还与极性电容C17的负极相连接；所述场效应管MOS2的漏极接地、其源极则还经电阻R30后与控制芯片U2的VCC管脚相连接。

所述升压调整电路由场效应管MOS1，三极管VT1，正极与场效应管MOS1的漏极相连接、负极接地的极性电容C3，P极经电阻R4后与场效应管MOS1的栅极相连接、N极经电阻R5后与控制芯片U2的CHRG2管脚相连接的二极管D1，正极与场效应管MOS1的栅极相连接、负极经电阻R8后与场效应管MOS1的源极相连接的极性电容C4，负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电感L2后与场效应管MOS1的源极相连接的极性电容C5，P极与控制芯片U2的CHRG1管脚相连接、N极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D2，以及N极经可调电阻R9后与三极管VT1的集电极相连接、P极经电阻R6后与控制芯片U2的PROG管脚相连接的二极管D3组成；所述极性电容C4的负极还与三极管VT1的集电极相连接；所述场效应管MOS1的栅极还与控制芯片U2的VCC管脚相连接；所述三极管VT1的发射极与二极管D1的N极共同形成升压调整电路的输出端并与非线性放大电路相连接。

所述非线性放大电路由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT3的基极相连接的稳压二极管D4，负极经电阻R12后与三极管VT4的基极相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C7，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极经电阻R14后与三极管VT3的集电极相连接的二极管D6，负极与三极管VT4的集电极相连接、正极经电阻R16后与三极管VT3的集电极相连接后接地的极性电容C9，正极经电阻R13后与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R17后与变压器T原边电感线圈的同名端相连接的极性电容C10，正极经电阻R10后与三极管VT2的集电极相连接、负极经可调电阻R15后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C8，一端与极性电容C8的负极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电感L3，N极与三极管VT5的基极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，正极经电阻R7后与三极管VT2的集电极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C6，以及正极与双向开关S的a触点相连接、负极经电阻R18后与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C2组成；所述三极管VT2的基极与二极管D1的N极相连接；所述三极管VT3的集电极接地；所述三极管VT5的发射极与变压器T原边电感线圈的非同名端相连接。

为了达到更好的使用效果，所述控制芯片U2则优先采用了SX5058集成芯片来实现；同时，所述稳压芯片U3则优先采用了LM117集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能对输出电流中的干扰突波进行消除或抑制，有效的提高了本发明对输出电流的脉动的抑制能力，使输出电流保持稳定；并且本发明还能对输出电流的频率进行调整，使输出电流的频率更稳定，从而提高了本发明的输出功率，有效的提高了本发明的负载能力。

(2)本发明能对电压因环境温度和电路参数以及电磁干扰而产生的波动进行抑制，使电压保持恒定，从而确保了本发明能输出稳定的电压和电流。

(3)本发明能有效的降低电流损耗，极大的提高了本发明的输出功率，使本发明的负载能力得到了很好的提高，节约了成本，能很好的满足人们在节能方面的要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的三端稳压电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U2，变压器T，二极管整流器U1，双向开关S，蓄电池J，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R19，电阻R30，极性电容C1，极性电容C11，极性电容C12，极性电容C13，电感L1，三端稳压电路，发光二极管VD1，发光二极管VD2，升压调整电路，以及非线性放大电路组成。

连接时，极性电容C1的正极顺次经电阻R1和电感L1后与双向开关S的a触点相连接，负极接地。发光二极管VD1的P极经电阻R2后与双向开关S的a触点相连接，N极与控制芯片U2的GND管脚相连接后接地。发光二极管VD2的P极经电阻R3后与双向开关S的b触点相连接，N极接地。极性电容C13的负极与双向开关S的b触点相连接，正极经电阻R19后与二极管整流器U1的正极输出端相连接。

其中，极性电容C12的正极与二极管整流器U1的正极输出端相连接，负极与二极管整流器U1的负极输出端相连接后接地。极性电容C11的正极与变压器T副边电感线圈的同名端相连接，负极与变压器T副边电感线圈的非同名端相连接。三端稳压电路的输入端与电阻R1与电感L1的连接点相连接，输出端经电阻R30后与控制芯片U2的VCC管脚相连接。升压调整电路分别与控制芯片U2的CHRG1管脚和CHRG2管脚以及PROG管脚相连接。非线性放大电路分别与升压调整电路和双向开关S的a触点以及变压器T原边电感线圈相连接。

所述二极管整流器U1的其中一个输入端与变压器T原边电感线圈的抽头相连接后接地，其另一个输入端与变压器T原边电感线圈的套马杆相连接；所述蓄电池J的正极与双向开关S的控制相连接，其负极接地。为了达到更好的使用效果，所述控制芯片U2则优先采用了SX5058集成芯片来实现。

进一步地，所述升压调整电路由场效应管MOS1，三极管VT1，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R8，可调电阻R9，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D1，二极管D2，以及二极管D3组成。

连接时，极性电容C3的正极与场效应管MOS1的漏极相连接，负极接地。二极管D1的P极经电阻R4后与场效应管MOS1的栅极相连接，N极经电阻R5后与控制芯片U2的CHRG2管脚相连接。极性电容C4的正极与场效应管MOS1的栅极相连接，负极经电阻R8后与场效应管MOS1的源极相连接。

其中，极性电容C5的负极与三极管VT1的基极相连接，正极经电感L2后与场效应管MOS1的源极相连接。二极管D2的P极与控制芯片U2的CHRG1管脚相连接，N极与三极管VT1的集电极相连接。二极管D3的N极经可调电阻R9后与三极管VT1的集电极相连接，P极经电阻R6后与控制芯片U2的PROG管脚相连接。

所述极性电容C4的负极还与三极管VT1的集电极相连接；所述场效应管MOS1的栅极还与控制芯片U2的VCC管脚相连接；所述三极管VT1的发射极与二极管D1的N极共同形成升压调整电路的输出端并与非线性放大电路相连接。

更进一步地，所述非线性放大电路由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，电阻R7，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，可调电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，极性电容C2，极性电容C极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，稳压二极管D4，二极管D5，二极管D6，以及电感L3组成。

连接时，稳压二极管D4的P极与三极管VT1的发射极相连接，N极经电阻R11后与三极管VT3的基极相连接。极性电容C7的负极经电阻R12后与三极管VT4的基极相连接，正极与三极管VT3的发射极相连接。二极管D6的N极与三极管VT4的集电极相连接，P极经电阻R14后与三极管VT3的集电极相连接。

其中，极性电容C9的负极与三极管VT4的集电极相连接，正极经电阻R16后与三极管VT3的集电极相连接后接地。极性电容C10的正极经电阻R13后与三极管VT4的发射极相连接，负极经电阻R17后与变压器T原边电感线圈的同名端相连接。极性电容C8的正极经电阻R10后与三极管VT2的集电极相连接，负极经可调电阻R15后与三极管VT4的集电极相连接。

同时，电感L3的一端与极性电容C8的负极相连接，另一端与三极管VT4的集电极相连接。二极管D5的N极与三极管VT5的基极相连接，P极与三极管VT2的发射极相连接。极性电容C6的正极经电阻R7后与三极管VT2的集电极相连接，负极与三极管VT5的集电极相连接。极性电容C2的正极与双向开关S的a触点相连接，负极经电阻R18后与三极管VT5的集电极相连接。

所述三极管VT2的基极与二极管D1的N极相连接；所述三极管VT3的集电极接地；所述三极管VT5的发射极与变压器T原边电感线圈的非同名端相连接。

如图2所示，所述三端稳压电路由稳压芯片U3，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOS2，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，可调电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电感线圈L4，极性电容C14，极性电容C15，极性电容C16，极性电容C17，极性电容C18，极性电容C19，二极管D7，二极管D8，稳压二极管D9，二极管D10，以及二极管D11组成。

连接时，二极管D8的P极与稳压芯片U3的VIN管脚相连接，N极与电阻R1与电感L1的连接点相连接。电阻R22的一端与二极管D8的N极相连接，另一端接地。极性电容C14的负极与三极管VT7的发射极相连接，正极经电阻R21后与二极管D8的N极相连接。二极管D7的P极经电阻R20后与极性电容C14的正极相连接，N极与三极管VT6的集电极相连接。极性电容C15的正极经电阻R23后与三极管VT7的集电极相连接，负极与三极管VT6的基极相连接。

其中，极性电容C16的正极经电阻R25后与三极管VT6的基极相连接，负极与三极管VT8的发射极相连接。极性电容C18的正极经电阻R27后与稳压芯片U3的VOUT管脚相连接，负极接地。二极管D11的P极与三极管VT8的集电极相连接，N极经电阻R29后与极性电容C18的负极相连接。极性电容C19的正极经电阻R28后与极性电容C18的正极相连接，负极与场效应管MOS2的栅极相连接。

同时，极性电容C17的正极与三极管VT8的基极相连接，负极经电感线圈L4后与场效应管MOS2的源极相连接。二极管D10的N极与场效应管MOS2的栅极相连接，P极经电阻R24后与三极管VT6的基极相连接。稳压二极管D9的P极经可调电阻R26后与稳压芯片U3的ADJ管脚相连接，N极与场效应管MOS2的源极相连接。

所述三极管VT7的基极与稳压芯片U3的VIN管脚相连接；所述二极管D10的P极还与三极管VT6的发射极相连接，其N极还与极性电容C17的负极相连接；所述场效应管MOS2的漏极接地，其源极则还经电阻R30后与控制芯片U2的VCC管脚相连接。为了本发明的实际使用效果，所述稳压芯片U3则优先采用了LM117集成芯片来实现。

运行时，该逆变电源中的电感L1、电阻R1、极性电容C1形成了效磁器，该效磁器能对输出电流中的干扰突波进行消除或抑制，有效的提高了本发明对输出电流的脉动的抑制能力，使输出电流保持稳定；且由场效应管MOS1和三极管VT1以及可调电阻R9等电子元件形成的升压电路对控制芯片U2输出的电压进行调节，该调节后的电压由三极管VT2和三极管VT3以及三极管VT4和三极管VT5等电子元件形成的非线性放大电路对输出电流的频率进行调整，使输出电流的频率更稳定、更强；而变压器T的工作频率则是由非线性放大电路的输出频率来决定，而非线性放大电路的输出频率则又由可调电阻R15来确定，调节电阻R15可适当改变其工作的频率。一般要求其频率与市电频率相同，即为50Hz。

同时，电路还设置了有对该逆变电源的工作状态进行转换的双向开关S，当该开关拨至a点时，控制芯片U2将蓄电池J输出的12V电压稳定为5V，作为控制芯片U2的工作电压；该5V电压经升压电路调节后输出12V电压，同时，该12V电压经三极管VT2和三极管VT3以及三极管VT4和三极管VT5等电子元件形成的非线性放大电路对电压电流的频率进行放大，再由变压器T升为220V交流电为负载供电。当开关S拨至b点时，则开关S与a点断开，控制芯片U2断电，控制芯片U2无输出电压，升压调整电路停止工作，同时，三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4、三极管VT5均截止；此时，若变压器T副边电感线圈端接入220V市电，则变压器T就将220V的交流电压降为12V，经二极管整流器U1整流后向蓄电池J提供充哲电压。

其中，本发明的三端稳压电路能对蓄电池J输出的12V电压因环境温度和电路参数以及电磁干扰而产生的波动进行抑制，即使控制芯片U2能接收到稳定的12V电压，有效的确保了控制芯片U2能输出稳定的的5V电压，从而提高了本发明能输出稳定的电压和电流。

为指示逆变升压与充电这两种工作状态，两部分电路分别用绿色发光二极管VD1作为输出逆变升压的指示显示，红色发光二极管VD2作为充电指示显示，以表明该部分电路接通。为保证该逆变电源可靠地工作，在双向开关S拨至b点时才能接人市电电源，否则将会影响本发明的正常工作。

本发明的逆变升压与充电能使用同一个变压器T来完成，能有效的降低电流损耗，极大的提高了本发明的输出功率，使本发明的负载能力得到了很好的提高，节约了成本，能很好的满足人们在节能方面的要求。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (6)

1.一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，主要由控制芯片U2，变压器T，二极管整流器U1，双向开关S，蓄电池J，正极顺次经电阻R1和电感L1后与双向开关S的a触点相连接、负极接地的极性电容C1，P极经电阻R2后与双向开关S的a触点相连接、N极与控制芯片U2的GND管脚相连接后接地的发光二极管VD1，P极经电阻R3后与双向开关S的b触点相连接、N极接地的发光二极管VD2，负极与双向开关S的b触点相连接、正极经电阻R19后与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C13，正极与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的负极输出端相连接后接地的极性电容C12，正极与变压器T副边电感线圈的同名端相连接、负极与变压器T副边电感线圈的非同名端相连接的极性电容C11，输入端与电阻R1与电感L1的连接点相连接、输出端经电阻R30后与控制芯片U2的VCC管脚相连接的三端稳压电路，分别与控制芯片U2的CHRG1管脚和CHRG2管脚以及PROG管脚相连接的升压调整电路，以及分别与升压调整电路和双向开关S的a触点以及变压器T原边电感线圈相连接的非线性放大电路组成；所述二极管整流器U1的其中一个输入端与变压器T原边电感线圈的抽头相连接后接地、其另一个输入端与变压器T原边电感线圈的套马杆相连接；所述蓄电池J的正极与双向开关S的控制相连接、其负极接地。

2.根据权利要求1所述的一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，所述三端稳压电路由稳压芯片U3，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOS2，P极与稳压芯片U3的VIN管脚相连接、N极与电阻R1与电感L1的连接点相连接的二极管D8，一端与二极管D8的N极相连接、另一端接地的电阻R22，负极与三极管VT7的发射极相连接、正极经电阻R21后与二极管D8的N极相连接的极性电容C14，P极经电阻R20后与极性电容C14的正极相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D7，正极经电阻R23后与三极管VT7的集电极相连接、负极与三极管VT6的基极相连接的极性电容C15，正极经电阻R25后与三极管VT6的基极相连接、负极与三极管VT8的发射极相连接的极性电容C16，正极经电阻R27后与稳压芯片U3的VOUT管脚相连接、负极接地的极性电容C18，P极与三极管VT8的集电极相连接、N极经电阻R29后与极性电容C18的负极相连接的二极管D11，正极经电阻R28后与极性电容C18的正极相连接、负极与场效应管MOS2的栅极相连接的极性电容C19，正极与三极管VT8的基极相连接、负极经电感线圈L4后与场效应管MOS2的源极相连接的极性电容C17，N极与场效应管MOS2的栅极相连接、P极经电阻R24后与三极管VT6的基极相连接的二极管D10，以及P极经可调电阻R26后与稳压芯片U3的ADJ管脚相连接、N极与场效应管MOS2的源极相连接的稳压二极管D9组成；所述三极管VT7的基极与稳压芯片U3的VIN管脚相连接；所述二极管D10的P极还与三极管VT6的发射极相连接、其N极还与极性电容C17的负极相连接；所述场效应管MOS2的漏极接地、其源极则还经电阻R30后与控制芯片U2的VCC管脚相连接。

3.根据权利要求2所述的一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，所述升压调整电路由场效应管MOS1，三极管VT1，正极与场效应管MOS1的漏极相连接、负极接地的极性电容C3，P极经电阻R4后与场效应管MOS1的栅极相连接、N极经电阻R5后与控制芯片U2的CHRG2管脚相连接的二极管D1，正极与场效应管MOS1的栅极相连接、负极经电阻R8后与场效应管MOS1的源极相连接的极性电容C4，负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电感L2后与场效应管MOS1的源极相连接的极性电容C5，P极与控制芯片U2的CHRG1管脚相连接、N极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D2，以及N极经可调电阻R9后与三极管VT1的集电极相连接、P极经电阻R6后与控制芯片U2的PROG管脚相连接的二极管D3组成；所述极性电容C4的负极还与三极管VT1的集电极相连接；所述场效应管MOS1的栅极还与控制芯片U2的VCC管脚相连接；所述三极管VT1的发射极与二极管D1的N极共同形成升压调整电路的输出端并与非线性放大电路相连接。

4.根据权利要求3所述的一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，所述非线性放大电路由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT3的基极相连接的稳压二极管D4，负极经电阻R12后与三极管VT4的基极相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C7，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极经电阻R14后与三极管VT3的集电极相连接的二极管D6，负极与三极管VT4的集电极相连接、正极经电阻R16后与三极管VT3的集电极相连接后接地的极性电容C9，正极经电阻R13后与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R17后与变压器T原边电感线圈的同名端相连接的极性电容C10，正极经电阻R10后与三极管VT2的集电极相连接、负极经可调电阻R15后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C8，一端与极性电容C8的负极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电感L3，N极与三极管VT5的基极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，正极经电阻R7后与三极管VT2的集电极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C6，以及正极与双向开关S的a触点相连接、负极经电阻R18后与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C2组成；所述三极管VT2的基极与二极管D1的N极相连接；所述三极管VT3的集电极接地；所述三极管VT5的发射极与变压器T原边电感线圈的非同名端相连接。

5.根据权利要求4所述的一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，所述控制芯片U2为SX5058集成芯片。

6.根据权利要求4所述的一种充电用三端稳压型逆变电源，其特征在于，所述稳压芯片U3为LM117集成芯片。