[實(shí)用新型]一種分段式恒功率充電開關(guān)電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821818820.1
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN208924109U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方建平;邊疆;張適
• 申請（專利權(quán)）人: 西安拓爾微電子有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本實(shí)用新型提供了一種分段式恒功率充電開關(guān)電源，開關(guān)電源模塊將方波信號(hào)輸入整流濾波模塊，整流濾波模塊將方波信號(hào)整流濾波后，將直流電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)輸入到D/A轉(zhuǎn)換模塊，D/A轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流，模擬電流輸入到限流模塊，限流模塊進(jìn)行限流處理后輸出調(diào)整電流并進(jìn)入輸出模塊。本實(shí)用新型有效地保證在電路的輸出端的輸出功率在各自所屬分端電壓下保持恒定，其中恒功率的線性度可根據(jù)整流濾波模塊產(chǎn)生的直流電壓的分段數(shù)量靈活控制，實(shí)現(xiàn)電路簡單，充電效率高效并且使用過程安全可靠，不僅節(jié)約成本，還大大減少了充電時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車的電源領(lǐng)域，尤其是一種充電開關(guān)電源。

背景技術(shù)

隨著科技的快速發(fā)展，手機(jī)、平板電腦等便攜電子產(chǎn)品成為人們形影不離的工具，但由于電子設(shè)備一般體積都很小的原因，導(dǎo)致自身電池的容量有限，很快電量就耗盡，就需要及時(shí)充電，以往的充電效率并不能滿足人們的用電需求，所以快速高效的充電成為人們關(guān)心的主要問題。

目前生活中的便攜式電子產(chǎn)品已經(jīng)基本都支持市場上的各種快充協(xié)議，充電電壓基本都是在4V～20V之間波動(dòng)，輸出電流隨著電壓的改變而進(jìn)行調(diào)整，但由于現(xiàn)有的充電電源大多需要使用原裝配件才能達(dá)到理想快充效果，如果沒有原裝充電線，就達(dá)不到對應(yīng)的快充效果，這就需要電源內(nèi)部自置自動(dòng)識(shí)別充電設(shè)備輸出電壓大小，并根據(jù)輸出電壓的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流大小的內(nèi)置電路，自動(dòng)調(diào)整充電器的輸出功率，使設(shè)備在允許的安全最高充電電壓，在保護(hù)充電設(shè)備的前提下節(jié)省充電時(shí)間。

但在現(xiàn)有的充電方案中，基本使用的是恒壓或恒流模式，在其充電過程中，由于各種設(shè)備的需求電壓多種多樣，這就需要充電器的輸出功率隨著輸出電壓的變化而發(fā)生變化，如果輸出功率不能及時(shí)的跟隨輸出電壓進(jìn)行及時(shí)的變化，這將嚴(yán)重影響到充電效率，更為嚴(yán)重的在功率過大時(shí)會(huì)對充電電源造成很大的安全隱患，從而在使用時(shí)存在很大風(fēng)險(xiǎn)。

充電電源的充電效率和穩(wěn)定性是目前研究的關(guān)鍵問題。如何降低制造成本，并能夠通過一定的電路設(shè)計(jì)方案，提高充電效率，能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備在不同電壓需求下進(jìn)行分段式恒功率充電，并控制其最大輸出功率保證設(shè)備充電過程的穩(wěn)定性，是此項(xiàng)技術(shù)的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。

所以，需要開發(fā)一種方法簡單、成本較低、安全可靠的分段式恒功率充電開關(guān)電源。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種分段式恒功率充電開關(guān)電源，能夠保證電源的輸出功率跟隨設(shè)備需求的分段電壓及時(shí)調(diào)整并在各段電壓內(nèi)保持恒定，以解決上述問題的不足之處。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種分段式恒功率充電開關(guān)電源，包括開關(guān)電源模塊、整流濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、限流模塊和輸出模塊，所述開關(guān)電源模塊將方波信號(hào)輸入整流濾波模塊，整流濾波模塊將方波信號(hào)整流濾波后，將直流電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)輸入到D/A轉(zhuǎn)換模塊，D/A轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流，模擬電流輸入到限流模塊，限流模塊進(jìn)行限流處理后輸出調(diào)整電流并進(jìn)入輸出模塊。

所述開關(guān)電源模塊將電源信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，開關(guān)電源模塊本身的采用Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中輸入輸出電壓與控制信號(hào)的占空比D計(jì)算關(guān)系為：

D＝V_OUT/V_IN (1)

式中V_OUT為開關(guān)電源模塊的輸出電壓，V_IN為開關(guān)電源模塊的輸入電壓；

所述A/D轉(zhuǎn)換模塊和D/A轉(zhuǎn)化模塊共同構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路相當(dāng)于一個(gè)反比譯碼器，根據(jù)直流電壓的大小轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬電流，其中等效轉(zhuǎn)換關(guān)系式為：

I＝1/V (2)

式中I為D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出的模擬電流，V為直流電壓。