CN202931012U - 一种从恒流到恒压模式的充电器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种从恒流到恒压模式的充电器电路，其特征在于：该充电器电路包括一电流控制型脉宽调制器，该充电器的输出端通过电流反馈电路与电流控制型脉宽调制器的输出补偿端连接，该充电器的输出端还通过电压反馈电路与电流控制型脉宽调制器的电压反馈端连接。本专利技术在典型的AC-DC的转换电路中引进了电流反馈和电压电路，并使用光耦将输出端与输入端隔离控制，并利用电芯本身的充电特性，实现在给电芯充电时由恒流充电到恒压充电的模式转换。从而最大限度的给电池充电，而且起到安全充电的目的，有效的提高电池使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电器电路系统的技术领域，具体的说是一种从恒流到恒压模式的充电器电路，特别涉及电器连接结构。
背景技术
一般充电器只限于恒压充电模式，但是在对锂离子电池充电时，由于锂离子电池本身的特性，基本的充电方式要求为：先恒流充电，充到一定程度时电流逐渐变小，需要从恒流模式转为恒压模式，以此方式达到尽量多的给锂离子电池充电，同时不损坏电池。如果用只有恒压模式的充电器给锂离子电池直接充电，在电池电压较低时，无法控制电流，充进得容量少而且会损坏电池本身；而电池系统本身增加此从恒流到恒压充电管理模块需要增加专门充电管理芯片，将大大增加成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种从恒流到恒压模式的充电器电路，在充电器里增加从恒流阶段到恒压阶段的控制功能，克服了现有技术中存在的缺点和不足。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种从恒流到恒压模式的充电器电路，其特征在于：该充电器电路包括一电流控制型脉宽调制器，该电流控制型脉宽调制器的输出端与MOS管的栅极连接，该MOS管的漏极与高频变压器的输入端连接，该MOS管的源极接地，该MOS管的源极还连接至电流控制型脉宽调制器的电流传感端，该高频变压器的输出端通过整流电路与充电器的输出端连接，该充电器的输出端通过电流反馈电路与电流控制型脉宽调制器的输出补偿端连接，该充电器的输出端还通过电压反馈电路与电流控制型脉宽调制器的电压反馈端连接。
根据本实用新型的具体实施例，该电流反馈电路包括一电流侦测电阻，该电流侦测电阻的一端与充电器的负输出端连接，该电流侦测电阻的另一端与放大器的输入端连接，该放大器的输出端与第一比较器的一个输入端连接，第一比较器的另一输入端与第一比较电压连接，第一比较器的输出端与第一光耦的一个输入端连接，第一光耦的另一输入端接电源电压，第一光耦的一个输出端与电流控制型脉宽调制器的输出补偿端连接，第一光耦的另一输出端接地。该电压反馈电路包括第二比较器，该第二比较器的一个输入端与充电器的正输出端连接，第二比较器的另一输入端与第二比较电压连接，第二比较器的输出端与三极管的基极连接，并通过电阻接地，三极管的发射极接地，三极管的集电极与第二光耦的一个输入端连接，第二光耦的另一输入端接电源电压，第二光耦的一个输出端接电源电压，第二光耦的另一输出端通过电阻接电流控制型脉宽调制器的电压反馈端。
本实用新型公开了一种从恒流到恒压模式的充电器电路，在充电器给锂离子电池充电过程中，电池在接近放空时，电压较低，充电器电压与电池压差较大，所以此时需要对充电器限流，此为恒流阶段；当充到一定程度时，电池电压升高，充电器电压也会随之提升，为了维护电池安全，充电器必须限制在电池的最高限附近，所以充电电流逐渐减小，电压恒定，此为恒压阶段。
基于以上要求，本案在基于使用UC3842 AC-DC芯片系统中，需要加入电流反馈电路：输出端主干回路中串接一个大功率、小阻值的侦测电阻，使用一级放大电路对该侦测电阻两端电压进行放大，然后将放大的电压信号送至后端的第一比较器，进行电压比较，如果电流过大，则第一比较器得到的电压信号将升高，迫使第一比较器输出低电压，进而使后端第一光耦导通，拉低UC3842输出补偿端电压，起到输出电流反馈作用，从而达到控制调节输出电流（功率）目的，使充电器能搞顺利的完成恒流阶段。
为了完成恒压阶段，需要在加入一个电压反馈电路：直接使用第二比较器，对输出末端电压进行采样比较，当输出电压高到预设值时，因为电流不会超过预设上限，以上电流反馈回路将不起作用，第二比较器输出高电平，使第二光耦导通，进而抬高UC3842电压反馈端电压，起到电压反馈作用，从而控制调节输出电压，实现恒压阶段。
本实用新型专利在典型的AC-DC的转换电路中引进了电流反馈和电压反馈电路，并实用光耦将输出端与输入端隔离控制，并利用电芯本身的充电特性，实现在给电芯充电时由恒流充电到恒压充电的模式转换。从而最大限度的给电池充电，而且起到安全充电的目的，有效的提高电池使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面参照附图，对本实用新型进一步进行描述。
本实用新型为一种从恒流到恒压模式的充电器电路，其特征在于：该充电器电路包括一电流控制型脉宽调制器U11（UC3842），该电流控制型脉宽调制器U11的输出端（6脚）与MOS管Q11的栅极连接，该MOS管Q11的漏极与高频变压器T11的输入端连接，该MOS管Q11的源极通过电阻R120和R138接地，该MOS管Q11的源极还通过电阻R133连接至电流控制型脉宽调制器U11的电流传感端（3脚），该高频变压器T11的输出端通过整流电路与充电器的输出端J1连接，该充电器的输出端J1通过电流反馈电路1与电流控制型脉宽调制器U11的输出补偿端（1脚）连接，该充电器的输出端J1还通过电压反馈电路2与电流控制型脉宽调制器U11的电压反馈端（2脚）连接。
在具体实施时，上述电流反馈回路1内设有一侦测电阻R128，该电流侦测电阻R128的一端与充电器的负输出端连接，该电流侦测电阻R128的另一端与放大器U3B的同向输入端连接，放大器U3B的反向输入端通过电阻R145接地，放大器U3B的输出端通过电阻R115与第一比较器U3C的反向输入端连接，第一比较器U3C的同向输入端与稳压芯片U13连接，通过稳压芯片U13以及与该稳压芯片U13连接的电阻R140、R141以及变阻器R142产生第一比较电压，第一比较器U3C的输出端通过二极管D16与第一光耦IC12的负输入端连接，第一光耦IC12的正输入端接电源电压VCC，第一光耦IC12的两个输入端之间并联有电容C117。第一光耦IC12的正输出端接电流控制型脉宽调制器U11的1脚即输出补偿端，第一光耦的负输出端接地，在第一光耦的两个输出端之间还并联有电容C118。
在具体实施时，上述电压反馈回路2中设有第二比较器U3A，第二比较器U3A的同向输入端通过电阻R124分别与电阻R148和电阻R149一端连接，电阻R148的另一端接地，电阻R149的另一端接充电器的正输出端，第二比较器U3A的反向输入端与稳压芯片U12连接，通过稳压芯片U12以及与其连接的电阻R17、R112和变阻器R121形成第二比较电压，第二比较器U3A的输出端通过电阻R130与三极管Q13的基极连接，三极管Q13的发射极接地，三极管Q13的集电极通过电阻R131与第二光耦IC11的负输入端连接，第二光耦IC11的正输入端接电源电压，第二光耦IC11两个输入端之间并联有电容C124，第二光耦IC11的正输出端接电源电压VCC，第二光耦IC11的负输出端通过电阻R110接电流控制型脉宽调制器U11的2脚电压反馈端，第二光耦IC11的负输出端还通过电阻R115接地，在第二光耦IC11的两个输出端之间并联有电容C125。
如图1中所示，在输出回路负端串入电流侦测电阻R125，使用放大器U3B(LM224AD)对R128电流采样放大，转化为放大的电压信号，输入到第一比较器U3C(LM224AD)反向输入端, 在第一比较器的正向输入端使用稳压芯片U13(TL431ACLP)预设好第一比较电压。将第一比较器的输出端通过二极管D16连接至第一光耦IC12(PC817)的输入端，将第一光耦IC12输出端连接到电流控制型脉宽调制器U11（UC3842）的1脚输出补偿端。此回路实现电流反馈功能，当电流超过上限时，将1脚 CMPEN拉低，从而降低脉宽调制输出占空比，控制输出功率，达到限制输出电流的目的。
随着充电的进行，电芯电压逐渐升高，电流也会减小，此时无需以上电流反馈电路起限制电流作用，所以电池进入第2阶段，限压：将充电器的正输出端电压使用R148与R149分压，从第二比较器U3A(LM224AD)的同向输入端通过电阻R124引进；在第二比较器U3A的反向输入端，接入稳压芯片U12(TL431ACLP)，设置好第二比较电压，当充电器电压升高超过此固定电压，第二比较器U3A输出高电压，使连接在第二比较器U3A输出端的三极管Q13导通，进而使连接三极管Q13的第二光耦IC11导通，从而抬高电流控制型脉宽调制器U11（UC3842）的2脚电压反馈端的电压，从而降低脉宽调制输出占空比，控制输出功率，使输出电压限定在一定范围之内。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种从恒流到恒压模式的充电器电路，其特征在于：该充电器电路包括一电流控制型脉宽调制器，该电流控制型脉宽调制器的输出端与MOS管的栅极连接，该MOS管的漏极与高频变压器的输入端连接，该MOS管的源极接地，该MOS管的源极还连接至电流控制型脉宽调制器的电流传感端，该高频变压器的输出端通过整流电路与充电器的输出端连接，该充电器的输出端通过电流反馈电路与电流控制型脉宽调制器的输出补偿端连接，该充电器的输出端还通过电压反馈电路与电流控制型脉宽调制器的电压反馈端连接。
2.根据权利要求1所述的充电器电路，其特征在于：该电流反馈电路包括一电流侦测电阻，该电流侦测电阻的一端与充电器的负输出端连接，该电流侦测电阻的另一端与放大器的输入端连接，该放大器的输出端与第一比较器的一个输入端连接，第一比较器的另一输入端与第一比较电压连接，第一比较器的输出端与第一光耦的一个输入端连接，第一光耦的另一输入端接电源电压，第一光耦的一个输出端与电流控制型脉宽调制器的输出补偿端连接，第一光耦的另一输出端接地。
3.根据权利要求1所述的充电器电路，其特征在于：该电压反馈电路包括第二比较器，该第二比较器的一个输入端与充电器的正输出端连接，第二比较器的另一输入端与第二比较电压连接，第二比较器的输出端与三极管的基极连接，并通过电阻接地，三极管的发射极接地，三极管的集电极与第二光耦的一个输入端连接，第二光耦的另一输入端接电源电压，第二光耦的一个输出端接电源电压，第二光耦的另一输出端通过电阻接电流控制型脉宽调制器的电压反馈端。
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|---|---|---|---|---|
| CN103346608A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-09 | 郁百超 | 微功耗动力电池通用充电机 |
| CN104104153A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-10-15 | 安徽国科电力设备有限公司 | 一种简单可靠的储能电源电路 |
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