[实用新型]微功耗动力电池通用充电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微功耗动力电池通用充电机。 

背景技术

传统充电机都采用高频脉宽调调制开关电源获得充电功率，传统高频脉宽调制开关电源必须采用磁芯变压器降低由MOS管产生的高频方波高电压，滤波后得到需要的直流电压，这里的“高频”和“变压器”，以及电路的复杂性，是传统充电机的三大弊端。 

1)  高频工作的器件，会产生高频损耗和EMI干扰； 

2)  变压器的漏感会产生大量的电磁辐射，同时产生功率损耗；

3)  电路的复杂性使得故障率增加，降低了系统的可靠性。

发明内容

微功耗动力电池通用充电机采用工频脉宽调制的方法获得充电功率，所有功率器件都工作在工频，既不产生高频损耗，也不产生EMI干扰，该开关电源不采用复杂的PWM控制芯片，电路简单，安全可靠，寿命长，故障少，与传统高频脉宽调制开关电源相比，成本、体积、重量、功耗都减少90%。 

微功耗动力电池通用充电机包括光耦U1、比较器U2、U3；二极管D2、D3、D6、D7组成整流桥B，输入市电接整流桥B的输入端，整流桥B的正输出端是Vd，其负输出端是地；电容C2的正极、电阻R5、R7、R10、二极管D1的阳极都接在整流桥B的正输出端Vd；电阻R2、R3、R4、R8、二极管D5的阴极、电容C1的正极、比较器U2、U3的电源正端都接在一起形成端点Vcc，此端点通过电阻R1接二极管D1的阴极；电阻R12-R15、电容C1、C3的负极、二极管D5的阴极、光耦U1的三极管部分的发射极、比较器U2、U3的电源负端、功率MOS管Q1的源极都接地；光耦U1的二极管部分的阳极接电阻R7的另一端，其阴极接电阻R10的另一端，同时接功率MOS管Q1的漏极和电容C2的负极；功率MOS管Q1的栅极接比较器U3的输出端，同时接电阻R8的另一端，光耦U1的三极管部分的集电极接电阻R2的另一端，通过电阻R9接比较器U2的同相输入端，同时接电阻R13的另一端，其反相端接电阻R3和电阻R12组成的串联支路的中点，比较器U2的输出端接电阻R4的另一端，同时接二极管D4的阳极，电阻R11、二极管D4的阴极、电容C3的正极接在一起。电阻R11的另一端接比较器U3的同相输入端和电阻R14的另一端，比较器U3的反相输入端接电阻R5和电阻R15组成的串联支路的中点。 

微功耗动力电池通用充电机的全部控制电路实际只一个比较器，比较器的输出直接驱动功率MOS管，并不需要复杂的PWM脉宽调制芯片及其复杂的外围电路。 

微功耗动力电池通用充电机不采用磁芯变压器降低电压，因为功率MOS管输出的电压，是以正弦波以零点为中心的脉冲高度，正是为额定输出电压量身定做的，经在电容滤波后即是输出电压额定值，不必进行额外的功率变换。这里的“工频”和“不采用变压器”，以及简单之极的电路，是微功耗动力电池通用充电机具有三大优越性： 

1) 工频工作的器件，不会产生高频损耗和EMI干扰；

2)  没有变压器就没有漏感产生的电磁辐射，同时也不会产生功率损耗；

3)  简单之极的电路使得故障率降至极小，系统的可靠性提高至极大。

附图说明

图1开环控制通用充电机电路。 

图2开环控制通用充电机输出电压仿真波形。 

图3开环控制通用充电机调制仿真波形。 

图4开环控制通用充电机驱动方波仿真波形。 

图5 闭环控制通用充电机。 

图6 闭环控制通用充电机输出电压仿真波形。 

图7 闭环控制通用充电机调制仿真波形。 

图8闭环控制通用充电机驱动方波仿真波形。 

图9 恒流控制通用充电机。 

图10 恒流控制通用充电机输出电压仿真波形。 

图11 恒流控制通用充电机输出电压仿真波形。 

图12 闭环控制通用充电机调制仿真波形。 

图13闭环控制通用充电机驱动方波仿真波形。 

图14闭环控制通用充电机调制方波仿真波形。 

图15 恒压控制通用充电机（恒压充电）。 

图16 恒压控制通用充电机电压仿真波形（恒压充电）。 

具体实施方式

1．开环控制电路