CN219938017U - 一种基于充电器的偏置电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及充电控制技术领域，公开了一种开关动作可靠且充电性能较好的基于充电器的偏置电路，电源初级电路(101)，其输入端用于接收市电侧输出的电压信号，并对电压信号进行整流及降压处理；次级整流滤波电路(102)，其输入端与电源初级电路(101)的输出端耦合，用于接收经降压后的所述电压信号，对电压信号进行滤波处理，以获得充电信号；主充电开关电路(103)，其输入端与次级整流滤波电路(102)的输出端连接，用于接收充电信号，以对待充电的负载进行充电。

Description

一种基于充电器的偏置电路
技术领域
本实用新型涉及充电控制电路技术领域，更具体地说，涉及一种基于充电器的偏置电路。
背景技术
充电器在日常生活中是较为常见的充电设备。目前大多数电池充电器的输出端都会连接两个背对背的MOS作为开关控制输出，它们的偏置电压都是用两个电阻分压得到，当充电电压极低时，两个电阻分压的电压过低有可能导致这两个开关MOS不启动或者处于开与关的临界状态，造成充电误动作，从而导致充电器性能不良。
因此，如何避免当充电电压极低时，两个电阻分压的电压过低有可能导致这两个开关MOS不启动或者处于开与关的临界状态，导致充电误动作的发生成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述当充电电压极低时，两个电阻分压的电压过低有可能导致这两个开关MOS不启动或者处于开与关的临界状态，造成充电误动作，从而导致充电器性能不良的缺陷，提供一种开关动作可靠且充电性能较好的基于充电器的偏置电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于充电器的偏置电路，具备：
电源初级电路，其被配置于偏置电路内，其输入端用于接收市电侧输出的电压信号，并对所述电压信号进行整流及降压处理；
次级整流滤波电路，其输入端与所述电源初级电路的输出端耦合，用于接收经降压后的所述电压信号，对所述电压信号进行滤波处理，以获得充电信号；
主充电开关电路，其输入端与所述次级整流滤波电路的输出端连接，用于接收所述充电信号，以对待充电的负载进行充电；其中，
所述主充电开关电路至少包括第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管，
所述第一MOS管的漏极与所述次级整流滤波电路的输出端连接，用于接收所述充电信号，
所述第二MOS管的漏极与所述负载的正极连接，
所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，
所述第一MOS管的栅极及所述第二MOS管的栅极与所述第三MOS管的漏极连接，
所述第三MOS管的栅极与微控制器的信号输出端连接，
所述第三MOS管的源极与公共端连接，
当所述微控制器输出的脉冲信号为高电平时，所述第三MOS管导通，将所述第一MOS管的栅极及所述第二MOS管的栅极的电平拉低，使得所述第一MOS管及所述第二MOS管导通，输出所述充电信号，以对待充电的所述负载进行充电。
在一些实施方式中，所述第一MOS管及所述第二MOS管选取为P沟道MOS管，
所述第三MOS管选取为N沟道MOS管。
在一些实施方式中，所述主充电开关电路还包括第一三极管及第二三极管，
所述第一三极管的发射极与所述次级整流滤波电路的输出端连接，
所述第一三极管的基极分别与所述第三MOS管的漏极及所述第二三极管的基极连接，
所述第一三极管及所述第二三极管的集电极与所述第三MOS管的漏极连接，
所述第二三极管的集电极与所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极连接。
在一些实施方式中，所述第一三极管及所述第二三极管选取为PNP型三极管。
在一些实施方式中，所述主充电开关电路还包括第七电阻及第十电阻，
所述第七电阻的一端分别与所述第二三极管的集电极、所述第一MOS管及所述第二MOS管的连接，
所述第七电阻的另一端与所述第三MOS管的漏极连接，
所述第十电阻的一端分别与所述第一三极管的基极、集电极及所述第二三极管的基极连接，
所述第十电阻的另一端与所述第三MOS管的漏极连接。
在一些实施方式中，所述主充电开关电路还包括并联连接的第十三电阻及第一电容，
所述第十三电阻及所述第一电容的一端与所述第三MOS管的栅极及所述微控制器的信号输出端连接，
所述第十三电阻及所述第一电容的另一端与公共端连接。
在一些实施方式中，所述次级整流滤波电路包括第二二极管、第十一电阻及第七电容，
其中，串联连接的所述第十一电阻及所述第七电容与所述第二二极管并联连接，
所述第二二极管的阳极及所述第十一电阻的一端与所述电源初级电路的输出端耦合，
所述第二二极管的阴极及所述第七电容的一端与所述第一三极管的发射极及所述第一MOS管的漏极连接。
在本实用新型所述的基于充电器的偏置电路中，包括接收市电侧输出的电压信号，并对所述电压信号进行整流及降压处理的电源初级电路、次级整流滤波电路及主充电开关电路，其中，主充电开关电路用于接收充电信号，以对待充电的负载进行充电。与现有技术相比，当第一MOS管Q1及第二MOS管Q2启动稳定时，主充电回路正常工作，故在极低电压充电时不会出现误动作，从而提高产品性能的稳定性，突破了低电压充电误动作的难关，可解决及满足在极低电压充电情况下正常工作，进而提高产品性能的可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1a是本实用新型提供电源初级电路一实施例的电路原理图；
图1b是本实用新型提供次级整流滤波电路及主充电开关电路一实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1a-图1b所示，在本实用新型的基于充电器的偏置电路第一实施例中，基于充电器的偏置电路10包括电源初级电路101、次级整流滤波电路102及主充电开关电路103。
其中，电源初级电路101用于接收市电侧输入的交流电压信号，并对电压信号进行整流及降压处理；
其包括AC输入、EMI滤波、整流滤波、吸收电路及PWM开关控制电路；
PWM开关控制电路包括启动、恒流及限压电路及能量转换变压器T1组成；
AC输入与100-240V市电侧连接，再对输入的电压信号EMI滤波及整流滤波，电压信号经PWM开关控制电路及变压器T1耦合至次级整流滤波稳压电路102。
次级整流滤波稳压电路102接收变压器T1次级侧输出的电压信号，再对该电压信号进行二次整流及滤波处理，以输出可用于对负载(可以为铅酸蓄电池)进行充电的充电信号；
主充电开关电路103用于接收次级整流滤波稳压电路102输出可用于对负载(可以为铅酸蓄电池)进行充电的充电信号。
具体地，电源初级电路101的被配置于偏置电路内，其输入端用于接收100-240V市电侧输出的电压信号，并对电压信号进行整流及降压处理，再输出至次级整流滤波电路102。
次级整流滤波电路102的输入端与电源初级电路101的输出端耦合，即通过变压器T1耦合；
次级整流滤波电路102用于接收经电源初级电路101降压后的电压信号，对电压信号进行滤波处理，以获得可用于对蓄电池充电的充电信号，再将该充电信号输出至主充电开关电路103。
主充电开关电路103的输入端与次级整流滤波电路102的输出端连接，其用于接收充电信号，以对待充电的负载进行充电。
其中，如图1b所示，为了提高充电回路的可靠性，可在主充电开关电路103中设置第一MOS管Q1、第二MOS管Q2及第三MOS管Q3，其中，第一MOS管Q1及第二MOS管Q2选取为P沟道MOS管，
第三MOS管Q3选取为N沟道MOS管，上述MOS管均具有开关的作用。
具体地，第一MOS管Q1的漏极与次级整流滤波电路102的输出端连接，用于接收充电信号，
第二MOS管Q2的漏极与负载(或蓄电池)的正极连接，
第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的源极连接，
第一MOS管Q1的栅极及第二MOS管Q2的栅极与第三MOS管Q3的漏极连接，
第三MOS管Q3的栅极与微控制器MCU的信号输出端连接，
第三MOS管Q3的源极与公共端连接；
在第一MOS管Q1的栅极与源极之间设置第一稳压管ZD1，
在第二MOS管Q2的栅极与源极之间设置第二稳压管ZD2；
当微控制器MCU输出的脉冲信号为低电平时，第三MOS管Q3截止，第一MOS管Q1及第二MOS管Q2截止；
当微控制器MCU输出的脉冲信号为高电平时，第三MOS管Q3导通，将第一MOS管Q1的栅极及第二MOS管Q2的栅极的电平拉低，使得第一MOS管Q1及第二MOS管Q2导通，输出充电信号，以对待充电的负载进行充电。
使用被技术方案，当第一MOS管Q1及第二MOS管Q2启动稳定时，主充电回路正常工作，故在极低电压充电时不会出现误动作，从而提高产品性能的稳定性，突破了低电压充电误动作的难关，可解决及满足在极低电压充电情况下正常工作，进而提高产品性能的可靠性。
在一些实施方式中，如图1b所示，为了提高充电回路的可靠性，可在主充电开关电路103中设置第一三极管Q20A及第二三极管Q20B，其中，第一三极管Q20A及第二三极管Q20B均为PNP型三极管，均具有开关的作用。
具体地，第一三极管Q20A的发射极与次级整流滤波电路102的输出端连接，
第一三极管Q20A的基极与第三二极管D3B的阳极连接，第三二极管D3B的阴极分别与第三MOS管Q3的漏极及第二三极管Q20B的基极连接，
其中，第三二极管D3A的阳极与第一三极管Q20A的集电极连接，第三二极管D3A的阴极与第二三极管Q20B的基极连接；
第一三极管Q20A及第二三极管Q20B的集电极与第三MOS管Q3的漏极连接，
第二三极管Q20B的集电极与第一MOS管Q1及第二MOS管Q2的栅极连接。
当微控制器MCU输出的脉冲信号为高电平时，第三MOS管Q3被控导通，第一三极管Q20A的基极的电平被拉低，被控导通；
此时，第一MOS管Q1的栅极及第二MOS管Q2的栅极的电平拉低，使得第一MOS管Q1及第二MOS管Q2导通，输出充电信号，以对待充电的负载进行充电。
当微控制器MCU输出的脉冲信号为低电平时，第三MOS管Q3被控截止，第二三极管Q20B的基极的电平被拉至低电平，将第二三极管Q20B的集电极电平为高电平，以使得第一MOS管Q1及第二MOS管Q2由导通转为截止。
在一些实施方式中，如图1b所示，主充电开关电路103还包括第七电阻R7及第十电阻R10，其中，第七电阻R7的一端分别与第二三极管Q20B的集电极、第一MOS管Q1及第二MOS管Q2的连接，
第七电阻R7的另一端与第三MOS管Q3的漏极连接，
第十电阻R10的一端分别与第一三极管Q20A的基极、集电极及第二三极管Q20B的基极连接，
第十电阻R10的另一端与第三MOS管Q3的漏极连接。
在一些实施方式中，如图1b所示，主充电开关电路103还包括并联连接的第十三电阻R13及第一电容C1，
第十三电阻R13及第一电容C1的一端与第三MOS管Q3的栅极及微控制器MCU的信号输出端连接，
第十三电阻R13及第一电容C1的另一端与公共端连接。
在一些实施方式中，如图1b所示，次级整流滤波电路102包括第二二极管D2、第十一电阻R11及第七电容C7，
其中，串联连接的第十一电阻R11及第七电容C7与第二二极管D2并联连接，
第二二极管D2的阳极及第十一电阻R11的一端与电源初级电路101的输出端耦合，
第二二极管D2的阴极及第七电容C7的一端与第一三极管Q20A的发射极及第一MOS管Q1的漏极连接。
其工作原理为：
第二三极管Q20B的C-E极分别连接在第一MOS管Q1及第二MOS管Q2的G-S之间，当第二三极管Q20B放大导通时，为分别连接在第一MOS管Q1及第二MOS管Q2的G极提供偏置电压，第三二极管D3B为第一三极管Q20A的基极偏置电路，第三二极管D3A为隔离电路并生产0.6V压降；
当第三MOS管在“MCU_ON”网络为高电平时，第三MOS管Q3的栅极为高电平则导通，第三二极管D3A、第三二极管D3B、第一三极管Q20A、第十电阻R10及第三MOS管Q3的D-S极形成对地电流回路，且同时为第二三极管Q20B的B-E极提供正向电流回路。此时，第二三极管Q20B的B-E极的电压约为0.6V电压，第二三极管Q20B处于电流放大状态，此时，第二三极管Q20B的C-E极生产压降，并通过第二三极管Q20B的集电极送到第一MOS管Q1/第二MOS管Q2的G-S之间，给第一MOS管Q1及第二MOS管Q2提供正向偏置电压，并通过第七电阻R7对第三MOS管Q3的D-S极对地形成回路，第二三极管Q20B的C-E极放大压降为3-5V，故电池充电电压为5-20V时，第二三极管的CE极的3-5V压降直接送到第一MOS管Q1的G-S极,第二MOS管的G-S极之间，并形成3-5V启动电压压差，即第一MOS管Q1的S极及第二MOS管Q2的S极比第一MOS管Q1的G极及第二MOS管Q2的G极高3-5V,第一MOS管Q1及第二MOS管Q2开启电压远远大于2.5V，故第一MOS管Q1及第二MOS管Q2启动稳定，主充电回路正常工作，故在极低电池充电时不会出现误动作，从而提高产品性能的稳定性，突破了低电压充电误动作的难关。
本技术方案是对宽电压输出范围的充电器而设计的一个偏置电路，为了解决输出两个背对背开关MOS在极低电压充电情况下能稳定工作，且不会出现动作，从而影响产品的性能。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种基于充电器的偏置电路，其特征在于，具备：
电源初级电路，其被配置于偏置电路内，其输入端用于接收市电侧输出的电压信号，并对所述电压信号进行整流及降压处理；
次级整流滤波电路，其输入端与所述电源初级电路的输出端耦合，用于接收经降压后的所述电压信号，对所述电压信号进行滤波处理，以获得充电信号；
主充电开关电路，其输入端与所述次级整流滤波电路的输出端连接，用于接收所述充电信号，以对待充电的负载进行充电；其中，
所述主充电开关电路至少包括第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管，
所述第一MOS管的漏极与所述次级整流滤波电路的输出端连接，用于接收所述充电信号，
所述第二MOS管的漏极与所述负载的正极连接，
所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，
所述第一MOS管的栅极及所述第二MOS管的栅极与所述第三MOS管的漏极连接，
所述第三MOS管的栅极与微控制器的信号输出端连接，
所述第三MOS管的源极与公共端连接，
当所述微控制器输出的脉冲信号为高电平时，所述第三MOS管导通，将所述第一MOS管的栅极及所述第二MOS管的栅极的电平拉低，使得所述第一MOS管及所述第二MOS管导通，输出所述充电信号，以对待充电的所述负载进行充电。
2.根据权利要求1所述的基于充电器的偏置电路，其特征在于，
所述第一MOS管及所述第二MOS管选取为P沟道MOS管，
所述第三MOS管选取为N沟道MOS管。
3.根据权利要求1所述的基于充电器的偏置电路，其特征在于，
所述主充电开关电路还包括第一三极管及第二三极管，
所述第一三极管的发射极与所述次级整流滤波电路的输出端连接，
所述第一三极管的基极分别与所述第三MOS管的漏极及所述第二三极管的基极连接，
所述第一三极管及所述第二三极管的集电极与所述第三MOS管的漏极连接，
所述第二三极管的集电极与所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极连接。
4.根据权利要求3所述的基于充电器的偏置电路，其特征在于，
所述第一三极管及所述第二三极管选取为PNP型三极管。
5.根据权利要求4所述的基于充电器的偏置电路，其特征在于，
所述主充电开关电路还包括第七电阻及第十电阻，
所述第七电阻的一端分别与所述第二三极管的集电极、所述第一MOS管及所述第二MOS管的连接，
所述第七电阻的另一端与所述第三MOS管的漏极连接，
所述第十电阻的一端分别与所述第一三极管的基极、集电极及所述第二三极管的基极连接，
所述第十电阻的另一端与所述第三MOS管的漏极连接。
6.根据权利要求5所述的基于充电器的偏置电路，其特征在于，
所述主充电开关电路还包括并联连接的第十三电阻及第一电容，
所述第十三电阻及所述第一电容的一端与所述第三MOS管的栅极及所述微控制器的信号输出端连接，
所述第十三电阻及所述第一电容的另一端与公共端连接。
7.根据权利要求6所述的基于充电器的偏置电路，其特征在于，
所述次级整流滤波电路包括第二二极管、第十一电阻及第七电容，
其中，串联连接的所述第十一电阻及所述第七电容与所述第二二极管并联连接，
所述第二二极管的阳极及所述第十一电阻的一端与所述电源初级电路的输出端耦合，
所述第二二极管的阴极及所述第七电容的一端与所述第一三极管的发射极及所述第一MOS管的漏极连接。
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