CN110429833A - 一种充电器的同步整流电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种充电器的同步整流电路，其中，包括，一变压器，变压器的原边将电量传输至变压器的副边，以产生高频方波；一同步整流模块，同步整流模块的输入端连接变压器的副边，同步整流模块的输出端连接外部电池的正极，用于控制高频方波以经过同步整流输出给外部电池供电。本发明的技术方案的有益效果在于：通过连接外部电池，以给同步整流电路供电，无需额外增加供电电路，通过同步整流模块，在外部电池的电压过低，造成供电电压不足的情况下，使得同步整流电路继续正常工作，以减少功率损耗，从而减少散热器件成本。

Description

一种充电器的同步整流电路
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种充电器的同步整流电路。
背景技术
蓄电池充电器，将高频开关电源技术与嵌入式微机控制技术有机地结合，运用智能动态调整技术，实现优化充电特性曲线，有效延长蓄电池的使用寿命。它采用恒流/恒压/小恒流等多个阶段充电方式，具有可靠性高、操作简便，重量轻，体积小等特点。为了方便用户，节约资源，市面上出现了兼容6V/12V蓄电池的智能充电器。这种智能充电器通过MCU(微控制单元)检测，可智能匹配6V或12V不同电压的蓄电池。为了降低成本，目前通常的做法是主输出使用肖特基二极管，经整流滤波之后产生通常最低15V以上的供电电压。
现有的6V/12V智能充电器供电电源，通常的做法主输出使用肖特基二极管，经整流滤波之后产生通常最低15V以上的供电电压。由于6V蓄电池充电电压较低，使得电路的工作电压也比较低，在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管(SBD)，也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。因此，针对上述问题，成为本领域技术人员亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在减少功率损耗的充电器的同步整流电路。具体技术方案如下：
本发明提供一种充电器的同步整流电路，连接一外部电池，其中，包括：
一变压器，所述变压器的原边将电量传输至所述变压器的副边，以产生高频方波；
一同步整流模块，所述同步整流模块的输入端连接所述变压器的副边，所述同步整流模块的输出端连接所述外部电池的正极，用于控制所述高频方波以经过同步整流输出给所述外部电池供电。
优选的，所述同步整流模块包括：
一同步整流控制芯片，所述同步整流控制芯片的电源引脚连接所述外部电池的正极，所述同步整流控制芯片的模拟接地引脚连接所述外部电池的负极，所述同步整流控制芯片的外壳接地引脚连接所述外部电池的负极；
一开关管，所述开关管的栅极连接所述同步整流控制芯片的使能引脚，所述开关管的漏极连接所述变压器的副边，所述开关管的源极连接所述外部电池的负极；
一二极管，所述二极管的正极连接至所述开关管的源极，所述二极管的负极连接至所述开关管的漏极。
优选的，所述同步整流模块还包括一限流电阻，所述限流电阻连接于所述同步整流控制芯片的检测引脚与所述开关管的漏极之间。
优选的，所述同步整流模块还包括一滤波电容，所述滤波电容的正极连接至所述同步整流控制芯片的电源引脚，所述滤波电容的负极连接至所述外部电池的负极。
优选的，所述变压器为高频变压器。
优选的，所述开关管为场效应管。
优选的，所述二极管为整流二极管。
优选的，所述滤波电容为极性电容。
本发明的技术方案的有益效果在于：通过连接外部电池，以给同步整流电路供电，无需额外增加供电电路，通过同步整流模块，在外部电池的电压过低，造成供电电压不足的情况下，使得同步整流电路继续正常工作，以减少功率损耗，从而减少散热器件成本。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例的同步整流电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种充电器的同步整流电路，其中，包括：
一变压器T，变压器T的原边将电量传输至变压器T的副边，以产生高频方波；
一同步整流模块1，同步整流模块1的输入端连接变压器T的副边，同步整流模块1的输出端连接外部电池Batt的正极，用于控制高频方波以经过同步整流输出给外部电池Batt供电。
变压器T为高频变压器。
通过上述提供的同步整流电路，如图1所示，上述变压器T为高频变压器，变压器T的原边的电量通过开关变换耦合到变压器T的副边，以产生高频方波。
进一步地，通过同步整流模块1将变压器T中的交流电压整流成直流电压，并进行滤波处理后，给外部电池Batt供电，无需额外增加供电电路，通过同步整流模块1，在外部电池的电压过低，造成供电电压不足的情况下，使得同步整流电路继续正常工作，以减少功率损耗，从而减少散热器件成本。
在一种较优的实施例中，同步整流模块1包括：
一同步整流控制芯片U，同步整流控制芯片U的电源引脚VDD连接外部电池Batt的正极，同步整流控制芯片的模拟接地引脚AGND连接外部电池Batt的负极，同步整流控制芯片U的外壳接地引脚PGND连接外部电池Batt的负极；
一开关管Q，开关管Q的栅极连接同步整流控制芯片U的使能引脚SYNC，开关管Q的漏极连接变压器T的副边，开关管Q的源极连接外部电池Batt的负极；
一二极管D，二极管D的正极连接至开关管Q的源极，二极管D的负极连接至开关管Q的漏极。
同步整流模块1还包括一限流电阻R，限流电阻R连接于同步整流控制芯片U的检测引脚VDET与开关管Q的漏极之间。
同步整流模块1还包括一滤波电容E，滤波电容E的正极连接至同步整流控制芯片U的电源引脚VDD，滤波电容E的负极连接至外部电池Batt的负极。
具体地，同步整流模块1中的同步整流控制芯片U，可以采用不同型号的芯片，本实施例中的同步整流控制芯片U的型号为ME8415，该同步整流控制芯片U包括五个引脚，分别为电源引脚VDD、模拟接地引脚AGND、外壳接地引脚PGND、使能引脚SYNC以及，其中，电源引脚VDD连接外部电池Batt的正极，用以通过外部电池Batt给同步整流控制芯片U供电，模拟接地引脚AGND和外壳接地引脚PGND分别连接外部电池Batt的负极，用于保护同步整流电路，以正常工作。
进一步地，开关管Q的栅极连接同步整流控制芯片U的使能引脚SYNC，开关管Q的漏极连接变压器T的副边，开关管Q的源极连接外部电池Batt的负极，以通过使能引脚SYNC控制开关管Q的接通或关断。
进一步地，通过连接在同步整流控制芯片U的检测引脚VDET与开关管Q的漏极之间的限流电阻R以及上述检测引脚VDET来检测开关管Q的电压大小。
进一步地，将二极管D与开关管Q并联，即该二极管D的正极连接至开关管Q的源极，二极管D的负极连接至开关管Q的漏极，当外部电池Batt的电压过低时(例如：外部电池Batt的电压为6V以下)，可能导致同步整流控制芯片U供电不足而无法正常工作，从而使得开关管Q无法正常工作，此时，通过增加一个二极管D，就可以维持同步整流电路的正常工作，本实施例中，通过以下例子作详细说明：
若采用肖特基二极管整流，导通压降0.6V，则整流损耗为：10A*0.6V＝6W；而采用同步整流，选用导通阻抗为10mΩ左右的开关管Q，则整流损耗为：10A*10A*0.01Ω＝1W，则可节约5W左右的功率损耗。因此，通过上述比较，在外部电池Batt的电压过低时，通过通过增加一个二极管D，可以设定充电器充电低于一定电压(如：6V)时，充电电流为一半或者更小，以减少整流损耗，当充电电压随着电池充电而升高，达到同步整流控制芯片U工作电压之后，再设定到正常的充电电流。
另外，经实际测试比较，120W充电器可以节约功率损耗4W以上，提高转换效率3个百分点以上。
进一步地，由于功率损耗减少，对散热要求降低，可以减少散热器件成本，因而综合材料成本并不增加或者增加很少。
进一步地，上述同步整流模块1还包括滤波电容E，该滤波电容E的正极连接至同步整流控制芯片U的电源引脚VDD，滤波电容E的负极连接至外部电池Batt的负极，用以在通过开关管Q或者二极管D将变压器T中的交流电压整流成直流电压之后，对直流电压进行滤波，进而给外部电池Batt充电。
在一种较优的实施例中，开关管Q为场效应管。
在一种较优的实施例中，二极管D为整流二极管。
在一种较优的实施例中，滤波电容E为极性电容。
本发明的技术方案的有益效果在于：通过连接外部电池，以给同步整流电路供电，无需额外增加供电电路，通过同步整流模块，在外部电池的电压过低，造成供电电压不足的情况下，使得同步整流电路继续正常工作，以减少功率损耗，从而减少散热器件成本。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电器的同步整流电路，连接一外部电池，其特征在于，包括：
一变压器，所述变压器的原边将电量传输至所述变压器的副边，以产生高频方波；
一同步整流模块，所述同步整流模块的输入端连接所述变压器的副边，所述同步整流模块的输出端连接所述外部电池的正极，用于控制所述高频方波以经过同步整流输出给所述外部电池供电。
2.根据权利要求1所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述同步整流模块包括：
一同步整流控制芯片，所述同步整流控制芯片的电源引脚连接所述外部电池的正极，所述同步整流控制芯片的模拟接地引脚连接所述外部电池的负极，所述同步整流控制芯片的外壳接地引脚连接所述外部电池的负极；
一开关管，所述开关管的栅极连接所述同步整流控制芯片的使能引脚，所述开关管的漏极连接所述变压器的副边，所述开关管的源极连接所述外部电池的负极；
一二极管，所述二极管的正极连接至所述开关管的源极，所述二极管的负极连接至所述开关管的漏极。
3.根据权利要求2所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述同步整流模块还包括一限流电阻，所述限流电阻连接于所述同步整流控制芯片的检测引脚与所述开关管的漏极之间。
4.根据权利要求2所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述同步整流模块还包括一滤波电容，所述滤波电容的正极连接至所述同步整流控制芯片的电源引脚，所述滤波电容的负极连接至所述外部电池的负极。
5.根据权利要求1所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述变压器为高频变压器。
6.根据权利要求2所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述开关管为场效应管。
7.根据权利要求2所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述二极管为整流二极管。
8.根据权利要求4所述的一种充电器的同步整流电路，其特征在于，所述滤波电容为极性电容。
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