專利名稱：充電電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種充電電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鉛蓄電池的充電過程分為恒流充、恒壓充、浮空充三個(gè)階段；這三個(gè)階段的過程如下恒流充，這一階段充電器對電池的充電電流保持在一個(gè)恒定值，隨著充電時(shí)間的增加，電池的電壓不斷的升高，電池可接受的充電電流能力在不斷的下降。當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，恒流充結(jié)束；恒壓充，恒流充結(jié)束后，電池充電進(jìn)入恒壓充階段；這一階段充電器對電池的充電電壓保持在一個(gè)恒定值，隨著充電時(shí)間的增加，電池的充電電流在不斷的減小。當(dāng)電流下降到一定值后，恒壓充結(jié)束。浮空充，在恒壓充結(jié)束后，電池充電進(jìn)入浮空充階段；這一階段充電器對電池的電壓比恒壓充階段要低一些，以減少蓄電池的出氣量，避免蓄電池失水過熱。浮空充也是一個(gè)恒壓充過程，只不過電壓比恒壓充要低。傳統(tǒng)充電器通過硬件負(fù)反饋電路來實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流充階段。其中恒壓充和浮空充階段兩個(gè)電壓值的切換是通過MCU控制來實(shí)現(xiàn)的。圖1為采用義隆78P153微控制器電路實(shí)現(xiàn)的充電器方案。圖1中恒流充控制部分用LM324運(yùn)放參與負(fù)反饋來進(jìn)行控制，恒壓充控制部分用TL431芯片形成的鑒幅器參與負(fù)反饋進(jìn)行控制，而控制負(fù)反饋強(qiáng)弱的為一個(gè)線性光耦，流過線性光耦電流越大，其變壓器輸出的電壓越低，流過線性光耦電流越小，其變壓器輸出的電壓越聞。當(dāng)電池充電電壓沒有達(dá)到恒壓充設(shè)定值時(shí)，恒壓充控制部分TL431芯片一直輸出一個(gè)較高電平，控制負(fù)反饋強(qiáng)弱的光耦器件的電流通過恒流充控制部分的運(yùn)放到地，而運(yùn)放的輸入又是和采樣電阻的電壓值相關(guān)，當(dāng)流過采樣電阻的電流增大時(shí)，其運(yùn)放輸入的電壓值變大，使得運(yùn)放輸出的電壓值變小，這樣流過光耦的電流就變大，反過來控制變壓器輸出的電壓值變小，這樣通過負(fù)反饋使得電流保持在設(shè)定范圍內(nèi)。這就是恒流充負(fù)反饋控制原理。當(dāng)電池充電電壓達(dá)到恒壓充設(shè)定值時(shí)，恒壓充控制部分TL431芯片輸出一個(gè)較低的電平。由于TL431芯片輸出的電平比LM324運(yùn)放輸出的電平更低，因此恒流充控制部分不起作用，此時(shí)由TL431芯片組成的鑒幅器參與負(fù)反饋。當(dāng)電池電壓VBT升高時(shí)，TL431芯片基準(zhǔn)輸入電壓也會變高，使得TL431芯片輸出電平變低，這樣流過光耦的電流變大，反過來控制變壓器輸出電壓變低，這樣通過負(fù)反饋使得充電電壓保持在設(shè)定范圍內(nèi)，這就是恒壓充負(fù)反饋控制原理。恒壓充到一定階段后，電池的充電電流越來越小，這樣流過采樣電阻的電流也越小，采樣電阻的電壓值也越小。浮空充監(jiān)測部分的LM324運(yùn)放作為比較器，將采樣電阻的電壓值和設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)采樣電壓值小于設(shè)定值時(shí)，比較器輸出值發(fā)生翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)中斷源給MCU。MCU進(jìn)行中斷響應(yīng)，關(guān)閉參與負(fù)反饋引腳(上圖示意中P60引腳)的低電平輸出，使得TL431基準(zhǔn)輸入電壓值變高，控制TL431芯片輸出電平變低，流過光耦的電流變大，控制變壓器輸出的電壓變低，達(dá)到降壓的目的。這就是浮空充控制原理。上述的充電器方案，其負(fù)反饋控制都是通過硬件來實(shí)現(xiàn)，一共用了 2個(gè)TL431芯片、2個(gè)LM324運(yùn)放和一個(gè)微控制器電路以及若干個(gè)精密電阻，恒流充電流的設(shè)定以及恒壓充電壓的設(shè)定都是通過手動來校準(zhǔn)。所用元器件成本及花費(fèi)工人工時(shí)較多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種采用集成的元器件，簡化結(jié)構(gòu)，大幅降低元件所需的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各充電階段的參數(shù)自動校準(zhǔn)與固化，縮減參數(shù)校準(zhǔn)所需工作量，節(jié)省人力成本，且應(yīng)用范圍廣泛的充電電路結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成該充電電路結(jié)構(gòu)包括開關(guān)電源、變壓器、穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊，所述的開關(guān)電源連接于所述的變壓器的原邊繞組，所述的變壓器的副邊繞組通過所述的穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊連接該充電電路結(jié)構(gòu)的充電電流輸出端。該充電電路結(jié)構(gòu)中，所述的充電電流輸出端連接有采樣電阻，該采樣電阻還連接所述的微控制器模塊。該充電電路結(jié)構(gòu)中，所述的微控制器模塊包括微控制器、第一分壓電阻RB1、第二分壓電阻RB2和線型光耦控制電路，所述的微控制器模塊的輸入端分別連接所述的采樣電阻、充電電流輸出端和所述的穩(wěn)壓電路模塊；該微控制器模塊的輸出端通過所述的第一分壓電阻RBl連接所述的充電電流輸出端，并通過所述的第二分壓電阻RB2接地；所述的微控制器模塊的輸出端還連接所述的線型光耦控制電路。該充電電路結(jié)構(gòu)中，所述的微控制器模塊還包括二極管、第一電阻RA1、第二電阻RA2、第三電阻RA3、第四電阻RA4、第一電容CAl和第二電容CA2,所述的微控制器包括第一運(yùn)算放大電路AMPl和第二運(yùn)算放大電路AMP2 ;所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的反相輸入端通過所述的第一電阻RAl連接所述的采樣電阻的電流采樣模擬電壓VI ;所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的正相輸入端連接第一內(nèi)部DAC電壓Vdacl ;該第一運(yùn)算放大電路AMPl的輸出端連接所述的二極管的陰極；所述的第二運(yùn)算放大電路AMP2的反相輸入端通過所述的第二電阻RA3連接所述的充電電流輸出端的電壓采樣模擬電壓VV ;所述的第二運(yùn)算放大電路AMP2的正相輸入端連接第二內(nèi)部DAC電壓Vdac2 ;該第二運(yùn)算放大電路AMP2的輸出端連接所述的二極管的陽極；該二極管的陽極還連接所述的線型光耦控制電路；該線型光耦控制電路還連接所述的穩(wěn)壓電路模塊；所述的第三電阻RA3與所述的第一電容CAl并聯(lián)并跨接于所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的反相輸入端與輸出端之間；所述的第四電阻RA4與所述的第二電容CA2并聯(lián)并跨接于所述的第二運(yùn)算放大電路AMP2的反相輸入端與輸出端之間。該充電電路結(jié)構(gòu)中，所述的微控制器還包括CPU、復(fù)位控制單元、振蕩器及時(shí)序電路單元、燒寫和測試控制單元、雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元、帶隙基準(zhǔn)電壓單元、輸入輸出單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC單元、存儲單元和總線；所述的CPU、復(fù)位控制單元、振蕩器及時(shí)序電路單元、燒寫和測試控制單元、雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元、帶隙基準(zhǔn)電壓單元、輸入輸出單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC單元、存儲單元、第一運(yùn)算放大電路AMPl和第二運(yùn)算放大電路AMP2均連接于所述的總線；所述的雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元包括第一內(nèi)部DAC電壓Vdacl輸出端和第二內(nèi)部DAC電壓Vdac2輸出端；所述的第一內(nèi)部DAC電壓Vdacl輸出端連接所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的正相輸入端；所述的第二內(nèi)部DAC電壓Vdac2輸出端連接所述的第二運(yùn)算放大電路AMPl的正相輸出端。該充電電路結(jié)構(gòu)中，所述的存儲單元為一次性可編程只讀存儲器OTPROM或閃存存儲器FlashROM。該充電電路結(jié)構(gòu)中，所述的微控制器還包括中斷控制單元、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、堆棧和靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM;所述的中斷控制單元、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、堆棧和靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM均連接于所述的總線。采用了該實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)，由于其采用了微控制器模塊代替現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)元器件實(shí)現(xiàn)各充電階段的控制，使得充電電路的整體結(jié)構(gòu)大為簡化，大幅降低了元件所需的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)微控制器模塊實(shí)現(xiàn)了各充電階段的參數(shù)自動校準(zhǔn)與固化，有效縮減了參數(shù)校準(zhǔn)所需工作量，節(jié)省了人力成本，且本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用義隆78P153微控制器電路實(shí)現(xiàn)的充電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3為本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)中參與運(yùn)放負(fù)反饋回路示意圖。圖4為本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)中的光纖耦合控制回路簡化圖。圖5為本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)原理框圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請參閱圖2所示，為本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)的示意圖。在一種實(shí)施方式中，該電路結(jié)構(gòu)包括，開關(guān)電源、變壓器、穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊，所述的開關(guān)電源連接于所述的變壓器的原邊繞組，所述的變壓器的副邊繞組通過所述的穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊連接該充電電路結(jié)構(gòu)的充電電流輸出端。所述的充電電流輸出端連接有采樣電阻，該采樣電阻還連接所述的微控制器模塊。所述的微控制器模塊包括微控制器、第一分壓電阻RB1、第二分壓電阻RB2和線型光耦控制電路，所述的微控制器模塊的輸入端分別連接所述的采樣電阻、充電電流輸出端和所述的穩(wěn)壓電路模塊；該微控制器模塊的輸出端通過所述的第一分壓電阻RBl連接所述的充電電流輸出端，并通過所述的第二分壓電阻RB2接地；所述的微控制器模塊的輸出端還連接所述的線型光耦控制電路。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的微控制器模塊還包括二極管、第一電阻RA1、第二電阻RA2、第三電阻RA3、第四電阻RA4、第一電容CAl和第二電容CA2，所述的微控制器包括第一運(yùn)算放大電路AMPl和第二運(yùn)算放大電路AMP2 ;所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的反相輸入端通過所述的第一電阻RAl連接所述的采樣電阻的電流采樣模擬電壓VI ;所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的正相輸入端連接第一內(nèi)部DAC電壓Vdacl ;該第一運(yùn)算放大電路AMPl的輸出端連接所述的二極管的陰極；所述的第二運(yùn)算放大電路AMP2的反相輸入端通過所述的第二電阻RA3連接所述的充電電流輸出端的電壓采樣模擬電壓VV;所述的第二運(yùn)算放大電路AMP2的正相輸入端連接第二內(nèi)部DAC電壓Vdac2 ;該第二運(yùn)算放大電路AMP2的輸出端連接所述的二極管的陽極；該二極管的陽極還連接所述的線型光耦控制電路；該線型光耦控制電路還連接所述的穩(wěn)壓電路模塊；所述的第三電阻RA3與所述的第一電容CAl并聯(lián)并跨接于所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的反相輸入端與輸出端之間；所述的第四電阻RA4與所述的第二電容CA2并聯(lián)并跨接于所述的第二運(yùn)算放大電路AMP2的反相輸入端與輸出端之間。在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的微控制器還包括CPU、復(fù)位控制單元、振蕩器及時(shí)序電路單元、燒寫和測試控制單元、雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元、帶隙基準(zhǔn)電壓單元、輸入輸出單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC單元、存儲單元、中斷控制單元、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、堆棧、靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM和總線；所述的CPU、復(fù)位控制單元、振蕩器及時(shí)序電路單元、燒寫和測試控制單元、雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元、帶隙基準(zhǔn)電壓單元、輸入輸出單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC單元、存儲單元、中斷控制單元、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、堆棧、靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM、第一運(yùn)算放大電路AMPl和第二運(yùn)算放大電路AMP2均連接于所述的總線；所述的雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元包括第一內(nèi)部DAC電壓Vdacl輸出端和第二內(nèi)部DAC電壓Vdac2輸出端；所述的第一內(nèi)部DAC電壓Vdacl輸出端連接所述的第一運(yùn)算放大電路AMPl的正相輸入端；所述的第二內(nèi)部DAC電壓Vdac2輸出端連接所述的第二運(yùn)算放大電路AMPl的正相輸出端。且所述的存儲單元為一次性可編程只讀存儲器OTPROM或閃存存儲器FlashROM。在實(shí)際應(yīng)用中，如圖2所示，本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)僅采用一個(gè)二極管、六個(gè)電阻和兩個(gè)電容(無需采用精密電阻)，結(jié)合微處理器模塊，即可以實(shí)現(xiàn)恒流充、恒壓充及浮空充的負(fù)反饋控制。其中RB1、RB2為分壓電阻，用作電池電壓采樣，R23采樣電阻用作充電電流采樣；RA1、RA2、RA3為運(yùn)放負(fù)反饋電阻，通過對采樣電流和采樣電壓實(shí)時(shí)進(jìn)行負(fù)反饋，控制充電器的充電電壓和充電電流，以實(shí)現(xiàn)恒流充、恒壓充和浮空充；CA1為負(fù)反饋消振電容，用于消除充電過程切換時(shí)可能引起振蕩現(xiàn)象。如圖3所示，為本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)中參與運(yùn)放負(fù)反饋回路示意圖。圖中，VI為電流米樣輸入的模擬電壓，VV為電壓米樣輸入的模擬電壓；VA為運(yùn)放AMPl輸出的模擬電壓，VB為運(yùn)放AMP2輸出模擬電壓；Vdacl為電路內(nèi)部提供的DAC電壓值，Vdac2為電路內(nèi)部提供的DAC電壓值；由此可以得到如下運(yùn)算公式:VA= - (RA3/RA1) X (V1- Vdacl) = (Vdacl - VI) X (RA3/RA1)VB= - (RA4/RA2) X (VV - Vdac2) = (Vdac2 - VV) X (RA4/RA2)其中VA電壓用于參與恒流控制(恒流充)，VB電壓用于參與恒壓控制(恒壓充或者浮空充)。對線性光耦控制回路進(jìn)行簡化，如圖4所示。假設(shè)二極管的正向?qū)妷簽閂di，一開始電池電壓低，處于恒流充階段，AMPl參與負(fù)反饋，必須滿足二極管正向?qū)l件:VB 彡 VA+Vdi。[0037]恒流充負(fù)反饋原理實(shí)現(xiàn)由公式VA= (Vdacl-VI)X (RA3/RA1)進(jìn)行推導(dǎo)。Vdacl為微控制器內(nèi)部設(shè)定的一個(gè)DAC電壓值，VI為電流采樣電阻提供的采樣電壓值，RA3和RAl為運(yùn)放的負(fù)反饋放大系數(shù)比例電阻，假設(shè)RA3/RAl=kl，則公式可簡化為VA=klX (Vdacl_VI)。當(dāng)流過采樣電阻的電流比設(shè)定的恒流充電流大時(shí)，VI值增加，VA值下降，使得流過線性光耦的電流增加，而線性光耦控制開關(guān)電源使變壓器的電壓下降，使得充電電流回到設(shè)定值；當(dāng)流過采樣電阻的電流比設(shè)定的恒流充電流小時(shí)，VI值下降，VA值上升，使得流過線性光耦的電流減小，線性光耦控制開關(guān)電源使變壓器的電壓增加，使得充電電流回到設(shè)定值。在恒流充階段，隨著充電時(shí)間的增加，VBAT電壓會不斷增加，由RBl和RB2分壓電阻提供的電池電壓采樣值W不斷增加，使得VB不斷下降。當(dāng)VB下降到一定條件時(shí)，即不滿足二極管正向?qū)l件時(shí)，退出恒流充，進(jìn)入恒壓充。此時(shí)微控制器可關(guān)閉AMP1，使得AMPl運(yùn)放輸出為聞阻態(tài)。恒壓充負(fù)反饋原理實(shí)現(xiàn)由公式VB= (Vdac2_VV)X (RA4/RA2)進(jìn)行推導(dǎo)。Vdac2為微控制器內(nèi)部設(shè)定的另一個(gè)DAC電壓值，VV為RBl和RB2分壓電阻提供的電池電壓采樣值，RA4和RA2為運(yùn)放的負(fù)反饋放大系數(shù)比例電阻，假設(shè)RA4/RA2=k2，則公式可簡化為VB=k2X(Vdac2-VV)0進(jìn)入恒壓充后，由AMP2參與負(fù)反饋控制。當(dāng)電池電壓升高時(shí)，VV值會變大，VB值會變小，使得流過線性光耦的電流增加，而線性光耦控制開關(guān)電源使變壓器的電壓下降，使得充電電壓回到設(shè)定值；當(dāng)電池電壓下降時(shí)，VV值會變小，VB值變大，使得流過線性光耦的電流變小，線性光耦控制開關(guān)電源使得變壓器的電壓升高，使充電電壓回到設(shè)定值。恒壓充階段，微控制器可通過內(nèi)部的ADC采樣流過采樣電阻的電流，即采樣VI電壓值，可計(jì)算出采樣電流值。當(dāng)采樣電流小于設(shè)定值時(shí)，微控制器改變Vdac2的值，使得VB值變小，變壓器輸出的恒定電壓值變小，進(jìn)入浮空充階段。本實(shí)用新型的整體設(shè)計(jì)原理框圖，如圖5所示。其中，電路資源包括CPU核、復(fù)位控制、振蕩器及時(shí)序電路、燒寫和測試控制、0TPR0M、SRAM、堆棧、看門狗WDT、TCC定時(shí)器、中斷控制、電壓型雙DAC、AMP1&AMP2運(yùn)放、多通道ADC、帶隙基準(zhǔn)以及通用IO等資源。數(shù)據(jù)總線和控制總結(jié)將CPU內(nèi)核和片內(nèi)這些資源聯(lián)系在一起，CPU通過數(shù)據(jù)總線和控制總線可以實(shí)現(xiàn)對這些資源的讀寫訪問及控制。各部件的具體功能如下CPU內(nèi)核中央處理單元，是執(zhí)行運(yùn)算和控制的核心模塊。復(fù)位控制模塊具有上電復(fù)位、外部復(fù)位、低電壓復(fù)位功能。在電路剛上電時(shí)、外部按RESET按鍵時(shí)或者電路處于低電壓狀態(tài)時(shí)，該模塊發(fā)出復(fù)位信號，對整個(gè)電路進(jìn)行復(fù)位。振蕩器及時(shí)序電路產(chǎn)生電路工作的各個(gè)時(shí)鐘，如主時(shí)鐘MCLK，給CPU等提供高速運(yùn)算時(shí)鐘；如次時(shí)鐘SCLK，給低速模塊如TCC定時(shí)器提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘。燒寫和測試控制模塊提供電路的測試模式進(jìn)入及內(nèi)部OTPROM燒寫編程進(jìn)入。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)采用五線制燒寫方式，只需要5根線(如VDD、GND、RESET/VPP、SCL、SDA)即可進(jìn)入電路的測試模式或者編程燒寫模式。電路在正常工作模式下，該模塊功能被禁止。OTPROM :一次可編程R0M，用于存放客戶的方案程序、校準(zhǔn)程序及校準(zhǔn)參數(shù)。SRAM :數(shù)據(jù)存儲器，用于存放數(shù)據(jù)。[0050]堆棧用于保存中斷現(xiàn)場PC指針。WDT :看門狗定時(shí)器，定時(shí)器溢出時(shí)，電路會產(chǎn)生復(fù)位。防止程序跑飛時(shí)出現(xiàn)死機(jī)等不正?，F(xiàn)象，提高電路的可靠性。TCC :定時(shí)器，對電路的低速時(shí)鐘SCLK進(jìn)行計(jì)數(shù)。充電器方案中往往需要用定時(shí)器來限制充電時(shí)間。當(dāng)充電時(shí)間到了以后，即使電池電量沒有充滿，也會進(jìn)入浮空充。中斷控制模塊可以響應(yīng)外部中斷、TCC中斷、ADC中斷等各個(gè)中斷源發(fā)出的中斷請求。電壓型雙DAC模塊CPU將校準(zhǔn)后的參數(shù)寫入到DAC模塊，可以同時(shí)產(chǎn)生Vdacl電壓及Vdac2電壓，給恒流充負(fù)反饋運(yùn)放AMPl及恒壓充負(fù)反饋運(yùn)放AMP2分別提供參考電壓。AMPl及AMP2模塊雙運(yùn)放模塊，分別參與恒流充負(fù)反饋及恒壓充負(fù)反饋。多通道ADC模塊至少2個(gè)通道，可對雙運(yùn)放輸入的Vi (電流采樣電壓)、Vv (電壓采樣電壓)以及模擬通道AINs (s表示多個(gè))進(jìn)行采樣，以檢測充電電流和充電電壓。帶隙基準(zhǔn)可提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓給DAC、ADC模塊用作參考電壓。內(nèi)置帶隙基準(zhǔn)可以省去外置的基準(zhǔn)(如TL431穩(wěn)壓電路)，同時(shí)受電源電壓及溫度的漂移影響小，提高了電路的穩(wěn)定性。通用IO模塊具有至少3個(gè)以上的通用10s，可實(shí)現(xiàn)充電器紅燈、綠燈亮滅及風(fēng)扇的控制。本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)主要是通過一個(gè)簡單的微控制器實(shí)施，在恒流充、恒壓充各階段參與負(fù)反饋用的電阻RA1、RA2、RA3、RA4以及分壓電阻RB1、RB2均可以使用非精密電阻，其電阻誤差可以通過在工裝校準(zhǔn)階段通過設(shè)置的Vdacl、Vdac2值進(jìn)行調(diào)整，校準(zhǔn)后的參數(shù)保持在微控制器的非易失性存儲器中(如0TPR0M、FlashR0M)。這一校準(zhǔn)過程可以在整機(jī)裝配完畢后進(jìn)行，由內(nèi)置程序完成參數(shù)校準(zhǔn)，對于整機(jī)裝配的電阻電容精度要求不高，可省去人工裝配精密電阻環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率。另外由于本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)中內(nèi)置帶隙基準(zhǔn)電路，可提供穩(wěn)定的參考電壓給DAC及ADC模塊，對于工作電壓的要求也可以降低，因此5V穩(wěn)壓模塊方面也可以進(jìn)行簡化，不一定采用TL431來提供精確的5V工作電壓，這方面也可以精簡成本。采用了該實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)，由于其采用了微控制器模塊代替現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)元器件實(shí)現(xiàn)各充電階段的控制，使得充電電路的整體結(jié)構(gòu)大為簡化，大幅降低了元件所需的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)微控制器模塊實(shí)現(xiàn)了各充電階段的參數(shù)自動校準(zhǔn)與固化，有效縮減了參數(shù)校準(zhǔn)所需工作量，節(jié)省了人力成本，且本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛。在此說明書中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)包括，開關(guān)電源、變壓器、穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊，所述的開關(guān)電源連接于所述的變壓器的原邊繞組，所述的變壓器的副邊繞組通過所述的穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊連接該充電電路結(jié)構(gòu)的充電電流輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的充電電流輸出端連接有采樣電阻，該采樣電阻還連接所述的微控制器模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的微控制器模塊包括微控制器、第一分壓電阻(RB1)、第二分壓電阻(RB2)和線型光耦控制電路，所述的微控制器模塊的輸入端分別連接所述的采樣電阻、充電電流輸出端和所述的穩(wěn)壓電路模塊；該微控制器模塊的輸出端通過所述的第一分壓電阻(RBl)連接所述的充電電流輸出端，并通過所述的第二分壓電阻(RB2)接地；所述的微控制器模塊的輸出端還連接所述的線型光耦控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的微控制器模塊還包括二極管、第一電阻(RA1)、第二電阻(RA2)、第三電阻(RA3)、第四電阻(RA4)、第一電容(CAl)和第二電容(CA2)，所述的微控制器包括第一運(yùn)算放大電路(AMPl)和第二運(yùn)算放大電路(AMP2);所述的第一運(yùn)算放大電路(AMPl)的反相輸入端通過所述的第一電阻(RAl)連接所述的采樣電阻的電流采樣模擬電壓(VI);所述的第一運(yùn)算放大電路(AMPl)的正相輸入端連接第一內(nèi)部DAC電壓(Vdacl);該第一運(yùn)算放大電路(AMPl)的輸出端連接所述的二極管的陰極；所述的第二運(yùn)算放大電路(AMP2)的反相輸入端通過所述的第二電阻(RA3)連接所述的充電電流輸出端的電壓采樣模擬電壓(VV);所述的第二運(yùn)算放大電路(AMP2)的正相輸入端連接第二內(nèi)部DAC電壓(Vdac2);該第二運(yùn)算放大電路(AMP2)的輸出端連接所述的二極管的陽極；該二極管的陽極還連接所述的線型光耦控制電路；該線型光耦控制電路還連接所述的穩(wěn)壓電路模塊；所述的第三電阻(RA3)與所述的第一電容(CAl)并聯(lián)并跨接于所述的第一運(yùn)算放大電路(AMPl)的反相輸入端與輸出端之間；所述的第四電阻(RA4)與所述的第二電容(CA2) 并聯(lián)并跨接于所述的第二運(yùn)算放大電路(AMP2)的反相輸入端與輸出端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的微控制器還包括CPU、復(fù)位控制單元、振蕩器及時(shí)序電路單元、燒寫和測試控制單元、雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元、帶隙基準(zhǔn)電壓單元、輸入輸出單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC單元、存儲單元和總線；所述的CPU、復(fù)位控制單元、振蕩器及時(shí)序電路單元、燒寫和測試控制單元、雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單元、帶隙基準(zhǔn)電壓單元、輸入輸出單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC單元、存儲單元、第一運(yùn)算放大電路(AMPl)和第二運(yùn)算放大電路(AMP2)均連接于所述的總線；所述的雙數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC電壓產(chǎn)生單兀包括第一內(nèi)部DAC電壓(Vdacl)輸出端和第二內(nèi)部DAC電壓(Vdac2)輸出端；所述的第一內(nèi)部DAC電壓(Vdacl)輸出端連接所述的第一運(yùn)算放大電路(AMPl)的正相輸入端；所述的第二內(nèi)部DAC電壓(Vdac2)輸出端連接所述的第二運(yùn)算放大電路(AMPl)的正相輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的存儲單元為一次性可編程只讀存儲器OTPROM或閃存存儲器FlashROM。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的微控制器還包括中斷控制單元、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、堆棧和靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM ;所述的中斷控制單元、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器 、堆棧和靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM均連接于所述的總線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種充電電路結(jié)構(gòu)，屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。該電路結(jié)構(gòu)包括開關(guān)電源、變壓器、穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊，開關(guān)電源連接于變壓器的原邊繞組，變壓器的副邊繞組通過穩(wěn)壓電路模塊和微控制器模塊連接該充電電路結(jié)構(gòu)的充電電流輸出端。由于該充電電路結(jié)構(gòu)采用了微控制器模塊代替現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)元器件實(shí)現(xiàn)各充電階段的控制，使得充電電路的整體結(jié)構(gòu)大為簡化，大幅降低了元件所需的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)微控制器模塊實(shí)現(xiàn)了各充電階段的參數(shù)自動校準(zhǔn)與固化，有效縮減了參數(shù)校準(zhǔn)所需工作量，節(jié)省了人力成本，且本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛。
文檔編號G05B19/042GK202918029SQ20122064614
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者陳長華, 邱丹, 顧宇飛, 徐佰新, 陳銘, 謝興華, 趙健, 趙海, 王效, 王會剛, 戈亦余 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司