[发明专利]一种分段式恒功率充电开关电源

说明书

本发明提供了一种分段式恒功率充电开关电源，开关电源模块将方波信号输入整流滤波模块，整流滤波模块将方波信号整流滤波后，将直流电压输入A/D转换模块，A/D转换模块输出数字信号，数字信号输入到D/A转换模块，D/A转换模块将数字信号转换为模拟电流，模拟电流输入到限流模块，限流模块进行限流处理后输出调整电流并进入输出模块。本发明有效地保证在电路的输出端的输出功率在各自所属分端电压下保持恒定，其中恒功率的线性度可根据整流滤波模块产生的直流电压的分段数量灵活控制，实现电路简单，充电效率高效并且使用过程安全可靠，不仅节约成本，还大大减少了充电时间。

技术领域

本发明涉及电动汽车的电源领域，尤其是一种充电开关电源。

背景技术

随着科技的快速发展，手机、平板电脑等便携电子产品成为人们形影不离的工具，但由于电子设备一般体积都很小的原因，导致自身电池的容量有限，很快电量就耗尽，就需要及时充电，以往的充电效率并不能满足人们的用电需求，所以快速高效的充电成为人们关心的主要问题。

目前生活中的便携式电子产品已经基本都支持市场上的各种快充协议，充电电压基本都是在4V～20V之间波动，输出电流随着电压的改变而进行调整，但由于现有的充电电源大多需要使用原装配件才能达到理想快充效果，如果没有原装充电线，就达不到对应的快充效果，这就需要电源内部自置自动识别充电设备输出电压大小，并根据输出电压的需要自动调节输出电流大小的内置电路，自动调整充电器的输出功率，使设备在允许的安全最高充电电压，在保护充电设备的前提下节省充电时间。

但在现有的充电方案中，基本使用的是恒压或恒流模式，在其充电过程中，由于各种设备的需求电压多种多样，这就需要充电器的输出功率随着输出电压的变化而发生变化，如果输出功率不能及时的跟随输出电压进行及时的变化，这将严重影响到充电效率，更为严重的在功率过大时会对充电电源造成很大的安全隐患，从而在使用时存在很大风险。

充电电源的充电效率和稳定性是目前研究的关键问题。如何降低制造成本，并能够通过一定的电路设计方案，提高充电效率，能够对电子设备在不同电压需求下进行分段式恒功率充电，并控制其最大输出功率保证设备充电过程的稳定性，是此项技术的热点与难点。

所以，需要开发一种方法简单、成本较低、安全可靠的分段式恒功率充电开关电源。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种分段式恒功率充电开关电源，能够保证电源的输出功率跟随设备需求的分段电压及时调整并在各段电压内保持恒定，以解决上述问题的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种分段式恒功率充电开关电源，包括开关电源模块、整流滤波模块、A/D转换模块、D/A转换模块、限流模块和输出模块，所述开关电源模块将方波信号输入整流滤波模块，整流滤波模块将方波信号整流滤波后，将直流电压输入A/D转换模块，A/D转换模块输出数字信号，数字信号输入到D/A转换模块，D/A转换模块将数字信号转换为模拟电流，模拟电流输入到限流模块，限流模块进行限流处理后输出调整电流并进入输出模块。

所述开关电源模块将电源信号转换成方波信号，开关电源模块本身的采用Buck拓扑结构，其中输入输出电压与控制信号的占空比D计算关系为：

D＝V_OUT/V_IN (1)

式中V_OUT为开关电源模块的输出电压，V_IN为开关电源模块的输入电压；

所述A/D转换模块和D/A转化模块共同构成的转换电路相当于一个反比译码器，根据直流电压的大小转换成对应的模拟电流，其中等效转换关系式为：

I＝1/V (2)

式中I为D/A转换模块输出的模拟电流，V为直流电压。