CN213990501U - 一种适配器用的同步bluk电路 - Google Patents
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Abstract
一种适配器用的同步BLUK电路，包括开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、二极管D2、电感L1、极性电容E1和半桥驱动芯片IR2104，二极管D1的阳极与接地端GND形成电源输入端；二极管D1的阴极与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的源极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与极性电容E1的正极连接，极性电容E1的负极连接至接地端GND，极性电容E1的两端形成电源输出端；半桥驱动芯片IR2104具有输出脉冲的HO引脚和LO引脚，HO引脚与开关管Q1的栅极之间连接有电阻R4；开关管Q2的漏极与二极管D2的阳极连接，开关管Q2的源极与接地端GND连接。本实用新型能够控制电池的充电模式，先恒流充电再恒压充电，达到平稳充电状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及适配器技术领域，具体涉及一种适配器用的同步BLUK电路。
背景技术
24V电压等级电池适用于内燃叉车照明及电力巡检机器人等工业设备。电池作为提供电能的蓄电电源是工业设备安全工作的重要保障，其充电性能将直接影响设备运行的稳定性。
目前，市场上低成本的充电适配器与电池充电芯片种类繁多、比比皆是，但常用的24V电池普遍缺乏高效的适配器系统，存在着充电性能差、充电效率低等问题。因此，亟需提出一种优化适配器的主电路，以改善电池组过充、欠充、充电时间长等问题的新方案。
实用新型内容
基于此，本实用新型提供了一种适配器用的同步BLUK电路，以解决现有适配器存在着充电性能差、充电效率低等技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种适配器用的同步BLUK电路，包括开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、二极管D2、电感L1、极性电容E1和半桥驱动芯片IR2104，其中：
二极管D1的阳极与接地端GND形成电源输入端；二极管D1的阴极与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的源极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与极性电容E1的正极连接，极性电容E1的负极连接至接地端GND，极性电容E1的两端形成电源输出端；
半桥驱动芯片IR2104具有输出脉冲的HO引脚和LO引脚，HO引脚与开关管Q1的栅极之间连接有电阻R4，LO引脚与接地端GND之间串联有电阻R6和电阻R7；
开关管Q2的漏极与二极管D2的阳极连接，开关管Q2的源极与接地端GND连接，电阻R6和电阻R7之间的串联接点与开关管Q2的栅极连接。
作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述开关管Q1的源极与栅极之间还连接有电阻R5。
作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述极性电容E1的两端并联有电阻R8。
作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述电源输出端的正极为输出电压Vbat+，电源输出端的负极为输出电压Vbat-，输出电压Vbat+对应为极性电容E1的正极侧，输出电压Vbat-对应为极性电容E1的负极侧，且极性电容E1的负极与输出电压Vbat-的输出端点之间还串联有电阻R9。
作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述半桥驱动芯片IR2104还具有VCC引脚、IN引脚、SD引脚、COM引脚、VB引脚和VS引脚：VCC引脚与二极管D1的阴极之间连接有电阻R1，VCC引脚与接地端GND之间连接有阳极朝向接地端GND的稳压二极管Z1，稳压二极管Z1的两端并联有电容C1，IN引脚与接地端GND之间连接有电阻R2，SD引脚与接地端GND之间连接有电阻R3，COM引脚与接地端GND连接，VB引脚与VCC引脚之间连接有阳极朝向VCC引脚的二极管D3，VB引脚与VS引脚之间连接有电容C2。
本实用新型的适配器用的同步BLUK电路，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
1)由半桥驱动芯片IR2104驱动开关管Q1和Q2的导通，可解决因开关管Q1和Q2门极驱动电压较大，由适配器的驱动电路输出的电压Vin无法直接驱动开关管的问题；
2)同时考虑到电感L1的电流连续，当与极性电容E1发生震荡时会产生反向电流，因此在电感L1前端串联二极管D2，以限制电流回流；
3)设计二极管D1，具有外部电源的防反接功能，提高了自我保护能力；能够控制电池的充电模式，先恒流充电再恒压充电，达到平稳充电状态；
4)电源输出端用于连接负载，以形成负载电路，通过对半桥驱动芯片IR2104进行控制，能够控制负载电路的开通与关断；
5)同时在恒流充电模式与恒压充电模式切换过程中，切换电压由滞回电压区间代替，即显著改善了输出电流波形的平稳度，优化了系统动态性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为适配器在使用过程中的能量流向图；
图2为本实用新型适配器用的同步BLUK电路提供的一实例的电路图。
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
电池作为提供电能的蓄电电源是工业设备安全工作的重要保障，其充电性能将直接影响设备运行的稳定性。电池的作业特点时，即作业时，由电池对负载进行供电；非作业时间，由外部的供电电源通过适配器给电池充电，同时，适配器还能为负载(用电器件)提供电能，电池在放电状态下又给负载供电，能量流向图如图1所示，其中设定外部的供电电源的电压范围在25～60V之间，电池的电压等级是24V，采用降压电路进行能量传送。
目前用于适配器的降压电路拓扑主要有Buck-Boost电路、反激电路、半桥电路、全桥电路等。由于Buck-Boost电路有输出负压且作降压使用时占空比调节精度低等问题；反激电路存在高频干扰难以避免和分时储能电感占体较大的隐患；而半桥电路或全桥电路均存在结构复杂与成本高昂的约束。因此，本实用新型设计了如图2所示的同步BLUK电路以作为适配器的主电路拓扑。
如图2所示的适配器用的同步BLUK电路，包括开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、二极管D2、电感L1、极性电容E1和半桥驱动芯片IR2104，其中：
二极管D1的阳极与接地端GND形成电源输入端，二极管D1的阳极用于输入电压Vin，该电压Vin由适配器的驱动电路输出；二极管D1的阴极与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的源极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与极性电容E1的正极连接，极性电容E1的负极连接至接地端GND，极性电容E1的两端形成电源输出端；
半桥驱动芯片IR2104具有输出脉冲的HO引脚和LO引脚，HO引脚与开关管Q1的栅极之间连接有电阻R4，LO引脚与接地端GND之间串联有电阻R6和电阻R7；
开关管Q2的漏极与二极管D2的阳极连接，开关管Q2的源极与接地端GND连接，电阻R6和电阻R7之间的串联接点与开关管Q2的栅极连接。
具体实施中，所述开关管Q1的源极与栅极之间还连接有电阻R5。所述极性电容E1的两端并联有电阻R8。所述电源输出端的正极为输出电压Vbat+，电源输出端的负极为输出电压Vbat-，输出电压Vbat+对应为极性电容E1的正极侧，输出电压Vbat-对应为极性电容E1的负极侧，且极性电容E1的负极与输出电压Vbat-的输出端点之间还串联有电阻R9。
所述半桥驱动芯片IR2104还具有VCC引脚、IN引脚、SD引脚、COM引脚、VB引脚和VS引脚：VCC引脚与二极管D1的阴极之间连接有电阻R1，VCC引脚与接地端GND之间连接有阳极朝向接地端GND的稳压二极管Z1，稳压二极管Z1的两端并联有电容C1，IN引脚与接地端GND之间连接有电阻R2，SD引脚与接地端GND之间连接有电阻R3，COM引脚与接地端GND连接，VB引脚与VCC引脚之间连接有阳极朝向VCC引脚的二极管D3，VB引脚与VS引脚之间连接有电容C2。
本实施列的适配器用的同步BLUK电路由半桥驱动芯片IR2104驱动开关管Q1和Q2的导通，可解决因开关管Q1和Q2门极驱动电压较大，由适配器的驱动电路输出的电压Vin无法直接驱动开关管的问题；同时考虑到电感L1的电流连续，当与极性电容E1发生震荡时会产生反向电流，因此在电感L1前端串联二极管D2，以限制电流回流；设计二极管D1，具有外部电源的防反接功能，提高了自我保护能力；能够控制电池的充电模式，先恒流充电再恒压充电，达到平稳充电状态；电源输出端的输出电压Vbat+/输出电压Vbat-用于连接负载，以形成负载电路，通过对半桥驱动芯片IR2104进行控制，能够控制负载电路的开通与关断；同时在恒流充电模式与恒压充电模式切换过程中，切换电压由滞回电压区间代替，显著改善了输出电流波形的平稳度，优化了系统动态性能。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种适配器用的同步BLUK电路，其特征在于，包括开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、二极管D2、电感L1、极性电容E1和半桥驱动芯片IR2104，其中：
二极管D1的阳极与接地端GND形成电源输入端；二极管D1的阴极与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的源极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与极性电容E1的正极连接，极性电容E1的负极连接至接地端GND，极性电容E1的两端形成电源输出端；
半桥驱动芯片IR2104具有输出脉冲的HO引脚和LO引脚，HO引脚与开关管Q1的栅极之间连接有电阻R4，LO引脚与接地端GND之间串联有电阻R6和电阻R7；
开关管Q2的漏极与二极管D2的阳极连接，开关管Q2的源极与接地端GND连接，电阻R6和电阻R7之间的串联接点与开关管Q2的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的适配器用的同步BLUK电路，其特征在于，所述开关管Q1的源极与栅极之间还连接有电阻R5。
3.根据权利要求2所述的适配器用的同步BLUK电路，其特征在于，所述极性电容E1的两端并联有电阻R8。
4.根据权利要求3所述的适配器用的同步BLUK电路，其特征在于，所述电源输出端的正极为输出电压Vbat+，电源输出端的负极为输出电压Vbat-，输出电压Vbat+对应为极性电容E1的正极侧，输出电压Vbat-对应为极性电容E1的负极侧，且极性电容E1的负极与输出电压Vbat-的输出端点之间还串联有电阻R9。
5.根据权利要求1至4任一项所述的适配器用的同步BLUK电路，其特征在于，所述半桥驱动芯片IR2104还具有VCC引脚、IN引脚、SD引脚、COM引脚、VB引脚和VS引脚：VCC引脚与二极管D1的阴极之间连接有电阻R1，VCC引脚与接地端GND之间连接有阳极朝向接地端GND的稳压二极管Z1，稳压二极管Z1的两端并联有电容C1，IN引脚与接地端GND之间连接有电阻R2，SD引脚与接地端GND之间连接有电阻R3，COM引脚与接地端GND连接，VB引脚与VCC引脚之间连接有阳极朝向VCC引脚的二极管D3，VB引脚与VS引脚之间连接有电容C2。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113890343A (zh) * | 2021-09-14 | 2022-01-04 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 一种升压转换器的控制方法、装置、系统及可读存储介质 |
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2020
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