CN219041452U - 一种应用双向dc-dc电源的同步整流电路的充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及整流电路技术领域，具体涉及一种应用双向DC‑DC电源的同步整流电路的充电器，包括双向OBC电路、双向DC‑DC转换器电路和同步整流电路，双向OBC电路的一端连接外部电源，另一端连接电池部，双向DC‑DC转换器电路接入OBC电路，同步整流电路接入OBC电路；同步整流电路包括变压器、整流MOS管、检测电路、取样电阻、控制开关以及控制模块，整流MOS管与变压器的输出端相连，检测电路与整流MOS管相连，取样电阻串联与变压器和负载之间，控制开关位于变压器的副边绕组与负载之间且与取样电阻串联，控制开关与控制模块连接；控制模块与检测电路连接。解决用于对手机或者数码产品充电的同步整流电路存在同步整流出现故障引起整流MOS管损坏的问题。

Description

一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器

技术领域

本实用新型涉及整流电路技术领域，具体涉及一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器。

背景技术

随着当今社会的发展，双向DC-DC变换器在可再生能源发电系统、UPS系统、储能逆变系统，电动汽车系统等领域的应用越来越广泛，随之而来的是对DC-DC变换器的各项性能指标的要求变得越来越高，其中对其效率和稳定性的提升，始终是重要的关注点。

图1中为双向DC-DC电源谐振电路，当VIN端作为电源，BATTERY(电池)端作为负载时，图1中的MCU输出驱动信号控制Q11、Q12、Q13、Q14四个MOS管开关动作，实现DC-DC变换功能；MCU不驱动Q21、Q22、Q23、Q24，这四个MOS管等效为二极管使用，实现整流功能。当BATTERY(电池)端作为电源，VIN端作为负载时，MCU输出驱动信号控制Q21、Q22、Q23、Q24四个MOS管开关动作，实现DC-DC变换功能；MCU不驱动Q11、Q12、Q13、Q14，这四个MOS管等效为二极管使用，实现整流功能。

随着双向DC-DC电源在汽车行业的普及，越来越多的汽车应用了双向DC-DC电源作为汽车电源，尤其是新能源汽车行业。当用户需要在车上对手机或者数码设备进行充电时，就需要将手机充电电路接入到双向DC-DC电源上来进行充电。目前，通过对充电器的次级整流采用同步整流，可以提高充电器的充电效率，提升移动终端充电的速度，缩短用户充电等待时间。但是，当同步整流出现故障时，次级整流就会回到普通的整流模式，电流会从同步整流电路的整流MOS管中的寄生二极管流过，整流MOS管的损耗会大幅度上升，可能导致整流MOS管损坏，影响充电器的正常使用。可见，目前的充电器存在同步整流出现故障引起整流MOS管损坏的问题

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，解决用于对手机或者数码产品充电的同步整流电路存在同步整流出现故障引起整流MOS管损坏的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用的第一种技术方案为：

一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，包括双向OBC电路、双向DC-DC转换器电路和同步整流电路，双向OBC电路的一端连接外部电源，另一端连接电池部，双向DC-DC转换器电路接入OBC电路，同步整流电路接入OBC电路；同步整流电路包括变压器、整流MOS管、检测电路、取样电阻、控制开关以及控制模块，整流MOS管与变压器的输出端相连，检测电路与整流MOS管相连，取样电阻串联与变压器和负载之间，控制开关位于变压器的副边绕组与负载之间且与取样电阻串联，控制开关与控制模块连接；控制模块与检测电路连接。

进一步的技术方案是，，充电器包括外壳，外壳内安装有电路板，同步整流电路设置于电路板上。

更进一步的技术方案是，外壳的侧面平行安装有第一档杆和第二档杆。

更进一步的技术方案是，第一档杆通过滑动孔安装于外壳的侧面，滑动孔设置于外壳上，第一档杆滑动设置于滑动孔内，外壳的侧面设置有和滑动孔相连通的拨动孔，拨动孔的截面呈长条状，且沿滑动孔的长度方向设置，拨动孔内滑动设置有拨动杆，拨动杆的一端穿进滑动孔内和第一档杆相连，另一端置于外壳的外侧。

更进一步的技术方案是，拨动杆置于外壳外侧的一端连接有拨动板。

更进一步的技术方案是，第一档杆的侧面连接有绳环，第二档杆远离第一档杆的一侧凹陷设置有卡槽。

更进一步的技术方案是，绳环为弹力绳环。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：这样的设置，若同步整流出现故障引起整流MOS管异常，同步整流电路可以调低变压器的输出功率，以降低充电器的输出电流，从而使整流MOS管的电流降低，防止整流MOS管受损。本实用新型中，将双向DC/DC转换器与双向车载充电机做电气集成，实现了交流输入侧电网与直流输入侧定力电池之间的能量双向传递以及动力电池和低压负载及回馈电能通过低压负载接口与动力电池之间的能量的双向传递，整机体积大幅减小，成本明显降低，功能更加强大，可靠性进一步提升。

附图说明

图1为本实用新型现有技术中的一种双向DC-DC电源谐振电路。

图2为本实用新型双向充放电电路的结构框图。

图3为本实用新型双向充电的电路图。

图4为本实用新型同步整流电路原理图。

图5为本实用新型充电器的一种示意图。

图6为本实用新型充电器的另一种示意图。

图标：1-外壳，2-第一档杆，3-第二档杆，4-滑动孔，5-拨动孔，6-拨动板，10-变压器，20-整流MOS管，30-检测电路，40-控制模块，50-整流控制芯片，60-电容60。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

图1至图6所示为本实用新型的实施例。

实施例1：

一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，包括双向OBC电路、双向DC-DC转换器电路和同步整流电路，双向OBC电路的一端连接外部电源，另一端连接电池部，双向DC-DC转换器电路接入OBC电路，同步整流电路接入双向DC-DC转换器电路的车辆负载端；同步整流电路包括变压器10、整流MOS管20、检测电路30、取样电阻、控制开关以及控制模块40，整流MOS管20与变压器10的输出端相连，检测电路30与整流MOS管20相连，取样电阻串联与变压器10和负载之间，控制开关位于变压器10的副边绕组与负载之间且与取样电阻串联，控制开关与控制模块40连接；控制模块40与检测电路30连接。

图2为本实用新型的集成双向OBC和双向DC/DC转换器的充放电电路的结构框图，该充放电电路包括双向OBC电路和双向DC-DC转换器电路，双向OBC电路与双向DC-DC转换器电路双向电连接，外部电源通过双向OBC电路与电池部电连接，双向DC-DC转换器电路与电动车负载和/或回馈输入端双向连接，双向DC-DC转换器电路包括第二整流电路和第三滤波电路，第二整流电路和第三滤波电路电连接，第三滤波电路与电动车负载和/或回馈输入端双向连接。双向OBC电路包括第一滤波电路、第一整流电路、功率因素校正电路、开关电路、DC/DC转换器，整流/逆变电路、第二滤波电路，第一滤波电路与第一整流电路双向连接，第一整流电路与功率因素校正电路电连接，功率因素校正电路与开关电路电连接，开关电路与DC/DC转换器电路电连接，DC/DC转换器电路与整流/逆变电路双向电连接，整流/逆变电路与第二滤波电路双向连接，第二滤波电路与电动车电池部电连接，DC/DC转换器与第二整流电路双向连接。

第一滤波电路为EMC滤波电路，更具体地，可以是串模电感电路、共模电感电路或者两者的组合。

第一整流电路是单相整流电路。

DC/DC转换器为DC/DC主变压器。

第二滤波电路为可以是电容滤波电路，或者是LC滤波电路。

第二整流电路可以是DC/DC输出整流电路。

第三滤波电路是电容滤波电路，或者是LC滤波电路。

电池部为可充电的二次电池，比如：锂电池。

电动车负载一般为电动车的低压负载，其包括电动车上的音乐播放装置、灯光装置等，回馈输入端具体可以是电动车制动时，将动能转换为电能后，电能的输出端。同步整流电路就接在电动车负载这个位置。

通过该充放电电路，可以实现4种能量流动方式，分别为外部电源给电池部和电动车的低压负载供电；二、电池部回馈能量给外部电源；三、电池部给电动车负载供电；四、回馈输入端给电池部充电。通过该充电电路可以实现电动车的多种充电方式，便于满足市场需求。

图3为本实用新型的充放电电路的电路图，该电路包括变压器T1、第一继电器RLY1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六MOS管Q6、第七MOS管Q7、第八MOS管Q8、第九MOS管Q9、第十MOS管Q10、第十一MOS管Q11、第十二MOS管Q12，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容COUT1、第五电容COUT2、电容CIN、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3，该变压器T1包括原边绕组和第一副边绕组和第二幅边绕组，原边绕组为市电输入端，第一幅边绕组输出连接电动车的电池部，第二幅边绕组输出连接电动车的低压负载，第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的漏极连接，第一MOS管Q1的漏极通过电容CIN与第二MOS管Q2的源极连接，第三MOS管Q3的源极与第四MOS管Q4的漏极连接，第三MOS管Q3的漏极与第四MOS管Q4的漏极连接，该变压器T1原边绕组的一端依次通过第一电感L1、第一继电器RLY1与第一MOS管Q1的源极连接，该变压器T1原边绕组的另外一端通过第一电容C1与第四MOS管Q4的漏极连接，第五MOS管Q5的源极与第六MOS关的漏极连接，第七MOS管Q7的源极与第八MOS管Q8的漏极连接，该变压器T1副边绕组的一端通过第二电感L2与第五MOS管Q5的源极连接，另外一端通过第二电容C2与第七MOS管Q7的源极连接，第五MOS管Q5的漏极、第七MOS管Q7的漏极均与电池部的正极连接，第六MOS管Q6的漏极、第八MOS管Q8的漏极均与电池部的负极连接，电池部的正极与负极之间还并联连接有第四电容COUT1，第九MOS管Q9的源极与第十MOS管Q10的漏极连接，该变压器T1第二副边绕组的一端通过第三电感L3与第九MOS管Q9的源极连接，另外一端通过第三电容C3与第十一MOS管Q11的源极连接，第九MOS管Q9的漏极、第十一MOS管Q11的漏极均与低压负载的正极连接，第九MOS管Q9的漏极、第十一MOS管Q11的漏极均与低压负载的负极连接，电池部的正极与负极之间还并联连接有第四电容COUT2。

其中，T1为车载充电机和DC/DC转换器电气集成，包含三个绕组，原边绕组为市电输入侧，副边绕组2输出连接汽车动力电池组，副边绕组3输出连接车载低压负载，CIN为母线大电解电容，Cout1为动力电池组侧电解电容，Cout2为输出车载低压负载侧电解电容，Q1、Q2、Q3、Q4为CLLC输入侧开关N型MOSFET，Q5、Q6、Q7、Q8为出书动力电池组侧全桥整流N型MOSFET，Q9、Q10、Q11、Q12为输出低压负载侧全桥整流N型MOSFET，RLY1为电磁继电器；L1为输入侧谐振电感，C1为输入侧谐振电容，L2为输出动力电池组侧谐振电感，C2为输出动力电池组侧谐振电容。

图4是本实用新型实施例提供的一种同步整流电路原理图，如图4所示，该同步整流电路应用于充电器，包括变压器10及与变压器10的输出端连接的整流MOS管20、检测电路30以及控制模块40，检测电路30用于检测整流MOS管20是否异常；控制模块40与检测电路30连接，用于若检测电路30检测到整流MOS管20异常，调低变压器10的输出功率，进而降低充电器的输出电流。

若同步整流出现故障时，可以引起整流MOS管的异常，检测电路30可以检测到整流MOS管20的异常，并发送异常信号至控制模块40，控制模块40可以根据接收的异常信号，调节变压器10的导通时间的占空比，降低变压器10的输出功率，以降低充电器的输出电流，从而可以在同步整流出现故障时，使整流MOS管20的电流降低，保护整流MOS管20，避免整流MOS管20发生损坏。

需要说明的是，上述同步整流电路还包括整流控制芯片50以及电容60等，其中，整流控制芯片50与整流MOS管20的栅极连接，可以控制整流MOS管20的导通与截止；电容60并联于变压器10的副边绕组和负载之间，可以实现对变压器10的输出电压的稳压。当然，上述同步整流电路还可以包括其他元器件，在此并不进行一一列举。另外上述控制模块40可以是任意可以实现调低变压器10的输出功率的控制器。

实施例2：

如图5、6所示，在实施例1的基础上，应用实施例1中的一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，充电器包括外壳1，外壳1内安装有电路板，同步整流电路设置于电路板上。这样的设置，将同步整流电路设置在充电器中，可以通过将充电器插入车辆的负载接口上，从而对手机等数码产品进行充电，提高了充电效率。

外壳1的侧面平行安装有第一档杆2和第二档杆3。常规情况下，大多数人们在使用充电器配合充电线充电以后，很好会将充电线拔下来单独收纳，一方面显得比较麻烦，第二个收纳以后找出来比较麻烦。但是任由充电线随意摆放在车内，又容易对驾驶人员造成干扰。因此在充电线使用完成后，通过将充电线纳缠绕在外壳1上的第一档杆2和第二档杆3之间，来对充电线进行收纳。而且可以根据充电线缠绕圈数来控制充电线的长度。

第一档杆2通过滑动孔4安装于外壳1的侧面，滑动孔4设置于外壳1上，第一档杆2滑动设置于滑动孔4内，外壳1的侧面设置有和滑动孔4相连通的拨动孔5，拨动孔5的截面呈长条状，且沿滑动孔4的长度方向设置，拨动孔5内滑动设置有拨动杆，拨动杆的一端穿进滑动孔4内和第一档杆2相连，另一端置于外壳1的外侧。这样的设置，当需要收纳充电线的时候，可以通过拨动拨动杆来将第一档杆2从滑动孔4伸出来，不需要收纳充电线的时候，通过拨动杆带动第一档杆2缩回到滑动孔4。常规情况下第二档杆3和第一档杆2的设置方式相同。

拨动杆置于外壳1外侧的一端连接有拨动板6。通过设置拨动板6，便于操作人员带动第一档杆2伸出或者缩回到滑动孔4。

第一档杆2的侧面连接有绳环，第二档杆3远离第一档杆2的一侧凹陷设置有卡槽。这样的设置，当用户将充电线在第一档杆2和第二档杆3之间缠绕在外壳1的表面后，通过将绳环牵引到第二档杆3卡槽内卡住，就能将缠绕好的充电线固定好。

绳环为弹力绳环。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，其特征在于，包括双向OBC电路、双向DC-DC转换器电路和同步整流电路，所述双向OBC电路的一端连接外部电源，另一端连接电池部，所述双向DC-DC转换器电路接入所述OBC电路，所述同步整流电路接入所述双向DC-DC转换器电路；所述同步整流电路包括变压器(10)、整流MOS管(20)、检测电路(30)、取样电阻、控制开关以及控制模块(40)，所述整流MOS管(20)与所述变压器(10)的输出端相连，所述检测电路(30)与所述整流MOS管(20)相连，所述取样电阻串联与所述变压器(10)和负载之间，所述控制开关位于所述变压器(10)的副边绕组与所述负载之间且与所述取样电阻串联，所述控制开关与所述控制模块(40)连接；所述控制模块(40)与所述检测电路(30)连接；

所述充电器还包括外壳(1)，所述外壳(1)内安装有电路板，所述同步整流电路设置于电路板上；

所述外壳(1)的侧面平行安装有第一档杆(2)和第二档杆(3)。

2.根据权利要求1所述的一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，其特征在于：所述第一档杆(2)通过滑动孔(4)安装于外壳(1)的侧面，所述滑动孔(4)设置于外壳(1)上，所述第一档杆(2)滑动设置于滑动孔(4)内，所述外壳(1)的侧面设置有和滑动孔(4)相连通的拨动孔(5)，所述拨动孔(5)的截面呈长条状，且沿滑动孔(4)的长度方向设置，所述拨动孔(5)内滑动设置有拨动杆，所述拨动杆的一端穿进滑动孔(4)内和第一档杆(2)相连，另一端置于外壳(1)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，其特征在于：所述拨动杆置于外壳(1)外侧的一端连接有拨动板(6)。

4.根据权利要求2所述的一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，其特征在于：所述第一档杆(2)的侧面连接有绳环，所述第二档杆(3)远离第一档杆(2)的一侧凹陷设置有卡槽。

5.根据权利要求4所述的一种应用双向DC-DC电源的同步整流电路的充电器，其特征在于：所述绳环为弹力绳环。

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