CN217335175U - 一种同步整流充电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种同步整流充电控制电路，包括包括充电控制电路，用于检测到充电电流后，控制第三mos管导通，为电池充电。充电控制电路包括第三mos管、第一三极管、第二三极管和比较器。本实用新型通过设置充电控制电路，只有检测到电流后，再控制第三mos管导通，为电池充电。当没有电流时，第三mos管关断，因此电池与电感等形成不了回路，避免了电池电能回流到同步整流电路输入端第一电容和第二mos管，因此第二MOS不会损坏、第一电容不会炸裂，从而实现同步整流电路为电池充电。

Description

一种同步整流充电控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种同步整流充电控制电路。

背景技术

同步整流是以场效应管代替电路中的二极管，二极管的正向压降在1v左右，而场效应管的内阻为毫欧级，因此充电效率大幅度提升，温升也较低。

在大功率充电中，给电池充电如果直接应用同步整流电路，因电路特性在上电初期，低端的场效应管先开通，先给上面的电容充电，高端场效应管才能正常工作。若低端场效应管关闭不及时，会立即损坏，电感上的电能通过高端场效应管体二极管给输入端滤波电容充电，形成典型的升压电路，造成输入电容因为电压过高而炸裂，因此同步整流电路不能直接为电池充电，这是整个行业的一个痛点。

实用新型内容

针对现有同步整流电路不能直接为电池充电的技术问题，本实用新型提出一种同步整流充电控制电路，通过充电控制电路检测到充电电流后，再控制第三mos管的导通，从而防止电池通过第二mos管短路，避免同步整流电路输入端电容因电压过高引起炸裂，从而实现同步整流电路为电池充电。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种同步整流充电控制电路，包括充电控制电路，用于检测到电流后，再控制第三mos管导通，使得同步整流电路为电池充电。

优选地，所述充电控制电路包括第三mos管、第一三极管、第二三极管和比较器：

电源输入端VIN分别与第九电阻的一端、第二三极管的发射极连接，第九电阻的另一端分别与第八电阻的一端、第二三极管的基极连接，第八电阻的另一端与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与比较器的输出端连接；

第二三极管的集电极与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端分别与第三mos管的栅极、第六电阻的一端、第二二极管的负极连接，第三mos管的源极、第六电阻的另一端、第二二极管的正极并联后与电池的负极连接；

第三mos管的漏极分别与第一电阻的一端、第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端、第三电阻的一端、第二mos管的源极并联后接地，第三电阻的另一端、第四电阻的一端并联后与比较器的反相输入端连接，第四电阻的另一端与5V电压连接，第二电阻的另一端与比较器的同相输入端连接；比较器的电压输入端正极与5V电压连接，比较器的电压输入端负极接地。

优选地，所述第三mos管为N沟道场效应管。

优选地，所述第一三极管为NPN型，所述第二三极管为PNP型。

优选地，还包括同步整流电路；

所述同步整流电路包括同步降压芯片U1，第一mos管、第二mos管、第一电感：

电源输入端VIN分别与第一电容的一端、第一mos管的漏极连接，第一电容的另一端接地，第一mos管的栅极与U1的HO端连接，第一mos管的源极分别与第二mos管的漏极、第一电感的一端、第三电容的一端、U1的VS端连接，第一电感的另一端、第二电容的一端并联后与电池的正极连接，第二电容的另一端接地；

第二mos管的栅极与U1的LO端连接，第二mos管的源极接地；

第三电容的另一端分别与U1的VB端、第一二极管的负极连接，第一二极管的正极分别与U1的VSS端、第四电容的一端连接，第四电容的另一端接地。

优选地，所述同步降压芯片U1的型号包括但不限于EG1186。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型通过设置充电控制电路，只有检测到电流后，再控制第三mos 管导通，为电池充电。当没有电流时，第三mos管关断，因此电池与电感等形成不了电流回路，避免了电感电能回流到同步整流电路输入端第一电容和第二 mos管，因此电容不会炸裂，从而实现同步整流电路为电池充电。

附图说明：

图1为根据本实用新型示例性实施例的一种同步整流充电控制电路示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1为本实用新型实施例的一种同步整流充电控制电路，包括同步整流电路和充电控制电路，电源电压通过同步整流电路和电池正极连接，电池负极与充电控制电路连接。

如图1所示，同步整流电路包括同步降压芯片U1(可采用型号为EG1186)，第一mos管Q1、第二mos管Q2、电感L1：

电源输入端VIN分别与第一电容C1的一端、第一mos管Q1的漏极连接，第一电容C1的另一端接地，第一mos管Q1的栅极与U1的HO端(控制第一 mos管Q1的PWM信号驱动输出端)连接，第一mos管Q1的源极(S)分别与第二mos管Q2的漏极、第一电感L1的一端、第三电容C3的一端、U1的 VS端(第一mos管Q1的的电压参考端)连接，第一电感L1的另一端、第二电容C2的一端并联后与电池(battery)的正极连接，第二电容C2的另一端接地；

第二mos管Q2的栅极与U1的LO端(控制第二mos管Q2的PWM信号驱动输出端)连接，第二mos管Q2的源极接地；

第三电容C3的另一端分别与U1的VB端(第一mos管Q1的自举供电端)、二极管D1的负极连接，二极管D1的正极分别与U1的VSS端(辅助电源供电端)、第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地。第四电容C4的电压为辅助电源12V。

本实施例中，同步整流电路中当电源输入端VIN接通后，首先第二mos管 Q2导通给电容C3充电，Q2关闭第一mos管Q1开始工作。若没有充电控制电路，电池的正极通过电感L1与Q2的漏极连接，电池负极直接和第二mos管Q2的源极连接，也就是电池电压通过电感L1直接加在Q2的漏、源极，在上电初期，第二mos管Q2先开通给C3充电，会有非常大电流流过Q2,极易造成Q2 损坏；Q2关闭后电感存储的能量通过Q1的体二极管给电容C1充电，瞬间的高电压会造成C1炸裂，从而使得同步整流电路不能为电池进行充电。

因此，本实施例中采用充电控制电路作为整个充电电路的核心部分，对充电电流起到检测作用。当检测到充电电流后，再控制场效应管(第三mos管Q3) 开通为电池充电，防止电池电压通过电感L1损坏Q2,同时避免电感储存的能量通过Q1的体二极管给第一电容C1充电损坏C1,从而达到了同步整流电路给电池充电的目的。

充电控制电路(核心部分)包括第三mos管Q3(为N沟道场效应管)、第一三极管Q4、第二三极管Q5和比较器U2：

电源输入端VIN分别与第九电阻R9的一端、第二三极管Q5(为PNP型三极管)的发射极连接，第九电阻R9的另一端分别与第八电阻R8的一端、第二三极管Q5的基极连接，第八电阻R8的另一端与第一三极管Q4(为NPN型三极管)的集电极连接，第一三极管Q4的发射极接地，第一三极管Q4的基极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与比较器U2的输出端连接；

第二三极管Q5的集电极与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第三mos管Q3的栅极、第六电阻R6的一端、第二二极管D2的负极连接，第三mos管Q3的源极(s)、第六电阻R6的另一端、第二二极管D2的正极并联后与电池(Battery)的负极连接；

第三mos管Q3的漏极分别与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端、第三电阻R3的一端、第二mos管Q2的源极(s) 并联后接地，第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的一端并联后与比较器U2 的反相输入端连接，第四电阻R4的另一端与5V基准电压连接，第二电阻R2 的另一端与比较器U2的同相输入端连接；比较器U2的电压输入端正极与5V 电压连接，比较器U2的电压输入端负极接地。

本实施例中，充电控制电路的工作原理是：

在同步整流部分正常工作后，当电流较小时，第三mos管Q3仍处于关断状态，但电流可从第三mos管Q3的体二极管流向R1到地形成充电回路，则此时 R2为正向电压，R3为负向电压，比较器U2输出高电平，Q4导通，即Q5的基极相当于接地，而Q5的发射极与电源正电压连接，即Q5的发射极电压大于基极电压则Q5导通(Q5为PNP型三极管)，施加电压到Q3的栅极，从而使得 Q3导通，开始为电池充电。

如果同步整流部分没有正常工作，就没有电流流过电阻R1，电阻R1就检测不到电压，电阻R1检不到电压比较器U2输出为低，Q4、Q5、Q3都处于截止状态，也就是说同步整流没有正常工作之前，保证充电电池的电流不会通过电感L1流向Q2,从而实现同步整流电路为电池充电。

本实施例中，R6和D2的作用是对Q3起到保护，防止Q3栅极电压过高。

本实施例中，可以通过调整R1、R3、R4的阻值设定检测电阻R1上电流及电压大小，从而调整Q3的通断，例如当R1上电流为几百毫安时，使得Q3处于导通。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种同步整流充电控制电路，其特征在于，包括充电控制电路，用于检测到电流后，再控制第三mos管导通，使得同步整流电路为电池充电。

2.如权利要求1所述的一种同步整流充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路包括第三mos管、第一三极管、第二三极管和比较器：

电源输入端VIN分别与第九电阻的一端、第二三极管的发射极连接，第九电阻的另一端分别与第八电阻的一端、第二三极管的基极连接，第八电阻的另一端与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与比较器的输出端连接；

第二三极管的集电极与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端分别与第三mos管的栅极、第六电阻的一端、第二二极管的负极连接，第三mos管的源极、第六电阻的另一端、第二二极管的正极并联后与电池的负极连接；

第三mos管的漏极分别与第一电阻的一端、第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端、第三电阻的一端、第二mos管的源极并联后接地，第三电阻的另一端、第四电阻的一端并联后与比较器的反相输入端连接，第四电阻的另一端与5V电压连接，第二电阻的另一端与比较器的同相输入端连接；比较器的电压输入端正极与5V电压连接，比较器的电压输入端负极接地。

3.如权利要求1所述的一种同步整流充电控制电路，其特征在于，所述第三mos管为N沟道场效应管。

4.如权利要求2所述的一种同步整流充电控制电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN型，所述第二三极管为PNP型。

5.如权利要求1所述的一种同步整流充电控制电路，其特征在于，还包括同步整流电路；

所述同步整流电路包括同步降压芯片U1，第一mos管、第二mos管、第一电感：

电源输入端VIN分别与第一电容的一端、第一mos管的漏极连接，第一电容的另一端接地，第一mos管的栅极与U1的HO端连接，第一mos管的源极分别与第二mos管的漏极、第一电感的一端、第三电容的一端、U1的VS端连接，第一电感的另一端、第二电容的一端并联后与电池的正极连接，第二电容的另一端接地；

第二mos管的栅极与U1的LO端连接，第二mos管的源极接地；

第三电容的另一端分别与U1的VB端、第一二极管的负极连接，第一二极管的正极分别与U1的VSS端、第四电容的一端连接，第四电容的另一端接地。

6.如权利要求5所述的一种同步整流充电控制电路，其特征在于，所述同步降压芯片U1的型号包括但不限于EG1186。

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