CN219322126U - 一种具备实时反馈功能的低成本充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池充放电技术领域，提供一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，包括隔离变压模块、电压检测模块和控制芯片，所述隔离变压模块包括变压器；所述电压检测模块包括第一次级绕组，所述第一次级绕组与所述变压器磁耦合，其输出端作为电压反馈端与所述控制芯片电性连接。本实施例基于传统充电输出主回路上的变压器，增设一个与变压器耦合、与控制芯片电性连接的第一次级绕组，利用第一次级绕组与变压器的磁耦合关系，实现次级绕组对初级绕组上输入电压的实时检测，检测效率高，代替现有的比较器和光耦，进一步降低了产品的生产成本。

Description

一种具备实时反馈功能的低成本充电电路

技术领域

本实用新型涉及电池充放电技术领域，尤其涉及一种具备实时反馈功能的低成本充电电路。

背景技术

目前国内在行业中应用的充电法主要有以下几种：

1、恒定电压法。蓄电池两极间的电压维持在恒定值的充电，其优点是随着蓄电池的荷电状态的变化，自动调整充电电流；缺点是在充电初期，如果蓄电池放电深度过深，充电电流会很大，不仅危及充电器的安全，电池也可能因过流而受损伤，若充电电压选择过低，后期充电电流又过小，导致充电时间过长。

2、恒定电流法。恒定电流法是在充电过程中一直保持充电电流恒定的充电方法。为实现快速充电，必须采用较大的电流进行充电，因此造成充电后期蓄电池大量析气。

因此有必要对充电电路的输出电压进行检测，现有市场电路框架如图1，输入电压通过分压电阻降压后送入比较器，通过设置比较器的基准，来判断输入电压的最低阈值，此种检测方法存在两个主要问题。

1、成本高，需要一个比较器还有一个隔离光耦；

2、不能检测实时的当前电压情况，只能检测到某一个阈值电压点。

发明内容

本实用新型提供一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，解决了现有的充电电路中输出电压检测技术成本高、电压检测结果不连续的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，包括隔离变压模块、电压检测模块和控制芯片，所述隔离变压模块包括变压器；所述电压检测模块包括第一次级绕组，所述第一次级绕组与所述变压器磁耦合，其输出端作为电压反馈端与所述控制芯片电性连接。

本基础方案基于传统充电输出主回路上的变压器，增设一个与变压器耦合、与控制芯片电性连接的第一次级绕组，利用第一次级绕组与变压器的磁耦合关系，实现次级绕组对初级绕组上输入电压的实时检测，检测效率高，代替现有的比较器和光耦，进一步降低了产品的生产成本。

在进一步的实施方案中，所述变压器包括磁耦合的初级绕组和第二次级绕组，所述初级绕组通过整流滤波电路与供电电源电性连接，所述第二次级绕组的输出端与充电端口连接。

本方案在充电主回路上设置隔离变压器，由于其输入绕组(初级绕组)与输出绕组(第二次级绕组)在电气上彼此隔离，可保证用电安全。

在进一步的实施方案中，所述隔离变压模块还包括与所述变压器串联的开关模块，所述开关模块包括第一开关管和第一电阻，当所述第一开关管为N沟道MOS管时：

所述第一开关的栅极与所述控制芯片电性连接，漏极与所述初级绕组的异名端连接，源极通过所述第一电阻接地。

本方案在变压器的初级绕组上串联一个开关管(第一开关管)，利用其电气特性可实现电路启动/关闭的驱动控制，MOS管的应用也使得回路可兼容大电流，避免电路损坏。

在进一步的实施方案中，所述隔离变压模块还包括滤波电容，所述滤波电容的正极与所述初级绕组的同名端连接，另一端接地。

本方案在初级绕组前设置接地的滤波电容，可滤除交流成分，使输出的直流更平滑。

在进一步的实施方案中，所述隔离变压模块还包括与所述变压器并联的去磁模块，所述去磁模块包括第二电阻、第一电容和第一二极管；所述第一二极管的正极与所述初级绕组的异名端连接，负极通过所述第二电阻与所述初级绕组的同名端连接；所述第一电容与所述第二电阻并联。

本方案针对变压器的应用，配套设置了去磁模块，在关闭第一开关管时，利用第二电阻、第一电容和第一二极管与变压器初级绕组形成去磁回路，以去除电磁铁释放时产生的反相电动势，提高电磁铁控制电路(变压器)寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的现有充电电路中电压反馈机制的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路的框架图；

图3是本实用新型实施例提供的图2中部分模块硬件电路图；

其中：隔离变压模块1，电压检测模块2，控制芯片3；

变压器T1，初级绕组N1，第一次级绕组N2，第二次级绕组N3；第一开关管Q1，第一电阻R1，第二电阻R2，第一二极管D1，第一电容C1，滤波电容C2。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

本实用新型实施例提供的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，如图2、图3所示，在本实施例中，包括隔离变压模块1、电压检测模块2和控制芯片3，隔离变压模块1包括变压器T1；电压检测模块2包括第一次级绕组N2，第一次级绕组N2与变压器T1磁耦合，其输出端作为电压反馈端与控制芯片3电性连接。

其中，整流滤波电路和控制芯片采用现有的常用模块，本实施例不再赘述。

在本实施例中，变压器T1包括磁耦合的初级绕组N1和第二次级绕组N3，初级绕组N1通过整流滤波电路与供电电源电性连接，第二次级绕组N3的输出端与充电端口连接。

本实施例在充电主回路上设置隔离变压器T1，由于其输入绕组(初级绕组N1)与输出绕组(第二次级绕组N3)在电气上彼此隔离，可保证用电安全。

在本实施例中，隔离变压模块1还包括与变压器T1串联的开关模块，开关模块包括第一开关管Q1和第一电阻R1，当第一开关管Q1为N沟道MOS管时：

第一开关的栅极与控制芯片3电性连接，漏极与初级绕组N1的异名端连接，源极通过第一电阻R1接地。

本实施例在变压器T1的初级绕组N1上串联一个开关管(第一开关管Q1)，利用其电气特性可实现电路启动/关闭的驱动控制，MOS管的应用也使得回路可兼容大电流，避免电路损坏。

在本实施例中，隔离变压模块1还包括滤波电容C2，滤波电容的正极与初级绕组N1的同名端连接，另一端接地。

本实施例在初级绕组N1前设置接地的滤波电容C2，可滤除交流成分，使输出的直流更平滑。

在本实施例中，隔离变压模块1还包括与变压器T1并联的去磁模块，去磁模块包括第二电阻R2、第一电容C1和第一二极管D1；第一二极管D1的正极与初级绕组N1的异名端连接，负极通过第二电阻R2与初级绕组N1的同名端连接；第一电容C1与第二电阻R2并联。

本实施例针对变压器T1的应用，配套设置了去磁模块，在关闭第一开关管Q1时，利用第二电阻R2、第一电容C1和第一二极管D1与变压器T1初级绕组N1形成去磁回路，以去除直流电磁铁释放时产生的反相电动势，提高直流电磁铁控制电路(变压器T1)寿命。

本实施的电压采样原理如下：

从输入端口进入的电源，经过整流滤波电路后输出到隔离变压模块1中。

此时，控制芯片3导通第一开关管Q1，变压器T1的初级绕组N1通电，通过磁耦合，变压器T1的第二次级绕组N3和电压检测模块2的第一次级绕组N2通电，第二次级绕组N3的输出端输出充电电压，第一次级绕组N2按照与初级绕组N1的匝数比，将采样电压反馈至控制芯片3，具体的：

当输入电压为Vin，在第一开关管Q1开通时初级绕组N1上面两端电压约为Vin，通过初级绕组N1和第一次级绕组N2的匝比关系，此刻第一次级绕组N2上的电压(Vn2)为：

Vn2＝Vin*n2/n1

其中，n1为初级绕组N1的匝数，n2为第一次级绕组N2的匝数。由于初级绕组N1和第一次级绕组N2的匝数是定值，那么Vn2正比于Vin，即实现了次级对初级输入电压的低成本、实时性检测。

本实用新型实施例基于传统充电输出主回路上的变压器T1，增设一个与变压器T1耦合、与控制芯片3电性连接的第一次级绕组N2，利用第一次级绕组N2与变压器T1的磁耦合关系，实现次级绕组对初级绕组N1上输入电压的实时检测，检测效率高，代替现有的比较器和光耦，进一步降低了产品的生产成本。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，其特征在于：包括隔离变压模块、电压检测模块和控制芯片，所述隔离变压模块包括变压器；所述电压检测模块包括第一次级绕组，所述第一次级绕组与所述变压器磁耦合，其输出端作为电压反馈端与所述控制芯片电性连接。

2.如权利要求1所述的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，其特征在于：所述变压器包括磁耦合的初级绕组和第二次级绕组，所述初级绕组通过整流滤波电路与供电电源电性连接，所述第二次级绕组的输出端与充电端口连接。

3.如权利要求2所述的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，其特征在于：所述初级绕组与所述第一次级绕组磁耦合。

4.如权利要求2所述的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，其特征在于：所述隔离变压模块还包括与所述变压器串联的开关模块，所述开关模块包括第一开关管和第一电阻，当所述第一开关管为N沟道MOS管时：

所述第一开关的栅极与所述控制芯片电性连接，漏极与所述初级绕组的异名端连接，源极通过所述第一电阻接地。

5.如权利要求4所述的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，其特征在于：所述隔离变压模块还包括滤波电容，所述滤波电容的正极与所述初级绕组的同名端连接，另一端接地。

6.如权利要求5所述的一种具备实时反馈功能的低成本充电电路，其特征在于：所述隔离变压模块还包括与所述变压器并联的去磁模块，所述去磁模块包括第二电阻、第一电容和第一二极管；所述第一二极管的正极与所述初级绕组的异名端连接，负极通过所述第二电阻与所述初级绕组的同名端连接；所述第一电容与所述第二电阻并联。

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