CN218449584U - 一种太阳能pwm充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种太阳能PWM充电电路，包括：PWM接收单元、光耦隔离单元、MOS管驱动单元、及MOS管控制单元，所述PWM接收单元，用于接收MCU输出的PWM信号；所述光耦隔离单元，用于隔离电池的地和太阳能板的地；所述MOS管驱动单元用于根据所述光耦隔离单元的隔离情况，对所述MOS管控制单元进行管理；所述MOS管控制单元用于控制PWM充电。本实用新型通过PWM控制充电，当电池快充满时，可以涓流充电，使电池充的更满，在电池电量低时，先以小电流进行预充电，避免损坏电池，在充电过程中能实时控制充电电流大小，避免损坏元件和电池。

Description

一种太阳能PWM充电电路

技术领域

本实用新型涉及PWM充电技术领域，尤其涉及一种太阳能PWM充电电路。

背景技术

参阅图1所示，现有市场上普遍的太阳能充电电路如下：当OUT_IN输入高电平时，MOS管Q1导通，MOS管Q5和MOS管Q6的栅极接GND(地)，按正常控制逻辑，此时MOS管Q5和MOS管Q6应该要关断，但是由于GND和S-不相等，S-对GND的电压不确定，可能出现GND大于S-的情况，这样导致MOS管Q5和MOS管Q6仍能导通，不能完全关断；当OUT_IN输入低电平时，MOS管Q1不导通，MOS管Q5和MOS管Q6的栅极通过电阻R10接V+，按正常控制逻辑，此时MOS管Q5和MOS管Q6应该要导通，但是由于GND和S-不相等，S-对GND的电压不确定，可能出现MOS管Q5和MOS管Q6的栅极小于S-的情况，这样导致MOS管Q5和MOS管Q6不能导通，会存在不能完全导通情况；以上两点说明MOS管不能实现快速开关，导致无法使用PWM方式进行充电。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳能PWM充电电路。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种太阳能PWM充电电路，包括：PWM接收单元、光耦隔离单元、MOS管驱动单元、及MOS管控制单元，所述PWM接收单元，用于接收MCU输出的PWM信号；所述光耦隔离单元，用于隔离电池的地和太阳能板的地；所述MOS管驱动单元用于根据所述光耦隔离单元的隔离情况，对所述MOS管控制单元进行管理；所述MOS管控制单元用于控制PWM充电。

其进一步技术方案为：所述PWM接收单元包括电阻R14、电阻R15及MOS管Q1，所述电阻R14的1脚与外部MCU连接，所述电阻R15的1脚和所述MOS管Q1的栅极与电阻R14的2脚连接，所述MOS管Q1的漏极与所述光耦隔离单元连接。

其进一步技术方案为：所述光耦隔离单元包括光耦U4，所述光耦U4的2脚与所述MOS管Q1的漏极连接，所述光耦U4的3脚和4脚与所述MOS管驱动单元连接。

其进一步技术方案为：所述MOS管驱动单元包括MOS管驱动芯片U3，所述MOS管驱动芯片U3的2脚和3脚分别与所述光耦U4的3脚和4脚连接，所述MOS管驱动芯片U3的5脚、6脚、7脚及8脚均与所述MOS管控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述光耦U4的4脚和MOS管驱动芯片U3的3脚还与输入端S-连接。

其进一步技术方案为：所述光耦隔离单元还包括电阻R13和电阻R7；所述电阻R13的1脚与所述光耦U4的1脚连接，电阻R7的1脚与所述光耦U4的3脚及MOS管驱动芯片U3的2脚连接，所述电阻R13的2脚和电阻R7的2脚均与所述MOS管控制单元及输入端V+连接。

其进一步技术方案为：所述MOS管驱动单元还包括电容C4，所述电容C4的1脚与MOS管驱动芯片U3的5脚及输入端S-连接，电容C4的2脚与所述MOS管控制单元及输入端V+连接。

其进一步技术方案为：所述MOS管控制单元包括MOS管Q5、MOS管Q6、电阻R10及电阻R23；所述电阻R10的1脚与所述MOS管驱动芯片U3的7脚连接，MOS管Q5的栅极和MOS管Q6的栅极与所述电阻R10的2脚及所述MOS管驱动芯片U3的6脚连接，电阻R23的1脚与电阻R13的2脚、电阻R7的2脚、MOS管驱动芯片U3的8脚、电容C4的2脚及输入端V+连接，MOS管Q6的漏极与电阻R23的2脚及输入端S-连接，MOS管Q5的源极和MOS管Q6的源极连接。

其进一步技术方案为：所述MOS管控制单元还包括电阻R1、电阻R8及电容C3；所述MOS管Q5的漏极与所述电阻R1的1脚及电阻R8的1脚连接，电阻R1的2脚与电池的负极连接，电阻R8的2脚与输入端P15及电容C3的1脚连接，电容C3的2脚接地。

其进一步技术方案为：所述电池的正极与输入端V+及输入端S+连接。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：通过PWM控制充电，当电池快充满时，可以涓流充电，使电池充的更满，在电池电量低时，先以小电流进行预充电，避免损坏电池，在充电过程中能实时控制充电电流大小，避免损坏元件和电池。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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为现有太阳能充电电路的具体电路原理图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能PWM充电电路的示意性框图；

图3为本实用新型实施例提供的太阳能PWM充电电路的具体电路原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的一种太阳能PWM充电电路的示意性框图，该电路可以运用在利用太阳能充电的过程中，实现通过PWM控制充电，当电池快充满时，可以涓流充电，使电池充的更满，在电池电量低时，先以小电流进行预充电，避免损坏电池，在充电过程中能实时控制充电电流大小，避免损坏元件和电池。

请参阅图2，上述的一种太阳能PWM充电电路，包括：PWM接收单元10、光耦隔离单元20、MOS管驱动单元30、及MOS管控制单元40，所述PWM接收单元10，用于接收MCU输出的PWM信号；所述光耦隔离单元20，用于隔离电池的地和太阳能板的地；所述MOS管驱动单元30用于根据所述光耦隔离单元20的隔离情况，对所述MOS管控制单元40进行管理；所述MOS管控制单元40用于控制PWM充电。

在本实施例中，当MCU输出的PWM信号为高电平时，PWM接收单元10导通，使得光耦隔离单元20导通，MOS管驱动单元30对MOS管控制单元40进行管理，MOS管控制单元40完全关断，不充电；当MCU输出的PWM信号为低电平时，PWM接收单元10不导通，使得光耦隔离单元20不导通，MOS管驱动单元30对MOS管控制单元40进行管理，MOS管控制单元40导通，可以充电。

在一实施例中，请参阅图3，所述PWM接收单元10包括电阻R14、电阻R15及MOS管Q1，所述电阻R14的1脚与外部MCU连接，所述电阻R15的1脚和所述MOS管Q1的栅极(1脚)与电阻R14的2脚连接，所述MOS管Q1的漏极(3脚)与所述光耦隔离单元20连接。

具体地，当MCU输出的PWM信号为高电平时，MOS管Q1导通，使得光耦U4导通，当MCU输出的PWM信号为低电平时，MOS管Q1不导通，使得光耦U4不导通。

具体地，电阻R15的2脚和MOS管Q1的源极(2脚)接地。

优选地，MOS管Q1的型号为SI2300/AO3400。

在一实施例中，请参阅图3，所述光耦隔离单元20包括光耦U4，所述光耦U4的2脚与所述MOS管Q1的漏极连接，所述光耦U4的3脚和4脚与所述MOS管驱动单元30连接。

具体地，光耦U4的型号为PC817/EL357等，具体可根据需要选择，以适应不同的应用场景。

在一实施例中，请参阅图3，所述MOS管驱动单元30包括MOS管驱动芯片U3，所述MOS管驱动芯片U3的2脚和3脚分别与所述光耦U4的3脚和4脚连接，所述MOS管驱动芯片U3的5脚、6脚、7脚及8脚均与所述MOS管控制单元40连接。

优选地，MOS管驱动芯片U3的型号为EG3001。MOS管驱动芯片U3的型号还可以为其他型号，具体可根据需要选择，以适应不同的应用场景。

在一实施例中，请参阅图3，所述光耦U4的4脚和MOS管驱动芯片U3的3脚还与输入端S-连接。

具体地，当MCU输出的PWM信号为高电平时，MOS管Q1导通，使得光耦U4导通，MOS管驱动芯片U3的2脚(IN脚)与输入端S-连通，即IN的电平和输入端S-完全相同；当MCU输出的PWM信号为低电平时，MOS管Q1不导通，使得光耦U4不导通，MOS管驱动芯片U3的2脚通过电阻R7与输入端V+连通，即IN为高电平。

在一实施例中，请参阅图3，所述光耦隔离单元20还包括电阻R13和电阻R7；所述电阻R13的1脚与所述光耦U4的1脚连接，电阻R7的1脚与所述光耦U4的3脚及MOS管驱动芯片U3的2脚连接，所述电阻R13的2脚和电阻R7的2脚均与所述MOS管控制单元40及输入端V+连接。

在一实施例中，请参阅图3，所述MOS管驱动单元30还包括电容C4，所述电容C4的1脚与MOS管驱动芯片U3的5脚及输入端S-连接，电容C4的2脚与所述MOS管控制单元40及输入端V+连接。

具体地，当光耦U4导通，MOS管驱动芯片U3的2脚与输入端S-连通，即IN的电平和S-完全相同，根据MOS管驱动芯片U3的逻辑关系，此时MOS驱动芯片U3的6脚(OUTS脚)输出电压也为S-；当MCU输出的PWM信号为低电平时，MOS管Q1不导通，使得光耦U4不导通，MOS管驱动芯片U3的2脚通过电阻与输入端V+连通，即IN为高电平，根据MOS管驱动芯片U3的逻辑关系，MOS驱动芯片U3的7脚(OUTD脚)输出高电平。

在一实施例中，请参阅图3，所述MOS管控制单元40包括MOS管Q5、MOS管Q6、电阻R10及电阻R23；所述电阻R10的1脚与所述MOS管驱动芯片U3的7脚连接，MOS管Q5的栅极和MOS管Q6的栅极与所述电阻R10的2脚及所述MOS管驱动芯片U3的6脚连接，电阻R23的1脚与电阻R13的2脚、电阻R7的2脚、MOS管驱动芯片U3的8脚、电容C4的2脚及输入端V+连接，MOS管Q6的漏极与电阻R23的2脚及输入端S-连接，MOS管Q5的源极和MOS管Q6的源极连接。

具体地，当光耦U4导通，MOS管驱动芯片U3的2脚与输入端S-连通，即IN的电平和S-完全相同，根据MOS管驱动芯片U3的逻辑关系，此时MOS驱动芯片U3的6脚(OUTS脚)输出电压也为S-，MOS管Q5和MOS管Q6的栅极、源极间的电压几乎相同，所以MOS管Q5和MOS管Q6完全关断，不充电；当MCU输出的PWM信号为低电平时，MOS管Q1不导通，使得光耦U4不导通，MOS管驱动芯片U3的2脚通过电阻R7与输入端V+连通，即IN为高电平，根据MOS管驱动芯片U3的逻辑关系，MOS驱动芯片U3的7脚(OUTD脚)输出高电平，这样MOS管Q5和MOS管Q6导通，可以充电。

具体地，MOS管Q5和MOS管Q6的型号为KS2230/KS6205。

在一实施例中，请参阅图3，所述MOS管控制单元40还包括电阻R1、电阻R8及电容C3；所述MOS管Q5的漏极与所述电阻R1的1脚及电阻R8的1脚连接，电阻R1的2脚与电池的负极连接，电阻R8的2脚与输入端P15及电容C3的1脚连接，电容C3的2脚接地。

具体地，由于光耦U4的地端、MOS管Q5和MOS管Q6的地端都是连通的S-，地端电平相同，使得MOS管Q5和MOS管Q6可以实现快速开关，从而实现PWM充电。

在一实施例中，请参阅图3，所述电池的正极与输入端V+及输入端S+连接。

具体地，该太阳能PWM充电电路的工作原理如下：当MCU输出的PWM信号为高电平时，MOS管Q1导通，使得光耦U4导通，MOS管驱动芯片U3的2脚与输入端S-连通，即IN的电平和S-完全相同，根据MOS管驱动芯片U3的逻辑关系，此时MOS驱动芯片U3的6脚输出电压也为S-,MOS管Q5和MOS管Q6的栅极、源极间的电压几乎相同，所以MOS管Q5和MOS管Q6完全关断，不充电；当MCU输出的PWM信号为低电平时，MOS管Q1不导通，使得光耦U4不导通，MOS管驱动芯片U3的2脚通过电阻R7与输入端V+连通，即IN为高电平，根据MOS管驱动芯片U3的逻辑关系，MOS驱动芯片U3的7脚输出高电平，这样MOS管Q5和MOS管Q6导通，可以充电，由于光耦U4的地端、MOS管Q5和MOS管Q6的地端都是连通的S-，地端电平相同，使得MOS管Q5和MOS管Q6可以实现快速开关，从而实现PWM充电。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，包括：PWM接收单元、光耦隔离单元、MOS管驱动单元、及MOS管控制单元，所述PWM接收单元，用于接收MCU输出的PWM信号；所述光耦隔离单元，用于隔离电池的地和太阳能板的地；所述MOS管驱动单元用于根据所述光耦隔离单元的隔离情况，对所述MOS管控制单元进行管理；所述MOS管控制单元用于控制PWM充电。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述PWM接收单元包括电阻R14、电阻R15及MOS管Q1，所述电阻R14的1脚与外部MCU连接，所述电阻R15的1脚和所述MOS管Q1的栅极与电阻R14的2脚连接，所述MOS管Q1的漏极与所述光耦隔离单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述光耦隔离单元包括光耦U4，所述光耦U4的2脚与所述MOS管Q1的漏极连接，所述光耦U4的3脚和4脚与所述MOS管驱动单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述MOS管驱动单元包括MOS管驱动芯片U3，所述MOS管驱动芯片U3的2脚和3脚分别与所述光耦U4的3脚和4脚连接，所述MOS管驱动芯片U3的5脚、6脚、7脚及8脚均与所述MOS管控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述光耦U4的4脚和MOS管驱动芯片U3的3脚还与输入端S-连接。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述光耦隔离单元还包括电阻R13和电阻R7；所述电阻R13的1脚与所述光耦U4的1脚连接，电阻R7的1脚与所述光耦U4的3脚及MOS管驱动芯片U3的2脚连接，所述电阻R13的2脚和电阻R7的2脚均与所述MOS管控制单元及输入端V+连接。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述MOS管驱动单元还包括电容C4，所述电容C4的1脚与MOS管驱动芯片U3的5脚及输入端S-连接，电容C4的2脚与所述MOS管控制单元及输入端V+连接。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述MOS管控制单元包括MOS管Q5、MOS管Q6、电阻R10及电阻R23；所述电阻R10的1脚与所述MOS管驱动芯片U3的7脚连接，MOS管Q5的栅极和MOS管Q6的栅极与所述电阻R10的2脚及所述MOS管驱动芯片U3的6脚连接，电阻R23的1脚与电阻R13的2脚、电阻R7的2脚、MOS管驱动芯片U3的8脚、电容C4的2脚及输入端V+连接，MOS管Q6的漏极与电阻R23的2脚及输入端S-连接，MOS管Q5的源极和MOS管Q6的源极连接。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述MOS管控制单元还包括电阻R1、电阻R8及电容C3；所述MOS管Q5的漏极与所述电阻R1的1脚及电阻R8的1脚连接，电阻R1的2脚与电池的负极连接，电阻R8的2脚与输入端P15及电容C3的1脚连接，电容C3的2脚接地。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能PWM充电电路，其特征在于，所述电池的正极与输入端V+及输入端S+连接。

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