一种充电器电流转换电路的制作方法

1.本发明涉及充电器电路技术领域，尤其涉及一种充电器电流转换电路。


背景技术：

2.许多的用电器具都会配备电池，随着人们生活节奏的加快，对电池快速充电才能满足人们的使用需求，所以市面上出现了很多的大功率大电流充电器。但是电池在长时间未使用或者电池耗电过低时，使用大电流充电是充不进去的，或者冲进去了，但是对电池的损伤很大，导致电池寿命缩短。


技术实现要素：

3.针对电池在长时间未使用或者电池耗电过低时，使用大电流充电充不进去或者冲进去了却损伤了电池的问题，本发明的目的在于提供一种充电器电流转换电路，其能够根据电池电压水平自动转换大小电流充电，进而保护电池，延长其使用寿命。
4.为达到上述目的，本发明公开了一种充电器电流转换电路，其包括电源初级模块、直流稳压电源模块和反馈控制模块；所述直流稳压电源模块包括变压器、变压控制电路和次级整流滤波电路；所述电源初级模块、变压器、次级整流滤波电路和电池依次连接，所述变压控制电路连接变压器的初级侧；所述反馈控制模块与次级整流滤波电路、电池的v 端和变压控制电路的反馈输入端连接，反馈控制模块通过检测电池v 端的电压并与设定电压做比较来切换不同基准电压，实现对电池大小电流充电切换。
5.优选地，所述反馈控制模块包括光耦反馈电路、芯片ic2、mos管q2、稳压源u3、二极管d8、上拉电阻r55a、下拉电阻ra1、调节电阻ra2、采样电阻ra3和参照电阻ra4；其中，芯片ic2的vcc脚通过电阻r49与电池v 端连接；芯片ic2的in2 脚一方面通过电阻r56与电池v 端连接，另一方面通过采样电阻ra3接次级地；芯片ic2的in2-脚一方面通过电阻r57接2.5v端，另一方面通过参照电阻ra4接次级地；芯片ic2的out2脚经电阻r62与电阻r63的一端以及mos管q2的栅极连接，电阻r63的另一端和mos管q2的漏极接次级地，调节电阻ra2的两端则分别连接mos管q2的源极和芯片ic2的in1 脚；芯片ic2的in1 脚一方面通过下拉电阻ra1接次级地，另一方面通过上拉电阻r55a与2.5v端、稳压源u3的1脚、稳压源u3的3脚和电阻55的一端连接，电阻r55的另一端则与光耦反馈电路的进电端以及次级整流滤波电路的正极连接；芯片ic2的in1-脚一方面经电阻r32与次级整流滤波电路的负极连接，另一方面依次串联电容c7和电阻r48后与芯片ic2的out1脚连接，芯片ic2的out1脚通过电阻r46接二极管d8的阴极，二极管d8的阳极接光耦反馈电路的发光二极管阴极；稳压源u3的2脚和芯片ic2的gnd脚接次级地。
6.优选地，所述次级整流滤波电路的负极上串接有采样电阻ra5，所述芯片ic2的in1-脚经电阻r32与采样电阻ra5靠近输出侧的一端连接。
7.优选地，所述光耦反馈电路包括光耦ph1、电阻ra6、电阻r30、电阻r31、电阻r45、电容c4和稳压源u1；其中，电阻r30的一端和电阻r31的一端连接形成光耦反馈电路的进电端，
电阻r31的另一端与光耦ph1的发光二极管正极以及电阻r45的一端连接，光耦ph1的发光二极管负极与电阻r45的另一端、电容c4的一端以及稳压源u1的3脚连接，电容c4的另一端与电阻r30的另一端、电阻ra5的一端以及稳压源u1的1脚连接，稳压源u1的2脚和电阻ra5的另一端接次级地。
8.优选地，所述芯片ic2的型号为358或tl082。
9.优选地，所述变压控制电路包括芯片ic1以及为芯片ic1的vdd脚提供稳定工作电源的稳压电路；所述稳压电路包括二极管d3、稳压二极管zd1、电阻r17、电阻r18、电解电容ec2、电解电容ec3和三极管q9，其中，二极管d3的阳极经变压器tr1的次级辅助绕组接初级地，二极管d3的阴极经电阻r17与电解电容ec3的阳极、电阻r18的一端以及三极管q9的集电极连接，电解电容ec3的阴极、稳压二极管的阳极以及电解电容ec2的阴极接初级地，稳压二极管zd1的阴极与电阻r18的另一端以及三极管q9的基极连接，三极管q9的发射极与电解电容ec2的阳极连接后接芯片ic1的vdd脚。
10.优选地，所述变压控制电路还包括电阻ra7、电阻ra8、电阻r7a、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r16、电阻r19、电容c1a、电容c2a、二极管d6和mos管q1；其中，mos管q1的漏极和电容c1a的一端连接后接变压器tr1的初级绕组出电端，mos管q1的源极与电容c1a的另一端、电阻r7a的一端以及电阻ra7的一端连接，电阻ra7的另一端接初级地，电阻r7a的另一端与电容c2a的一端以及芯片ic1的sense脚连接，电容c2a的另一端和电阻r16的一端接初级地，电阻r16的另一端接芯片ic1的rt2脚；mos管q1的栅极与电阻r13的一端、二极管d6的正极以及电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端接初级地，二极管d6的负极和电阻r13的另一端连接后通过电阻r14接芯片ic1的gate脚；芯片ic1的vin脚经电阻ra8接变压器tr1的初级绕组进电端；芯片ic1的rt1脚经电阻r19接初级地，芯片ic1的gnd脚接初级地。
11.优选地，芯片ic1的型号为ln3c60。
12.优选地，所述变压器的初级绕组还并联有用于吸收漏感的rcd吸收回路。
13.优选地，所述电源初级模块包括依次连接的ac交流输入电路、emi滤波电路和整流滤波电路。
14.本发明具有以下有益效果：
15.本发明通过反馈控制模块检测电池的电压并与设定电压进行比对，然后根据电压比对结果改变次级恒压控制的基准电压，进而调整直流稳压电源模块的输出电流大小，对久置重新利用或低压低的电池用小电流冲电，起到保护电池的作用，延长其使用寿命；在电池电压达到一定水平时，切换使用大电流充电，以起到缩短充满时间的作用。
附图说明
16.图1为本发明的示意图。
17.图2为电源初级模块的示意图。
18.图3为变压控制电路的示意图。
19.图4为次级整流滤波电路的示意图。
20.图5为反馈控制模块的示意图。
21.主要部件符号说明：
22.电源初级模块10，ac交流输入电路11，emi滤波电路12，整流滤波电路13；
23.直流稳压电源模块20，rcd吸收电路211，稳压电路212；
24.反馈控制模块30，光耦反馈电路31。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
26.如图1～5所示，本发明公开了一种充电器电流转换电路，其包括电源初级模块10、直流稳压电源模块20和反馈控制模块30。直流稳压电源模块20包括变压器tr1、变压控制电路和次级整流滤波电路(由二极管d9、次级吸收电路(电阻r20、电阻r21和电容c3构成)、电解电容ec4、电解电容ec5、电解电容ec8和滤波器lf3组成)，次级整流滤波电路构成变压器tr1次级侧电路。电源初级模块10、变压器、次级整流滤波电路和电池依次连接。变压控制电路连接变压器的初级侧。反馈控制模块30与次级整流滤波电路、电池的v 端和变压控制电路的反馈输入端连接，反馈控制模块30通过检测电池v 端的电压并与设定电压做比较来切换不同基准电压，实现对电池大小电流充电切换。
27.电源初级模块10包括依次连接的ac交流输入电路11、emi滤波电路12和整流滤波电路13。ac交流输入电路11中，l、n两端接市电，并通过保险f1、压敏电阻vr1和热敏电阻ntc等其电源保护作用。emi滤波电路12由滤波器lf1、电容cx1、放电电阻r1和放电电阻r2组成，可以有效改善整个电路的emi特性。整流滤波电路13由整流桥电解电容ec1、电解电容ec1a和电感l1组成，整流桥包括二极管d1/d2/d3/d4。经emi滤波电路12和整流滤波电路13，交流电转化为平滑的直流进入到直流稳压电源模块20。
28.变压器的初级绕组并联有rcd吸收回路211(由电阻r3、电阻r5、电阻r6、电容c1和二极管d5组成)，用于吸收漏感，进而保护变压控制电路中ic1芯片内的元件。
29.变压控制电路包括电阻ra7(由电阻r7和电阻r8并联组成)、电阻ra8(由电阻r11和电阻r15并联组成)、电阻r7a、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r16、电阻r19、电容c1a、电容c2a、二极管d6、mos管q1、芯片ic1以及为芯片ic1的vdd脚提供稳定工作电源的稳压电路212。本案中，芯片ic1选用力生美公司生产的型号为ln3c60的芯片。稳压电路212包括二极管d3、稳压二极管zd1、电阻r17、电阻r18、电解电容ec2、电解电容ec3和三极管q9。其中，二极管d3的阳极经变压器tr1的次级辅助绕组接初级地，二极管d3的阴极经电阻r17与电解电容ec3的阳极、电阻r18的一端以及三极管q9的集电极连接，电解电容ec3的阴极、稳压二极管的阳极以及电解电容ec2的阴极接初级地，稳压二极管zd1的阴极与电阻r18的另一端以及三极管q9的基极连接，三极管q9的发射极与电解电容ec2的阳极连接后接芯片ic1的vdd脚。
30.因为本发明的功能在于实现对不同状态的电池进行大小电流充电，在切换时，根据不同的电池，可能电压变化会比较大，这个时候稳压电路212可以保证芯片ic1正常运行。对于电压变化小的情形，稳压电路212不会造成负担，当然这种情况也可以取消稳压电路212，将芯片ic1的vdd脚接变压器tr1次级辅助绕组构建的简单供电回路。在没有稳压电路212时，能量通过变压器tr1的次级耦合到辅助绕组产生电压，再通过二极管d3整流滤波后得到芯片ic1的vdd电压，电池充电后电压升高就可能导致vdd电压过高，使芯片ic1停止工作，所以需要加个稳压电路稳定vdd电压，由电阻r18和稳压二级管zd1组成基本稳压电路，
在稳压二级管zd1上得到一个稳定的电压(假设为20v)，三极管q9d基极联接该点，组成一个射极跟随器，发射极电压是跟随着基极电压的(比基极低一个三极管的be压降vb,vdd＝20v(稳压管的电压)-vb)，因此在发射极输出电压就和基极电压一样稳定的vdd电压。设置稳压电路212的好处是带负载能力远远大于单个稳压管的的能力，由于射极跟随器输入阻抗高，也使输出电压更加稳定。
31.整流滤波后的平滑直流通过变压器tr1耦合到次级，并通过芯片ic1的控制以及反馈控制模块的反馈调节，再经过次级整流滤波电路整流滤波，得到稳定的直流输出。
32.mos管q1的漏极和电容c1a的一端连接后接变压器tr1的初级绕组出电端，mos管q1的源极与电容c1a的另一端、电阻r7a的一端以及电阻ra7的一端连接，电阻ra7的另一端接初级地，电阻r7a的另一端与电容c2a的一端以及芯片ic1的sense脚连接，电容c2a的另一端和电阻r16的一端接初级地，电阻r16的另一端接芯片ic1的rt2脚。mos管q1的栅极与电阻r13的一端、二极管d6的正极以及电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端接初级地，二极管d6的负极和电阻r13的另一端连接后通过电阻r14接芯片ic1的gate脚；芯片ic1的vin脚经电阻ra8接变压器tr1的初级绕组进电端。芯片ic1的rt1脚经电阻r19接初级地，芯片ic1的gnd脚接初级地。
33.反馈控制模块30包括光耦反馈电路31、芯片ic2、mos管q2、稳压源u3、二极管d8、上拉电阻r55a、下拉电阻ra1(由电阻r50和电阻r51并联组成)、调节电阻ra2(由电阻r64和电阻r65并联组成)、采样电阻ra3(由电阻r58和电阻r59并联组成)和参照电阻ra4(由电阻r60和电阻r61并联组成)。本案中，芯片ic2的型号为358或tl082。
34.光耦反馈电路31包括光耦ph1、电阻ra6(由电阻r28和电阻r29并联组成)、电阻r30、电阻r31、电阻r45、电容c4和稳压源u1。其中，电阻r30的一端和电阻r31的一端连接形成光耦反馈电路31的进电端，电阻r31的另一端与光耦ph1的发光二极管正极以及电阻r45的一端连接，光耦ph1的发光二极管负极与电阻r45的另一端、电容c4的一端以及稳压源u1的3脚连接，电容c4的另一端与电阻r30的另一端、电阻ra5的一端以及稳压源u1的1脚连接，稳压源u1的2脚和电阻ra5的另一端接次级地。光耦ph1的受光器反馈信号输入到芯片ic1的fb脚。
35.芯片ic2的vcc脚通过电阻r49与电池v 端连接取电。芯片ic2的in2 脚一方面通过电阻r56与电池v 端连接，另一方面通过采样电阻ra3接次级地，用于采集电池的电压。芯片ic2的in2-脚一方面通过电阻r57接2.5v端，另一方面通过参照电阻ra4接次级地，形成设定参考电压的取值点。芯片ic2的out2脚经电阻r62与电阻r63的一端以及mos管q2的栅极连接，电阻r63的另一端和mos管q2的漏极接次级地，调节电阻ra2的两端则分别连接mos管q2的源极和芯片ic2的in1 脚。芯片ic2的in1 脚一方面通过下拉电阻ra1接次级地，另一方面通过上拉电阻r55a与2.5v端、稳压源u3的1脚、稳压源u3的3脚和电阻55的一端连接，电阻r55的另一端则与光耦反馈电路31的进电端以及次级整流滤波电路的正极连接。芯片ic2的in1-脚一方面经电阻r32与次级整流滤波电路的负极连接，具体地，在次级整流滤波电路的负极上串接有采样电阻ra5(由电阻r22和电阻r23并联组成)，芯片ic2的in1-脚经电阻r32与采样电阻ra5靠近输出侧的一端连接；另一方面依次串联电容c7和电阻r48后与芯片ic2的out1脚连接，芯片ic2的out1脚通过电阻r46接二极管d8的阴极，二极管d8的阳极接光耦反馈电路31的发光二极管阴极；稳压源u3的2脚和芯片ic2的gnd脚接次级地。需要说明的
是，上述的2.5v端为稳压源u3(型号为tl431)内部含有的一个2.5v的基准电压，将稳压源u3的1脚与3脚连接就会输出2.5v。
36.当芯片ic2的in2-脚采集的电池电压低于芯片ic2的in2 脚输入的设定电压时，芯片ic2的out2脚输出低电平，mos管q2导通，使得芯片ic2的in1 脚电压被拉低，从而通过反馈控制模块输出电流下降到设定值，进行小电流充电。反之，当芯片ic2的in2-脚采集的电池电压高于芯片ic2的in2 脚输入的设定电压时，芯片ic2的out2脚输出高电平，mos管q2断开，使得芯片ic2的in1 脚电压被拉高，从而通过反馈控制模块输出电流升高到设定值，进行大电流充电。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。