CN203574435U

CN203574435U - 充电器控制电路

Info

Publication number: CN203574435U
Application number: CN201320640891.8U
Authority: CN
Inventors: 霍伟强; 徐冬梅
Original assignee: TIANSHUI HUATIAN MICROELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: TIANSHUI HUATIAN MICROELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2023-10-17

Abstract

本实用新型涉及充电池充电器技术领域，公开了一种对于大容量充电器近似恒功率充电的充电器控制电路。它包括基准电压电路、电流控制电路、恒压控制电路、反馈电路，所述基准电压电路的输出电压为基准电压VDD，所述电流控制电路、所述恒压控制电路分别与所述反馈电路相连接，所述电流控制电路包括反馈信号幅值调节电路、减法器、电流采样电路。本实用新型通过由比较器构成的减法器，使比较器的基准电压随着输出电压的升高而下降，从而实现了输出电流的下降，将充电器的输出功率的变化控制在一个小范围内，减小了充电器的峰值功率，避免了设计功率的浪费，减小了开关管、功率二极管、变压器等功率元件的应力，可以使用较小的元件。

Description

充电器控制电路

技术领域

本实用新型涉及充电池充电器技术领域，具体的说是一种对于大容量充电器近似恒功率充电的充电器控制电路。

背景技术

随着科学技术的进步，大容量的可充电电池在各个领域得到广泛的应用，大容量可充电电池的充电器技术也不断的更新进步而超大容量电容的技术也逐步成熟。充电器常用的充电控制方式为恒流充电，即充电电流不变，充电电池（电容）的电压逐渐升高，充电器输出功率逐渐增大。特别是对一些大容量电容充电时，在高输出电压时，充电器的输出功率大，需要大功率的元器件，在低输出电压时充电器的输出功率低，造成元器件的耗能浪费，并且增大了充电时间。充电器的另一种充电控制方式为恒功率充电，现有的采用恒功率控制的充电器控制电路大多需要单片机等数字电路，电路结构复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种充电器控制电路，以解决大容量电池充电器在恒流充电时，需要大功率的元器件，充电器输出功率大，在低输出电压充电时，造成元器件耗能、费时的问题；采用恒功率充电电路结构复杂、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种充电器控制电路，它的输出端与充电器的PWM控制电路相连接，它的输入端与充电器的正输出端相连接，它包括基准电压电路、电流控制电路、恒压控制电路、反馈电路，所述基准电压电路为所述电流控制电路、所述恒压控制电路、所述反馈电路供电，所述基准电压电路的输出电压为基准电压，所述电流控制电路、所述恒压控制电路分别与所述反馈电路相连接，所述电流控制电路包括反馈信号幅值调节电路、减法器、电流采样电路，所述减法器的一端与充电器的正输出端相连接，另一端与所述反馈信号幅值调节电路相连接，所述反馈信号幅值调节电路与所述电流采样电路相连接；当充电器输出电压低于设定值时，所述恒压控制电路输出高电平，所述恒压控制电路不工作，由所述电流控制电路控制充电器的工作，充电器工作在恒流状态，所述反馈信号幅值调节电路中的第一比较器3脚的电压信号由所述减法器提供。随着充电器输出电压的升高，所述反馈信号幅值调节电路的比较器3脚的电压随之降低，所述电流控制电路通过控制反馈电路，使充电器的输出电流也随之降低，将充电器输出功率的变化控制在一个较小的范围内，实现了一种近似的恒功率充电；当充电器输出电压达到设定值时，所述恒压控制电路输出电平下降，开始控制充电器的工作，充电器进入恒压控制模式。

作为本实用新型的进一步改进，在所述电流控制电路中，第一比较器的5脚、6脚、7脚和第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻构成了所述减法器，第三电阻的一端接充电器正输出端，另一端与第四电阻相连接，构成分压电阻，通过第五电阻接入第一比较器的6脚，基准参考电压经过第六电阻、第七电阻的分压后，进入到所述第一比较器的5脚；第一电阻、第二电阻、第二电容构成了所述电流采样电路，其中第一电阻的一端接充电器的负输出端，另一端接地；所述第一比较器的1脚、2脚、3脚和第八电阻、第九电阻、第一电容、第一二极管构成了所述反馈信号幅值调节电路，所述反馈信号幅值调节电路通过所述第一二极管连接到所述反馈电路中的光耦合电路的2脚，通过调整光耦合电路2脚的电压来调整流过光耦合电路的电流。

作为本实用新型的更进一步改进，所述基准电压电路由第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第四电容、第五电容、第一三极管、基准集成电路构成，第一三极管的集电极连接到充电器正输出端，基极连接到基准集成电路的阴极，发射极输出一个高精度的基准电压，所述基准集成电路负责给第一比较器、第二比较器和光耦合电路供电。

作为本实用新型的更进一步改进，所述恒压控制电路由第二比较器的1脚、2脚、3脚和第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三电容、第二二极管构成，第十三电阻接充电器正输出端，与第十四电阻分压后接入第二比较器的2脚，第十一电阻接基准电压，与第十二电阻分压后接入所述第二比较器的第3脚，所述第二比较器的第1脚通过所述第二二极管连接到所述光耦合电路的第2脚，通过调整所述光耦合电路的第2脚的电压来调整流过所述光耦合电路的电流。

作为本实用新型的更进一步改进，所述反馈电路由第十电阻和光耦合电路构成，第十电阻一端连接到基准电压，另一端连接到所述光耦合电路的1脚，所述光耦合电路的2脚与所述第一二极管、所述第二二极管相连接，所述光耦合电路的3脚与所述充电器的PWM控制电路相连接，所述光耦合电路的4脚连接到充电器的输入端；所述反馈电路将所述电流控制电路和所述恒压控制电路的控制信号传递给所述PWM控制电路，通过所述PWM控制电路调整占空比来控制充电器的输出电压和电流。

本实用新型通过由比较器构成的减法器，在比较器的基准电压上引入输出电压的反馈，使基准电压随着输出电压的升高而下降，从而实现了输出电流的下降，减少了充电器输出功率的升高，将充电器的输出功率的变化控制在一个小范围内，减小了充电器的峰值功率，避免了设计功率的浪费，减小了开关管、功率二极管、变压器等功率元件的应力，可以使用较小的元件。本实用新型结构简单，成本较低，避免了使用单片机等数字电路带来的电路复杂，成本高等问题。

附图说明

图1是本实用新型的连接框图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图3是本实用新型连接到充电器的连接框图；

图中：1、基准电压电路，2、电流控制电路，3、恒压控制电路，4、反馈电路，5、PWM控制电路，6、反馈信号幅值调节电路，7、减法器，8、电流采样电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种充电器控制电路，它的输出端与充电器的PWM控制电路5相连接，它的输入端与充电器的正输出端Vout+相连接，它包括基准电压电路1、电流控制电路2、恒压控制电路3、反馈电路4，基准电压电路1为电流控制电路2、恒压控制电路3、反馈电路4供电，基准电压电路1的输出电压为基准电压VDD，电流控制电路2、恒压控制电路3分别与反馈电路4相连接，电流控制电路2包括反馈信号幅值调节电路6、减法器7、电流采样电路8，减法器7的一端与充电器的正输出端Vout+相连接，另一端与反馈信号幅值调节电路6相连接，反馈信号幅值调节电路6与电流采样电路8相连接；当充电器输出电压低于设定值时，恒压控制电路3输出高电平，恒压控制电路3不工作，由电流控制电路2控制充电器的工作，充电器工作在恒流状态，反馈信号幅值调节电路6中的第一比较器IC1的3脚的电压信号由减法器7提供。随着充电器输出电压的升高，反馈信号幅值调节电路6的比较器3脚的电压随之降低，电流控制电路2通过控制反馈电路4，使充电器的输出电流也随之降低，将充电器输出功率的变化控制在一个较小的范围内，实现了一种近似的恒功率充电；当充电器输出电压达到设定值时，恒压控制电路3输出电平下降，开始控制充电器的工作，充电器进入恒压控制模式。

在电流控制电路2中，第一比较器IC1的5脚、6脚、7脚和第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7构成了减法器7，第三电阻R3的一端接充电器正输出端Vout+，另一端与第四电阻R4相连接，构成分压电阻，通过第五电阻R5接入第一比较器IC1的6脚，基准参考电压经过第六电阻R6、第七电阻R7的分压后，进入到第一比较器IC1的5脚，第一比较器IC1的7脚的输出电压，就是VDD×R7/（R6+R7）减去Vout×R4/（R3+R4）；第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2构成了所述电流采样电路8，其中第一电阻R1的一端接充电器的负输出端Vout-，另一端接地；第一比较器IC1的1脚、2脚、3脚和第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第一二极管D1构成了反馈信号幅值调节电路6，反馈信号幅值调节电路6通过第一二极管D1连接到反馈电路4中的光耦合电路IC3的2脚，通过调整光耦合电路IC3的2脚的电压来调整流过光耦合电路IC3的电流。

基准电压电路1由第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第四电容C4、第五电容C5、第一三极管Q1、基准集成电路IC4构成，第一三极管Q1的集电极连接到充电器正输出端Vout+，基极连接到基准集成电路IC4的阴极，发射极输出一个高精度的基准电压VDD，基准集成电路IC4负责给第一比较器IC1、第二比较器IC2和光耦合电路IC3供电。

恒压控制电路3由第二比较器IC2的1脚、2脚、3脚和第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第三电容C3、第二二极管D2构成，第十三电阻R13接充电器正输出端Vout+，与第十四电阻R14分压后接入第二比较器IC2的2脚，第十一电阻R11接基准电压VDD，与第十二电阻R12分压后接入第二比较器IC2的3脚，第二比较器（IC2）的1脚通过第二二极管D2连接到光耦合电路IC3的2脚，通过调整光耦合电路IC3的2脚的电压来调整流过光耦合电路IC3的电流。

反馈电路4由第十电阻R10和光耦合电路IC3构成，第十电阻R10一端连接到基准电压VDD，另一端连接到光耦合电路IC3的1脚，光耦合电路IC3的2脚与第一二极管D1、第二二极管D2相连接，光耦合电路IC3的3脚与充电器的PWM控制电路5相连接，光耦合电路IC3的4脚连接到充电器的输入端；反馈电路4将电流控制电路2和恒压控制电路3的控制信号传递给PWM控制电路5，通过PWM控制电路5调整占空比来控制充电器的输出电压和电流。

Claims

1. 一种充电器控制电路，它的输出端与充电器的PWM控制电路（5）相连接，它的输入端与充电器的正输出端（Vout+）相连接，它包括基准电压电路（1）、电流控制电路（2）、恒压控制电路（3）、反馈电路（4），其特征在于：所述基准电压电路（1）为所述电流控制电路（2）、所述恒压控制电路（3）、所述反馈电路（4）供电，所述基准电压电路（1）的输出电压为基准电压（VDD），所述电流控制电路（2）、所述恒压控制电路（3）分别与所述反馈电路（4）相连接，所述电流控制电路（2）包括反馈信号幅值调节电路（6）、减法器（7）、电流采样电路（8），所述减法器（7）的一端与充电器的正输出端（Vout+）相连接，另一端与所述反馈信号幅值调节电路（6）相连接，所述反馈信号幅值调节电路（6）与所述电流采样电路（8）相连接；当充电器输出电压低于设定值时，所述恒压控制电路（3）输出高电平，所述恒压控制电路（3）不工作，由所述电流控制电路（2）控制充电器的工作，充电器工作在恒流状态，所述反馈信号幅值调节电路（6）中的第一比较器（IC1）的3脚的电压信号由所述减法器（7）提供；随着充电器输出电压的升高，所述反馈信号幅值调节电路（6）的比较器3脚的电压随之降低，所述电流控制电路（2）通过控制所述反馈电路（4），使充电器的输出电流也随之降低，将充电器输出功率的变化控制在一个较小的范围内，实现了一种近似的恒功率充电；当充电器输出电压达到设定值时，所述恒压控制电路（3）输出电平下降，开始控制充电器的工作，充电器进入恒压控制模式。

2.根据权利要求1所述的充电器控制电路，其特征在于：在所述电流控制电路（2）中，所述第一比较器（IC1）的5脚、6脚、7脚和第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）构成了所述减法器（7），第三电阻（R3）的一端接充电器正输出端（Vout+），另一端与第四电阻（R4）相连接，构成分压电阻，通过第五电阻（R5）接入第一比较器（IC1）的6脚，基准参考电压经过第六电阻（R6）、第七电阻（R7）的分压后，进入到所述第一比较器（IC1）的5脚；第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第二电容（C2）构成了所述电流采样电路（8），其中第一电阻（R1）的一端接充电器的负输出端（Vout-），另一端接地；所述第一比较器（IC1）的1脚、2脚、3脚和第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第一电容（C1）、第一二极管（D1）构成了所述反馈信号幅值调节电路（6），所述反馈信号幅值调节电路（6）通过所述第一二极管（D1）连接到所述反馈电路（4）中的光耦合电路（IC3）的2脚，通过调整光耦合电路（IC3）2脚的电压来调整流过光耦合电路（IC3）的电流。

3.根据权利要求1所述的充电器控制电路，其特征在于：所述基准电压电路（1）由第十五电阻（R15）、第十六电阻（R16）、第十七电阻（R17）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第一三极管（Q1）、基准集成电路（IC4）构成，第一三极管（Q1）的集电极连接到充电器正输出端（Vout+），基极连接到基准集成电路（IC4）的阴极，发射极输出一个高精度的基准电压（VDD），所述基准集成电路（IC4）负责给第一比较器（IC1）、第二比较器（IC2）和光耦合电路（IC3）供电。

4.根据权利要求1所述的充电器控制电路，其特征在于：所述恒压控制电路（3）由第二比较器（IC2）的1脚、2脚、3脚和第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第三电容（C3）、第二二极管（D2）构成，第十三电阻（R13）接充电器正输出端（Vout+），与第十四电阻（R14）分压后接入第二比较器（IC2）的2脚，第十一电阻（R11）接基准电压VDD，与第十二电阻（R12）分压后接入所述第二比较器（IC2）的3脚，所述第二比较器（IC2）的1脚通过所述第二二极管（D2）连接到所述光耦合电路（IC3）的2脚，通过调整所述光耦合电路（IC3）的2脚的电压来调整流过所述光耦合电路（IC3）的电流。

5.根据权利要求1所述的充电器控制电路，其特征在于：所述反馈电路（4）由第十电阻（R10）和光耦合电路（IC3）构成，第十电阻（R10）一端连接到基准电压（VDD），另一端连接到所述光耦合电路（IC3）的1脚，所述光耦合电路（IC3）的2脚与所述第一二极管（D1）、所述第二二极管（D2）相连接，所述光耦合电路（IC3）的3脚与所述充电器的PWM控制电路（5）相连接，所述光耦合电路（IC3）的4脚连接到充电器的输入端；所述反馈电路（4）将所述电流控制电路（2）和所述恒压控制电路（3）的控制信号传递给所述PWM控制电路（5），通过所述PWM控制电路（5）调整占空比来控制充电器的输出电压和电流。