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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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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