[發(fā)明專利]微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310311585.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103346608A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郁百超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 郁百超
• 主分類號(hào): H02J7/10
• 分類號(hào): H02J7/10
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)充電機(jī)都采用高頻脈寬調(diào)調(diào)制開(kāi)關(guān)電源獲得充電功率，傳統(tǒng)高頻脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源必須采用磁芯變壓器降低由MOS管產(chǎn)生的高頻方波高電壓，濾波后得到需要的直流電壓，這里的“高頻”和“變壓器”，以及電路的復(fù)雜性，是傳統(tǒng)充電機(jī)的三大弊端。

1)高頻工作的器件，會(huì)產(chǎn)生高頻損耗和EMI干擾；

2)變壓器的漏感會(huì)產(chǎn)生大量的電磁輻射，同時(shí)產(chǎn)生功率損耗；

3)電路的復(fù)雜性使得故障率增加，降低了系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)采用工頻脈寬調(diào)制的方法獲得充電功率，所有功率器件都工作在工頻，既不產(chǎn)生高頻損耗，也不產(chǎn)生EMI干擾，該開(kāi)關(guān)電源不采用復(fù)雜的PWM控制芯片，電路簡(jiǎn)單，安全可靠，壽命長(zhǎng)，故障少，與傳統(tǒng)高頻脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源相比，成本、體積、重量、功耗都減少90%。

微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)包括光耦U1、比較器U2、U3；二極管D2、D3、D6、D7組成整橋B，輸入市電接整流橋B的輸入端，整流橋B的正輸出端是Vd，其負(fù)輸出端是地；電容C2的正極、電阻R5、R7、R10、二極管D1的陽(yáng)極都接在整流橋B的正輸出端Vd；電阻R2、R3、R4、R8、二極管D5的陰極、電容C1的正極、比較器U2、U3的電源正端都接在一起形成端點(diǎn)Vcc，此端點(diǎn)通過(guò)電阻R1接二極管D1的陰極；電阻R12-R15、電容C1、C3的負(fù)極、二極管D5的陰極、光耦U1的三極管部份的發(fā)射極、比較器U2、U3的電源負(fù)端、功率MOS管Q1的源極都接地；光耦U1的二極管部份的陽(yáng)極接電阻R7的另一端，其陰極接電阻R10的另一端，同時(shí)接功率MOS管Q1的漏極和電容C2的負(fù)極；功率MOS管Q1的柵極接比較器U3的輸出端，同時(shí)接電阻R8的另一端，光耦U1的三極管部份的集電極接電阻R2的另一端，通過(guò)電阻R9接比較器U2的同相輸入端，同時(shí)接電阻R13的另一端，其反相端接電阻R3和電阻R12組成的串聯(lián)支路的中點(diǎn)，比較器U2的輸出端接電阻R4的另一端，同時(shí)接二極管D4的陽(yáng)極，電阻R11、二極管D4的陰極、電容C3的正極接在一起。電阻R11的另一端接比較器U3的同相輸入端和電阻R14的另一端，比較器U3的反相輸入端接電阻R5和電阻R15組成的串聯(lián)支路的中點(diǎn)。

微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)的全部控制電路實(shí)際只一個(gè)比較器，比較器的輸出直接驅(qū)動(dòng)功率MOS管，并不需要復(fù)雜的PWM脈寬調(diào)制芯片及其復(fù)雜的外圍電路。

微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)不采用磁芯變壓器降低電壓，因?yàn)楣β蔒OS管輸出的電壓，是以正弦波以零點(diǎn)為中心的脈沖高度，正是為額定輸出電壓量身定做的，經(jīng)在電容濾波后即是輸出電壓額定值，不必進(jìn)行額外的功率變換。這里的“工頻”和“不采用變壓器”，以及簡(jiǎn)單之極的電路，是微功耗動(dòng)力電池通用充電機(jī)具有三大優(yōu)越性：

1)工頻工作的器件，不會(huì)產(chǎn)生高頻損耗和EMI干擾；

2)沒(méi)有變壓器就沒(méi)有漏感產(chǎn)生的電磁輻射，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生功率損耗；

3)簡(jiǎn)單之極的電路使得故障率降至極小，系統(tǒng)的可靠性提高至極大。

附圖說(shuō)明

圖1開(kāi)環(huán)控制通用充電機(jī)電路。

圖2開(kāi)環(huán)控制通用充電機(jī)輸出電壓仿真波形。

圖3開(kāi)環(huán)控制通用充電機(jī)調(diào)制仿真波形。

圖4開(kāi)環(huán)控制通用充電機(jī)驅(qū)動(dòng)方波仿真波形。

圖5閉環(huán)控制通用充電機(jī)。

圖6閉環(huán)控制通用充電機(jī)輸出電壓仿真波形。

圖7閉環(huán)控制通用充電機(jī)調(diào)制仿真波形。

圖8閉環(huán)控制通用充電機(jī)驅(qū)動(dòng)方波仿真波形。

圖9恒流控制通用充電機(jī)。

圖10恒流控制通用充電機(jī)輸出電壓仿真波形。

圖11恒流控制通用充電機(jī)輸出電壓仿真波形。

圖12閉環(huán)控制通用充電機(jī)調(diào)制仿真波形。

圖13閉環(huán)控制通用充電機(jī)驅(qū)動(dòng)方波仿真波形。

圖14閉環(huán)控制通用充電機(jī)調(diào)制方波仿真波形。

圖15恒壓控制通用充電機(jī)（恒壓充電）。

圖16恒壓控制通用充電機(jī)電壓仿真波形（恒壓充電）。

具體實(shí)施方式

1．開(kāi)環(huán)控制電路