CN209545214U - 一种静电膜恒流充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种静电膜恒流充电电路，包括恒压源模块、恒流模块、卷曲的静电膜和导电层，恒压源模块向恒流模块提供稳定的母线电压；恒流模块的恒流输出端与卷曲的静电膜连接，导电层接地；恒流模块包括第一MOS管、第一电阻、第一三极管、第二三极管和运算放大器，恒压源模块的母线电压端与第一MOS管的漏极连接，第一MOS管的源极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与恒流输出端连接；运算放大器输入第一电阻两端的采样电压，并通过第一三极管和第二三极管控制第一MOS管的栅极。本实用新型利用运算放大器根据采样电压实时调节第一MOS管的开度，使得采样电压保持稳定而流经第一电阻的电流为恒流，实现对卷曲的静电膜恒流输出的目的。

Description

一种静电膜恒流充电电路

技术领域

本实用新型涉及静电膜驱动控制领域，尤其涉及一种静电膜恒流充电电路。

背景技术

在现有技术中，申请号为201610624009.9的中国专利公开了由一种新型材料合成的静电薄膜，如图3所示，主要由弹性卷曲状导电薄膜81、电介质层82、透明导电层83构成，所述透明导电层83贴附在玻璃层84上，其工作原理为：当接入电源85时，所述弹性卷曲状导电薄膜81上和透明导电层83上分别充上正负电子，使得所述弹性卷曲状导电薄膜81在静电力作用下克服自身卷曲力而展开(图3中向左方向展开)，展开状态的导电薄膜81与透明导电层83相对设置，等效为电容器。

现有技术中，采用恒压源对所述导电薄膜和透明导电层83进行供电，参见图4，其中SW1为电子控制开关，其由单片机控制闭合或断开动作，这种充电方式造成如下缺陷：对静电薄膜使用电阻限流充电，但是这种电路充电时间较长。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种静电膜恒流充电电路，加快充电速度，缩短充电时间，所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种静电膜恒流充电电路，包括恒压源模块、恒流模块、卷曲的静电膜和导电层，所述恒压源模块向所述恒流模块提供稳定的母线电压；

所述恒压源模块的母线电压端与所述恒流模块的输入端连接，所述恒流模块的恒流输出端与所述卷曲的静电膜和导电层中的一个连接，所述卷曲的静电膜和导电层中的另一个接地，所述导电层与展开状态下的卷曲的静电膜相对设置；

所述恒流模块包括第一MOS管、第一电阻、第一三极管、第二三极管和运算放大器，所述输入端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与恒流输出端连接；所述第一MOS管与第一电阻之间的电压采样点与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第一电阻的另一端还连接参考地，所述运算放大器的正相输入端连接基准电压，所述运算放大器的输出端分别与第一三极管和第二三极管的基极连接，第一三极管的发射极与第二三极管的发射极均与所述所述第一MOS管的栅极连接。

进一步地，所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管。

进一步地，所述第一三极管的集电极连接正电压，所述第二三极管的集电极连接负电压。

进一步地，所述运算放大器为双电源运放。

进一步地，所述恒压源模块包括电源，所述电源为光伏电源或蓄电池。

进一步地，所述恒压源模块还包括升压芯片和升压电路，所述升压芯片控制升压电路的工作状态。

进一步地，所述升压电路包括变压器、第二MOS管、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述变压器的初级线圈分别与电源和第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极通过第二电阻接地，所述第二MOS管的栅极与所述升压芯片连接；

所述变压器的次级线圈分别与母线电压端和第三电阻连接，所述第三电阻与第四电阻串联，且所述第四电阻接地，所述第三电阻与第四电阻之间设有反馈端，所述反馈端与所述升压芯片的反馈引脚连接。

进一步地，所述升压电路还包括二极管，所述二极管设置在次级线圈与母线电压端之间，所述二极管的导通方向为由次级线圈向母线电压端。

进一步地，所述升压电路还包括电容，所述电容的两端并联在所述第三电阻与第四电阻的串联支路的两端。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.使用恒流对薄膜充电，充电的速率快；

b.运行限定回路电流值，保护电路某部件避免因大电流而失效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是本实用新型实施例提供的静电膜恒流充电电路的恒流模块电路图；

图2是本实用新型实施例提供的静电膜恒流充电电路中恒压源模块电路图；

图3是现有技术中静电膜的结构示意图；

图4是现有技术中静电膜充电电路的示意图。

其中，附图标记包括：1-恒压源模块，11-升压芯片，12-变压器，13-二极管，14-第二MOS管，15-第二电阻，16-第三电阻，17-第四电阻，18-电容，2-恒流模块，21-第一MOS管，22-第一电阻，23-第一三极管，24-第二三极管，25-运算放大器，26-输入端，27-恒流输出端，28-参考地，81-导电薄膜，82-电介质层，83-透明导电层，84-玻璃层，85-电源。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种静电膜恒流充电电路，所述静电膜恒流充电电路包括恒压源模块1、恒流模块2、卷曲的静电膜和导电层，所述恒压源模块1向所述恒流模块2提供稳定的母线电压；

所述恒压源模块1的母线电压端与所述恒流模块2的输入端26连接，所述恒流模块2的恒流输出端27与所述卷曲的静电膜和导电层中的一个连接，所述卷曲的静电膜和导电层中的另一个接地，所述导电层与展开状态下的卷曲的静电膜相对设置。这里所说的卷曲的静电膜，是指在自然状态下，其为卷曲状，在通电后，由于静电膜与导电层上带有不同电性的电荷，在异性相吸的原理下，所述静电膜克服自身的卷曲力而变为平面状态。所述导电层与展开状态下的静电膜相对设置；这里所说的卷曲的静电膜，是指在自然状态下，其为卷曲状，在通电后，由于静电膜与导电层上带有不同电性的电荷，在异性相吸的原理下，所述静电膜克服自身的卷曲力而变为平面状态，并且，所述静电膜为深色，所述导电膜为透明无色。

如图1所示，所述恒流模块2包括第一MOS管21、第一电阻22、第一三极管23、第二三极管24和运算放大器25，所述输入端26与所述第一MOS管21的漏极连接，所述第一MOS管21的源极与所述第一电阻22的一端连接，所述第一电阻22的另一端与恒流输出端27连接；所述第一MOS管21与第一电阻22之间的电压采样点与所述运算放大器25的反相输入端连接，所述第一电阻22的另一端还连接参考地28，所述运算放大器25的正相输入端连接基准电压，所述运算放大器25的输出端分别与第一三极管23和第二三极管24的基极连接，第一三极管23的发射极与第二三极管24的发射极均与所述所述第一MOS管21的栅极连接。本实用新型实施例中的静电膜与背景技术中提到的专利中的弹性卷曲状导电薄膜81的结构和工作原理均一致，即通过静电引力克服自身卷曲力而展开形成遮阳帘。

优选地，所述第一三极管23为NPN三极管，所述第二三极管24为PNP三极管，所述运算放大器25为双电源运放；所述第一三极管23的集电极连接正电压，所述第二三极管24的集电极连接负电压。

本实用新型提供的静电膜恒流充电电路的工作原理如下：

参考地28的作用与普通的接地作用不同，其作用是为所述第一MOS管21与第一电阻22之间的电压采样点提供参考电压，所述电压采样点得到的采样电压与运算放大器25正相输入端的基准电压比较，若所述采样电压偏大，说明流经第一电阻(恒流输出端27)的电流偏大，则所述运算放大器25的输出端通过两个三极管控制所述第一MOS管21的栅极电压变小，则所述第一MOS管21的开度减小，使所述第一电阻22(图1中左侧)一端的采样电压下降；反之，若采样电压偏小，则调节第一MOS管21的开度变大，使所述第一电阻22一端的采样电压上升。在每一次采样中，调节所述恒流输出端27的输出电流稳定在恒流范围。

下面对恒压源模块1作详细说明：所述恒压源模块1包括电源，所述电源为光伏电源或蓄电池。除了电源，所述恒压源模块1还包括升压芯片11和升压电路，所述升压芯片11控制升压电路的工作状态，在本实用新型的一个优选实施例中，所述升压芯片11采用LT3751芯片。

如图2所示，所述升压电路包括变压器12、第二MOS管14、第二电阻15、第三电阻16和第四电阻17，所述变压器12的初级线圈分别与电源(图2中的VCC)和第二MOS管14的源极连接，所述第二MOS管14的漏极通过第二电阻15接地，所述第二MOS管14的栅极与所述升压芯片11连接；

所述变压器12的次级线圈分别与母线电压端(图2中的Vbus)和第三电阻16连接，所述第三电阻16与第四电阻17串联，且所述第四电阻17接地。所述第二电阻15、第三电阻16和第四电阻17均为采样电阻，其中，所述第二电阻15的采样电压反馈到所述升压芯片11；所述第三电阻16与第四电阻16之间的连接点Feedback连接到升压芯片11上的Feedback脚，形成反馈控制，使所述母线电压端输出恒定的电压值Vbus。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述升压电路还包括二极管13和电容18，所述二极管13设置在次级线圈与母线电压端之间，所述二极管13的导通方向为由次级线圈向母线电压端；所述电容18的两端并联在所述第三电阻16与第四电阻17的串联支路的两端。

本发明利用运算放大器根据采样电压实时调节第一MOS管的开度，使得采样电压保持稳定而流经第一电阻的电流为恒流，实现对卷曲的静电膜恒流输出的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种静电膜恒流充电电路，其特征在于，包括恒压源模块(1)、恒流模块(2)、卷曲的静电膜和导电层，所述恒压源模块(1)向所述恒流模块(2)提供稳定的母线电压；

所述恒压源模块(1)的母线电压端与所述恒流模块(2)的输入端(26)连接，所述恒流模块(2)的恒流输出端(27)与所述卷曲的静电膜和导电层中的一个连接，所述卷曲的静电膜和导电层中的另一个接地，所述导电层与展开状态下的卷曲的静电膜相对设置；

所述恒流模块(2)包括第一MOS管(21)、第一电阻(22)、第一三极管(23)、第二三极管(24)和运算放大器(25)，所述输入端(26)与所述第一MOS管(21)的漏极连接，所述第一MOS管(21)的源极与所述第一电阻(22)的一端连接，所述第一电阻(22)的另一端与恒流输出端(27)连接；所述第一MOS管(21)与第一电阻(22)之间的电压采样点与所述运算放大器(25)的反相输入端连接，所述第一电阻(22)的另一端还连接参考地(28)，所述运算放大器(25)的正相输入端连接基准电压，所述运算放大器(25)的输出端分别与第一三极管(23)和第二三极管(24)的基极连接，第一三极管(23)的发射极与第二三极管(24)的发射极均与所述第一MOS管(21)的栅极连接。

2.根据权利要求1所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述第一三极管(23)为NPN三极管，所述第二三极管(24)为PNP三极管。

3.根据权利要求2所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述第一三极管(23)的集电极连接正电压，所述第二三极管(24)的集电极连接负电压。

4.根据权利要求1所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述运算放大器(25)为双电源运放。

5.根据权利要求1所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述恒压源模块(1)包括电源，所述电源为光伏电源或蓄电池。

6.根据权利要求5所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述恒压源模块(1)还包括升压芯片(11)和升压电路，所述升压芯片(11)控制升压电路的工作状态。

7.根据权利要求6所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述升压电路包括变压器(12)、第二MOS管(14)、第二电阻(15)、第三电阻(16)和第四电阻(17)，所述变压器(12)的初级线圈分别与电源和第二MOS管(14)的源极连接，所述第二MOS管(14)的漏极通过第二电阻(15)接地，所述第二MOS管(14)的栅极与所述升压芯片(11)连接；

所述变压器(12)的次级线圈分别与母线电压端和第三电阻(16)连接，所述第三电阻(16)与第四电阻(17)串联，且所述第四电阻(17)接地，所述第三电阻(16)与第四电阻(17)之间设有反馈端，所述反馈端与所述升压芯片(11)的反馈引脚连接。

8.根据权利要求7所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述升压电路还包括二极管(13)，所述二极管(13)设置在次级线圈与母线电压端之间，所述二极管(13)的导通方向为由次级线圈向母线电压端。

9.根据权利要求7所述的静电膜恒流充电电路，其特征在于，所述升压电路还包括电容(18)，所述电容(18)的两端并联在所述第三电阻(16)与第四电阻(17)的串联支路的两端。