空載低損耗電池充電電路的制作方法
【專利摘要】空載低損耗電池充電電路包括EMI模塊、充電接口模塊、充電主控模塊、充電處理模塊和輔助電源模塊；EMI模塊用于濾除交流電流的高頻干擾信號；輔助電源模塊用于將EMI模塊所輸出的交流電進行整流降壓處理，以輸出第一直流電壓至該充電主控模塊，以及輸出第二直流電壓至該充電處理模塊；充電處理模塊用于檢測充電接口模塊是否連接電池及電池是否充滿，當(dāng)檢測到充電接口模塊連接電池時，充電處理模塊驅(qū)動充電主控模塊接收該第一直流電壓，以使得充電主控模塊處于工作狀態(tài)；當(dāng)電池充滿或未檢測到充電接口模塊連接電池時，該充電處理模塊關(guān)閉該充電主控模塊。上述發(fā)明可大大降低空載時的損耗，利于節(jié)能，且延長充電器的使用壽命。
【專利說明】空載低損耗電池充電電路
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種空載低損耗電池充電電路。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]電池充電器或適配器通常采用反激式的拓撲結(jié)構(gòu)，變壓器包括初級繞組、次級主繞組和次級輔助繞組，一般有次級輔助繞組提供工作電壓給充電器主控電路，由于次級主繞組和次級輔助繞組為同相位，二者的電壓與匝數(shù)呈正比例關(guān)系，例如，當(dāng)次級主繞組的輸出電壓過低時，該次級輔助繞組的電壓也低，使得充電器主控電路的工作電壓低于額定電壓，從而使得充電器主控電路處于保護狀態(tài)，但此狀態(tài)中，充電器主控電路依然在工作，仍會耗費電量。目前，為增大輸出電壓范圍如O至30V，往往通過增加次級主繞組的匝數(shù)來實現(xiàn)，空載時(即沒給電池充電時)，充電器主控電路依然工作以及多匝數(shù)的次級主繞組均大大增加電路損耗，很難滿足90V-264V AC的寬電壓空載低損耗的行業(yè)標準。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在于提供一種低損耗寬電壓范圍輸出的空載低損耗電池充電電路。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種空載低損耗電池充電電路，其包括EMI模塊、充電接口模塊、充電主控模塊、充電處理模塊和輔助電源模塊；
該EMI模塊用于濾除交流電流的高頻干擾信號；
該輔助電源模塊用于將該EMI模塊所輸出的交流電進行整流降壓處理，以輸出第一直流電壓至該充電主控模塊，以及輸出第二直流電壓至該充電處理模塊；
該充電處理模塊用于檢測該充電接口模塊是否連接電池及電池是否充滿，當(dāng)檢測到充電接口模塊連接電池時，該充電處理模塊驅(qū)動該充電主控模塊接收該第一直流電壓，以使得該充電主控模塊處于工作狀態(tài)；當(dāng)電池充滿或未檢測到充電接口模塊連接電池時，該充電處理模塊關(guān)閉該充電主控模塊。
[0008]進一步地，該輔助電源模塊包括PWM芯片、變壓器、第一二極管至第二二極管、第一電阻至第九電阻、第一三極管、穩(wěn)壓管以及第一電容至第九電容，其中，變壓器包括初級繞組、次級主繞組和次級輔助繞組；
該第一二極管和第二二極管的陽極連接該EMI模塊，該第一二極管和第二二極管的陰極通過第一電容接地，還依次通過第二電容和第一電阻連接該第四二極管的陰極，還通過第二電阻連接第四二極管的陰極，該第一二極管和第二二極管的陰極還連接初級繞組的異名端，該第四二極管的陽極連接該初級繞組的同名端；該次級主繞組的同名端連接該第三二極管的陽極，還通過第九電容連接該第三二極管的陰極，該第三二極管的陰極通過并聯(lián)的第五電容和第六電容接地，該第三二極管的陰極還連接該第一三極管的集電極，該第七電阻連接于該第一三極管的集電極和基極之間，該第一三極管的基極連接該穩(wěn)壓管的陰極，該第一三極管的發(fā)射極依次通過第八電阻和第九電阻接地，該穩(wěn)壓管的控制端連接于該第八電阻和該第九電阻之間，該第一三極管的發(fā)射極還通過并聯(lián)的第七電容和第八電容接地；該次級輔助繞組的同名端依次通過第三電阻、第四電阻和第五電阻接地，該第五二極管的陽極連接于該第三電阻和該第四電阻之間，該第五二極管的陰極通過第三電容接地，還通過依次通過第六電阻和該第四電容接地；該PWM芯片的電壓端連接于該第六電阻和該第四電容之間，該PWM芯片的輸出端連接于該第四電阻和該第五電阻之間，該PWM芯片的漏極端連接該第四二極管的陽極。[0009]進一步地，該充電處理模塊包括MCU、第十一電阻至第二十三電阻、第十電容至第十三電容、第二三極管、第四三極管、第五三極管、第三場效應(yīng)管和光耦的發(fā)光器；該1(^的第一控制引腳通過第十六電阻連接第三場效應(yīng)管的柵極，該第三場效應(yīng)管的漏極通過第十五電阻連接該充電接口模塊的正充電端子，該第三場效應(yīng)管的源極通過第十七電阻接地，還依次通過第十一電阻和第十電容接地，該MCU的電壓檢測引腳連接于第十一電阻和該第十電容之間；該MCU第二控制引腳通過第二十電阻連接第四三極管的基極，該第四三極管的基極通過第二電阻接地，還連接該第五三極管的集電極，該第四三極管的發(fā)射極接地，該第四三極管的集電極連接該發(fā)光器的陰極，該發(fā)光器的陽極通過第十九電阻連接于輔助電源模塊的第三二極管的陰極；該第五三極管的發(fā)射極接地，該第五三極管的基極通過第二十三電阻接地；該1(^的電源端連接于該輔助電源模塊的第一三極管的發(fā)射極，還通過第十一電容接地；該MCU的第三控制引腳依次通過第十二電容和第十二電阻連接該第三三極管的基極，該第六二極管的陰極連接于該第十二電阻和該第十二電容之間，該第二三極管的基極還通過第十三電阻接地，該第二三極管的集電極通過第十四電阻連接于該輔助電源模塊的第一三極管的發(fā)射極，該第二三極管的發(fā)射極接地，該第二三極管的集電極通過電容接地，還通過第二十一電阻連接該第五三極管的基極。
[0010]進一步地，該充電主控模塊包括電源管理芯片、第六三極管、第二十四電阻至第二十六電阻和光耦的受光器；該電源管理芯片的電源端通過第二十五電阻連接該第六三極管的集電極，該第六三極管的發(fā)射極連接該輔助電源模塊的第五二極管的陰極，該第二十四電阻連接于該第六三極管的發(fā)射極和基極之間，該第六三極管的基極通過第二十六電阻和該受光器接地。
[0011]進一步地，空載低損耗電池充電電路還包括整流模塊和變壓器；該整流模塊用于將EMI模塊所輸出的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流；該變壓器用于將該整流模塊的輸出電流轉(zhuǎn)換為充電電流，并在該充電主控模塊的調(diào)節(jié)下將充電電流輸送至該充電接口模塊。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
上述發(fā)明在電池充電時啟動充電主控模塊，在電池充滿或沒有電池時關(guān)閉該充電主控模塊，如此，可大大降低空載時的損耗，利于節(jié)能，且延長充電器的使用壽命。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明空載低損耗電池充電電路的較佳實施方式的模塊示意圖。
[0015]圖2為圖1的電池充電電路的EMI模塊、整流模塊、變壓器、充電接口模塊和充電主控模塊的電路圖。
[0016]圖3為圖1的電池充電電路的輔助電源模塊的電路圖。
[0017]圖4為圖1的電池充電電路的充電處理模塊的電路圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述:
請參見圖1至圖4，本發(fā)明涉及一種空載低損耗電池充電電路，其較佳實施方式包括EMI模塊10、整流模塊20、變壓器30、充電接口模塊40、充電主控模塊60、充電處理模塊80和輔助電源模塊70。
[0020]該EMI模塊10用于濾除交流電流的高頻干擾信號。該整流模塊20用于將交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流。該變壓器30用于將該整流模塊20的輸出電流轉(zhuǎn)換為適合電池50充電的充電電流，并在該充電主控模塊60的調(diào)節(jié)下將充電電流輸送至該充電接口模塊40。該充電接口模塊40用于連接電池50，以提供充電電流給電池50。EMI模塊10、整流模塊20、變壓器30和充電接口模塊40的結(jié)構(gòu)由現(xiàn)有技術(shù)可得知，在此不再贅述。
[0021]該輔助電源模塊70用于將該EMI模塊10所輸出的交流電進行整流降壓處理，以輸出第一直流電壓至該充電主控模塊60，以及輸出第二直流電壓至該充電處理模塊80。
[0022]該充電處理模塊80用于檢測該充電接口模塊20是否連接電池50，當(dāng)檢測到充電接口模塊20連接電池50時，該充電處理模塊80驅(qū)動該充電主控模塊60接收該第一直流電壓，以使得該充電主控模塊60處于工作狀態(tài)。當(dāng)未檢測到充電接口模塊20連接電池50時，該充電處理模塊80關(guān)閉該充電主控模塊60，以便減少空載損耗。
[0023]該輔助電源模塊70包括PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)芯片Ul、變壓器T、二極管Dl至二極管D5、電阻Rl至電阻R9、三極管Q1、穩(wěn)壓管U2以及電容Cl至電容C9，其中，變壓器T包括初級繞組Ta、次級主繞組Tbl和次級輔助繞組Tb2。
[0024]該二極管Dl和二極管D2的陽極連接該EMI模塊10，該二極管Dl和二極管D2的陰極通過電容Cl接地，還依次通過電容C2和電阻Rl連接該二極管D4的陰極，還通過電阻R2連接二極管D4的陰極，該二極管Dl和二極管D2的陰極還連接初級繞組Ta的異名端，該二極管D4的陽極連接該初級繞組Ta的同名端。該次級主繞組Tbl的同名端連接該二極管D3的陽極，還通過電容C9連接該二極管D3的陰極，該二極管D3的陰極通過并聯(lián)的電容C5和電容C6接地，該二極管D3的陰極還連接該三極管Ql的集電極，該電阻R7連接于該三極管Ql的集電極和基極之間，該三極管Ql的基極連接該穩(wěn)壓管U2的陰極，該三極管Ql的發(fā)射極依次通過電阻R8和電阻R9接地，該穩(wěn)壓管U2的控制端連接于該電阻R8和該電阻R9之間，該三極管Ql的發(fā)射極還通過并聯(lián)的電容C7和電容C8接地。該次級輔助繞組Tb2的同名端依次通過電阻R3、電阻R4和電阻R5接地，該二極管D5的陽極連接于該電阻R3和該電阻R4之間，該二極管D5的陰極通過電容C3接地，還通過依次通過電阻R6和該電容C4接地。該PWM芯片Ul的電壓端VCC連接于該電阻R6和該電容C4之間，該PWM芯片Ul的輸出端CS連接于該電阻R4和該電阻R5之間，該PWM芯片U2的漏極端D連接該二極管D4的陽極。
[0025]上述二極管Dl和二極管D2構(gòu)成整流單元，電容Cl至電容C8均為濾波電容。二極管D5的陰極即用于輸出上述第一直流電壓如圖中所示17V。二極管D3的陰極和三極管Ql的發(fā)射極用于輸出上述第二直流電壓如圖中所示的12V和5V。
[0026]該充電處理模塊80包括MCU 82、電阻Rl I至電阻R23、電容ClO至電容C13、三極管Q2、三極管Q4、三極管Q5、場效應(yīng)管Q3和光耦的發(fā)光器U4A。
[0027]該MCU 82的第一控制引腳Cg通過電阻R16連接場效應(yīng)管Q3的柵極，該場效應(yīng)管Q3的漏極通過電阻R15連接該充電接口模塊40的正充電端子B+，該場效應(yīng)管Q3的源極通過電阻R17接地，還依次通過電阻Rll和電容ClO接地，該MCU 82的電壓檢測引腳Vs連接于電阻Rll和該電容ClO之間。該MCU 82第二控制引腳Cgc通過電阻R20連接三極管Q4的基極，該三極管Q4的基極通過電阻R2接地，還連接該三極管Q5的集電極，該三極管Q4的發(fā)射極接地，該三極管Q4的集電極連接該發(fā)光器U4A的陰極，該發(fā)光器U4A的陽極通過電阻R19連接于輔助電源模塊70的二極管D3的陰極。該三極管Q5的發(fā)射極接地，該三極管Q5的基極通過電阻R23接地。該MCU 82的電源端VDD連接于該輔助電源模塊70的三極管Ql的發(fā)射極，還通過電容Cll接地。該MCU 82的第三控制引腳Pr依次通過電容C12和電阻R12連接該三極管Q2的基極，該二極管D6的陰極連接于該電阻R12和該電容C12之間，該三極管Q2的基極還通過電阻R13接地，該三極管Q2的集電極通過電阻R14連接于該輔助電源模塊70的三極管Ql的發(fā)射極，該三極管Q2的發(fā)射極接地，該三極管Q2的集電極通過電容接地，還通過電阻R21連接該三極管Q5的基極。
[0028]該充電主控模塊60包括電源管理芯片U6、三極管Q6、電阻R24至電阻R26和光耦的受光器U4B。
[0029]該電源管理芯片U6的電源端VDD通過電阻R25連接該三極管Q6的集電極，該三極管Q6的發(fā)射極連接該輔助電源模塊70的二極管D5的陰極，該電阻R24連接于該三極管Q6的發(fā)射極和基極之間，該三極管Q6的基極通過電阻R26和該受光器U4B接地。
[0030]下面對本發(fā)明的較佳實施方式的主要工作原理進行說明:
當(dāng)充電器連接AC電源如市電時，交流電通過EMI模塊10去除高頻干擾信號后，經(jīng)由二極管Dl、二極管D2和電容Cl整流濾波處理為主直流電壓，該主直流電壓輸送至變壓器T的初級繞組Ta，再分別通過次級主繞組Tbl和次級輔助繞組Tb2分為兩支路直流電，兩支路直流電的大小可通過調(diào)節(jié)初級繞組Ta、次級主繞組Tbl和次級輔助繞組Tb2的匝數(shù)比進行調(diào)節(jié)。第一支路直流電在PWM芯片Ul的控制下轉(zhuǎn)換為上述第一直流電壓如17V，并將該第一直流電壓輸送至該充電主控模塊60的三極管Q6的發(fā)射極。第二支路直流電通過三極管Q1、二極管D3和穩(wěn)壓管U2構(gòu)成的電路處理后形成上述第二直流電壓如12V和5V。
[0031]該充電處理模塊80由該第二直流電壓供電，該MCU 82正常工作時，其第一控制引腳Cg保持輸出高電平信號，以使得該場效應(yīng)管Q3保持導(dǎo)通，當(dāng)電池50接入該充電接口模塊40時，該充電接口模塊40的正充電端子B+通過該場效應(yīng)管Q3發(fā)送一檢測信號至該MCU80的電壓檢測引腳Vs，該MCU 82根據(jù)該檢測信號通過其第二控制引腳Cgc發(fā)出一高電平信號，由于該MCU 82正常工作時，其第三控制引腳Pr保持輸出脈沖信號，使得三極管Q2和三極管Q5保持截止，如此，三極管Q4導(dǎo)通，使得該發(fā)光器U4A導(dǎo)通發(fā)光，進而使得該充電主控模塊60的受光器U4B導(dǎo)通，從而使得該三極管Q6導(dǎo)通，如此，輔助電源模塊70所輸出的第一直流電壓即可通過該三極管Q6供給該電源管理芯片U6，以使得該電源管理芯片U6工作，從而使得充電主控模塊60調(diào)節(jié)變壓器30的初級繞組電壓和電流，此調(diào)節(jié)原理可從現(xiàn)有技術(shù)獲知，在此不再贅述。
[0032]當(dāng)電池50充滿或斷開與充電接口模塊40的連接時，該MCU 82通過第二控制引腳Cgc發(fā)出低電平信號，使得該三極管Q4截止，進而使得發(fā)光器U4A截止，從而使得受光器U4B截止，三極管Q6截止，如此，即可使得該電源管理芯片U6停止工作，可大大降低空載時的損耗，利于節(jié)能，且延長充電器的使用壽命。
[0033]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種空載低損耗電池充電電路，其特征在于:其包括EMI模塊、充電接口模塊、充電主控模塊、充電處理模塊和輔助電源模塊； 該EMI模塊用于濾除交流電流的高頻干擾信號； 該輔助電源模塊用于將該EMI模塊所輸出的交流電進行整流降壓處理，以輸出第一直流電壓至該充電主控模塊，以及輸出第二直流電壓至該充電處理模塊； 該充電處理模塊用于檢測該充電接口模塊是否連接電池及電池是否充滿，當(dāng)檢測到充電接口模塊連接電池時，該充電處理模塊驅(qū)動該充電主控模塊接收該第一直流電壓，以使得該充電主控模塊處于工作狀態(tài)；當(dāng)電池充滿或未檢測到充電接口模塊連接電池時，該充電處理模塊關(guān)閉該充電主控模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的空載低損耗電池充電電路，其特征在于:該輔助電源模塊包括PWM芯片、變壓器、第一二極管至第二二極管、第一電阻至第九電阻、第一三極管、穩(wěn)壓管以及第一電容至第九電容，其中，變壓器包括初級繞組、次級主繞組和次級輔助繞組； 該第一二極管和第二二極管的陽極連接該EMI模塊，該第一二極管和第二二極管的陰極通過第一電容接地，還依次通過第二電容和第一電阻連接該第四二極管的陰極，還通過第二電阻連接第四二極管的陰極，該第一二極管和第二二極管的陰極還連接初級繞組的異名端，該第四二極管的陽極連接該初級繞組的同名端；該次級主繞組的同名端連接該第三二極管的陽極，還通過第九電容連接該第三二極管的陰極，該第三二極管的陰極通過并聯(lián)的第五電容和第六電 容接地，該第三二極管的陰極還連接該第一三極管的集電極，該第七電阻連接于該第一三極管的集電極和基極之間，該第一三極管的基極連接該穩(wěn)壓管的陰極，該第一三極管的發(fā)射極依次通過第八電阻和第九電阻接地，該穩(wěn)壓管的控制端連接于該第八電阻和該第九電阻之間，該第一三極管的發(fā)射極還通過并聯(lián)的第七電容和第八電容接地；該次級輔助繞組的同名端依次通過第三電阻、第四電阻和第五電阻接地，該第五二極管的陽極連接于該第三電阻和該第四電阻之間，該第五二極管的陰極通過第三電容接地，還通過依次通過第六電阻和該第四電容接地；該PWM芯片的電壓端連接于該第六電阻和該第四電容之間，該PWM芯片的輸出端連接于該第四電阻和該第五電阻之間，該PWM芯片的漏極端連接該第四二極管的陽極。
3.如權(quán)利要求2所述的空載低損耗電池充電電路，其特征在于:該充電處理模塊包括MCU、第十一電阻至第二十三電阻、第十電容至第十三電容、第二三極管、第四三極管、第五三極管、第三場效應(yīng)管和光耦的發(fā)光器；該1(^的第一控制引腳通過第十六電阻連接第三場效應(yīng)管的柵極，該第三場效應(yīng)管的漏極通過第十五電阻連接該充電接口模塊的正充電端子，該第三場效應(yīng)管的源極通過第十七電阻接地，還依次通過第十一電阻和第十電容接地，該MCU的電壓檢測引腳連接于第十一電阻和該第十電容之間J_MCU第二控制引腳通過第二十電阻連接第四三極管的基極，該第四三極管的基極通過第二電阻接地，還連接該第五三極管的集電極，該第四三極管的發(fā)射極接地，該第四三極管的集電極連接該發(fā)光器的陰極，該發(fā)光器的陽極通過第十九電阻連接于輔助電源模塊的第三二極管的陰極；該第五三極管的發(fā)射極接地，該第五三極管的基極通過第二十三電阻接地；該1(^的電源端連接于該輔助電源模塊的第一三極管的發(fā)射極，還通過第十一電容接地；該1(^的第三控制引腳依次通過第十二電容和第十二電阻連接該第三三極管的基極，該第六二極管的陰極連接于該第十二電阻和該第十二電容之間，該第二三極管的基極還通過第十三電阻接地，該第二三極管的集電極通過第十四電阻連接于該輔助電源模塊的第一三極管的發(fā)射極，該第二三極管的發(fā)射極接地，該第二三極管的集電極通過電容接地，還通過第二十一電阻連接該第五三極管的基極。
4.如權(quán)利要求3所述的空載低損耗電池充電電路，其特征在于:該充電主控模塊包括電源管理芯片、第六三極管、第二十四電阻至第二十六電阻和光耦的受光器；該電源管理芯片的電源端通過第二十五電阻連接該第六三極管的集電極，該第六三極管的發(fā)射極連接該輔助電源模塊的第五二極管的陰極，該第二十四電阻連接于該第六三極管的發(fā)射極和基極之間，該第六三極管的基極通過第二十六電阻和該受光器接地。
5.如權(quán)利要求1所述的空載低損耗電池充電電路，其特征在于:電池充電電路還包括整流模塊和變壓器；該整流模塊用于將EMI模塊所輸出的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流；該變壓器用于將該整流模塊的輸出電流轉(zhuǎn)換為充電電流，并在該充電主控模塊的調(diào)節(jié)下將充電電流輸送至該充電接口模塊.。
【文檔編號】H01M10/44GK103475074SQ201310378496
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】雷宜仙, 范繼光 申請人:崧順電子（深圳）有限公司