CN203850816U - 一种快速充电机的pfc过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种快速充电机的PFC过压保护电路，包括电压采样电路、PFC电路控制芯片U1、比较器U2、二极管D1，PFC电压经过电压采样电路分压采样后接入比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输入端接入参考电压生成电路产生的参考电压，比较器U2的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连接。本实用新型将PFC电压采样接入比较器与一给定的参考电平比较，产生的运放输出去控制PFC电路控制芯片的峰值电流保护，利用其逐波保护特性，从而达到PFC过压保护后能马上恢复的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种快速充电机的PFC过压保护电路。
背景技术
目前市面上铅酸蓄电池充电机(以下简称普充)的工作方式基本为恒流或恒压，为防止电池充电时过热而损伤，输出电流一般只有0.1C到0.2C。故普充PFC电路的负载变化很平缓，不会出现因负载突变引起的PFC电压过冲，故用常规的过压保护电路即可。
现已有公司生产出快速充电机，其用脉冲电流给电池充电，电流均值可达1.0C以上，在控制住电池温升的同时大大缩短了电池充电时间。上述工作方式意味着快充机的负载时有时无，故其PFC电路经常工作在重载与空载的不停切换中。
请参考图1，现有技术快速充电机的PFC过压保护电路包括电压采样电路1、PFC电路控制芯片U1(例如芯片L4981)，其过压保护和峰值电流保护过程介绍如下：
过压保护：PFC电压(PFC_V)经过电压采样电路1分压采样到PFC电路控制芯片U1的过压驱动端OVP(即芯片4981的3脚)。若过压驱动端OVP的电压值大于11脚的参考基准电压VREF(5.1V)，PFC电路控制芯片U1将封掉PFC驱动，同时12脚所接电容C13放电至电压为零。当PFC电压下降到正常范围，PFC电路控制芯片U1 各检测值恢复正常，芯片内部电路解除驱动的封锁，给电容C13充电到8.3V，而后驱动再次打开。由于受限于芯片内、外部电路的响应速度，驱动被封掉到再次打开的时间有近100毫秒。当输出电流变化很大时，如由额定值到零，则PFC电压会因过冲达到保护点，此时过压保护电路将工作，关掉PFC驱动，等一段时间后再恢复。此段时间无论怎样调整都将近100毫秒，这对于需要高速切换输出负载的快充机来说太长(需要小于10毫秒)，故需改进。
峰值电流保护：电流采样电阻RS上端接地，PFC电流方向从上至下，则下端电位为负值。电流采样电阻RS的下端(即PFC电流的输出端)与11脚的参考基准电压之间串接有电阻R3和电阻R5，PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK(即芯片2脚)与电阻R3和电阻R5节点连接。调节电阻R3和电阻R5的阻值，可使峰值电流保护驱动端IPK的电位在PFC电流增到某一值时从正变为负。当IPK电位为负时，PFC电路控制芯片U1将逐波封驱动，即封驱动后马上再开，若IPK电位仍为负，则再封，直到IPK电位为正。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种快速充电机的PFC过压保护电路，可以使得PFC电压在过压保护后得以快速恢复，保证快速充电机高速切换输出负载。
一种快速充电机的PFC过压保护电路，包括电压采样电路、PFC电路控制芯片U1、比较器U2、二极管D1，PFC电压经过电压采样电路分压采样后接入比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输 入端接入参考电压生成电路产生的参考电压，比较器U2的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连接。
如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，所述PFC电路控制芯片U1为芯片L4981，峰值电流保护驱动端IPK为芯片L4981的2脚。
如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，还包括参考电压生成电路，所述参考电压生成电路包括电阻R10、电阻R11和电容C9，电阻R10的一端与一直流电源连接，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电容C9连接在电阻R11两端，电阻R10、电阻R11的节点作为所述参考电压生成电路的输出端，将所述参考电压接入比较器U2的同相输入端。
如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，所述电压采样电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和电容C7，电阻R6、电阻R7和电阻R5依次串接后一端接入PFC电压，另一端接地，电容C7连接在电阻R5两端，电阻R7和电阻R5的节点作为所述电压采样电路的输出端与比较器U2的反相输入端连接。
如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，所述比较器U2为运算放大器LM358。
如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，PFC电路控制芯片U1的过压驱动端OVP通过电阻R13接地。
本实用新型PFC电压采样不按常规方式接入PFC电路控制芯片U1的过压驱动端OVP，过压驱动端OVP通过电阻接地，而是将PFC电压采样接入比较器U2与一给定的参考电平比较，产生的运放输出去控制PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护，利用其逐波保护特性，从而达到PFC过压保护后能马上恢复的目的。
附图说明
图1是现有技术快速充电机的PFC过压保护电路的电路图；
图2是本实用新型快速充电机的PFC过压保护电路的电路图。
图中：1—电压采样电路，2—参考电压生成电路，U1—PFC电路控制芯片，U2—比较器，RS—电流采样电阻，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11—电阻，C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C9、C10、C13—电容，D1—二极管，OVP—过压驱动端，IPK—峰值电流保护驱动端。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参考图2，本实用新型快速充电机的PFC过压保护电路包括电压采样电路1、参考电压生成电路2、PFC电路控制芯片U1(本实施例采用芯片L4981)、比较器U2、二极管D1、电阻R8、电阻R5。所述比较器U2可采用运算放大器LM358实现，其使用+15V和-5V双电源供电。PFC电路控制芯片U1的过压驱动端OVP(L4981的3脚)通过电阻R13接地，以防止干扰。
PFC电压经过电压采样电路1分压采样后接入比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输入端接入参考电压生成电路2产生的参考电压，比较器U2的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连接。
所述电压采样电路1包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和电容C7，电阻R6、电阻R7和电阻R5依次串接后一端接入PFC电压，另一端接地，电容C7连接在电阻R5两端，电阻R7和电阻R5的节点作为所述电压采样电路1的输出端与比较器U2的反相输入端连接。
所述参考电压生成电路2包括电阻R10、电阻R11和电容C9，电阻R10的一端与一直流电源(PFC_Vref)连接，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电容C9连接在电阻R11两端，电阻R10、电阻R11的节点作为所述参考电压生成电路2的输出端，将参考电压接入比较器U2的同相输入端。
若PFC电压正常，比较器U2的输出为+13V左右，二极管D1反向截止，过压保护电路不动作；当PFC电压超过保护点后，比较器U2的输出为-4V左右，此时二极管D1将导通，将PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK(即芯片L4981的2脚)电压拉到负，从而触发峰值电流保护，关掉PFC驱动。因峰值电流保护是逐波保护，故使得PFC电压得以快速恢复(恢复时间小于5毫秒)。
峰值电流保护部分与现有技术一样，即电流采样电阻RS上端接 地，PFC电流方向从上至下，则下端电位为负值。电流采样电阻RS的下端(即PFC电流的输出端)与PFC电路控制芯片U1的参考基准电压(VREF)之间串接有电阻R3和电阻R5，PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK(即芯片2脚)与电阻R3和电阻R5节点连接。调节电阻R3和电阻R5的阻值，可使峰值电流保护驱动端IPK的电位在PFC电流增到某一值时从正变为负。当IPK电位为负时，PFC电路控制芯片U1将逐波封驱动，即封驱动后马上再开，若IPK电位仍为负，则再封，直到IPK电位为正。
PFC电路控制芯片U1的电源端VCC接入一+15V的直流电源，所述+15V的直流电源通过电容C6接地，PFC电路控制芯片U1的参考基准电压端VREF通过电容C5接地。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种快速充电机的PFC过压保护电路，包括PFC电路控制芯片U1，其特征在于：还包括电压采样电路(1)、比较器U2、二极管D1，PFC电压经过电压采样电路(1)分压采样后接入比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输入端接入参考电压生成电路(2)产生的参考电压，比较器U2的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连接。
2.如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：所述PFC电路控制芯片U1为芯片L4981，峰值电流保护驱动端IPK为芯片L4981的2脚。
3.如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：还包括参考电压生成电路(2)，所述参考电压生成电路(2)包括电阻R10、电阻R11和电容C9，电阻R10的一端与一直流电源连接，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电容C9连接在电阻R11两端，电阻R10、电阻R11的节点作为所述参考电压生成电路(2)的输出端，将所述参考电压接入比较器U2的同相输入端。
4.如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：所述电压采样电路(1)包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和电容C7，电阻R6、电阻R7和电阻R5依次串接后一端接入PFC电压，另一端接地，电容C7连接在电阻R5两端，电阻R7和电阻R5的节点作为所述电压采样电路(1)的输出端与比较器U2的反相输入端连接。
5.如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：所述比较器U2为运算放大器LM358。
6.如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：PFC电路控制芯片U1的过压驱动端OVP通过电阻R13接地。
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