本發(fā)明涉及一種恒流充電電路、儲能電源及恒流充電方法。

背景技術：

現(xiàn)在鋰電池的充電，由于需要恒流充電，特別是大電流的恒流充電，基本上沒有專用的ic可以去實現(xiàn)，鋰電池的充電現(xiàn)在有三種方法來實現(xiàn)：

a.采用專用恒流ic方案

b.恒壓ic加運放的解決方案來。

c.電壓反饋的取樣電阻和電流取樣電阻串聯(lián)法。

a.專用恒流ic方案存在下面幾個缺點：

1.成本高，一般一個輸出2a的ic的價格在3元以上。

2.電壓電流參數(shù)受限制，能選的ic太少，可選性太差，可替代性幾乎為零。

b.恒壓ic加運放的方案：

1.成本較高，一般一個普通運放ic需要0.6元左右，再加上其它外圍元件的成本會增加在1元左右。

2.線路復雜，電路控制環(huán)的穩(wěn)定性差。

c.電壓反饋的取樣電阻和電流取樣電阻串聯(lián)法。

1.控制特性差，在負載變化范圍大時，輸出電流會不能做到恒流。

2.穩(wěn)定性差，電流輸出隨著輸出電壓的變化而變化。

因此，有必要設計一種新的恒流充電電路及恒流充電方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種恒流充電電路、儲能電源及恒流充電方法，該恒流充電電路易于實施，靈活性好，穩(wěn)定性好，且成本低。

發(fā)明的技術解決方案如下：

一種恒流充電電路，包括恒壓驅(qū)動芯片和電流反饋電路；

(1)恒壓驅(qū)動芯片的電壓輸出端為恒流充電電路的正輸出端vout+；恒壓驅(qū)動芯片的負輸出端接地；

恒壓驅(qū)動芯片由直流電壓供電端vin+和vin-供電；

(2)所述的電流反饋電路包括電阻r1、r2和r5和參考電壓端vref+；

參考電壓端vref+通過依次串聯(lián)的電阻r1、r2和r5接地；

電阻r5與r2的連接點為恒流充電電路的負輸出端vout-；

電阻r1與r2的連接點接恒壓驅(qū)動芯片的反饋端fb。

所述的恒流充電電路還包括電壓反饋電路；

電壓反饋電路包括電阻r3和r4以及二極管d1；

電阻r3和r4串聯(lián)后接在恒流充電電路的正輸出端vout+與地之間；電阻r3和r4的連接點接二極管d1的陽極；二極管d1的陰極接恒壓驅(qū)動芯片的反饋端fb。

在恒流充電電路的正輸出端vout+和負輸入端之間跨接有電容c2。

在直流電壓供電端vin+和vin-之間跨接有電容c1。

所述的恒壓驅(qū)動芯片采用ztp7192器件。也可以是市場上其他的恒壓驅(qū)動芯片。如mp1495，mp1593，rt8296，mc34063，fp5138…………。

一種儲能電源，包括儲能模塊和為儲能模塊充電的恒流充電電路；所述的恒流充電電路采用前述的恒流充電電路。

所述的儲能模塊為鋰電池或超級電容。

一種恒流充電方法，通過恒壓驅(qū)動芯片及電流反饋電流實現(xiàn)恒流驅(qū)動；

(1)恒壓驅(qū)動芯片的電壓輸出端為恒流充電電路的正輸出端vout+；恒壓驅(qū)動芯片的負輸出端接地；

恒壓驅(qū)動芯片由直流電壓供電端vin+和vin-供電；

(2)所述的電流反饋電路包括電阻r1、r2和r5和參考電壓端vref+；

參考電壓端vref+通過依次串聯(lián)的電阻r1、r2和r5接地；

電阻r5與r2的連接點為恒流充電電路的負輸出端vout-；

電阻r1與r2的連接點接恒壓驅(qū)動芯片的反饋端fb。

采用電壓反饋電路與恒壓驅(qū)動芯片相結合實現(xiàn)過壓保護；

電壓反饋電路包括電阻r3和r4以及二極管d1；

電阻r3和r4串聯(lián)后接在恒流充電電路的正輸出端vout+與地之間；電阻r3和r4的連接點接二極管d1的陽極；二極管d1的陰極接恒壓驅(qū)動芯片的反饋端fb。

在恒流充電電路的正輸出端vout+和負輸入端之間跨接有電容c2；

在直流電壓供電端vin+和vin-之間跨接有電容c1。

fb與地之間接有電容c3。

本發(fā)明采用一個參考電源分壓和取樣電阻一起組成電流反饋環(huán)去控制電壓反饋的方式去實現(xiàn)電流的恒流，稱這種方法為參考電壓恒流法。

有益效果：

本發(fā)明的恒流充電電路、儲能電源及恒流充電方法，是一種全新的恒流實現(xiàn)方案。其核心是通過用恒壓芯片實現(xiàn)恒流。而且，輸出電流的大小可以靈活設定，靈活性好。比原來的采用恒流芯片應用效果好。實踐表明，本發(fā)明的充電電路控制效果突出，成本顯著降低。

附圖說明

圖1為恒流充電電路的原理圖。

圖2為具體應用場景圖。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明：

實施例1：如圖1的原理圖，各元件或標號說明：

vin+-----輸入電源正極。

vin------輸入電源負極。

vout+-----輸出電源正極。

vout-----輸出電源負極。

vref+-----參考電源的正極

c1為輸入濾波電容。

c2為輸出濾波電容。

c3為電流采樣反饋濾波。

r1，r2，r5，c3組成電流采樣反饋線路。

r3，r4，為電壓采樣反饋電路。

d1為隔離二級管。

工作原理說明：

采用穩(wěn)定參考電源作為基準電壓，采用r1，r2，r5分壓得到與fb相等的電壓，從而通過fb去調(diào)整dcdcic的內(nèi)部pwm而控制輸出電流的大小。例如，當輸出電流變大，在取樣電阻r5上的電壓就會升高，由于vrfe+是固定的值，從而是fb電壓變大，fb變大，占空比就會減少，從而是輸出電流減少，而完成一個完整的反饋，達到穩(wěn)定電流輸出的目的。

恒流計算：

設r5上流過電流產(chǎn)生的電壓為vio，輸出電流為io

參考電壓為vref+＝2.5v，

fb電壓為vfb＝0.6v，

r5＝0.1ω，r1＝40kω，r2＝10kω

則：

vio＝io*r5

vfb＝vio+((vref+-vio)*r2/(r1+r2))

計算得：

io＝(vfb*(r1+r2)-r2*vref+)/r1*r5

如果取k＝(vfb*(r1+r2)-r2*vref+)/r1則等式

io＝k/r5

從計算公式看，io輸出電流與輸出電壓和輸入電壓沒有任何關系，只與vfb.r1，r2，vref有關，而這些參數(shù)在具體的設計中，它們都是固定的(vfb在穩(wěn)態(tài)時是固定的，對于芯片fp7192恒壓芯片，其穩(wěn)態(tài)值為0.6v)，所以k必然為一個固定的值，所以算式：

io＝k/r5具有極好的線性度，及具有優(yōu)良的可控性。

把上面的參數(shù)賦予上面設定的具體值可得：

io＝(vfb*(r1+r2)-r2*vref+)/r1*r5

＝(0.6*(40+10)-10*2.5)/40*0.1

＝1.25a

恒壓芯片。成本約0.8元

從以上的等式中可以看到，此方案引入固定的vref+，從而使io變成一個只與r5取樣電阻成線性關系的等式，使io變成恒定，從而達到恒流的目的。

本方案參考電壓恒流法的特點如下：

1.使用穩(wěn)定固定vref+電壓，便于精度的控制和穩(wěn)定性控制。

2.使用將電流采樣變成電阻分壓反饋，更簡單可靠。

3.適用性廣，任何需要恒流的線路都可以使用。

4.成本大幅降低，例如使用ic恒流方案做12v/1a輸出要3元以上，而使用本方案在1元以內(nèi)。