大容量充電電池的dc-dc充電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大容量充電電池的DC-DC充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著便攜式電子產(chǎn)品的高速發(fā)展和可循環(huán)使用產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，大容量充電電池 的需求日益增加，與之匹配的充電器則要求有更高的精度、可靠性、效率以及更低的成本。 而現(xiàn)有的大容量充電電池(容量大于2000mAh )的充電器普遍采用線性穩(wěn)壓電源電路，它的 電流變化率和能量轉(zhuǎn)換效率較低。
[0003] 開關(guān)電源在低功耗、高效率、高精度等方面有突出優(yōu)點(diǎn)，所以普通線性穩(wěn)壓電源逐 漸被開關(guān)電源所取代，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的充電電池的供電電源中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種大容量充電電池的DC-DC充電電 路，克服了大容量充電電池的充電器存在的問題:一是，采用BUCK(降壓型)開關(guān)電源的基本 結(jié)構(gòu)，提高了能量轉(zhuǎn)換效率。二是，使用光電耦合器起到隔離和提供反饋信號(hào)的作用，提高 了系統(tǒng)的可靠性。三是，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元器件少，具有實(shí)現(xiàn)成本低、調(diào)整靈活等特點(diǎn)。
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于提供輸入電壓為24~36V時(shí)，輸出電壓為18~24V，最大輸出 電流為2A的DC-DC充電器電路，且電流變化率不大于2%，電能轉(zhuǎn)換效率可達(dá)90%。為實(shí)現(xiàn)上述 目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0006] 大容量充電電池的DC-DC充電電路，其特征在于:它包括直流穩(wěn)壓電源、大功率開 關(guān)管、LC儲(chǔ)能濾波電路以及光耦隔離電路。其中大功率開關(guān)管分別與直流穩(wěn)壓電源、LC儲(chǔ)能 濾波電路、光耦隔離電路連接;LC儲(chǔ)能濾波電路與大容量充電電池連接。
[0007] 所述大功率開關(guān)管為大功率場(chǎng)效應(yīng)管。
[0008] 所述LC儲(chǔ)能濾波電路由電容和電感構(gòu)成。
[0009] 所述光耦隔離電路由高速光電耦合器芯片HCPL2630和電阻構(gòu)成。
[0010]大容量充電電池的DC-DC充電電路，包括如下步驟：
[0011] 1)由直流穩(wěn)壓電源給電路輸入電壓為24V~36V的電壓信號(hào)；
[0012] 2)兩個(gè)電容對(duì)輸入信號(hào)濾波；
[0013] 3)大功率開關(guān)管的柵極接光耦隔離電路，因此PWM(Pulse Width Modulation，脈 寬調(diào)制)信號(hào)經(jīng)由光耦隔離電路隔離后，控制大功率開關(guān)管的通斷。
[0014] 4)當(dāng)大功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，輸入信號(hào)通過;反之當(dāng)大功率開關(guān)管截止，它的漏極輸 出電壓為零，因此調(diào)整PWM信號(hào)的占空比繼而控制大功率開關(guān)管的通斷時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)輸出 的充電電壓穩(wěn)定在18~24V范圍內(nèi)，充電電流在1~2A范圍內(nèi)的功能。
[0015] 5)步驟4)中產(chǎn)生的斷續(xù)脈沖電壓經(jīng)過LC儲(chǔ)能濾波電路后變?yōu)檫B續(xù)的平滑直流電 壓。
【附圖說明】 [0016] 圖1是本實(shí)用新型的電路圖
【具體實(shí)施方式】 [0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：
[0018] 圖1為本實(shí)用新型的電路圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種大容量充電電池 的DC-DC充電電路的實(shí)施例中，包括直流穩(wěn)壓電源、大功率開關(guān)管、LC儲(chǔ)能濾波電路以及光 耦隔離電路，具體連接如下：
[0019] (1)本實(shí)用新型的直流穩(wěn)壓電源連接輸入電壓端1]2，輸入電壓端U2的正極分別與 2200yF/35V的極性電容C4的正極、O.OlyF電容C 3的一端和大功率開關(guān)管&的源極連接;LC儲(chǔ) 能濾波電路由電感Li和極性電容C2構(gòu)成，大功率開關(guān)管&的漏極分別與ImH的電感U的一 端、光耦隔離電路中的高速光電耦合器HCPL2630芯片的5引腳連接;光耦隔離電路由高速光 電耦合器芯片HCPL2630、50Q電阻心和51 Ω電阻R2的電阻構(gòu)成，大功率開關(guān)管&的柵極與51 Ω電阻R2的一端連接，51 Ω電阻R2的另一端與50 Ω電阻辦的一端和HCPL2630芯片的7引腳連 接，50Ω電阻的另一端與HCPL2630芯片的8引腳連接+10V電源；電感1^的另一端分別與220 yF/35V的極性電容C2的正極、O.OlyF電容Ci的一端和充電電池的正極連接作為輸出電壓山 的正極;電容&、C 3的另一端、極性電容C2、C4的陰極接地信號(hào)GND3;大功率開關(guān)管&為增強(qiáng)型 N溝道大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF640N。
[0020] (2)本實(shí)用新型的光耦隔離電路由一片高速光電耦合器芯片HCPL2630和兩個(gè)電阻 構(gòu)成。高速光電耦合器芯片HCPL2630是雙通道邏輯輸出的高速光電耦合器，它將PWM信號(hào)與 由大功率開關(guān)管、LC儲(chǔ)能濾波電路構(gòu)成的BUCK降壓型開關(guān)電源電路有效的隔離，防止這兩 部分電路互相影響。本使用新型的實(shí)施例使用了高速光電耦合器芯片HCPL2630的一個(gè)通 道，具體連接如下：
[0021 ] T高速光電耦合器芯片HCPL2630采用單電源供電，8、5引腳分別為VCC和GND端， 因此8、5引腳分別接+10V電源和地信號(hào)GND2,同時(shí)8引腳與50Ω的電阻的一端連接，5引腳 與大功率開關(guān)管Qi的漏極連接；
[0022] _ 7引腳分別與電阻辦、電阻此的另一端連接；
[0023] _ 1引腳接P麗信號(hào)；
[0024] _ 2引腳接地信號(hào)GND!，同時(shí)地信號(hào)GNDi、GND2和GND3不相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大容量充電電池的DC-DC充電電路，其特征在于:包括直流穩(wěn)壓電源、大功率開 關(guān)管Q^LC儲(chǔ)能濾波電路以及光耦隔離電路;直流穩(wěn)壓電源連接輸入電壓端1] 2，輸入電壓端 U2的正極分別與2200yF/35V的極性電容C4的正極、O.OlyF電容C3的一端和大功率開關(guān)管& 的源極連接;LC儲(chǔ)能濾波電路由電感U和極性電容C 2構(gòu)成，大功率開關(guān)管&的漏極分別ImH 的電感U的一端、光耦隔離電路中的高速光電耦合器HCPL2630芯片的5引腳連接;光耦隔離 電路由高速光電耦合器芯片HCPL2630、50Q電阻心和51 Ω電阻R2的電阻構(gòu)成，大功率開關(guān)管 Qi的柵極與51 Ω電阻R2的一端連接，51 Ω電阻R2的另一端與50 Ω電阻心的一端和HCPL2630 芯片的7引腳連接，50Ω電阻仏的另一端與HCPL2630芯片的8引腳連接+10V電源；電感L!的另 一端分別與220yF/35V的極性電容C 2的正極、O.OlyF電容&的一端和充電電池的正極連接作 為輸出電壓U!的正極；電容&、C 3的另一端、極性電容C2、C4的陰極接地信號(hào)GND3;大功率開關(guān) 管Qi為增強(qiáng)型N溝道大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF640N。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大容量充電電池的DC-DC充電電路，本實(shí)用新型的輸入電壓為24～36V時(shí)，輸出電壓為18～24V，最大輸出電流為2A，且電流變化率不大于2%，電能轉(zhuǎn)換效率可達(dá)90%，其特征在于：它包括大功率開關(guān)管、<i>LC</i>儲(chǔ)能濾波電路以及光耦隔離電路。本實(shí)用新型克服了大容量充電電池的充電器存在的問題，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元器件少，實(shí)現(xiàn)成本低、調(diào)整靈活等特點(diǎn)，同時(shí)有效提高了能量轉(zhuǎn)換效率、系統(tǒng)的可靠性。
【IPC分類】H02M3/156, H02J7/00
【公開號(hào)】CN205195318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520807137
【發(fā)明人】胡玫, 王永喜, 王美珍
【申請(qǐng)人】蘭州工業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日