一种恒流恒压电池充电电路的制作方法

1.本实用新型涉及到充电电路技术领域，尤其涉及到一种恒流恒压电池充电电路。


背景技术：

2.现有的三元锂恒流恒压充电电路内部一般均设置有隔离二极管，目的是避免电池向电路放电，导致电池长期亏电而损坏，但是此隔离二极管由于其自身的特性，在不同电流下具有不同的压降，这便会造成输出到电池端的电压有相对大的误差，而这个误差会导致三元锂电池在充电时产生过充或充不满的情况。同理，电流检测电阻在不同电流下，也具有不同的压降，也会带来输出到电池端的电压误差。在上述两者的影响下，便会造成现有的充电电路的电池端的电压有较大的误差。
3.再是对于电压敏感的锂电池而言，提高恒流下的电压精度，从而适配长期充电的使用场景(如：应急灯)，也是非常重要的。但是现有的采样电路/方法，并不能完全解决隔离二极管和检测电阻的压降带来的误差影响，其精度还不够。
4.因此，亟需一种能够解决以上一种或多种问题的恒流恒压电池充电电路。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的一种或多种问题，本实用新型提供了一种恒流恒压电池充电电路。本实用新型为解决上述问题采用的技术方案是：一种恒流恒压电池充电电路，其包括：ac-dc降压转换电路，所述ac-dc降压转换电路设置有整流桥、充电管理芯片和变压器，所述充电管理芯片电连接有第一光耦，所述变压器的输出绕组的两端电连接有吸收电路；
6.所述吸收电路包括第一二极管和第一电容，所述吸收电路的第一端与所述输出绕组的第一端电连接，所述吸收电路的第二端与所述输出绕组的第二端共地连接；
7.所述吸收电路的两端电连接有充电电路，所述充电电路包括：可控精密稳压源、充电隔离二极管、充电电流采样电阻、恒流控制电路和恒压控制电路，所述充电电流采样电阻的输入端与所述吸收电路的第一端电连接，所述充电电流采样电阻的输出端与所述充电隔离二极管的输入端电连接，所述充电隔离二极管的输出端与电池充电端的第一端电连接；
8.所述恒流控制电路包括：第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第二光耦，所述第二光耦与所述第一光耦配对使用，所述第一三极管为pnp型，所述第二三极管为npn型，所述第二光耦的输入端通过第三电阻与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一三极管的发射极与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一三极管的栅极通过所述第一电阻与所述充电电流采样电阻的输出端电连接，所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与所述第二三极管的栅极电连接，所述第二三极管的集电极与所述第二光耦的输出端电连接，所述第二三极管的发射极与所述吸收电路的第二端、电池充电端的第二端电连接；
9.所述恒压控制电路包括：采样开关控制电阻、mos管、第一后端采样电阻、第二后端采样电阻、所述可控精密稳压源和所述第二光耦，所述mos管的漏极通过所述第一后端采样
电阻与电池充电端的第一端电连接，所述mos管的源极通过所述第二后端采样电阻与电池充电端的第二端电连接，所述mos管的源极与所述可控精密稳压源的参考极电连接，所述mos管的栅极通过所述采样开关控制电阻与所述吸收电路的第一端电连接，所述可控精密稳压源的阳极与所述吸收电路的第二端、电池充电端的第二端电连接，所述可控精密稳压源的阴极与所述第二光耦的输出端电连接。
10.进一步地，所述第一二极管的输入端与所述输出绕组的第一端电连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端和所述输出绕组的第二端电连接，所述第一电容的第二端和所述输出绕组的第二端共地连接，所述第一电容的第一端为所述吸收电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述吸收电路的第二端。
11.本实用新型取得的有益价值是：结合上述方案，本实用新型实现了通过恒流控制电路为充电电流信号传递电路，进而将充电电流采样电阻检测的电流信号反馈到ac-dc降压转换电路，而ac-dc降压转换电路又可和吸收电路组成ac-dc降压转换器，即是反馈到此转换器上，通过第一、二光耦的直接通讯反馈，再配合充电管理芯片的控制，以达到恒流控制的目的；通过恒压控制电路为充电电压信号传递电路，在采样开关控制电阻的作用下，不充电时可以关闭采样电路对电池电量的损耗，只在充电时才开启对电池电压的采样，通过第一、二后端采样电阻从隔离二极管的后端采样，将此采样信号输入到可控精密稳压源内进行比较，可控精密稳压源输出比较结果信号再通过第一、二光耦传到充电管理芯片，以控制工作状态，达到控制输出电压的目的。越过隔离二极管压降不稳定性，以满足对三元锂电池的充电要求，提高电路采样精度并以更高的精度校准输出电压，让隔离二极管和电流采样电路的压降不再产生影响，实现高精度的可控采样充电，以满足长期充电的使用场景。再是，在不充电的情况下，能够避免采样电路对电池造成损耗。以上极大地提高了本实用新型的实用价值。
附图说明
12.图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
13.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例限制。
14.如图1所示，本实用新型公开了一种恒流恒压电池充电电路，其包括：ac-dc降压转换电路，所述ac-dc降压转换电路设置有整流桥db1、充电管理芯片ua1和变压器t1，所述充电管理芯片ua1电连接有第一光耦u2-a，所述变压器t1的输出绕组t1-b的两端电连接有吸收电路，所述整流桥db1与交流端连接；
15.所述吸收电路包括第一二极管d7和第一电容c5，所述吸收电路的第一端与所述输出绕组t1-b的第一端电连接，所述吸收电路的第二端与所述输出绕组t1-b的第二端共地连接；
16.所述吸收电路的两端电连接有充电电路，所述充电电路包括：可控精密稳压源u3、充电隔离二极管d01、充电电流采样电阻rs1、恒流控制电路和恒压控制电路，所述充电电流采样电阻rs1的输入端与所述吸收电路的第一端电连接，所述充电电流采样电阻rs1的输出端与所述充电隔离二极管d01的输入端电连接，所述充电隔离二极管d01的输出端与电池充电端b01的第一端(正极)电连接；
17.所述恒流控制电路包括：第一三极管q02、第二三极管q03、第一电阻r04、第二电阻r05和第二光耦u2-b，所述第二光耦u2-b与所述第一光耦u2-a配对使用，所述第一三极管q02为pnp型，所述第二三极管q03为npn型，所述第二光耦u2-b的输入端通过第三电阻r8与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一三极管q02的发射极与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一三极管q02的栅极通过所述第一电阻r04与所述充电电流采样电阻rs1的输出端电连接，所述第一三极管q02的集电极通过所述第二电阻r05与所述第二三极管q03的栅极电连接，所述第二三极管q03的集电极与所述第二光耦u2-b的输出端电连接，所述第二三极管q03的发射极与所述吸收电路的第二端、电池充电端b01的第二端(负极)电连接；
18.所述恒压控制电路包括：采样开关控制电阻r3、mos管q01、第一后端采样电阻r01、第二后端采样电阻r02、所述可控精密稳压源u3和所述第二光耦u2-b，所述mos管q01的漏极通过所述第一后端采样电阻r01与电池充电端的第一端电连接，所述mos管q01的源极通过所述第二后端采样电阻r02与电池充电端的第二端电连接，所述mos管q01的源极与所述可控精密稳压源u3的参考极电连接，所述mos管q01的栅极通过所述采样开关控制电阻r3与所述吸收电路的第一端电连接，所述可控精密稳压源u3的阳极与所述吸收电路的第二端、电池充电端的第二端电连接，所述可控精密稳压源u3的阴极与所述第二光耦u2-b的输出端电连接。
19.需要说明的是，结合图1所述，所述ac-dc降压转换电路为常规降压转换电路，其与所述吸收电路可组成ac-dc降压转换器，即图1中的part a，实现将交流电压转换为充电所需的低压直流电。所述充电管理芯片ua1的控制方法可为常规技术手段，此为本领域技术人员所熟知，因此，在这里不作过多赘述。所述ac-dc降压转换电路为本领域常规技术，其有多种常规实施手段，这些实施手段对应的原理图及常规变形为本领域技术人员所熟知。所述充电电路即图1中的part b。
20.特别地，为提高采样精度、控制精度，所述第一、二后端采样电阻r01、r02一般采用0.1％精度电阻。所述第一、二光耦为隔离信号光电耦合器，其主要用于电路的反馈控制。
21.具体地，如图1所示，所述第一二极管d7的输入端与所述输出绕组t1-b的第一端电连接，所述第一二极管d7的输出端与所述第一电容c5的第一端电连接，所述第一电容c5的第二端和所述输出绕组t1-b的第二端电连接，所述第一电容c5的第二端和所述输出绕组t1-b的第二端共地连接，所述第一电容c5的第一端为所述吸收电路的第一端，所述第一电容c5的第二端为所述吸收电路的第二端。所述吸收电路形成电容充电环路，用于吸收绕组释放的电能，并能将电能释放到后续回路中给电池进行充电。
22.结合上述方案，通过恒流控制电路为充电电流信号传递电路，进而将充电电流采样电阻检测的电流信号反馈到ac-dc降压转换电路，而ac-dc降压转换电路又可和吸收电路组成ac-dc降压转换器，即是反馈到此转换器上，通过第一、二光耦的直接通讯反馈，再配合充电管理芯片的控制，以达到恒流控制的目的；通过恒压控制电路为充电电压信号传递电
路，在采样开关控制电阻的作用下，不充电时可以关闭采样电路对电池电量的损耗，只在充电时才开启对电池电压的采样，通过第一、二后端采样电阻从隔离二极管的后端采样，将此采样信号输入到可控精密稳压源内进行比较，可控精密稳压源输出比较结果信号再通过第一、二光耦传到充电管理芯片，以控制工作状态，达到控制输出电压的目的。越过隔离二极管压降不稳定性，以满足对三元锂电池的充电要求，提高电路采样精度并以更高的精度校准输出电压，让隔离二极管和电流采样电路的压降不再产生影响，实现高精度的可控采样充电，以满足长期充电的使用场景。再是，在不充电的情况下，能够避免采样电路对电池造成损耗。
23.以上所述的实施例仅表达了本实用新型的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本实用新型专利的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种恒流恒压电池充电电路，其特征在于，包括：ac-dc降压转换电路，所述ac-dc降压转换电路设置有整流桥、充电管理芯片和变压器，所述充电管理芯片电连接有第一光耦，所述变压器的输出绕组的两端电连接有吸收电路；所述吸收电路包括第一二极管和第一电容，所述吸收电路的第一端与所述输出绕组的第一端电连接，所述吸收电路的第二端与所述输出绕组的第二端共地连接；所述吸收电路的两端电连接有充电电路，所述充电电路包括：可控精密稳压源、充电隔离二极管、充电电流采样电阻、恒流控制电路和恒压控制电路，所述充电电流采样电阻的输入端与所述吸收电路的第一端电连接，所述充电电流采样电阻的输出端与所述充电隔离二极管的输入端电连接，所述充电隔离二极管的输出端与电池充电端的第一端电连接；所述恒流控制电路包括：第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第二光耦，所述第二光耦与所述第一光耦配对使用，所述第一三极管为pnp型，所述第二三极管为npn型，所述第二光耦的输入端通过第三电阻与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一三极管的发射极与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一三极管的栅极通过所述第一电阻与所述充电电流采样电阻的输出端电连接，所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与所述第二三极管的栅极电连接，所述第二三极管的集电极与所述第二光耦的输出端电连接，所述第二三极管的发射极与所述吸收电路的第二端、电池充电端的第二端电连接；所述恒压控制电路包括：采样开关控制电阻、mos管、第一后端采样电阻、第二后端采样电阻、所述可控精密稳压源和所述第二光耦，所述mos管的漏极通过所述第一后端采样电阻与电池充电端的第一端电连接，所述mos管的源极通过所述第二后端采样电阻与电池充电端的第二端电连接，所述mos管的源极与所述可控精密稳压源的参考极电连接，所述mos管的栅极通过所述采样开关控制电阻与所述吸收电路的第一端电连接，所述可控精密稳压源的阳极与所述吸收电路的第二端、电池充电端的第二端电连接，所述可控精密稳压源的阴极与所述第二光耦的输出端电连接。2.根据权利要求1所述的一种恒流恒压电池充电电路，其特征在于，所述第一二极管的输入端与所述输出绕组的第一端电连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端和所述输出绕组的第二端电连接，所述第一电容的第二端和所述输出绕组的第二端共地连接，所述第一电容的第一端为所述吸收电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述吸收电路的第二端。

技术总结
本实用新型公开了一种恒流恒压电池充电电路，其包括：AC-DC降压转换电路、吸收电路、充电电路，吸收电路连接在AC-DC降压转换电路的输出端，充电电路连接在吸收电路的输出端，充电电路内设置有恒流控制电路和恒压控制电路，并通过光耦将采样信号反馈到AC-DC降压转换电路内的充电管理芯片，通过恒流控制电路实现恒流控制的目的，通过恒压控制电路实现控制输出电压的目的；实现了提高采样精度和可控采样的方式，以完全校准输出电压，让隔离二极管和电流采样电路的压降不再产生影响，进而满足长期充电的使用场景。充电的使用场景。充电的使用场景。


技术研发人员：候永红 刘军 王能 孙帅帅
受保护的技术使用者：熠辉照明科技（惠州）有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/9/1