CN212064453U - 一种交流转直流充电指示灯控制电路 - Google Patents

Abstract

一种交流转直流充电指示灯控制电路，其结构设计简单合理，可大大降低投入成本，其包括输入电路、变压器、输出电路、控制电路，控制电路与指示灯连接，指示灯包括红灯、绿灯，绿灯、红灯分别为发光二极管D1、D2，变压器初级通过MOS管Q与控制电路连接，变压器初级连接MOS管Q的集电极，MOS管Q的基极连接控制电路，发光二极管D1、D2的阳极连接控制电路，MOS管Q的发射极分别连接控制电路、电阻Rcs一端，电阻Rcs另一端、发光二极管D1、D2的阴极接地。

Description

一种交流转直流充电指示灯控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体为一种交流转直流充电指示灯控制电路。

背景技术

电源转换器是目前常用的一种用于实现交流电与直流电相互转换的电源装置，交流转直流的电源转换器中一般带有充电指示灯，用于指示电源的充电状况，交流转直流带充电指示灯电路通常包含有初级控制电路、次级外围电路，图1为一种传统的交流转直流充电指示灯电路，其包括输入电路、输出电路、变压器，其中次级外围电路主要包含有取样电阻、功率管、红灯比较器、绿灯比较器、红灯门限、绿灯门限以及限流电阻，从图中可看出该电路中包含有较多的电子元件及连接线，电路结构复杂，且较多电子元件和连接线的使用使得投入成本较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的交流转直流充电指示灯控制电路结构复杂，投入成本高的问题，本实用新型提供了一种交流转直流充电指示灯控制电路，其结构设计简单合理，可大大降低投入成本。

一种交流转直流充电指示灯控制电路，其包括输入电路、变压器、输出电路、MOS管Q、采样电阻Rcs、发光二极管D1，D2和控制电路，其特征在于，所述控制电路与指示灯连接，所述指示灯包括红灯、绿灯，所述绿灯、红灯分别为发光二极管D1、D2，所述变压器初级一端和输入电路连接，另一端和MOS管Q的漏极相连，所述MOS管Q的栅极与所述控制电路连接，所述发光二极管D1、D2的阳极连接所述控制电路，所述MOS管Q的源极分别连接所述控制电路、电阻Rcs一端，所述电阻Rcs另一端、发光二极管D1、D2的阴极接地。

其进一步特征在于，所述控制电路包括输出电流计算单元、红绿灯驱动电路；

所述输出电流计算单元包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的同向输入端分别连接电容C1一端、开关K1一端，所述开关K另一端连接所述变压器初级，所述运算放大器U1的输出端分别连接开关K2一端、运算放大器U1的反向输入端，所述开关K2另一端分别连接开关K3一端、电阻R一端，所述电阻R另一端分别连接电容C2一端、红灯比较器U2的同向输入端、绿灯比较器U3的反向输入端；

所述红绿灯驱动电路包括所述红灯比较器U2、绿灯比较器U3，所述红灯比较器U2的输出端连接开关K4的1端口，所述绿灯比较器U3的输出端连接开关K5的1端口，所述绿灯比较器U3的同向输入端为绿灯门限，所述红灯比较器U2的反向输入端为红灯门限，所述红灯比较器U2、绿灯比较器U3的输出端分别连接开关K4的1端口、开关K5的1端口，所述所述开关K5的2端口连接所述发光二极管D1阳极，所述开关K4的2端口连接所述发光二极管D2阳极，所述红灯比较器U2的3端口、绿灯比较器U3的3端口连接可编程电流源。

采用本实用新型的上述结构可以达到以下有益效果：本实用新型将次级取样电阻、红灯比较器、绿灯比较器、红灯门限的功能全部转移并集成到控制电路中，从而减少了次级外围电路及外围连接线，使整体结构简单，集成化程度大大提高。

附图说明

图1为传统的交流转直流带充电指示灯电路；

图2为本实用新型的交流转直流带充电指示灯电路；

图3为本实用新型控制器部分实现指示灯控制的电路；

图4为交流转直流电路工作于DCM模式下的波形图；

图5为交流转直流电路工作于CCM模式下的波形图。

具体实施方式

见图1至图5，一种交流转直流充电指示灯控制电路，其包括输入电路1、变压器2、输出电路3、控制电路4，控制电路4与指示灯连接，指示灯包括红灯、绿灯，绿灯、红灯分别为发光二极管D1、D2，变压器初级一端和输入电路连接，另一端和MOS管Q的漏极相连，MOS管Q的栅极与控制电路连接，发光二极管D1、D2的阳极连接控制电路，MOS管Q的源极分别连接控制电路、电阻Rcs一端，电阻Rcs另一端、发光二极管D1、D2的阴极接地；

控制电路4包括输出电流计算单元41、红绿灯驱动电路42，输出电流计算单元41包括运算放大器U1、电阻R_CS，运算放大器U1的同向输入端分别连接电容C1一端、开关K1一端，开关K1另一端连接变压器初级，开关K1仅在Ton/2为高的时间内导通进行采样，运算放大器U1的输出端分别连接开关K2一端、运算放大器U1的反向输入端，开关K2另一端分别连接开关K3一端、电阻R一端，电阻R另一端分别连接电容C2一端、红灯比较器U2的同向输入端、绿灯比较器U3的反向输入端，开关K2仅在TDM为高的时间打开，K3仅在TDM为低的时间内打开，红绿灯驱动电路42包括红灯比较器U2、绿灯比较器U3，红灯比较器U2的输出端连接开关K4的1端口，绿灯比较器U3的输出端连接开关K5的1端口，开关K5的2端口连接发光二极管D1阳极，开关K5的2端口连接发光二极管D2阳极，红灯比较器U2的3端口、绿灯比较器U3的3端口连接可编程电流源，开关K4仅在红灯比较器输出为高时导通，开关K5仅在绿灯比较器输出为高时导通，电阻R，电容C时间常数足够大，用来滤波，积分，运算放大器U1为现有常用缓冲器，可编程电流源可采用现有通用型号的可编程电流源。

如图2所示，相比图1中次级指示灯控制部分，图2更加简洁，次级电路中的取样电阻，红灯比较器，绿灯比较器，红绿门限，限流电阻全部节省掉，红绿灯珠从次级移动到了初级。通过初级计算次级输出电流的理论依据如下：

根据图4或者图5，T是PWM周期，tdm是次级退磁时间，N是初级线圈和次级线圈的匝比，Is(avg)为次级的平均电流，Ip(avg)是初级平均电流，稳定的时候，根据分析和理论，我们知道

Ipk(avg)＝Ipkmid <3>

其中Ipkmid为Ipk的中点电流。

将公式<2>,<3>代入<1>,从而

图3是控制器内部实现指示灯控制的方式，变压器初级输出电流经输出电流计算单元获得电压信号VIo，电压信号VIo经红灯比较器、绿灯比较器输出结果，并将该结果输送给红绿灯驱动电路，红绿灯驱动电路根据该比较结果控制相应的红灯或绿灯亮，具体的：根据图3所示的控制器内部实现指示灯控制的方式，CS电压采样电感的实时电流Ip，在Ton/2一般的时刻通过对CS电压进行采样，从而得到CSmid信号，然后通过运算放大器U1缓冲和开关K2，K3以及RC低通滤波器对Csmid信号在TDM期间求得平均，其中K2仅在TDM信号为高时开启，K3仅在TDM信号为低，即TDMB信号为高时开启，从而求得输出电流的电压信号VIo，其中VIo用下面表达式来表达：

将<4>代入<5>，可得：

其中N表示变压器的匝比，Rcs为取样电阻的阻值，tdm/T为退磁时间和周期的比值；

N和Rcs在一般情况下都是常量，从而VIo就可以反应输出电流大小，内部集成的两个红绿比较器进行比较，红绿比较器的输出控制两个开关，用来控制可编程电流源，通过设置不同的红绿灯比较器的比较门限，从而实现了红绿灯的转灯；

图4和图5分别是交流转直流带充电指示灯电路工作于不连续模式的信号图和交流转直流带充电指示灯电路工作于连续模式的信号图，Ton代表开关信号，也就是通常公知的PWM(脉宽调制)信号，Ton/2代表Ton信号的中间点脉冲信号，CS为芯片电流取样管脚的波形，Is为次级线圈的电流波形，TDM为次级线圈退磁时间信号，即变压器次级线圈电流放电时间，图3中TDMB为次级线圈退磁时间信号的反信号，从图4、图5中可以看出，在采用了本申请控制电路后，初级电压信号VIo分别在非连续导通、连续导通两种模式下的逐渐建立过程，整个电压的稳定建立表明可以用这个电压进行检测变压器初级输出电流Io，从而说明采用本申请中的控制电路可以实现红灯、绿灯控制。

本实用新型将次级取样电阻、红灯比较器、绿灯比较器、红灯门限的功能全部转移并集成到控制电路中，即将传统的设置于变压器次级外围的红灯、绿灯控制电路的功能转移至变压器初级，并跟变压器封装在同一芯片上或壳体内，提高了变压器的集成化程度，并且减少了次级外围电路及外围连接线，使变压器外部结构简单，便于与外部其它设备连接。

Claims (4)

1.一种交流转直流充电指示灯控制电路，其包括输入电路、变压器、输出电路、MOS管Q、采样电阻Rcs、发光二极管D1，D2和控制电路，其特征在于，所述控制电路与指示灯连接，所述指示灯包括红灯、绿灯，所述绿灯、红灯分别为发光二极管D1、D2，所述变压器初级一端和输入电路连接，另一端和MOS管Q的漏极相连，所述MOS管Q的栅极与所述控制电路连接，所述发光二极管D1、D2的阳极连接所述控制电路，所述MOS管Q的源极分别连接所述控制电路、电阻Rcs一端，所述电阻Rcs另一端、发光二极管D1、D2的阴极接地。

2.根据权利要求1所述的一种交流转直流充电指示灯控制电路，其特征在于，所述控制电路包括输出电流计算单元、红绿灯驱动电路。

3.根据权利要求2所述的一种交流转直流充电指示灯控制电路，其特征在于，所述输出电流计算单元包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的同向输入端分别连接电容C1一端、开关K1一端，所述开关K另一端连接所述变压器初级，所述运算放大器U1的输出端分别连接开关K2一端、运算放大器U1的反向输入端，所述开关K2另一端分别连接开关K3一端、电阻R一端，所述电阻R另一端分别连接电容C2一端、红灯比较器U2的同向输入端、绿灯比较器U3的反向输入端。

4.根据权利要求3所述的一种交流转直流充电指示灯控制电路，其特征在于，所述红绿灯驱动电路包括所述红灯比较器U2、绿灯比较器U3，所述红灯比较器U2的输出端连接开关K4的1端口，所述绿灯比较器U3的输出端连接开关K5的1端口，所述绿灯比较器U3的同向输入端为绿灯门限，所述红灯比较器U2的反向输入端为红灯门限，所述红灯比较器U2、绿灯比较器U3的输出端分别连接开关K4的1端口、开关K5的1端口，所述开关K5的2端口连接所述发光二极管D1阳极，所述开关K4的2端口连接所述发光二极管D2阳极，所述红灯比较器U2的3端口、绿灯比较器U3的3端口连接可编程电流源。

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