CN217159352U - 一种输出电流可调的锂电池充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输出电流可调的锂电池充电器,其包括:功率因数校正电路,其用于对所述锂电池充电器的输出功率进行功率因数校正,并将接入的220V的交流输入转换为400V的母线电压;Flyback DC/DC变换电路,其连接于所述功率因数校正电路的输出端,用于接入所述母线电压,并调节所述母线电压以得到输出电压和输出电流;输出电流调节电路,其连接于所述Flyback DC/DC变换电路的输出端,用于接入所述输出电流,并调节所述输出电流的大小。与现有技术相比,本实用新型具有较高的安全系数,通过调节拨码开关可以达到调节充电电流的目的,能适应各种型号的锂电池充电需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池充电技术领域,特别是一种输出电流可调的锂电池充电器。
背景技术
近年来,市面上涌现出了大量的电子设备,人们的生活也因此发生了翻天覆地的变化。同时随之而来的还有电子设备的充电问题,主要问题在于多个电子设备需要多个与之对应的充电器,尽管目前大多数电子设备具有相同的充电电压需求但仅满足其充电电压的充电器仍无法做到完全的通用。主要原因在于:充电器的充电电流与电子设备需求的不匹配;当设备中的锂电池充电电流较小时会导致电子设备充电较为缓慢、用时过长;当设备中的锂电池充电电流较大时又容易对锂电池造成不可逆的损害。目前市场上的充电器为了追求体积极小化和利益最大化,大多数锂电池充电电路中并没有功率因数校正功能,这种情况下会导致输入电流与输入电压之间存在相位差从而降低电力的利用率增加用电成本,从长远来看这对消费者而言无疑是不利的。另一方面,充电器的安全性能也是极为重要的,近年来因电池充电所引起的各种问题的案例层出不穷,根本原因在于电池充电器中没有集成安全保护等相关功能以及用户的不重视。
因此,如何设计一种输出电流可调的锂电池充电器,能手动调节输出电流且带有功率因数校正,是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题,本实用新型提出了一种输出电流可调的锂电池充电器。
本实用新型的技术方案为,提出了一种输出电流可调的锂电池充电器,其包括:
功率因数校正电路,其用于对所述锂电池充电器的输出功率进行功率因数校正,并将接入的220V的交流输入转换为400V的母线电压;
Flyback DC/DC变换电路,其连接于所述功率因数校正电路的输出端,用于接入所述母线电压,并调节所述母线电压以得到输出电压和输出电流;
输出电流调节电路,其连接于所述Flyback DC/DC变换电路的输出端,用于接入所述输出电流,并调节所述输出电流的大小。
进一步,还包括:
辅助电源电路,其连接于所述功率因数校正电路的输出端,用于接入所述母线电压,并将所述母线电压转换为供其余电路工作的工作电压;
过充过流保护电路,其接入所述锂电池充电器的当前电压和充电电流,并用于在所述锂电池充电器过充或过流时断开所述锂电池充电器。
进一步,所述功率因数校正电路包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电感L1、电容C3、开关管Q1、整流桥BD1;
所述整流桥BD1连接于所述交流输入的两端,所述电感L1一端连接所述整流桥的正端、另一端连接于所述二极管D2的正极,所述二极管D2的负极依次串联电阻R1、电阻R2、电阻R3后连接于所述整流桥BD1的负端,所述电阻R4一端连接于所述整流桥BD1的正端、另一端串联电阻R5后接地,所述电容C3一端连接于所述二极管D2的负极与电阻R1之间、另一端连接于电阻R2与电阻R3之间,所述开关管Q1的第一端连接于电感L1与二极管D2的正极之间、第二端连接于所述电阻R3与所述整流器BD1的负端之间;
所述功率因数校正电路还包括由控制芯片UCC28019组成的第一控制回路,所述第一控制回路的输入端分别连接于所述电阻R4与电阻R5之间、电阻R1与电阻R2之间、电阻R2与电阻R3之间,分别用于输入电压、输出电压和输出电流的采样,所述第一控制回路的输出端连接于所述开关管Q1的第三端,并用于根据采集的输入电压、输出电压和输出电流调节所述开关管Q1的通断状态。
进一步,所述Flyback DC/DC变换电路包括:变压器T1、绕制于所述变压器T1一次侧的原边绕组W1、绕制于所述变压器T1二次侧的第一副边绕组W2、第二副边绕组W3以及第三副边绕组W4;
所述原边绕组W1串联有一开关管Q2,所述第一副边绕组W2的第一端和第二端用于输出所述输出电压,在所述第一端与所述第二端之间还串接有电阻R6和电阻R7,所述第二副边绕组W3与所述第三副边绕组W4连接到所述辅助电源电路,所述辅助电源电路的输出端分别连接到芯片LM324和芯片LD5535,所述芯片LM342的输入端连接到所述第一副边绕组W2的第二端,用于采样输出电流,所述芯片LD5535连接到所述电阻R6与电阻R7之间,用于采样输出电压,所述芯片LM342将输出电流采样并放大后传输给所述芯片LD5535,所述芯片LD5535连接到所述开关管Q2,并用于根据所述输出电流和输出电压控制所述开关管Q2的通断状态。
进一步,所述输出电流调节电路包括:电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C7、电容C9、放大器U1A、放大器U1B;
所述放大器U1A的同相输入端串联电阻R15后接入输出电流、反相输入端串联电阻R14后接地、输出端串联电阻R10后连接到所述放大器U1B的反相输入端,所述放大器U1B的同相输入端串联电阻R11后接入基准电压、输出端与所述芯片LD5535连接,所述电阻R13连接于所述放大器U1A的反相输入端与输出端之间,所述电容C9并联于所述电阻R13两端,所述电阻R9一端连接于所述放大器U1B的反相输入端与电阻R10之间、另一端串联电容C7后连接到所述放大器U1B的输出端。
进一步,所述基准电压通过拨码开关调节,所述输出电流调节电路还包括电阻R12、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C8、拨码开关SW1;
所述拨码开关SW1具有3个并联设置的开关,所述电阻R17、电阻R18、电阻R19分别与所述拨码开关SW1的3个开关串联,所述电阻R16一端接入5V电源、另一端与所述电阻R11连接,所述拨码开关SW1与所述电阻R17、电阻R18、电阻R19串联后并联于所述电阻R16两端,所述电阻R12一端连接在所述电阻R11与电阻R16之间、另一端接地,所述电容C8并联于所述电阻R12两端,所述基准电压为所述电阻R16与电阻R12之间电压。
进一步,所述辅助电源电路包括:二极管D4、二极管D5、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R20;
所述第二副边绕组W3与第三副边绕组W4绕制成一具有中心抽头端的第四绕组,所述第四绕组的第一端连接到所述二极管D4的正极,所述二极管D4的负极通过一三端稳压器后输出15V电压给所述芯片LD5535,所述第四绕组的第二端连接到所述二极管D5的正极,所述二极管D5的负极通过一三端稳压器后输出5V电压给所述芯片LM324,所述第四绕组的中心抽头端接地,所述电容C10一端连接在所述二极管D4的负极与三端稳压器之间、另一端连接到所述第四绕组的中心抽头端,所述电容C11与所述电阻R20串联后并联于所述二极管D5两端,所述电容C12一端连接到所述二极管D5的负极与三端稳压器之间、另一端接地。
进一步,所述过充过流保护电路包括:电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、二极管D6、开关管Q3、继电器RY1、比较器U2A、比较器U2B、或门OR1;
所述电阻R21一端接入所述锂电池充电器的当前电压、另一端串联电阻R22后接地,所述电阻R23一端接入所述充电电流、另一端串联电阻R24后接地,所述电阻R25一端连接5V电源,另一端依次串联电阻R26、电阻R2后接地,所述比较器U2A的反相输入端连接于所述电阻R25与电阻R26之间、同相输入端连接于所述电阻R21与电阻R22之间、输出端串联电阻R28后连接到所述或门OR1的第一输入端,所述比较器U2B的反相输入端连接于所述电阻R26与电阻R27之间、同相输入端连接于所述电阻R23与电阻R24之间、输出端串联电阻R29后连接到所述或门OR1的第二输入端,所述继电器RY1的控制端的一端接入5V电源、另一端串联开关管Q3后接地,所述继电器RY1的受控端串联于所述锂电池充电器的输出端处,所述或门OR1的输出端串联电阻R30后连接到所述开关管Q3的第一端,所述电阻R31一端连接到所述电阻R30与开关管Q3之间、另一端接地,所述二极管D6并联在所述继电器RY1的控制端的两端。
与现有技术相比,本实用新型至少具有如下有益效果:
1、本实用新型通过功率因数校正电路,提高了用电质量,改善了电路运行条件,并且提高了锂电池充电器的使用效率,减少了线路功率损耗,节约电能;
2、可以通过输出电流调节电路,调节输出电流,提高了锂电池充电器的适用范围;
3、本实用新型前级采用Flyback DC/DC变换电路、后级采用Flyback DC/DC变换电路,可以在满足较高的功率因数和较低的输入电流谐波的同时,得到较好的输出电压特性。
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,下面将对实施例或现有技术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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型整体架构示意图;
图2为本实用新型功率因数校正电路的连接示意图;
图3为本实用新型Flyback DC/DC变换电路的连接示意图;
图4为本实用新型输出电流调节电路的连接示意图;
图5为本实用新型辅助电源电路的连接示意图;
图6为过充过流保护电路的连接示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
由此,本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征,而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外,应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计,但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此,除非另有说明,所说明的组合并非旨在限制。
下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。
充电器的充电电流与电子设备需求不匹配,使得充电器无法对大多数电子设备做到完全通用。当充电器的充电电流较小时,会导致电子设备充电较为缓慢,充电时间过长;当设备中的充电电流较大时,又容易对充电器造成不可逆的损害。本实用新型的思路在于,提出一种锂电池充电器,其设有输出电流调节电路,能够实时调节锂电池充电器的输出电流,使其与电子设备相匹配,提高锂电池充电器的应用范围。
具体的,本实用新型提出的锂电池充电器至少包括有:
功率因数校正电路,其连接到220V的交流输入,用于在本实用新型的输出功率较大时进行功率因数校正,同时,功率因数校正电路还用于将220V的交流输入转换为400V的母线电压,以供后级电路使用;
Flyback DC/DC变换电路,其连接到功率因数校正电路的输出端,将母线电压作为输入电压,经Flyback DC/DC变换电路调节后将母线电压转换为稳定的输出电压和输出电流;
输出电流调节电路,其输出端与电子设备连接,输出电流作为本实用新型的充电电流,其输入端连接于Flyback DC/DC变换电路的输出端,用于接收稳定的输出电流,并调节输出电流的大小,以匹配电子设备充电需求。
工作时,可以先通过功率因数校正电路将220V的交流输入转换为400V的母线电压供后级电路使用,然后经Flyback DC/DC变换电路转换为稳定的输出电压和输出电流,最后通过输出电流调节电路调节锂电池充电器给电子设备的充电电流,以提高本实用新型的适用范围。
进一步的,本实用新型提出的锂电池充电器还设有:
辅助电源电路,其连接于功率因数校正电路的输出端,用于接收母线电压,并将母线电压转换为可供其余电路工作的工作电压;
过充过流保护电路,其连接于锂电池充电器的输出端,用于采样锂电池充电器的当前电压和充电电流,并在锂电池充电器发生过充或过流时切断锂电池充电器,以断开其与电子设备的连接,避免电路损坏。
通过过充过流保护电路的设置,使本实用新型避免了充电过程中过充或过流对电路造成的损伤,提高了本实用新型的安全性。
具体的,请参见图1,功率因数校正电路包括一Boost PFC AC/DC电路、以及与该Boost PFC AC/DC电路连接的控制回路1,其Boost PFC AC/DC电路能将交流输入转换为直流输出,并进行升压变换和功率因数校正,控制回路1由UCC28019芯片组成,其用于对BoostPFC AC/DC电路进行电压电流取样,并反馈调节,达到功率因数校正以及升压的目的。Flyback DC/DC变换电路连接在功率因数校正电路的输出端,用于DC/DC变换,将功率因数校正电路输出的母线电压转换为稳定的输出电压和输出电流,过充过流保护电路以及输出电路保护电路与Flyback DC/DC变换电路的输出端连接,分别用于过充过流保护以及输出电流的调节,Flyback DC/DC变换电路还连接有控制回路2,控制回路2由芯片LD5535组成,辅助电源电路连接在Flyback DC/DC变换电路的另一侧,用于给电路中的UC28019、LD5535、LM324提供稳定的15V和5V电压。
进一步的,请参见图2,功率因数校正电路包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电感L1、电容C3、开关管Q1、整流桥BD1;
整流桥BD1连接于交流输入的两端,电感L1一端连接整流桥的正端、另一端连接于二极管D2的正极,二极管D2的负极依次串联电阻R1、电阻R2、电阻R3后连接于整流桥BD1的负端,电阻R4一端连接于整流桥BD1的正端、另一端串联电阻R5后接地,电容C3一端连接于二极管D2的负极与电阻R1之间、另一端连接于电阻R2与电阻R3之间,开关管Q1的第一端连接于电感L1与二极管D2的正极之间、第二端连接于电阻R3与整流器BD1的负端之间;
功率因数校正电路还包括由控制芯片UCC28019组成的第一控制回路,第一控制回路的输入端分别连接于电阻R4与电阻R5之间、电阻R1与电阻R2之间、电阻R2与电阻R3之间,分别用于输入电压、输出电压和输出电流的采样,第一控制回路的输出端连接于开关管Q1的第三端,并用于根据采集的输入电压、输出电压和输出电流调节开关管Q1的通断状态。
其工作原理为:通过整流桥BD1进行整流,将交流电转换为直流电,功率因数校正电路的输出端设于二极管D2的负极,控制回路1对功率因数校正电路的输出电压和输出电流进行采样,根据采样数据调节开关管Q1的通断状态,形成一闭环控制,以调节输出电压大小和功率因数校正。
请参见图3,Flyback DC/DC变换电路包括:变压器T1、绕制于变压器T1一次侧的原边绕组W1、绕制于变压器T1二次侧的第一副边绕组W2、第二副边绕组W3以及第三副边绕组W4;
原边绕组W1串联有一开关管Q2,第一副边绕组W2的第一端和第二端用于输出电压,在第一端与第二端之间还串接有电阻R6和电阻R7,第二副边绕组W3与第三副边绕组W4连接到辅助电源电路,辅助电源电路的输出端分别连接到芯片LM324和芯片LD5535,芯片LM342的输入端连接到第一副边绕组W2的第二端,用于采样输出电流,芯片LD5535连接到电阻R6与电阻R7之间,用于采样输出电压,芯片LM342将输出电流采样并放大后传输给芯片LD5535,芯片LD5535连接到开关管Q2,并用于根据输出电流和输出电压控制开关管Q2的通断状态。
其工作原理为:通过变压器T1、原边绕组W1、第一副边绕组W2进行DC/DC变换,第一副边绕组W2的输出电压作为Flyback DC/DC电路的输出电压,芯片LM324用于输出电流采样,并将采样数据传输给芯片LD5535,芯片LD5535用于输出电压采样,同时将采样的输出电压、输出电流结合输出电压调节信号生成开关管Q2的PWM控制信号,进而调节开关管Q2的通断状态,形成以闭环控制回路,以调节第一副边绕组W2的输出电压,即Flyback DC/DC变换电路的输出电压,达到输出稳定电压和电流的目的。
请参见图5,辅助电源电路包括:二极管D4、二极管D5、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R20;
第二副边绕组W3与第三副边绕组W4绕制成一具有中心抽头端的第四绕组,第四绕组的第一端连接到二极管D4的正极,二极管D4的负极通过一三端稳压器后输出15V电压给芯片LD5535,第四绕组的第二端连接到二极管D5的正极,二极管D5的负极通过一三端稳压器后输出5V电压给芯片LM324,第四绕组的中心抽头端接地,电容C10一端连接在二极管D4的负极与三端稳压器之间、另一端连接到第四绕组的中心抽头端,电容C11与电阻R20串联后并联于二极管D5两端,电容C12一端连接到二极管D5的负极与三端稳压器之间、另一端接地。
可以看出,辅助电源电路与Flyback DC/DC变换电路一通连接于变压器T1的二次侧,通过变压器T1进行DC/DC变换,输出两路电压,第四绕组的第一端用于输出15V电压,其输出电压通过原边绕组W1与第二副边绕组W3的匝数比、以及三端稳压器设置,第四绕组的第二端用于输出5V电压,其输出电压通过原边绕组W1与第三副边绕组的匝数比、以及三端稳压器设置,第一端与第二端的三端稳压器采用同一型号的稳压器,均为LM815A。第四绕组的第一端和第二端分别作为辅助电源电路的两个输出端,与芯片UC28019、LD5535、LM324连接,以提供稳定的电压。
请参见图4,输出电流调节电路包括:电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C7、电容C9、放大器U1A、放大器U1B;
放大器U1A的同相输入端串联电阻R15后接入输出电流、反相输入端串联电阻R14后接地、输出端串联电阻R10后连接到放大器U1B的反相输入端,放大器U1B的同相输入端串联电阻R11后接入基准电压、输出端与芯片LD5535连接,电阻R13连接于放大器U1A的反相输入端与输出端之间,电容C9并联于电阻R13两端,电阻R9一端连接于放大器U1B的反相输入端与电阻R10之间、另一端串联电容C7后连接到放大器U1B的输出端。
以及电阻R12、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C8、拨码开关SW1;
拨码开关SW1具有3个并联设置的开关,电阻R17、电阻R18、电阻R19分别与拨码开关SW1的3个开关串联,电阻R16一端接入5V电源、另一端与电阻R11连接,拨码开关SW1与电阻R17、电阻R18、电阻R19串联后并联于电阻R16两端,电阻R12一端连接在电阻R11与电阻R16之间、另一端接地,电容C8并联于电阻R12两端,基准电压为电阻R16与电阻R12之间电压。
其工作原理为,放大器U1A通过电阻R15接入输出电流,并经放大器U1A放大输出电流,放大后的输出电流与基准电流Iref分别连接到放大器U1B的两个输入端,进行输出电流的调节,由于采样的输出电流,即输入到放大器U1B的反相输入端的电流不变,放大器U1B的输出电流只由基准电流决定,通过调节基准电流可以调节最终的输出电流,即充电电流的大小。拨码开关SW1的3个开关均串联由一个电阻,并与电阻R16并联,并联后再与电阻R12串联,通过调节拨码开关SW1的闭合个数,可以调节电阻R16并联后的电阻,进而调节基准电流的大小。
其中,取电阻R12、电阻R16之间电压为基准电压Vref,基准电压Vref变化时,基准电流Iref也随之变化,当拨码开关SW1的3路都未被拨动时,放大器U1B的同相输入端的参考电压为,此时电路输出电流为1.2A;当拨码开关SW1的第1路拨码被拨下后,放大器U1B的同相输入端的参考电压变为,此时电路输出电流为1.5A;当拨码开关SW1的第1和第2路同时被拨下后,放大器U1B的同相输入端的参考电压变为,此时电路输出电流为2A;当拨码开关SW1的第1路、第2路和第3路同时被拨下后,放大器U1B的同相输入端的参考电压变为,此时电路输出电流为3A。本实用新型可以通过调节拨码开关SW1中开关拨下的个数以调节输出电流,其至少可以获取4中不同大小的输出电流,提高了本实用新型的适用范围。
请参见图6,过充过流保护电路包括:电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、二极管D6、开关管Q3、继电器RY1、比较器U2A、比较器U2B、或门OR1;
电阻R21一端接入锂电池充电器的当前电压、另一端串联电阻R22后接地,电阻R23一端接入充电电流、另一端串联电阻R24后接地,电阻R25一端连接5V电源,另一端依次串联电阻R26、电阻R2后接地,比较器U2A的反相输入端连接于电阻R25与电阻R26之间、同相输入端连接于电阻R21与电阻R22之间、输出端串联电阻R28后连接到或门OR1的第一输入端,比较器U2B的反相输入端连接于电阻R26与电阻R27之间、同相输入端连接于电阻R23与电阻R24之间、输出端串联电阻R29后连接到或门OR1的第二输入端,继电器RY1的控制端的一端接入5V电源、另一端串联开关管Q3后接地,继电器RY1的受控端串联于锂电池充电器的输出端处,或门OR1的输出端串联电阻R30后连接到开关管Q3的第一端,电阻R31一端连接到电阻R30与开关管Q3之间、另一端接地,二极管D6并联在继电器RY1的控制端的两端。
其工作原理为,5V电压经过电阻R25、电阻R26和电阻R27分压后产生基准电压Va和Vb,比较器U2A的同相输入端连接到电阻R21和电阻R22之间获取锂电池充电器当前电压的参考电压、反相输入端连接到电阻R25和电阻R26之间获取基准电压Va,当锂电池充电器过充时,比较器U2A同相输入端的电压高于反相输入端的基准电压Va,比较器U2A输出高电平信号;
比较器U2B的反相输入端连接到电阻R26和电阻R27之间获取基准电压Vb、同相输入端连接到电阻R23与电阻R24之间,用于获取锂电池充电器充电电流的参考电压,当锂电池充电器过流时,比较器U2B输出高电平信号;
比较器U2A与比较器U2B的输出端分别连接到或门OR1的第一输入端和第二输入端,由于或门的计算公式为(A+B),当第一输入端和第二输入端中任意一个输入端输入为高电平信号时,或门OR1输出高电平信号,即比较器U2A和比较器U2B中存在一个输出高电平信号时,或门OR1输出高电平信号,也即锂电池充电器出现过充或过流中的一种时,或门OR1输出高电平信号。
当或门OR1输出高电平信号时,开关管Q3导通,使继电器RY1的控制端上电,进而使得继电器RY1断开,从而断开锂电池充电器,停止充电,避免锂电池充电器以及电子设备的损坏。
本实用新型整体的工作过程为,220V交流电由Boost PFC DC/DC电路输入,220V的交流电经过Boost PFC AC/DC电路功率因数校正后可得到大小为400V的母线电压Vbus。母线电压由Boost PFC AC/DC电路闭环控制后,得到用于锂电池充电的输出电压Vo和输出电流Io。Boost PFC AC/DC电路接有输出电流调节电路,通过拨动该调节电路中的拨码开关SW1可以实现对输出电流的控制。该充电电路的输出端与锂电池的输入端之间接有保护电路,当锂电池出现过充或充电电流过大的情况时,可及时断开充电电路以达到对锂电池保护的目的。
与现有技术相比,本实用新型至少具有如下有益效果:
1、本实用新型设有功率因数校正电路,该电路具有提高用电质量,改善电路运行调节等优点,并且提高了锂电池充电器的使用效率,减少线路的功率损耗,节约电能;
2、本实用新型前级采用Flyback DC/DC变换电路、后级采用Flyback DC/DC变换电路,可以在满足较高的功率因数和较低的输入电流谐波的同时,得到较好的输出电压特性。
3、可以通过输出电流调节电路,调节输出电流,提高了锂电池充电器的适用范围。
上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和变化,这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种输出电流可调的锂电池充电器,其特征在于,包括:
功率因数校正电路,其用于对所述锂电池充电器的输出功率进行功率因数校正,并将接入的220V的交流输入转换为400V的母线电压;
Flyback DC/DC变换电路,其连接于所述功率因数校正电路的输出端,用于接入所述母线电压,并调节所述母线电压以得到输出电压和输出电流;
输出电流调节电路,其连接于所述Flyback DC/DC变换电路的输出端,用于接入所述输出电流,并调节所述输出电流的大小。
2.根据权利要求1所述的锂电池充电器,其特征在于,还包括:
辅助电源电路,其连接于所述功率因数校正电路的输出端,用于接入所述母线电压,并将所述母线电压转换为供其余电路工作的工作电压;
过充过流保护电路,其接入所述锂电池充电器的当前电压和充电电流,并用于在所述锂电池充电器过充或过流时断开所述锂电池充电器。
3.根据权利要求1所述的锂电池充电器,其特征在于,所述功率因数校正电路包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电感L1、电容C3、开关管Q1、整流桥BD1、二极管D2;
所述整流桥BD1连接于所述交流输入的两端,所述电感L1一端连接所述整流桥的正端、另一端连接于所述二极管D2的正极,所述二极管D2的负极依次串联电阻R1、电阻R2、电阻R3后连接于所述整流桥BD1的负端,所述电阻R4一端连接于所述整流桥BD1的正端、另一端串联电阻R5后接地,所述电容C3一端连接于所述二极管D2的负极与电阻R1之间、另一端连接于电阻R2与电阻R3之间,所述开关管Q1的第一端连接于电感L1与二极管D2的正极之间、第二端连接于所述电阻R3与所述整流桥BD1的负端之间;
所述功率因数校正电路还包括由控制芯片UCC28019组成的第一控制回路,所述第一控制回路的输入端分别连接于所述电阻R4与电阻R5之间、电阻R1与电阻R2之间、电阻R2与电阻R3之间,分别用于输入电压、输出电压和输出电流的采样,所述第一控制回路的输出端连接于所述开关管Q1的第三端,并用于根据采集的输入电压、输出电压和输出电流调节所述开关管Q1的通断状态。
4.根据权利要求2所述的锂电池充电器,其特征在于,所述Flyback DC/DC变换电路包括:变压器T1、绕制于所述变压器T1一次侧的原边绕组W1、绕制于所述变压器T1二次侧的第一副边绕组W2、第二副边绕组W3以及第三副边绕组W4;
所述原边绕组W1串联有一开关管Q2,所述第一副边绕组W2的第一端和第二端用于输出所述输出电压,在所述第一端与所述第二端之间还串接有电阻R6和电阻R7,所述第二副边绕组W3与所述第三副边绕组W4连接到所述辅助电源电路,所述辅助电源电路的输出端分别连接到芯片LM324和芯片LD5535,所述芯片LM342的输入端连接到所述第一副边绕组W2的第二端,用于采样输出电流,所述芯片LD5535连接到所述电阻R6与电阻R7之间,用于采样输出电压,所述芯片LM342将输出电流采样并放大后传输给所述芯片LD5535,所述芯片LD5535连接到所述开关管Q2,并用于根据所述输出电流和输出电压控制所述开关管Q2的通断状态。
5.根据权利要求4所述的锂电池充电器,其特征在于,所述输出电流调节电路包括:电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C7、电容C9、放大器U1A、放大器U1B;
所述放大器U1A的同相输入端串联电阻R15后接入输出电流、反相输入端串联电阻R14后接地、输出端串联电阻R10后连接到所述放大器U1B的反相输入端,所述放大器U1B的同相输入端串联电阻R11后接入基准电压、输出端与所述芯片LD5535连接,所述电阻R13连接于所述放大器U1A的反相输入端与输出端之间,所述电容C9并联于所述电阻R13两端,所述电阻R9一端连接于所述放大器U1B的反相输入端与电阻R10之间、另一端串联电容C7后连接到所述放大器U1B的输出端。
6.根据权利要求5所述的锂电池充电器,其特征在于,所述基准电压通过拨码开关调节,所述输出电流调节电路还包括电阻R12、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C8、拨码开关SW1;
所述拨码开关SW1具有3个并联设置的开关,所述电阻R17、电阻R18、电阻R19分别与所述拨码开关SW1的3个开关串联,所述电阻R16一端接入5V电源、另一端与所述电阻R11连接,所述拨码开关SW1与所述电阻R17、电阻R18、电阻R19串联后并联于所述电阻R16两端,所述电阻R12一端连接在所述电阻R11与电阻R16之间、另一端接地,所述电容C8并联于所述电阻R12两端,所述基准电压为所述电阻R16与电阻R12之间电压。
7.根据权利要求4所述的锂电池充电器,其特征在于,所述辅助电源电路包括:二极管D4、二极管D5、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R20;
所述第二副边绕组W3与第三副边绕组W4绕制成一具有中心抽头端的第四绕组,所述第四绕组的第一端连接到所述二极管D4的正极,所述二极管D4的负极通过一三端稳压器后输出15V电压给所述芯片LD5535,所述第四绕组的第二端连接到所述二极管D5的正极,所述二极管D5的负极通过一三端稳压器后输出5V电压给所述芯片LM324,所述第四绕组的中心抽头端接地,所述电容C10一端连接在所述二极管D4的负极与三端稳压器之间、另一端连接到所述第四绕组的中心抽头端,所述电容C11与所述电阻R20串联后并联于所述二极管D5两端,所述电容C12一端连接到所述二极管D5的负极与三端稳压器之间、另一端接地。
8.根据权利要求2所述的锂电池充电器,其特征在于,所述过充过流保护电路包括:电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、二极管D6、开关管Q3、继电器RY1、比较器U2A、比较器U2B、或门OR1;
所述电阻R21一端接入所述锂电池充电器的当前电压、另一端串联电阻R22后接地,所述电阻R23一端接入所述充电电流、另一端串联电阻R24后接地,所述电阻R25一端连接5V电源,另一端依次串联电阻R26、电阻R2后接地,所述比较器U2A的反相输入端连接于所述电阻R25与电阻R26之间、同相输入端连接于所述电阻R21与电阻R22之间、输出端串联电阻R28后连接到所述或门OR1的第一输入端,所述比较器U2B的反相输入端连接于所述电阻R26与电阻R27之间、同相输入端连接于所述电阻R23与电阻R24之间、输出端串联电阻R29后连接到所述或门OR1的第二输入端,所述继电器RY1的控制端的一端接入5V电源、另一端串联开关管Q3后接地,所述继电器RY1的受控端串联于所述锂电池充电器的输出端处,所述或门OR1的输出端串联电阻R30后连接到所述开关管Q3的第一端,所述电阻R31一端连接到所述电阻R30与开关管Q3之间、另一端接地,所述二极管D6并联在所述继电器RY1的控制端的两端。
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