CN201440617U - 一种电流控制装置、充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电流控制装置、充电器；该电流控制装置用于控制电流回路中的电流，该电流回路中并联有输入电容，包括：限流电阻器，串联接入电流回路；采样模块，并联输入电容，采样输入电容的两端电压差值并输出；控制模块，接收采样模块输出的电压差值，当电压差值大于预设基准电压值时输出导通信号；开关模块，包括控制端和一对开关端，开关端并联限流电阻器，控制端接收控制模块输出的导通信号，在收到导通信号时控制开关端将限流电阻器短路。可以对电流回路进行电流控制，避免充电器、电源等插头插入电网时产生突入大电流继而产生电流火花，避免电流火花对插头及插座的结构、性能带来的影响，从而可降低相关器件的选用规格和投入成本。

Description

一种电流控制装置、充电器

技术领域

本实用新型涉及控制技术领域，尤其涉及一种电流控制装置、充电器。

背景技术

当前，在一些功率较大的(一般指功率为300瓦以上)充电器、电源中，为了进行滤波处理，往往会在其电流回路中并联一个容量相当可观的输入电容。这种现状，就决定了充电器、电源在插入电网的过程中，其电流回路上回存在瞬间(毫秒级)的突入大电流，使得充电器、电源的插头以及电网插座的导电金属结构在瞬间突入大电流的冲击之下产生电流火花。电流火花可能会导致插头与插座之间因为接触不良而引起过热，从而造成充电器、电源的性能失效，甚至严重的会引起火灾。

请一并参阅图1，图1为现有的一种充电器电路结构示意图。如图1所示，该充电器的电流回路上并联了输入电容101；滤波器102、整流桥103、升压模块104分别并联输入电容101。其中，升压模块104由电感器L3，续流二极管D3，限流电阻R1，功率因素校正器以及MOS管O1组成；输入电容101包括限流电阻R2，R3，R4以及电容器C。当充电器的插头在插入电网插座的过程中，电网的交流电会瞬间通过滤波器102和整流桥103，并从整流桥103的输出端口输出稳定电流，稳定电流瞬间通过升压模块104的电感器L3和续流二极管D3后，开始给电容器C充电；当电容器C在开始充电的瞬间相当于被短路；此时，电流会瞬间通过升压模块104，并从整流桥103的输入端口输入给整流桥103，并最终到达插头。这样，由于电容器C在充电器插入电网插座的瞬间相当于被短路，且电流回路上的阻抗比较小，使得在电流回路上产生了突入大电流，进而使充电器的插头及电网插座的导电金属结构在瞬间突入大电流的冲击之下产生电流火花。

发明人发现，现有技术中了尽可能地减小充电器、电源等插入电网时电流火花对插头及插座的导电金属结构、性能所带来的影响，不得不提高相关器件的选用规格，增大投入成本。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种电流控制装置、充电器，可以对电流回路进行电流控制，避免电流回路上产生突入大电流，继而可以避免产生电流火花。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种电流控制装置，用于控制电流回路中的电流，所述电流回路中并联有输入电容，所述电流控制装置包括：

限流电阻器，串联接入所述电流回路；

采样模块，并联所述输入电容，采样所述输入电容的两端电压差值并输出；

控制模块，接收所述采样模块输出的电压差值，当所述电压差值大于预设基准电压值时，输出导通信号；

开关模块，包括控制端和一对开关端，开关端并联所述限流电阻器，控制端接收所述驱动模块输出的导通信号，在收到所述导通信号时控制所述开关端将所述限流电阻器短路。

优选地，所述控制模块包括：

比较子模块，接收所述采样模块输出的电压差值，与所述预设基准电压值进行比较，在所述电压差值大于所述预设基准电压值时，输出翻转信号；

驱动子模块，接收所述比较子模块输出的翻转信号，放大所述翻转信号后作为导通信号输出。

优选地，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管，则所述绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述驱动模块连接，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述限流电阻器的一端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述限流电阻器的另一端连接；在栅极接收到导通信号时，所述绝缘栅双极型晶体管控制集电极和发射极将所述限流电阻器短路。

优选地，电流控制装置还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极连接，另一端与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接的第一保护电阻器，防止所述绝缘栅双极型晶体管被静电击穿。

优选地，电流控制装置还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，另一端与所述驱动模块连接的第二保护电阻器，对所述绝缘栅双极型晶体管进行限流保护。

本实用新型提供了还提供了一种充电器，包括：

电流回路和电流控制装置；

所述电流回路中并联有输入电容；

所述电流控制装置包括：

限流电阻器，串联接入所述电流回路；

采样模块，并联所述输入电容，采样所述输入电容的两端电压差值并输出；

控制模块，接收所述采样模块输出的电压差值，当所述电压差值大于预设基准电压值时，输出导通信号；

开关模块，包括控制端和一对开关端，开关端并联所述限流电阻器，控制端接收所述驱动模块输出的导通信号，在收到所述导通信号时控制所述开关端将所述限流电阻器短路。

优选地，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管，则所述绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述驱动模块连接，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述限流电阻器的一端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述限流电阻器的另一端连接；在栅极接收到导通信号时，所述绝缘栅双极型晶体管控制集电极和发射极将所述限流电阻器短路。

优选地，所述充电器还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极连接，另一端与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接的第一保护电阻器，防止所述绝缘栅双极型晶体管被静电击穿。

优选地，所述充电器还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，另一端与所述驱动模块连接的第二保护电阻器，对所述绝缘栅双极型晶体管进行限流保护。

与现有的技术相比，本实用新型实施例可以在充电器、电源等的电流回路上串联限流电阻器，当充电器、电源等插入电网时，可以通过限流电阻器来限制电流回路上的大小，使得输入电容在限流电阻器的作用下缓慢地充电；这样，充电器、电源等在插入电网时，电流回路上不会产生突入大电流，继而插头与插座之间不会产生电流火花，可以降低相关器件的选用规格，减少投入成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种充电器的电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供一种电流控制装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供另一种电流控制装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的一种充电器的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图2，图2为本实用新型实施例一提供一种电流控制装置的结构示意图。本实施例一提供的电流控制装置可以用于控制充电器、电源以及其他设备的并联有输入电容的电流回路中的电流。如图2所示，本实用新型提供的电流控制装置可以包括：

限流电阻器201，串联接入上述电流回路；

举例来说，本实施例一以及后续实施例中的电流回路包括但不限于功率在300瓦以上充电器、电源的电流回路。

采样模块202，并联上述输入电容，采样上述输入电容的两端电压差值并输出；

举例来说，采样模块202可以按照微秒，或秒为单位对上述输入电容的两端电压差值进行采样。比如，每隔500、600毫秒采样一次，或者每隔1、1.5秒就采样一次等等。

举例来说，上述采用模块202也可以和输入电容的一端进行连接，输出该端电压；

或者，上述采用模块202也可以采用间接采样方式实现对上述输入电容的两端电压差值的采样，例如，上述采用模块202可以采样图1所示的输入电容中的电阻R2和R3之间的电压值，或者采样R3和R4之间的电压值；这样，当阻R2和R3之间的电压值，或R3和R4之间的电压值到达某一个数值时，说明输入电容已经基本充满电，此时电容器C的充入电量最大。

控制模块203，接收上述采样模块202输出的电压差值，当该电压差值大于预设基准电压值时，输出导通信号；

开关模块204，包括控制端和一对开关端，开关端并联上述限流电阻器201，控制端接收上述控制模块输出的导通信号，在收到导通信号时控制开关端将上述限流电阻器201短路。

请一并参阅图3，图3为本实用新型实施例一提供的一种控制模块的结构示意图。如图3所示，上述控制模块203可以包括：

比较子模块2031，接收上述采样模块202输出的电压差值，与预设基准电压值进行比较，在电压差值大于预设基准电压值时，输出翻转信号；

举例来说，比较子模块2031输出翻转信号可以是比较子模块2031输出的信号由低电平变成高电平；比如比较子模块2031输出的信号由0伏变成12伏等等。

驱动子模块2032，接收上述比较子模块2032输出的翻转信号，放大翻转信号后作为导通信号输出。

举例来说，上述开关模块204可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)，那么绝缘栅双极型晶体管的栅极可以和上述控制模块连接；绝缘栅双极型晶体管的集电极可以和上述限流电阻器201的一端连接；绝缘栅双极型晶体管的发射极可以和上述限流电阻器201的另一端连接；在栅极接收到导通信号时，绝缘栅双极型晶体管可以控制集电极和发射极将上述限流电阻器201短路。此时，电流可以从绝缘栅双极型晶体管集电极输入，从发射极输出。

优选地，当上述开关模块204是绝缘栅双极型晶体管时，为了防止绝缘栅双极型晶体管被静电击穿，还可以在绝缘栅双极型晶体管的栅极和发射极之间连接第一保护电阻器。

优选地，当上述开关模块204是绝缘栅双极型晶体管时，本实用新型提供的电流控制装置还可以进一步包括：

一端与绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，另一端与上述控制模块203连接的第二保护电阻器，用于对绝缘栅双极型晶体管进行限流保护，防止绝缘栅双极型晶体管因为电流过大而损坏。

上述对本实用新型实施例一提供的电流控制装置进行了介绍，本实用新型实施例可以在充电器、电源等的电流回路上串联限流电阻器，当充电器、电源等插头插入电网时，可以通过限流电阻器来限制电流回路上的大小，使得输入电容在限流电阻器的作用下缓慢地充电。这样，充电器、电源等在插入电网时，避免了电流回路上都产生突入大电流，继而避免了插头与插座之间因突入大电流而产生的电流火花，进而可以降低相关器件的选用规格，减少投入成本。

实施例二：

请参阅图4，图4为本实用新型实施例二提供另一种电流控制装置的结构示意图。本实施例二提供的另一种电流控制装置既可以作为一个独立装置，用于实现对充电器、电源等的电路回路的电流控制；也可以作为充电器、源的组成部分，用于实现对充电器、电源的电路回路的电流控制。其中，电流回路中并联有输入电容，其中，输入电容可以和图1所示的输入电容的结构相同。如图4所示，该电流控制装置可以包括：

限流电阻器401，串联接入电流回路，用于限制电流回路上的电流大小；

其中，限流电阻器401可以串联接入在图1所示的充电器的电流回路上的整流桥的输出端口和升压模块的电感器L3之间，或者，限流电阻器401串联接入在图1所示的充电器的电流回路上升压模块的续流二极管D3和输入电容之间，本实用新型不作限定。

采样模块402，并联输入电容，采样输入电容的两端电压差值并输出；

举例来说，采用模块402对输入电容的两端电压差值进行采样的采样点可以设置在图1所示的输入电容中的电阻R3和R4之间，或者设置在电阻R2和R3之间，这样可以实现对输入电容的两端电压差值的间接采样。

其中，采样模块402可以按照微秒，毫秒、或秒为单位对输入电容的两端电压差值进行采样。比如，采用模块402可以每隔500、600毫秒采样一次，或者每隔1、1.5秒就采样一次等等。

比较子模块403，接收采样模块402输入的采样电压差值，比较采样电压差值是否大于或等于预设的基准电压值，如果是，则给驱动子模块404输出翻转信号；

如图4所示，比较子模块403可以通过“+”端口接收采样模块402输入的采样电压差值；其中，比较子模块403中的预设基准电压值可以是电阻器R5的电压值；具体地，电阻器R5一端接地，另一端与电阻器R2的一端连接；电阻器R2的另一端可以接高电平(箭头表示接高电平)，比较子模块403可以通过“-”端口来获取电阻器R5上的电压值。如图4所示，比较子模块403的“+”端口还可以进一步和电阻器R9的一端连接，电阻器R9的另一端可以接地，这样使得电路更加稳定。

驱动子模块404，接收上述比较子模块403输出的翻转信号，放大翻转信号后作为绝缘栅双极型晶体管IGBT405导通信号输出。

如图4所示，驱动子模块404另外两端中的一端可以接地，一端接高电平(箭头表示接高电平)。

绝缘栅双极型晶体管305，绝缘栅双极型晶体管305的栅极和驱动子模块404连接；绝缘栅双极型晶体管305的集电极和上述限流电阻器401的一端连接；绝缘栅双极型晶体管305的发射极和上述限流电阻器401的另一端连接；在栅极接收到驱动子模块404输出的导通信号时，绝缘栅双极型晶体管305可以控制集电极和发射极将上述限流电阻器401短路。此时，电流可以从绝缘栅双极型晶体管305的集电极输入，从发射极输出。

如图4所示，为了防止绝缘栅双极型晶体管405被静电击穿，还可以在绝缘栅双极型晶体管305的栅极和发射极之间连接第一保护电阻器406。

如图4所示，为了防止绝缘栅双极型晶体管405因为导通信号过大而损坏或者失效，可以在驱动子模块404和绝缘栅双极型晶体管405栅极之间连接第二保护电阻器407。

上述对本实用新型实施例二提供的电流控制装置进行了介绍，本实用新型实施例可以电流回路上串联限流电阻器，当电流回路插入电网时，可以通过限流电阻器来限制电流回路上的大小，使得输入电容在限流电阻器的作用下缓慢地充电。这样，电流回路在插入电网时，避免了电流回路上都产生突入大电流，继而避免产生的电流火花，进而可以降低相关器件的选用规格，减少投入成本。

实施例三：

请参阅图5，图5为本实用新型实施例三提供一种充电器的电路结构示意图。如图5所示，本实用新型实施例三提供的充电器可以包括：

电流回路506和电流控制装置505；

其中，输入电容501并联在电流回路506中，滤波器502、整流桥503、升压模块504分别并联输入电容501；

上述电流控制装置505连接在电流回路中，用于对电流回路506中的电流进行控制，电流控制装置505可以包括：

限流电阻器，串联接入电流回路506；

举例来说，限流电阻器可以串联接入在电流回路506上的整流桥503的输出端口和升压模块504的电感器L3之间，或者，限流电阻器串联接入在电流回路506上升压模块504的续流二极管D3和输入电容501之间，本实用新型不作限定。

采用模块，对输入电容501的两端电压差值进行采样的采样点可以设置在输入电容501中的限流电阻R3和R4之间，或者设置在限流电阻R2和R3之间，这样可以实现对输入电容501的两端电压差值的间接采样。

控制模块，接收采样模块输出的电压差值，当电压差值大于预设基准电压值时，输出导通信号；

开关模块，包括控制端和一对开关端，开关端并联限流电阻器，控制端接收控制模块输出的导通信号，在收到导通信号时控制开关端将限流电阻器短路。

举例来说，上述开关模块可以是绝缘栅双极型晶体管，那么绝缘栅双极型晶体管的栅极可以和控制模块连接；绝缘栅双极型晶体管的集电极可以和上述限流电阻器的一端连接；绝缘栅双极型晶体管的发射极可以和上述限流电阻器的另一端连接；在栅极接收到导通信号时，绝缘栅双极型晶体管可以控制集电极和发射极将上述限流电阻器短路。此时，电流可以从整流桥503的输出端口输入绝缘栅双极型晶体管集电极，并从发射极输出给升压模块504的电感器L3。

优选地，当上述开关模块是绝缘栅双极型晶体管时，为了防止绝缘栅双极型晶体管被静电击穿，还可以在绝缘栅双极型晶体管的栅极和发射极之间连接第一保护电阻器。

优选地，当上述开关模块是绝缘栅双极型晶体管时，本实用新型提供的电流控制装置还可以进一步包括：

一端与绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，另一端与上述控制模块203连接的第二保护电阻器，用于对绝缘栅双极型晶体管进行限流保护，防止绝缘栅双极型晶体管因为电流过大而烧坏。

上述对本实用新型实施例三提供的充电器进行介绍，本实用新型实施例可以电流回路上串联限流电阻器，当充电器插入电网时，可通过限流电阻器来限制电流回路上的大小，使得输入电容在限流电阻器的作用下缓慢地充电。这样，电流回路在插入电网时，避免了电流回路上都产生突入大电流，继而避免插头和插座之间产生电流火花，进而可以降低相关器件的选用规格，减少投入成本。

以上对本实用新型实施例所提供的一种电流控制装置、充电器进行了详细介绍，本文中应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种电流控制装置，用于控制电流回路中的电流，所述电流回路中并联有输入电容，其特征在于，所述电流控制装置包括：

限流电阻器，串联接入所述电流回路；

采样模块，并联所述输入电容，采样所述输入电容的两端电压差值并输出；

控制模块，接收所述采样模块输出的电压差值，当所述电压差值大于预设基准电压值时，输出导通信号；

开关模块，包括控制端和一对开关端，开关端并联所述限流电阻器，控制端接收所述控制模块输出的导通信号，在收到所述导通信号时控制所述开关端将所述限流电阻器短路。

2.根据权利要求1所述的电流控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：

比较子模块，接收所述采样模块输出的电压差值，与所述预设基准电压值进行比较，在所述电压差值大于所述预设基准电压值时，输出翻转信号；

驱动子模块，接收所述比较子模块输出的翻转信号，放大所述翻转信号后作为导通信号输出。

3.根据权利要求1或2所述的电流控制装置，其特征在于，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管，则所述绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述驱动模块连接，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述限流电阻器的一端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述限流电阻器的另一端连接；在栅极接收到导通信号时，所述绝缘栅双极型晶体管控制集电极和发射极将所述限流电阻器短路。

4.根据权利要求3所述的电流控制装置，其特征在于，还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极连接，另一端与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接的第一保护电阻器，防止所述绝缘栅双极型晶体管被静电击穿。

5.根据权利要求4所述的电流控制装置，其特征在于，还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，另一端与所述驱动模块连接的第二保护电阻器，对所述绝缘栅双极型晶体管进行限流保护。

6.一种充电器，其特征在于，包括：

电流回路和电流控制装置；

所述电流回路中并联有输入电容；

所述电流控制装置包括：

限流电阻器，串联接入所述电流回路；

采样模块，并联所述输入电容，采样所述输入电容的两端电压差值并输出；

控制模块，接收所述采样模块输出的电压差值，当所述电压差值大于预设基准电压值时，输出导通信号；

开关模块，包括控制端和一对开关端，开关端并联所述限流电阻器，控制端接收所述驱动模块输出的导通信号，在收到所述导通信号时控制所述开关端将所述限流电阻器短路。

7.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管，则所述绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述驱动模块连接，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述限流电阻器的一端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述限流电阻器的另一端连接；在栅极接收到导通信号时，所述绝缘栅双极型晶体管控制集电极和发射极将所述限流电阻器短路。

8.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极连接，另一端与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接的第一保护电阻器，防止所述绝缘栅双极型晶体管被静电击穿。

9.根据权利要求8所述的充电器，其特征在于，还包括：

一端与所述绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，另一端与所述驱动模块连接的第二保护电阻器，对所述绝缘栅双极型晶体管进行限流保护。

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