本實(shí)用新型實(shí)施例涉及電源技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)恒流充電的充電控制電路及充電器。

背景技術(shù)：

蓄電池充電器是一種較為特殊的電源變換器，其輸出特性應(yīng)與蓄電池的化學(xué)特性相適應(yīng)，以保證在實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快速充電且能夠充滿電的條件下，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

例如，對(duì)于鉛酸蓄電池，一般采用三段式充電方式，即涓流、恒流及浮充充電模式。當(dāng)電池溫度正常時(shí)，采用恒流的充電方式對(duì)電池快速充電，快速補(bǔ)充電池電量，當(dāng)電池電量較為充足后，轉(zhuǎn)為浮充模式，對(duì)電池進(jìn)行維持充電。傳統(tǒng)的充電控制方法一般采用檢測(cè)其充電電壓負(fù)斜率的方法，即在恒流模式下，充電電壓持續(xù)升高。當(dāng)檢測(cè)到電壓達(dá)到拐點(diǎn)開(kāi)始下降時(shí)，認(rèn)為此時(shí)電量較為充足，可以轉(zhuǎn)為浮充充電模式?，F(xiàn)有技術(shù)中能夠檢測(cè)電壓負(fù)斜率的集成芯片較多，如美信的MAX713。但采用這種芯片的充電控制方法，大多電路比較復(fù)雜，并且效率也受到很大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種充電控制電路及充電器，以實(shí)現(xiàn)為蓄電池恒流充電，與傳統(tǒng)的蓄電池充電控制電路相比，具有更高的效率和可靠性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種充電控制電路，包括：電源模塊、電流檢測(cè)子電路、差分放大子電路、調(diào)節(jié)子電路和線性調(diào)壓子電路；

所述電流檢測(cè)子電路與所述電源模塊串聯(lián)，用于采集充電電流；

所述差分放大子電路與所述電流檢測(cè)子電路電連接，用于同相放大所述充電電流，輸出電流檢測(cè)信號(hào)；

所述調(diào)節(jié)子電路與所述差分放大子電路電連接，用于接收所述電流檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)所述電流檢測(cè)信號(hào)生成電壓反饋信號(hào)；

所述線性調(diào)壓子電路與所述差分放大子電路電連接，用于接收所述電壓反饋信號(hào)，根據(jù)所述電壓反饋信號(hào)生成電壓控制信號(hào)，輸出至所述電源模塊；

所述電源模塊與所述線性調(diào)壓子電路電連接，用于接收所述電壓控制信號(hào)，根據(jù)電壓控制信號(hào)調(diào)節(jié)輸出電壓。

第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種充電器，該充電器包括濾波器，以及如上述第一方面所述的充電控制電路；所述電源模塊的正極與負(fù)極之間串聯(lián)所述濾波器。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種充電控制電路，包括電源模塊、電流檢測(cè)子電路、差分放大子電路、調(diào)節(jié)子電路和線性調(diào)壓子電路；通過(guò)電流檢測(cè)子電路采集充電電流，并通過(guò)差分放大子電路放大所述充電電流，生成電流檢測(cè)信號(hào)并輸出，通過(guò)調(diào)節(jié)子電路將所述電流檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓反饋信號(hào)，然后，通過(guò)所述線性調(diào)壓子電路根據(jù)該電壓反饋信號(hào)生成電壓控制信號(hào)，輸出電壓控制信號(hào)至電源模塊，以使電源模塊在所述電壓控制信號(hào)的控制下，輸出恒定電流。本實(shí)用新型實(shí)施例解決傳統(tǒng)充電控制方法電路復(fù)雜、控制效率因電路復(fù)雜性高而受影響的問(wèn)題。采用模擬電路實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電控制，實(shí)現(xiàn)恒流充電，具有控制電路簡(jiǎn)單，充電電路穩(wěn)定，以及控制效率和可靠性較傳統(tǒng)的電池控制電路更高的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的充電控制電路的原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種充電控制電路的電路原理圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種充電控制電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的充電控制電路的原理框圖，本實(shí)施例可適用于控制電源模塊的輸出電壓以實(shí)現(xiàn)蓄電池的恒流充電的情況。如圖1所示，本實(shí)施例的充電控制電路具體包括：電源模塊110、電流檢測(cè)子電路120、差分放大子電路130、調(diào)節(jié)子電路140和線性調(diào)壓子電路150。

所述電流檢測(cè)子電路120與所述電源模塊110串聯(lián)，用于采集充電電流。示例性地，電流檢測(cè)子電路120與電源模塊110的負(fù)極串聯(lián)?？商娲?，電流檢測(cè)子電路120還可以與蓄電池的負(fù)極串聯(lián)。

所述差分放大子電路130與所述電流檢測(cè)子電路120電連接，用于同相放大所述充電電流，輸出電流檢測(cè)信號(hào)。通常情況下，為了減小功耗，所采集的充電電流比較小，無(wú)法保證運(yùn)算的準(zhǔn)確性。為了解決這一問(wèn)題，采用差分放大子電路130對(duì)所采集的充電電流進(jìn)行同相放大。

所述調(diào)節(jié)子電路140與所述差分放大子電路130電連接，用于接收所述電流檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)所述電流檢測(cè)信號(hào)生成電壓反饋信號(hào)。

所述線性調(diào)壓子電路150與所述差分放大子電路140電連接，用于接收所述電壓反饋信號(hào)，根據(jù)所述電壓反饋信號(hào)生成電壓控制信號(hào)，輸出至所述電源模塊110。

所述電源模塊110與所述線性調(diào)壓子電路150電連接，用于接收所述電壓控制信號(hào)，根據(jù)電壓控制信號(hào)調(diào)節(jié)輸出電壓。其中，所述電源模塊為直流-直流轉(zhuǎn)換器。例如，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器的型號(hào)可以為MDCM28AP280M320A50。

本實(shí)施例技術(shù)方案為了限制送入蓄電池的電流，避免電流無(wú)限制的充入蓄電池而損壞蓄電池。采取的方案是使電源模塊110的輸出電壓高于蓄電池電壓，且電壓差在設(shè)定閾值區(qū)間之內(nèi)。例如，當(dāng)電源模塊110的輸出電壓高于蓄電池電壓，且電壓差高于設(shè)定閾值區(qū)間的上限閾值時(shí)，流經(jīng)電流檢測(cè)子電路120的電流值隨之變大，從而，差分放大子電路130輸出的電流檢測(cè)信號(hào)的電壓變大。此時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)子電路140輸出電壓反饋信號(hào)的電壓變大。進(jìn)而，使線性調(diào)壓子電路150輸出至電源模塊110的電壓變小，從而實(shí)現(xiàn)電源模塊110的輸出電壓變小，使輸出至蓄電池的充電電壓變小。相應(yīng)地，當(dāng)電源模塊110的輸出電壓高于蓄電池電壓，且電壓差低于設(shè)定閾值區(qū)間的下限閾值時(shí)，流經(jīng)電流檢測(cè)子電路120的電流值隨之變小，從而，差分放大子電路130輸出的電流檢測(cè)信號(hào)的電壓變小。此時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)子電路140輸出電壓反饋信號(hào)的電壓變小。進(jìn)而，使線性調(diào)壓子電路150輸出至電源模塊110的電壓變大，從而實(shí)現(xiàn)電源模塊110的輸出電壓變大，使輸出至蓄電池的充電電流變大。通過(guò)閉環(huán)控制的方式，實(shí)現(xiàn)恒流充電的目的。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)電流檢測(cè)子電路采集充電電流，并通過(guò)差分放大子電路放大所述充電電流，輸出電流檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)子電路將所述電流檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓反饋信號(hào)，然后，通過(guò)所述線性調(diào)壓子電路根據(jù)該電壓反饋信號(hào)生成電壓控制信號(hào)，輸出電壓控制信號(hào)至電源模塊，以使電源模塊在所述電壓控制信號(hào)的控制下，輸出恒定電流。本實(shí)用新型實(shí)施例解決傳統(tǒng)充電控制方法電路復(fù)雜、控制效率因電路復(fù)雜性高而受影響的問(wèn)題。采用模擬電路實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電控制，實(shí)現(xiàn)恒流充電，具有控制電路簡(jiǎn)單，充電電路穩(wěn)定，以及控制效率和可靠性較傳統(tǒng)的電池控制電路更高的效果。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種充電控制電路的電路原理圖。如圖2所示，充電控制電路包括：電源模塊110、電流檢測(cè)子電路120、差分放大子電路130、調(diào)節(jié)子電路140和線性調(diào)壓子電路150。

其中，所述電流檢測(cè)子電路120包括采樣電阻，所述采樣電阻串聯(lián)于所述電源模塊的負(fù)極與所述差分放大子電路130之間。在應(yīng)用中，為了增大散熱面積，減小功耗，采樣電阻通常為并聯(lián)的多個(gè)電阻。示例性地，所述采樣電阻包括第一電阻R1和第二電阻R2，所述第一電阻R1和第二電阻R2并聯(lián)。Batt-為電流檢測(cè)子電路120輸出的充電電流的采樣信號(hào)。在應(yīng)用中，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值均非常小，從而使采樣信號(hào)Batt-的電壓也很小，需要將Batt-信號(hào)輸出至差分放大子電路130進(jìn)行同相放大處理。

所述差分放大子電路130包括運(yùn)算放大器。示例性地，運(yùn)算放大器可以采用8腳雙運(yùn)放芯片。其中，運(yùn)算放大器的第一同相輸入端(3腳)串聯(lián)第三電阻R3后連接所述采樣電阻的一端(電流檢測(cè)子電路120中采樣信號(hào)Batt-的輸出端)，所述第三電阻R3與第一同相輸入端的公共端串聯(lián)第六電阻R6后接地，所述第三電阻R3與采樣電阻的公共端串聯(lián)第一電容C1后接電源地(pwrGND)。運(yùn)算放大器的第一反相輸入端(2腳)串聯(lián)第四電阻R4后接電源地。運(yùn)算放大器的第一電源輸入端(8腳)與第一接地端(4腳)之間串聯(lián)第三電容C3。運(yùn)算放大器的第一輸出端(1腳)與第一反相輸入端(2腳)之間串聯(lián)第五電阻R5，第一輸出端串聯(lián)第七電阻R7后連接所述運(yùn)算放大器的第二同相輸入端(5腳)，所述第七電阻R7與第二同相輸入端(6腳)的公共端串聯(lián)第四電容C4后接地。運(yùn)算放大器的第二輸出端(7腳)與第二反相輸入端(6腳)之間串聯(lián)第八電阻R8，第二輸出端(7腳)輸出電流檢測(cè)信號(hào)Ioss，電流檢測(cè)信號(hào)Ioss輸入至調(diào)節(jié)子電路140。其中，第五電阻R5和第六電阻R6的阻值均為100KΩ。

所述調(diào)節(jié)子電路140包括三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5。示例性地，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5可以是TL431芯片。三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5的第一端(1腳)串聯(lián)第九電阻R9后，連接所述運(yùn)算放大器的第二輸出端(7腳)，所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5的第一端(1腳)與第二端(2腳)之間串聯(lián)第十一電阻R11和第五電容C5，所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5的第一端(1腳)與第三端(3腳)之間串聯(lián)第十電阻R10。所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5的第二端(2腳)連接二極管D1的陰極，所述二極管D1的陽(yáng)極連接所述線性調(diào)壓子電路150，輸出電壓反饋信號(hào)VFB至該線性調(diào)壓子電路150。電壓反饋信號(hào)VFB用于輸入到線性調(diào)壓子電路150，進(jìn)而對(duì)電源模塊110的電壓調(diào)節(jié)端進(jìn)行控制。所述三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源U5的第三端(3腳)接地。

可替代地，可以采用運(yùn)算放大器替代TL431芯片。如圖3所示，所述調(diào)節(jié)子電路140包括第二運(yùn)算放大器U6。所述第二運(yùn)算放大器U6的同相輸入端連接所述運(yùn)算放大器的第二輸出端(7腳)，所述第二運(yùn)算放大器U6的反相輸入端輸入電流基準(zhǔn)信號(hào)Iref，所述第二運(yùn)算放大器U6的輸出端連接所述線性調(diào)壓子電路150。所述第二運(yùn)算放大器U6的同相輸入端輸入的電流檢測(cè)信號(hào)的電壓與該第二運(yùn)算放大器U6的反相輸入端輸入電流基準(zhǔn)信號(hào)的電壓作比較。在電流檢測(cè)信號(hào)的電壓大于電流基準(zhǔn)信號(hào)的電壓時(shí)，該第二運(yùn)算放大器輸出高電平至線性調(diào)壓子電路150。在電流檢測(cè)信號(hào)的電壓小于電流基準(zhǔn)信號(hào)的電壓時(shí)，該第二運(yùn)算放大器輸出低電平至線性調(diào)壓子電路150。

所述線性調(diào)壓子電路150包括線性光耦U9。所述線性光耦U9的第一輸入端(1腳)串聯(lián)第十二電阻R12后接芯片電源Vss1，所述線性光耦U9的第一輸入端(1腳)與第十二電阻R12的公共端串聯(lián)第六電容C6后接地，第六電容C6為濾波電容。所述線性光耦U9的第一輸入端(1腳)與第二輸入端(2腳)之間串聯(lián)第十三電阻R13。所述線性光耦U9的第二輸入端(2腳)連接所述調(diào)節(jié)子電路140的輸出端。所述線性光耦U9的第一輸出端(4腳)串聯(lián)第十四電阻R14后接參考電壓源FVref，所述線性光耦U9的第一輸出端(4腳)還與所述電源模塊110電連接，輸出電壓控制信號(hào)至該電源模塊110。所述線性光耦U9的第二輸出端(3腳)與所述電源模塊110共地，所述線性光耦U9的第二輸出端(3腳)與所述線性光耦U9的第一輸出端(4腳)之間串聯(lián)有第十五電阻R15，所述第十五電阻R15兩端并聯(lián)有第七電容C7。當(dāng)電壓反饋信號(hào)VFB變高時(shí)，線性光耦U9的電流I_F變小，進(jìn)而輸出端V_CE變小，使電源模塊110的電壓調(diào)節(jié)端(2腳)電壓變低，進(jìn)而使電源模塊110輸出電壓變低。當(dāng)電壓反饋信號(hào)VFB變低，線性光耦U9的電流I_F變大，進(jìn)而輸出端V_CE變大，使電源模塊110的電壓調(diào)節(jié)端(2腳)電壓變高，進(jìn)而使電源模塊110輸出電壓變高。

本實(shí)施例還提供一種充電器，包括濾波器；還包括如上述技術(shù)方案所述的中充電控制電路。如圖2或3所示，所述電源模塊110的正極與負(fù)極之間串聯(lián)所述濾波器C2。充電控制電路采用閉環(huán)控制設(shè)計(jì)，解決了航空電池充電器電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、效率低的問(wèn)題。

注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。