專利名稱：充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
充電電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電源電路領(lǐng)域，特別是涉及一種充電電路。背景技術(shù)：
充電電池具有可重復(fù)利用、便于攜帶的特點。被廣泛用于筆記本電腦、電動機車及手機等現(xiàn)代化設(shè)備。目前，為了使筆記本電腦、電動機車及手機等所使用的充電器實現(xiàn)自動充電的功能，大都采用各種各樣的專用ICantegrated Circuit，集成電路)充電器集成電路和采樣電路來控制充電電壓和電流。這類充電電路的缺陷是所用的控制IC成本高，外圍電路復(fù)雜，在小功率應(yīng)用上沒有優(yōu)勢。

實用新型內(nèi)容基于此，有必要提供一種既能省去復(fù)雜的IC電路及其外圍電路，又能夠?qū)崿F(xiàn)自動充電功能的充電電路。一種充電電路，包括單端反激單元、脈寬調(diào)制信號控制模塊、三極管Ql以及采樣電阻R1，其中所述單端反激單元包括相互耦合的初級繞組m和次級繞組N2，所述初級繞組m 一端輸入電源、另一端與MOS管Q2漏極連接，所述MOS管Q2源極接地，所述初級繞組m兩端還并聯(lián)有吸收電路，所述次級繞組N2 —個輸出端連接整流二極管Dl正極、另一輸出端接地，所述整流二極管Dl負極與地之間連接濾波電容Cl ；所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的脈寬調(diào)制信號輸出端與MOS管Q2的柵極連接，通過脈寬調(diào)制信號控制MOS管Q2的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述三極管Ql的發(fā)射極與所述整流二極管Dl的負極連接、集電極接地、基極作為整個充電電路的充電電壓輸出端，且所述基極和發(fā)射極之間連接所述采樣電阻R1。在優(yōu)選的實施例中，所述單端反激單元還包括與所述初級繞組m耦合的輔助繞組N3，所述輔助繞組N3與二極管D2、電阻R2串接在所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的電壓輸入端與地之間，其中二極管D2的正極與輔助繞組N3的一端連接、負極通過電阻R2連接至所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的電壓輸入端。在優(yōu)選的實施例中，還包括串接在初級繞組m的電源輸入端和地之間的電容C2、 電阻R3，所述電容C2—端接地，另一端通過電阻R3連接至初級繞組m的電源輸入端，電容 C2未接地的一端連接所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的電壓輸入端。在優(yōu)選的實施例中，所述脈寬調(diào)制信號控制模塊具體為XX芯片，該芯片的電流采樣端通過電阻R5連接至MOS管Q2的源極，并通過連接在MOS管Q2的源極與地之間的電阻 R4采樣MOS管Q2的電流，該芯片的反饋端通過電阻R6連接至電壓輸入端、通過電阻R7接地。在優(yōu)選的實施例中，芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端與MOS管Q2的柵極之間連接電阻 R8，MOS管Q2的柵極與地之間連接電阻R9。[0012]在優(yōu)選的實施例中，還包括濾波電路，所述濾波電路包括連接在初級繞組m的電源輸入端與地之間的電容C3。在優(yōu)選的實施例中，還包括連接在初級繞組m的電源輸入端和輸入電源之間的整流電路，所述整流電路為整流橋。在優(yōu)選的實施例中，還包括充電狀態(tài)指示電路，包括三極管Q3、三極管Q4、發(fā)光二極管D3及發(fā)光二極管D4，其中，所述三極管Q3的基極通過電阻RlO與所述充電電壓輸出端連接，通過電阻Rll接地、集電極通過電阻R12與所述充電電壓輸出端連接、發(fā)射極與所述發(fā)光二極管D3正極連接，所述發(fā)光二級管D3負極接地；所述三極管Q4基極通過電阻R13與所述三極管Q3的集電極連接、集電極通過電阻R14與所述充電電壓輸出端連接、發(fā)射極與所述發(fā)光二極管D4正極連接，所述發(fā)光二級管D4負極接地。在優(yōu)選的實施例中，所述吸收電路包括電阻R15、電容C4及二極管D5，所述電阻 R15和電容C4并聯(lián)后與二極管D5串聯(lián)，所述二極管D5的負極與電阻Rl —端連接、正極與所述MOS管Q2漏極連接，所述電阻R15另一端與所述初級繞組m輸入電源的一端連接。在優(yōu)選的實施例中，還包括電阻R16，所述三極管Ql的集電極通過所述電阻R16接地。上述充電電路通過脈寬調(diào)制信號控制模塊控制MOS管Q2的通斷以控制初級繞組 Nl的工作，當MOS管Q2接通時，單端反激單元工作在次級繞組N2端輸出電壓經(jīng)過整流二極管Dl、濾波電容Cl整流濾波后向目標負載充電。三極管Ql和采樣電阻Rl對單端反激單元輸出的充電電壓電流可控。該電路輸出的電壓和電流隨負載電阻的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，因此充電電池在充電過程中內(nèi)阻的變化能夠控制該電路輸出的電壓和電流，因而可以實現(xiàn)自動充電控制。整個電路沒有使用集成電路，因此結(jié)構(gòu)較為簡單。

圖1為一優(yōu)選實施例中的充電電路原理圖；圖2為一優(yōu)選實施例中的充電電路充電特性曲線；圖3為一使用圖1中的充電電路的一款鋰離子電池充電器的內(nèi)部電路。
具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例， 對本實用新型進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1所示，一種充電電路，包括單端反激單元200、脈寬調(diào)制信號控制模塊300、 充電狀態(tài)指示電路400、濾波電路500、整流電路600、三極管Ql以及采樣電阻Rl。單端反激單元200包括反激變壓器Tl，反激變壓器Tl包括相互耦合的初級繞組 Nl和次級繞組N2。初級繞組m —端輸入電源、另一端與MOS管Q2漏極連接，MOS管Q2源極接地。初級繞組m兩端還并聯(lián)有吸收電路220。次級繞組N2—個輸出端連接整流二極管Dl正極、另一輸出端接地，整流二極管Dl負極與地之間連接濾波電容Cl。在本實施方式中，濾波電容Cl為大容量電解電容，在滿足電路性能的情況下，配合其他元件參數(shù)，濾波電容可以為其他性質(zhì)的電容器件。脈寬調(diào)制信號控制模塊300的脈寬調(diào)制信號輸出端與MOS管Q2的柵極連接，通過脈寬調(diào)制信號控制MOS管Q2的導(dǎo)通與關(guān)斷。三極管Ql的發(fā)射極與整流二極管Dl的負極連接、基極作為整個充電電路的充電電壓輸出端、集電極通過電阻R16接地，且基極和發(fā)射極之間連接采樣電阻R1。通過脈寬調(diào)制信號控制模塊300控制MOS管Q2的通斷以控制初級繞組附的工作。 當MOS管Q2接通時，單端反激單元200工作在次級繞組N2輸出電壓經(jīng)過整流二極管D1、濾波電容Cl整流濾波后向目標負載充電。三極管Q1、采樣電阻Rl及電阻R16對單端反激單元200輸出的充電電流進行限流控制。單端反激單元200中的反激變壓器Tl還包括與初級繞組m耦合的輔助繞組N3， 在充電電路工作時輔助繞組N3的感應(yīng)電動勢作為脈寬調(diào)制信號控制模塊300的工作電源。 輔助繞組N3與二極管D2、電阻R2串接在脈寬調(diào)制信號控制模塊300的電壓輸入端與地之間，其中二極管D2的正極與輔助繞組N3的一端連接、負極通過電阻R2連接至脈寬調(diào)制信號控制模塊300的電壓輸入端。充電電路工作時，二極管D2先對輔助繞組N3的感應(yīng)電流整流后電阻R2可分壓限流，兩者對脈寬調(diào)制信號控制模塊300作起供電保護。電容C2和電阻R3串接在初級繞組附的電源輸入端和地之間，電容C2—端接地， 另一端通過電阻R3連接至初級繞組m的電源輸入端，電容C2未接地的一端連接脈寬調(diào)制信號控制模塊300的電壓輸入端。在本實施方式中，電容C2為電解電容，在其他實施方式中，電容C2可以為其他電容。在充電電路開始啟動工作時，通過電阻R3導(dǎo)通電容C2穩(wěn)壓濾波，為脈寬調(diào)制信號控制模塊300提供啟動電壓。吸收電路220包括電阻R15、電容C4及二極管D5。電阻R15和電容C4并聯(lián)后與二極管D5串聯(lián)，二極管D5的負極與電阻Rl —端連接、正極與所述MOS管Q2漏極連接，電阻R15另一端與初級繞組m輸入電源的一端連接。吸收電路220吸收初級繞組m反向恢復(fù)時產(chǎn)生的尖峰電流的，從而對MOS管Q2有保護作用。。 脈寬調(diào)制信號控制模塊300具體為UC3842芯片。該芯片的電流采樣(芯片的Is引腳)端通過電阻R5連接至MOS管Q2的源極，并通過連接在MOS管Q2的源極與地之間的電阻R4采樣MOS管Q2的電流。電阻R4將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸入到第3腳，內(nèi)部將第3腳的輸入電壓信號與基準電壓比較，以在流過 MOS管Q2的電流超過額定值時及時關(guān)斷開關(guān)管，起著過流保護的作用。該芯片的反饋端(芯片的FB引腳)通過電阻R6連接至電壓輸入端、通過電阻R7 接地。次級繞組N2的輸出空載電壓Vo (為a點對地電壓)由變壓器匝比和反饋端的輸入電壓決定，為一個穩(wěn)定的值。芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端(芯片的⑶引腳)與MOS管Q2的柵極之間連接電阻 R8，M0S管Q2的柵極與地之間連接電阻R9。芯片輸出脈寬調(diào)制信號控制MOS管Q2的通斷。充電狀態(tài)指示電路400，包括三極管Q3、三極管Q4、發(fā)光二極管D3及發(fā)光二極管 D4。三極管Q3的基極通過電阻RlO與充電電壓輸出端連接，通過電阻Rll接地、集電極通過電阻R12與充電電壓輸出端連接、發(fā)射極與發(fā)光二極管D3正極連接，發(fā)光二級管D3負極接地。三極管Q4基極通過電阻R13與三極管Q3的集電極連接、集電極通過電阻R14 與充電電壓輸出端連接、發(fā)射極與發(fā)光二極管D4正極連接，發(fā)光二級管D4負極接地。D3、D4為綠、紅兩種顏色的LED，當電池電壓低于浮充電壓點時，D3亮，D4滅，電池正常充電；當電池充滿電后，電池電壓上升至額定值，D4亮，D3滅，電池進入浮充狀態(tài)。濾波電路500，濾波電路包括連接在初級繞組m的電源輸入端與地之間的電容 C3。外接交流電時，充電電路接入火線的一端電源線上接有保險管Fl及整流電路 600，保險管Fl對充電電路的輸入有過流過壓保護作用。整流電路600為整流橋BR1，連接在初級繞組m的電源輸入端和輸入電源之間，整流電路100對輸入的電源進行整流后輸
出ο以下說明充電電路的工作原理。輸入交流電經(jīng)整流橋BRl整流和電容C3濾波穩(wěn)壓后輸入到變壓器的初級繞組附， 同時有電流流經(jīng)電阻R3給電容C2充電。電容C2兩端電壓漸漸上升，當電容C2端電壓達到芯片的額定工作電壓以后，芯片開始工作，芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端(芯片的GD引腳) 輸出一定頻率的PWM信號，MOS管Q2進入開關(guān)工作狀態(tài)。經(jīng)過幾個周期后芯片、MOS管Q2 工作穩(wěn)定，輔助繞組N3的輸出電壓也會穩(wěn)定，次級繞組N2輸出的電壓經(jīng)二極管D2整流和 R2限流后給芯片供電。MOS管Q2導(dǎo)通時，變壓器同名端(圖示有圓點標記的一端)電位高，次級整流二極管Dl關(guān)斷，濾波電容Cl向負載放電，流經(jīng)初級繞組m，MOS管Q2和R4的初級勵磁電流Ip 線性增長直至MOS管Q2關(guān)斷。MOS管Q2關(guān)斷后，變壓器同名端電位降低，次級整流二極Dl 管導(dǎo)通，次級繞組N2向負載供電同時給電容Cl充電。電阻Rl為一個阻值很小的電阻，流過電阻Rl (也即流過負載)的電流Il(IL^0.7/ Rll)使三極管Ql開啟電壓的限制。輸出空載電壓Vo由變壓器匝比和芯片反饋端的輸入電壓決定，為一個穩(wěn)定的值。電路接入負載(電池)后，輸出電壓Vo隨負載電阻大小而變化，本電路正好利用這個特點，滿足充電器的充電特性。由圖1中可知，電路的負載電阻& 實際上是被充電電池的等效內(nèi)阻，當電池電量放空時，等效內(nèi)阻&很小，隨著充電量增大， 其等效內(nèi)阻升高，而電路輸出電壓Vo就是充電電壓，其變化是隨&增大而升高。如圖2所示的充電特性曲線?？梢钥闯龀潆婋娏鬓z是隨著&增大而下降。^ = Vo/X，充電電壓Vo、充電電流込都是隨&而變化。&的變化曲線是電池的充電特性決定的，所以用單端反激單元200作成的充電器其充電電壓Vo、電流L有很好的跟隨性。當電池充滿后，&也就大到一定限度，充電電壓Vo也就進入飽和狀態(tài)，充電電流L自動進入浮充狀態(tài)。如圖3所示，為使用本充電電路的一款鋰離子電池充電器內(nèi)部電路。電池規(guī)格為兩節(jié)18650充電電池串聯(lián)。電池的輸出電壓為7.4V，容量為2AH。電路輸出空載電壓 Vo 8. 4V，限流700ma ；電池電壓較低時，充電電流較大，但不會超過700ma，紅色指示燈亮， 表示正常充電；當電池電壓逐漸上升接近8. 4V時，充電電流逐漸降至20ma以內(nèi)，紅色指示燈滅，綠色指示燈亮表示涓流充電。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種充電電路，其特征在于，包括單端反激單元、脈寬調(diào)制信號控制模塊、三極管Ql以及采樣電阻R1，其中所述單端反激單元包括相互耦合的初級繞組Ni、次級繞組N2、MOS管Q2，所述初級繞組W —端輸入電源、另一端與MOS管Q2漏極連接，所述MOS管Q2源極接地，所述初級繞組Ni兩端還并聯(lián)有吸收電路，所述吸收電路吸收所述初級繞組m反向恢復(fù)時產(chǎn)生的尖峰電流的，所述次級繞組N2 —個輸出端連接整流二極管Dl正極、另一輸出端接地，所述整流二極管Dl負極與地之間連接有濾波電容Cl ；所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的脈寬調(diào)制信號輸出端與MOS管Q2的柵極連接，通過脈寬調(diào)制信號控制MOS管Q2的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述三極管Ql的發(fā)射極與所述整流二極管Dl的負極連接、集電極接地、基極作為整個充電電路的充電電壓輸出端，且所述基極和發(fā)射極之間連接所述采樣電阻R1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述單端反激單元還包括與所述初級繞組m耦合的輔助繞組N3，所述輔助繞組N3與二極管D2、電阻R2串接在所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的電壓輸入端與地之間，其中二極管D2的正極與輔助繞組N3的一端連接、負極通過電阻R2連接至所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的電壓輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電電路，其特征在于，還包括串接在初級繞組m的電源輸入端和地之間的電容C2、電阻R3，所述電容C2 —端接地，另一端通過電阻R3連接至初級繞組m的電源輸入端，電容C2未接地的一端連接所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的電壓輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述脈寬調(diào)制信號控制模塊具體為UC3842芯片，該芯片的電流采樣端通過電阻R5連接至MOS管Q2的源極，并通過連接在MOS管Q2的源極與地之間的電阻R4采樣MOS管Q2的電流，該芯片的反饋端通過電阻R6連接至電壓輸入端、通過電阻R7接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電電路，其特征在于，所述芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端與MOS管Q2的柵極之間連接電阻R8，MOS管Q2的柵極與地之間連接電阻R9。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，還包括濾波電路，所述濾波電路包括連接在初級繞組m的電源輸入端與地之間的電容C3。
7.根據(jù)權(quán)利要求ι所述的充電電路，其特征在于，還包括連接在初級繞組m的電源輸入端和輸入電源之間的整流電路，所述整流電路為整流橋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，還包括充電狀態(tài)指示電路，包括三極管Q3、三極管Q4、發(fā)光二極管D3及發(fā)光二極管D4，其中，所述三極管Q3的基極通過電阻RlO與所述充電電壓輸出端連接，通過電阻Rll接地、集電極通過電阻R12與所述充電電壓輸出端連接、發(fā)射極與所述發(fā)光二極管D3正極連接，所述發(fā)光二級管D3負極接地；所述三極管Q4基極通過電阻R13與所述三極管Q3的集電極連接、集電極通過電阻R14與所述充電電壓輸出端連接、發(fā)射極與所述發(fā)光二極管D4正極連接，所述發(fā)光二級管D4負極接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述吸收電路包括電阻R15、電容C4及二極管D5，所述電阻R15和電容C4并聯(lián)后與二極管D5串聯(lián)，所述二極管D5的負極與電阻Rl —端連接、正極與所述MOS管Q2漏極連接，所述電阻R15另一端與所述初級繞組m2輸入電源的一端連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，還包括電阻R16，所述三極管Ql的集電極通過所述電阻R16接地。
專利摘要一種充電電路，包括單端反激單元、脈寬調(diào)制信號控制模塊、三極管Q1以及采樣電阻R1，其中所述單端反激單元中的初級繞組N1一端輸入電源、另一端與MOS管Q2漏極連接，所述MOS管Q2源極接地，與初級繞組N1相互耦合的次級繞組N2一個輸出端連接整流二極管D1正極、另一輸出端接地，所述整流二極管D1負極與地之間連接濾波電容C1；所述脈寬調(diào)制信號控制模塊的脈寬調(diào)制信號輸出端與MOS管Q2的柵極連接，通過脈寬調(diào)制信號控制MOS管Q2的導(dǎo)通與關(guān)斷以控制充電電路的工作。三極管Q1以及采樣電阻R1開啟電壓限制充電電流IL。
文檔編號H02M3/335GK202333942SQ201120479280
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者周明杰, 邵賢輝 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司