CN110601323B - 充电装置及驱动电源产生电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种充电装置及其驱动电源产生电路，该驱动电源产生电路包括第一二极管和第一电容，其中，所述第一二极管的正极连接充电装置的电压转换模块的第一节点，所述第一二极管的负极连接所述第一电容的第一端，所述第一电阻的第二端连接充电装置的电压转换模块的正输出端，而且，在所述电压转换模块工作的至少部分时段内，所述第一节点的电压高于所述正输出端的电压。实施本发明的技术方案，该驱动电源产生电路可保证驱动电路上的驱动电压的稳定，而且，结构简单、成本低，也降低了PCB板的复杂程度和布局难度。

Description

充电装置及驱动电源产生电路

技术领域

本发明涉及蓄电池充电领域，尤其涉及一种充电装置及驱动电源产生电路。

背景技术

在蓄电池充电领域，为保护充电装置(例如充电器、电源)内部电路需要在接口处加防反二极管DF，如图1所示。这个二极管DF可以设置在充电装置外部，也可以设置在其内部，生产充电装置的厂家越来越倾向于将这个二极管DF放到充电装置内部。如此以来，这个二极管DF所产生的功率损耗大大降低了充电装置的整体转换效率。

为了提升效率，可以在此二极管DF两端并联继电器，如图2所示，在二极管DF导通以后就将继电器吸合，充电电流被继电器旁路，只有很少部份流经过二极管DF，这样，二极管DF的损耗就会大幅减小。当然，也可以将二极管DF以MOS管SF代替，如图3所示，当MOS管SF的体二极管导通后就在MOS管SF的栅源两极之间加正向的驱动电压，充电电流流经MOS管SF的导电沟道，可以将导通压降显著降低，从而也能起到降低损耗的功效。

无论是在二极管DF两端并联继电器，还是以MOS管SF替代二极管DF，都需要一个驱动电源。以MOS管SF为例，此驱动电源以充电装置的输出正极为基准，大小不超过MOS管SF的栅极极限电压，一般为15V左右。但是，为产生此独立的驱动电源，就需要专门的辅源绕组电路或者隔离转换模块，这样不但会增加***的成本，还会增加充电装置的PCB板的复杂程度和布局难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的成本大、PCB板复杂且布局难的缺陷，提供一种充电装置及驱动电源产生电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种充电装置的驱动电源产生电路，用于通过驱动电路驱动防反模块，所述驱动电源产生电路包括：第一二极管和第一电容，其中，所述第一二极管的正极连接充电装置的电压转换模块的第一节点，所述第一二极管的负极连接所述第一电容的第一端，所述第一电阻的第二端连接充电装置的电压转换模块的正输出端，而且，

在所述电压转换模块工作的至少部分时段内，所述第一节点的电压高于所述正输出端的电压。

优选地，还包括第一电阻，且所述第一电阻连接在所述第一二极管的负极与所述第一电容的第一端之间。

优选地，还包括第二电阻，且所述第二电阻并联在所述第一电容的两端。

优选地，还包括稳压二极管，而且，所述稳压二极管的阴极连接所述第一电容的第一端，所述稳压二极管的阳极连接所述第一电容的第二端。

本发明还构造一种充电装置，包括电压转换模块、防反模块，还包括：

驱动电路；及

以上所述的驱动电源产生电路。

优选地，所述电压转换模块的输出级为BUCK降压电路，其中，所述BUCK降压电路包括第一MOS管、第一电感、第二二极管和输出电容，所述第一MOS管的漏极连接前一级输出电压的正端，所述第一MOS管的源极连接所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端为所述电压转换模块的正输出端，且用于通过所述防反模块连接蓄电池的正端；前一级输出电压的负端为所述电压转换模块的负输出端，且用于连接所述蓄电池的负端；所述第二二极管的负极连接所述第一电感的第一端，所述输出电容的第一端连接所述第一电感的第二端，所述第二二极管的正极及所述输出电容的第二端分别连接所述电压转换模块的负输出端；而且，

所述第一电感的第一端为所述第一节点。

优选地，所述电压转换模块的输出级为LLC电路，且所述LLC电路包括第三二极管、第四二极管、输出电容及副边绕组带中心抽头的第一变压器，其中，所述第一变压器的副边绕组的中心抽头为所述电压转换模块的正输出端，且用于通过所述防反模块连接蓄电池的正端；所述第四二极管的负极连接所述第一变压器的副边绕组的同名端，所述第三二极管的负极连接所述第一变压器的副边绕组的异名端，所述第四二极管的正极与所述第三二极管的正极连接，且作为所述电压转换模块的负输出端，所述输出电容连接在所述在电压转换模块的正负输出端之间；而且，

所述第四二极管的负极为所述第一节点。

优选地，所述电压转换模块的输出级为移相全桥电路，且所述移相全桥电路包括：第五二极管、第六二极管、第二电感、输出电容及副边绕组带中心抽头的第二变压器，而且，所述第二变压器的副边绕组的中心抽头连接所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端为所述电压转换模块的正输出端，且用于通过所述防反模块连接蓄电池的正端；所述第六二极管的负极连接所述第二变压器的副边绕组的同名端，所述第五二极管的负极连接所述第二变压器的副边绕组的异名端，所述第六二极管的正极与所述第五二极管的正极连接，且作为所述电压转换模块的负输出端，所述输出电容连接在所述电压转换模块的正负输出端之间；而且，

所述第六二极管的负极为所述第一节点。

优选地，所述防反模块包括第七二极管和继电器，其中，所述第七二极管的正极连接所述电压转换模块的正输出端，所述第七二极管的负极连接蓄电池的正端，所述继电器与所述第七二极管并联，而且，所述驱动电源产生电路通过所述驱动电路驱动所述继电器。

优选地，所述防反模块包括第一开关管，且所述第一开关管的第一端连接所述电压转换模块的正输出端，所述第一开关管的第二端连接蓄电池的正端，所述第一开关管的控制端连接所述驱动电路的输出端。

实施本发明所提供的技术方案，在驱动电源产生电路中，由于第一节点的电压在至少部分时段内会高于电压转换模块的正输出端的电压，所以，电压转换模块可通过此节点经第一二极管给第一电容充电，另外，第一二极管可防止第一电容上的电荷回流到第一节点，从而保证驱动电路上的驱动电压的稳定。而且，这种通过电容和二极管搭建的驱动电源产生电路结构简单、成本低，也降低了PCB板的复杂程度和布局难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。附图中：

图1是现有的第一种充电装置与蓄电池的电路图；

图2是现有的第二种充电装置与蓄电池的电路图；

图3是现有的第三种充电装置与蓄电池的电路图；

图4是本发明充电装置与蓄电池实施例一的电路图；

图5是本发明充电装置与蓄电池实施例二的电路图；

图6是本发明充电装置与蓄电池实施例三的电路图；

图7是本发明充电装置与蓄电池实施例四的电路图；

图8是本发明充电装置与蓄电池实施例五的电路图；

图9是本发明充电装置与蓄电池实施例六的电路图；

图10是本发明充电装置与蓄电池实施例七的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图4是本发明充电装置与蓄电池实施例一的电路图，首先说明的是，充电装置例如为充电器或电源，用于为蓄电池充电，且包括有电压转换模块，还内置或外接有防反模块、驱动电路及驱动电源产生电路11。其中，电压转换模块用于对电源电压进行转换；防反模块用于防止蓄电池的电流流入充电装置；驱动电源产生电路11通过驱动电路驱动防反模块。

驱动电源产生电路11包括第一二极管D和第一电容C。其中，第一二极管D的正极连接充电装置的电压转换模块的第一节点，第一二极管D的负极连接第一电容C的第一端，第一电阻C的第二端连接充电装置的电压转换模块的正输出端，而且，在电压转换模块工作的至少部分时段内，第一节点的电压高于正输出端的电压。另外，驱动电路连接在第一电容C的后端，第一电容C用于为驱动电路提供驱动电压。防反模块为MOS管SF，该MOS管SF的源极连接电压转换模块的正输出端，该MOS管SF的漏极连接蓄电池的正端，该MOS管SF的栅极连接驱动电路的输出端。

关于该实施例的技术方案，首先说明的是，驱动电源产生电路能够工作的前提是：要在充电装置的电压转换模块内部找到一个第一节点，该第一节点的电压Vn要在至少部分时段内高于电压转换模块的正输出端的电压Vo，这样，电压转换模块可通过该第一节点经第一二极管D给第一电容C充电。而且，第一二极管D的作用是防止第一电容C上的电荷回流到节点，第一电容C负责存储电荷，保证驱动电路上的驱动电压稳定。

图5是本发明充电装置与蓄电池实施例二的电路图，该实施例的充电装置包括有电压转换模块，还内置或外接有防反模块、驱动电路及驱动电源产生电路11，而且，该实施例的驱动电源产生电路11相比图4所示的驱动电源产生电路，所不同的仅是：还包括第一电阻R1，该第一电阻R1连接在第一二极管D的负极与第一电容C的第一端之间，而且，电压转换模块可通过该第一节点经第一二极管D、第一电阻R1给第一电容C充电，该第一电阻R1负责控制第一电容C上的充电电流的大小。

图6是本发明充电装置与蓄电池实施例三的电路图，该实施例的充电装置包括有电压转换模块，还内置或外接有防反模块、驱动电路及驱动电源产生电路11，而且，该实施例的驱动电源产生电路11相比图5所示的驱动电源产生电路，所不同的仅是：还包括第二电阻R2，该第二电阻R2并联在第一电容C的两端。而且，第二电阻R2和第一电阻R1分压，因此可通过调节第二电阻R2的阻值来调节第一电容C上电压(即驱动电压)的大小，另外，可根据负载和分压比例来调整第一电容C的充电电流的大小。

图7是本发明充电装置与蓄电池实施例四的电路图，该实施例的充电装置包括有电压转换模块，还内置或外接有防反模块、驱动电路及驱动电源产生电路11，而且，该实施例的驱动电源产生电路11相比图5所示的驱动电源产生电路，所不同的仅是：还包括稳压二极管Dz，该稳压二极管Dz的阴极连接第一电容C的第一端，该稳压二极管Dz的阳极连接第一电容C的第二端。而且，该稳压二极管Dz用来保证第一电容C上的电压不超过防反模块的最大限制电压，可选用18V或者15V稳压管。最后还需说明的是，稳压二极管Dz不是必须的，若第一电容C上电压不超过防反模块的最大限制电压，则可以省去此稳压二极管Dz。

图8是本发明充电装置与蓄电池实施例五的电路图，该实施例相比图7所示的实施例，所不同的仅是：电压转换模块的输出级为BUCK降压电路，且BUCK降压电路包括第一MOS管Sbuck、第一电感L、第二二极管Dbuck和输出电容Co，第一MOS管Sbuck的漏极连接前一级输出电压的正端，第一MOS管Sbuck的源极连接第一电感L的第一端，第一电感L的第二端为电压转换模块的正输出端，且用于通过防反模块连接蓄电池的正端；前一级输出电压的负端为电压转换模块的负输出端，且用于连接蓄电池的负端；第二二极管Dbuck的负极连接第一电感L的第一端，输出电容Co的第一端连接第一电感L的第二端，第二二极管Dbuck的正极及输出电容Co的第二端分别连接电压转换模块的负输出端。而且，第一电感(L)的第一端为第一节点。

在该实施例中，第一节点选在BUCK降压电路中的第一MOS管Sbuck和第二二极管Dbuck连接点，当第一MOS管Sbuck导通时，第一节点的电压Vn就高于正输出端的电压Vo，这样便可通过第一节点、第一二极管D、第一电阻R1给第一电容C充电，当第一MOS管Sbuck关闭时，第二二极管Dbuck导通，虽然第一节点的电压Vn低于正输出端的电压Vo，但第一二极管D的反向截可止防止第一电容C上的电荷回流。

图9是本发明充电装置与蓄电池实施例六的电路图，该实施例相比图7所示的实施例，所不同的仅是：电压转换模块的输出级为LLC电路，且LLC电路包括第三二极管D11、第四二极管D12、输出电容Co及副边绕组带中心抽头的第一变压器，而且，第一变压器的副边绕组的中心抽头为电压转换模块的正输出端，且用于通过防反模块连接蓄电池的正端；第四二极管D12的负极连接第一变压器的副边绕组的同名端，第三二极管D11的负极连接第一变压器的副边绕组的异名端，且第四二极管D12的正极与第三二极管D11的正极连接，且作为电压转换模块的负输出端，输出电容Co连接在电压转换模块的正负输出端之间。而且，第四二极管D12的负极为第一节点。

在该实施例中，第一节点选在LLC电路的副边整流二极管(第四二极管D12)的负端，这样，当前一级输出的交流电压在正半周时，第三二极管D11导通，此时，第一节点的电压Vn与输出端电压Vo满足：Vn＝2Vo，因此可给第一电容C充电，从而产生所需的驱动电压。当前一级输出的交流电压在负半周时，第四二极管D12导通，此时，第一节点的电压Vn为0，第一二极管D反向截止，可阻止第一电容C上电荷回流到第一节点。

图10是本发明充电装置与蓄电池实施例七的电路图，该实施例相比图7所示的实施例，所不同的仅是：电压转换模块的输出级为移相全桥电路，在此需说明的是，该实施例的移相全桥电路相比图9所示的LLC电路，区别点主要有：变压器的原边网络省去了电感和谐振电容；变压器的副边网络增加了滤波电感(第二电感L2)。具体地，该移相全桥电路包括：第五二极管D21、第六二极管D22、第二电感L2、输出电容Co及副边绕组带中心抽头的第二变压器，而且，第二变压器的副边绕组的中心抽头连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端为电压转换模块的正输出端，且用于通过防反模块连接蓄电池的正端；第六二极管D22的负极连接第二变压器的副边绕组的同名端，第五二极管D21的负极连接第二变压器的副边绕组的异名端，且第六二极管D22的正极与第五二极管D21的正极连接，且作为电压转换模块的负输出端，输出电容Co在电压转换模块的正负输出端之间。而且，第六二极管D22的负极为第一节点。

在该实施例中，第一节点选在移相全桥电路的副边整流二极管(第六二极管D22)的负端，这样，当第五二极管D21导通时，第一节点的电压Vn与正输出端的电压Vo满足：Vn＝2Vo，因此可给第一电容C充电，从而产生所需的驱动电压。当第六二极管D22导通时，第一节点的电压Vn为0，第一二极管D反向截止，可阻止第一电容C上电荷回流到第一节点。

最后需说明的是，虽然上述实施例中的防反模块都是以MOS管SF为例进行说明的，但应理解，MOS管SF也可选用其它类型的开关管，而且，该开关管的第一端连接电压转换模块的正输出端，第一开关管的第二端连接蓄电池的正端，第一开关管的控制端连接驱动电路的输出端。另外，在其它实施例中，防反模块还可包括第七二极管和继电器，其中，第七二极管的正极连接电压转换模块的正输出端，第七二极管的负极连接蓄电池的正端，继电器与第七二极管并联，而且，驱动电源产生电路通过驱动电路驱动继电器。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种充电装置，包括电压转换模块、连接在所述电压转换模块的正输出端与蓄电池的正端之间的防反模块，其特征在于，还包括：

驱动电路；及

用于通过所述驱动电路驱动所述防反模块的驱动电源产生电路；

所述驱动电源产生电路包括：第一二极管（D）、第二电阻（R2）和第一电容（C），其中，所述第一二极管（D）的正极连接所述电压转换模块的第一节点，所述第一二极管（D）的负极连接所述第一电容（C）的第一端及所述驱动电路的输入端，所述第一电容（C）的第二端连接所述电压转换模块的正输出端，所述第二电阻（R2）并联在所述第一电容（C）的两端，而且，

在所述电压转换模块工作的至少部分时段内，所述第一节点的电压高于所述正输出端的电压。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电压转换模块的输出级为BUCK降压电路，其中，所述BUCK降压电路包括第一MOS管（Sbuck）、第一电感（L1）、第二二极管（Dbuck）和输出电容（Co），所述第一MOS管（Sbuck）的漏极连接前一级输出电压的正端，所述第一MOS管（Sbuck）的源极连接所述第一电感（L1）的第一端，所述第一电感（L1）的第二端为所述电压转换模块的正输出端，且用于通过所述防反模块连接蓄电池的正端；前一级输出电压的负端为所述电压转换模块的负输出端，且用于连接所述蓄电池的负端；所述第二二极管（Dbuck）的负极连接所述第一电感（L1）的第一端，所述输出电容（Co）的第一端连接所述第一电感（L1）的第二端，所述第二二极管（Dbuck）的正极及所述输出电容（Co）的第二端分别连接所述电压转换模块的负输出端；而且，

所述第一电感（L1）的第一端为所述第一节点。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电压转换模块的输出级为LLC电路，且所述LLC电路包括第三二极管（D11）、第四二极管（D12）、输出电容（Co）及副边绕组带中心抽头的第一变压器，其中，所述第一变压器的副边绕组的中心抽头为所述电压转换模块的正输出端，且用于通过所述防反模块连接蓄电池的正端；所述第四二极管（D12）的负极连接所述第一变压器的副边绕组的同名端，所述第三二极管（D11）的负极连接所述第一变压器的副边绕组的异名端，所述第四二极管（D12）的正极与所述第三二极管（D11）的正极连接，且作为所述电压转换模块的负输出端，所述输出电容（Co）连接在所述电压转换模块的正负输出端之间；而且，

所述第四二极管（D12）的负极为所述第一节点。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电压转换模块的输出级为移相全桥电路，且所述移相全桥电路包括：第五二极管（D21）、第六二极管（D22）、第二电感（L2）、输出电容（Co）及副边绕组带中心抽头的第二变压器，而且，所述第二变压器的副边绕组的中心抽头连接所述第二电感（L2）的第一端，所述第二电感（L2）的第二端为所述电压转换模块的正输出端，且用于通过所述防反模块连接蓄电池的正端；所述第六二极管（D22）的负极连接所述第二变压器的副边绕组的同名端，所述第五二极管（D21）的负极连接所述第二变压器的副边绕组的异名端，所述第六二极管（D22）的正极与所述第五二极管（D21）的正极连接，且作为所述电压转换模块的负输出端，所述输出电容（Co）连接在所述电压转换模块的正负输出端之间；而且，

所述第六二极管（D22）的负极为所述第一节点。

5.根据权利要求1-4任一项所述的充电装置，其特征在于，所述防反模块包括第七二极管和继电器，其中，所述第七二极管的正极连接所述电压转换模块的正输出端，所述第七二极管的负极连接蓄电池的正端，所述继电器与所述第七二极管并联，而且，所述驱动电源产生电路通过所述驱动电路驱动所述继电器。

6.根据权利要求1-4任一项所述的充电装置，其特征在于，所述防反模块包括第一开关管，且所述第一开关管的第一端连接所述电压转换模块的正输出端，所述第一开关管的第二端连接蓄电池的正端，所述第一开关管的控制端连接所述驱动电路的输出端。