CN204615485U - 便携式车载蓄电池智能充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了便携式车载蓄电池智能充电电路，包括：全桥整流滤波电路、PWM控制稳压电路、反接保护电路和输出控制电路；所述的全桥整流滤波电路由热敏电阻、整流电桥、电容等组成。所述的PWM控制稳压电路由开关电源厚膜集成块(KA5Q1265RF)、高频变压器、可控精密稳压源(TL431)、光电耦合器(PC817)组成。所述的反接保护电路由PNP型三极管（Q6）、场效应管（Q5）、齐纳二极管（D14）、蜂鸣器等组成。所述的输出控制电路包括输出电路、充电指示灯和风扇控制电路、电压采样电路构成。本实用新型结构简单，具有防反接,防短路,过载保护等特点，使用方便、安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路，特别涉及到便携式车载蓄电池智能充电电路。
背景技术
充电器是人们日常生活中常用的一种家用设备，手机、电脑、电动车等很多家用电器都会使用到充电器。现有充电器的样式和使用对象各有不同，但现有充电器多采用分立元件，电路可靠性不高，电路线性和负载调节性较差，电压不方便进行随机调节，而且输出电流较小，效率较低。而对于大电流输出的充电往往电路变得复杂，容易发生故障，充电器功耗比较大。这些缺点都会对充电器的质量造成不利影响。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本实用新型提出的便携式车载蓄电池智能充电电路，其结构简单，具有防反接,防短路,过载保护等特点，使用方便、安全可靠。
（二）技术方案
便携式车载蓄电池智能充电电路，包括：全桥整流滤波电路、PWM控制稳压电路、反接保护电路和输出控制电路；所述的全桥整流滤波电路中220V交流市电经桥式整流和电容C22滤波后，得到约300V的直流电压；该电压经0.33欧大功率检流电阻R52进入高频变压器初级绕组L1的4脚入，7脚出，经初级绕组L1加至PWM控制芯片KA5Q1265RF的1脚，从其内置场效应管栅极至2脚GND构成回路；所述的PWM控制稳压电路由开关电源厚膜集成块KA5Q1265RF、高频变压器、可控精密稳压源TL431、光电耦合器PC817组成；所述的反接保护电路由PNP型三极管Q6、场效应管Q5、齐纳二极管D14、蜂鸣器组成；当蓄电池正负极接反，OUT-为正极，OUT+为负极；蓄电池正极电压OUT-经电阻R32到蜂鸣器正极，由蜂鸣器负极至电阻R42，流入蓄电池负极OUT+，构成回路，发出反接报警；所述的输出控制电路包括输出电路、充电指示灯和风扇控制电路、电压采样电路构成；其中输出电路将高频变压器次级绕组L4电压经肖特基二极管MBR20100也就是D2整流，经电容C20、C21滤波输出；充电指示灯和风扇控制电路由将高频变压器次级绕组L5经高速开关二极管IN4148的D15、D16整流、电容C15滤波得到；电压采样电路由并联型直流稳压电路、双运算放大器LM358、NPN型三极管Q1等组成。
进一步的，所述的PWM控制稳压电路中市电经电阻R34对电容C16进行充电，C16电压上升，从而使KA5Q1265RF的3脚电压也上升，当C16电压上升至15V时，KA5Q1265RF内部启动电路启动，并开始产生振荡脉冲，从而使内部电路进入工作状态，初级绕组L1开始给开关变压器供能；一旦电源工作后，芯片索取的工作电流增大，此时由绕组L3的2脚至3脚上的开关脉冲经二极管D17整流、C16滤波后所产生的直流电压来给芯片供电，以满足3脚在正常工作时的供电要求；当电路振荡后，只要3脚电压不低于9V，它将继续维持振荡状态；
KA5Q1265RF的5脚外接同步自锁电路，所述的同步自锁电路由二极管D21、电阻R40、电阻R41、电容C19组成；开关变压器绕组L2的1脚至2脚上的脉冲电压经同步自锁电路送至KA5Q1265RF的5脚，每向5脚输入一个正脉冲，芯片内部比较器就翻转一次，从而使内部振荡器的振荡状态及时得到调整，确保电源振荡频率与5脚输入脉冲之间保持同步关系，其能使电源的稳压范围加大，并提高电源的带负载能力；
由于高频变压器存在耦合电容，这样在副边就会得到原边的脉冲，电容C25可给副边得到的耦合信号提供泄放回路；其可减小次级绕组的纹波，减小对次级线圈整流二极管的损害。
所述的PWM控制稳压电路中流过检流电阻R52电流过大，即系统功率过高，导致光电耦合器U7中发光二极管发光，光电三极管导通，拉低开关电源厚膜集成块KA5Q1265RF的4脚电压，经芯片内部电路调节后，使开关管饱和时间缩短，使系统功耗下降，实现过载保护。
进一步的，所述的PWM控制稳压电路中U4是可控精密稳压源TL431，可将OUT+电压稳定在U上， ， 其中，TL431的内部基准电压为2.5V，式中R1为电阻R50，R2为电阻R56、电阻R57、电阻R7和电阻R8并联后总电阻；
当输出接负载，输出电压被拉低，U4的1脚电压下降，流入3脚的电流减小，光电耦合器U8中发光二极管强度减弱，使光电三极管导通减弱，KA5Q1265RF的4脚电压升高，经内部电路调节后，开关管饱和时间变长，开关变压器储能增加，导致输出电压升高，从而维持输出电压动态稳定；当负载移除，输出电压有升高趋势，电路调整过程相反。
进一步的，所述的PWM控制稳压电路中设置有输出电压切换电路；所述的输出电压切换电路中当接12V蓄电池时，齐纳二极管D24截止，PNP型三极管Q7截止，12V指示灯D22点亮，R43为限流电阻；PNP型三极管Q8截止，输出电压由电阻R50、R56、R57、R8决定；
当接24V蓄电池时，齐纳二极管D24反向击穿，电阻R48两端得到电压，Q7、Q8导通，24V指示灯D23点亮；Q7导通导致12V指示灯熄灭；Q8导通导致输出电压由电阻R50、R56、R57、R7、R8决定。
进一步的，所述的全桥整流滤波电路中设置有电容C14滤除内部开关管漏极与栅极间的尖峰脉冲，减小内部开关管的击穿风险。
进一步的，所述的输出控制电路中OUT+经电阻R37和稳压二极管D20组成并联型直流稳压电路，得6.8V电压给双运算放大器LM358即U3供电；U3正输入端为检流电阻R4上的电压，负输入端为电阻R6两端电压，R6两端电压为6.8V 经R5、R6分压，输出端控制NPN型三极管Q1的导通与截止，从而控制风扇J3的运转与充电指示灯D19的亮灭；
绕组L5的12脚至13脚经高速开关二极管IN4148的D15、D16整流、电容C15滤波得12V左右电压给风扇，风扇接口为J3，及充电状态指示灯D19供电，R3为指示灯限流电阻；
当对蓄电池充电时，检流电阻R4两端电压高于R6两端电压，运放输出高电平，三极管Q1导通，风扇J3运转，充电指示灯D19闪烁，当蓄电池充满，充电电流降到涓流电流，检流电阻R4两端电压低于R6两端电压，运放输出电平翻转为低电平，充电指示灯不亮，风扇停转。
进一步的，所述的反接保护电路中当蓄电池正确连接，PNP型三极管Q6导通，场效应管Q5导通，OUT-与GND接通，充电器则开始给蓄电池充电；齐纳二极管D14将Q5栅极钳位在18V以下，防止OUT+的电压过高，损坏Q5；R4为0.1欧的检流电阻。
（三）有益效果
本实用新型提出的便携式车载蓄电池智能充电电路，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：本实用新型其结构简单，防反接,防短路,过载保护等特点，使用方便、安全可靠。
附图说明
图1是本实用新型的整体原理电路示意图。
图2是本实用新型的全桥整流滤波电路示意图。
图3是本实用新型的PWM控制稳压电路示意图。
图4是本实用新型的反接保护电路示意图。
图5是本实用新型的输出控制电路示意图。
附图中的标记及零部件标注：1.全桥整流滤波电路、2.PWM控制稳压电路、3.反接保护电路、 4.输出控制电路。
具体实施方式
如图1-5所示，便携式车载蓄电池智能充电电路，包括：全桥整流滤波电路、PWM控制稳压电路、反接保护电路和输出控制电路；所述的全桥整流滤波电路中220V交流市电经桥式整流和电容C22滤波后，得到约300V的直流电压；该电压经0.33欧大功率检流电阻R52进入高频变压器初级绕组L1的4脚入，7脚出，经初级绕组L1加至PWM控制芯片KA5Q1265RF的1脚，从其内置场效应管栅极至2脚GND构成回路；所述的PWM控制稳压电路由开关电源厚膜集成块KA5Q1265RF、高频变压器、可控精密稳压源TL431、光电耦合器PC817组成；所述的反接保护电路由PNP型三极管Q6、场效应管Q5、齐纳二极管D14、蜂鸣器组成；当蓄电池正负极接反，OUT-为正极，OUT+为负极；蓄电池正极电压OUT-经电阻R32到蜂鸣器正极，由蜂鸣器负极至电阻R42，流入蓄电池负极OUT+，构成回路，发出反接报警；所述的输出控制电路包括输出电路、充电指示灯和风扇控制电路、电压采样电路构成；其中输出电路将高频变压器次级绕组L4电压经肖特基二极管MBR20100也就是D2整流，经电容C20、C21滤波输出；充电指示灯和风扇控制电路由将高频变压器次级绕组L5经高速开关二极管IN4148的D15、D16整流、电容C15滤波得到。
其中，所述的PWM控制稳压电路中市电经电阻R34对电容C16进行充电，C16电压上升，从而使KA5Q1265RF的3脚电压也上升，当C16电压上升至15V时，KA5Q1265RF内部启动电路启动，并开始产生振荡脉冲，从而使内部电路进入工作状态，初级绕组L1开始给开关变压器供能；一旦电源工作后，芯片索取的工作电流增大，此时由绕组L3的2脚至3脚上的开关脉冲经二极管D17整流、C16滤波后所产生的直流电压来给芯片供电，以满足3脚在正常工作时的供电要求；当电路振荡后，只要3脚电压不低于9V，它将继续维持振荡状态；
KA5Q1265RF的5脚外接同步自锁电路，所述的同步自锁电路由二极管D21、电阻R40、电阻R41、电容C19组成；开关变压器绕组L2的1脚至2脚上的脉冲电压经同步自锁电路送至KA5Q1265RF的5脚，每向5脚输入一个正脉冲，芯片内部比较器就翻转一次，从而使内部振荡器的振荡状态及时得到调整，确保电源振荡频率与5脚输入脉冲之间保持同步关系，其能使电源的稳压范围加大，并提高电源的带负载能力；
由于高频变压器存在耦合电容，这样在副边就会得到原边的脉冲，电容C25可给副边得到的耦合信号提供泄放回路；其可减小次级绕组的纹波，减小对次级线圈整流二极管的损害。
所述的PWM控制稳压电路中流过检流电阻R52电流过大，即系统功率过高，导致光电耦合器U7中发光二极管发光，光电三极管导通，拉低开关电源厚膜集成块KA5Q1265RF的4脚电压，经芯片内部电路调节后，使开关管饱和时间缩短，使系统功耗下降，实现过载保护。
其中，所述的PWM控制稳压电路中U4是可控精密稳压源TL431，可将OUT+电压稳定在U上，， 其中，TL431的内部基准电压为2.5V，式中R1为电阻R50，R2为电阻R56、电阻R57、电阻R7和电阻R8并联后总电阻；
当输出接负载，输出电压被拉低，U4的1脚电压下降，流入3脚的电流减小，光电耦合器U8中发光二极管强度减弱，使光电三极管导通减弱，KA5Q1265RF的4脚电压升高，经内部电路调节后，开关管饱和时间变长，开关变压器储能增加，导致输出电压升高，从而维持输出电压动态稳定；当负载移除，输出电压有升高趋势，电路调整过程相反。
其中，所述的PWM控制稳压电路中设置有输出电压切换电路；所述的输出电压切换电路中当接12V蓄电池时，齐纳二极管D24截止，PNP型三极管Q7截止，12V指示灯D22点亮，R43为限流电阻；PNP型三极管Q8截止，输出电压由电阻R50、R56、R57、R8决定；
当接24V蓄电池时，齐纳二极管D24反向击穿，电阻R48两端得到电压，Q7、Q8导通，24V指示灯D23点亮；Q7导通导致12V指示灯熄灭；Q8导通导致输出电压由电阻R50、R56、R57、R7、R8决定。
其中，所述的全桥整流滤波电路中设置有电容C14滤除内部开关管漏极与栅极间的尖峰脉冲，减小内部开关管的击穿风险。
其中，所述的输出控制电路中OUT+经电阻R37和稳压二极管D20组成并联型直流稳压电路，得6.8V电压给双运算放大器LM358即U3供电；U3正输入端为检流电阻R4上的电压，负输入端为电阻R6两端电压，R6两端电压为6.8V 经R5、R6分压，输出端控制NPN型三极管Q1的导通与截止，从而控制风扇J3的运转与充电指示灯D19的亮灭；
绕组L5的12脚至13脚经高速开关二极管IN4148的D15、D16整流、电容C15滤波得12V左右电压给风扇，风扇接口为J3，及充电状态指示灯D19供电，R3为指示灯限流电阻；
当对蓄电池充电时，检流电阻R4两端电压高于R6两端电压，运放输出高电平，三极管Q1导通，风扇J3运转，充电指示灯D19闪烁，当蓄电池充满，充电电流降到涓流电流，检流电阻R4两端电压低于R6两端电压，运放输出电平翻转为低电平，充电指示灯不亮，风扇停转。
其中，所述的反接保护电路中当蓄电池正确连接，PNP型三极管Q6导通，场效应管Q5导通，OUT-与GND接通，充电器则开始给蓄电池充电；齐纳二极管D14将Q5栅极钳位在18V以下，防止OUT+的电压过高，损坏Q5；R4为0.1欧的检流电阻。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.便携式车载蓄电池智能充电电路，包括：全桥整流滤波电路、PWM控制稳压电路、反接保护电路和输出控制电路；所述的全桥整流滤波电路中220V交流市电经桥式整流和电容C22滤波后，得到约300V的直流电压；该电压经0.33欧大功率检流电阻R52进入高频变压器初级绕组L1的4脚入，7脚出，经初级绕组L1加至PWM控制芯片KA5Q1265RF的1脚，从其内置场效应管栅极至2脚GND构成回路；所述的PWM控制稳压电路由开关电源厚膜集成块KA5Q1265RF、高频变压器、可控精密稳压源TL431、光电耦合器PC817组成；所述的反接保护电路由PNP型三极管Q6、场效应管Q5、齐纳二极管D14、蜂鸣器组成；当蓄电池正负极接反，OUT-为正极，OUT+为负极；蓄电池正极电压OUT-经电阻R32到蜂鸣器正极，由蜂鸣器负极至电阻R42，流入蓄电池负极OUT+，构成回路，发出反接报警；所述的输出控制电路包括输出电路、充电指示灯和风扇控制电路、电压采样电路构成；其中输出电路将高频变压器次级绕组L4电压经肖特基二极管MBR20100也就是D2整流，经电容C20、C21滤波输出；充电指示灯和风扇控制电路由将高频变压器次级绕组L5经高速开关二极管IN4148 D15、D16整流、电容C15滤波得到；电压采样电路由并联型直流稳压电路、双运算放大器LM358、NPN型三极管Q1等组成。
2.根据权利要求1所述的便携式车载蓄电池智能充电电路，其特征在于：所述的PWM控制稳压电路中市电经电阻R34对电容C16进行充电，C16电压上升，从而使KA5Q1265RF的3脚电压也上升，当C16电压上升至15V时，KA5Q1265RF内部启动电路启动，并开始产生振荡脉冲，从而使内部电路进入工作状态，初级绕组L1开始给开关变压器供能；一旦电源工作后，芯片索取的工作电流增大，此时由绕组L3的2脚至3脚上的开关脉冲经二极管D17整流、C16滤波后所产生的直流电压来给芯片供电，以满足3脚在正常工作时的供电要求；当电路振荡后，只要3脚电压不低于9V，它将继续维持振荡状态；
KA5Q1265RF的5脚外接同步自锁电路，所述的同步自锁电路由二极管D21、电阻R40、电阻R41、电容C19组成；开关变压器绕组L2的1脚至2脚上的脉冲电压经同步自锁电路送至KA5Q1265RF的5脚，每向5脚输入一个正脉冲，芯片内部比较器就翻转一次，从而使内部振荡器的振荡状态及时得到调整，确保电源振荡频率与5脚输入脉冲之间保持同步关系，其能使电源的稳压范围加大，并提高电源的带负载能力；
由于高频变压器存在耦合电容，这样在副边就会得到原边的脉冲，电容C25可给副边得到的耦合信号提供泄放回路；其可减小次级绕组的纹波，减小对次级线圈整流二极管的损害；
所述的PWM控制稳压电路中流过检流电阻R52电流过大，即系统功率过高，导致光电耦合器U7中发光二极管发光，光电三极管导通，拉低开关电源厚膜集成块KA5Q1265RF的4脚电压，经芯片内部电路调节后，使开关管饱和时间缩短，使系统功耗下降，实现过载保护。
3.根据权利要求1所述的便携式车载蓄电池智能充电电路，其特征在于：所述的PWM控制稳压电路中U4是可控精密稳压源TL431，可将OUT+电压稳定在U上， ， 其中，TL431的内部基准电压为2.5V，式中R1为电阻R50，R2为电阻R56、电阻R57、电阻R7和电阻R8并联后总电阻；
当输出接负载，输出电压被拉低，U4的1脚电压下降，流入3脚的电流减小，光电耦合器U8中发光二极管强度减弱，使光电三极管导通减弱，KA5Q1265RF的4脚电压升高，经内部电路调节后，开关管饱和时间变长，开关变压器储能增加，导致输出电压升高，从而维持输出电压动态稳定；当负载移除，输出电压有升高趋势，电路调整过程相反。
4.根据权利要求1所述的便携式车载蓄电池智能充电电路，其特征在于：所述的PWM控制稳压电路中设置有输出电压切换电路；所述的输出电压切换电路中当接12V蓄电池时，齐纳二极管D24截止，PNP型三极管Q7截止，12V指示灯D22点亮，R43为限流电阻；PNP型三极管Q8截止，输出电压由电阻R50、R56、R57、R8决定；
当接24V蓄电池时，齐纳二极管D24反向击穿，电阻R48两端得到电压，Q7、Q8导通，24V指示灯D23点亮；Q7导通导致12V指示灯熄灭；Q8导通导致输出电压由电阻R50、R56、R57、R7、R8决定。
5.根据权利要求1或2所述的便携式车载蓄电池智能充电电路，其特征在于：所述的全桥整流滤波电路中设置有电容C14滤除内部开关管漏极与栅极间的尖峰脉冲，减小内部开关管的击穿风险。
6.根据权利要求1所述的便携式车载蓄电池智能充电电路，其特征在于：所述的输出控制电路中OUT+经电阻R37和稳压二极管D20组成并联型直流稳压电路，得6.8V电压给双运算放大器LM358即U3供电；U3正输入端为检流电阻R4上的电压，负输入端为电阻R6两端电压，R6两端电压为6.8V 经R5、R6分压，输出端控制NPN型三极管Q1的导通与截止，从而控制风扇J3的运转与充电指示灯D19的亮灭；
绕组L5的12脚至13脚经高速开关二极管IN4148的D15、D16整流、电容C15滤波得12V左右电压给风扇，风扇接口为J3，及充电状态指示灯D19供电，R3为指示灯限流电阻；
当对蓄电池充电时，检流电阻R4两端电压高于R6两端电压，运放输出高电平，三极管Q1导通，风扇J3运转，充电指示灯D19闪烁，当蓄电池充满，充电电流降到涓流电流，检流电阻R4两端电压低于R6两端电压，运放输出电平翻转为低电平，充电指示灯不亮，风扇停转。
7.根据权利要求1所述的便携式车载蓄电池智能充电电路，其特征在于：所述的反接保护电路中当蓄电池正确连接，PNP型三极管Q6导通，场效应管Q5导通，OUT-与GND接通，充电器则开始给蓄电池充电；齐纳二极管D14将Q5栅极钳位在18V以下，防止OUT+的电压过高，损坏Q5；R4为0.1欧的检流电阻。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20150902 Termination date: 20160415 |