一种抑制突波的充电器电路的制作方法

1.本发明涉及充电器电路技术领域，具体是一种抑制突波的充电器电路。


背景技术：

2.现有的电路设计(如图1)在定电压控制输出突然转换为定电流控制输出，或定电流控制输出突然转换为定电压控制输出时，会产生电压或电流的突波。此突波会对电池的bms电路(或其连接此电源的其他电路)产生破坏。
3.使用定电压控制回路(cv)及定电流控制回路(cc)和最小值检出电路的讯号，来控制输出的电压电流。
4.cc控制电路与cv控制电路在同一时间只有一个电路在工作。即其中一个在工作则另一个必在闲置。改善前技术的缺点在”闲置电路”的输出电位太高。当”闲置电路”的角色要更换成”工作电路”时，需要经过较长时间才能控制电位降到正确的电压点上。所以当定电压控制输出突然转换为定电流控制输出时，会产生电流突波；当定电流控制输出突然转换为定电压控制输出时，会产生电压突波。
5.定电压工作：当输出端空载或输出端的阻抗较大，输出电流无法达到设定电流值的工作状况。iset＝2.5a，但io＝0(或小于2.5a)，所以cc_ctrl会上升，直到被其他限压电路限制在某固定且较高电压或上升至比较器可输出的最大正电压，vset＝16.8v，cv_ctrl的电压会变化到使vo的值＝vset(即16.8v)为止，因为d12为最小值检出电路，而cv_ctrl小于cc_ctrl，所以此时get_control实际由cv_ctrl主控。(参照图2之区块1)。vo被控制在16.8v(参照图3之区块1)。
6.定电流工作：当输出端有适当的负载可供充电(被充电的电池电压小于vset)，输出电流可以到达设定值的工作状况。vset＝16.8v，由于vo小于vset，所以cv_ctrl会上升，直到被其他限压电路限制在某固定且较高电压或上升至比较器可输出的最大正电压。iset＝2.5a，cc_ctrl的值会变化到使io等于iset(即2.5a)为止，因为d12为最小值检出电路，而cc_ctrl小于cv_ctrl，所以此时get_control实际由cc_ctrl主控。(参照图2之区块3)。io被控制在2.5a(参照图3之区块3)。
7.定电压动作突然转换为定电流工作：在充电运行过程中电池接入充电器或电池由保护状态解除保护，由不可充电状态变为可充电状态。电池接入后，io由0开始上升，cc_ctrl由比较器先前的稳定电压(比较器可输出的最大正电压，或某较高的固定电压)开始下降，直到io＝iset(即2.5a)为止，因为接入的电池电压小于16.8v，(即vo《16.8)，cv_ctrl开始上升，直到被其他限压电路限制在某固定电压或上升至比较器可输出的最大正电压，d12为最小值检出，所以get_control由原来的cv_ctrl主控，变化为由cc_ctrl主控，主控权交换时，因cc_ctrl要从比较器可输出的最大正电压，或其他固定的较高电压下降到正确控制点，花费的时间较长，故产生电流突波(参照图2及图3之区块2)。
8.定电流动作突然转换为定电压工作：在充电运行过程中移除电池或电池发生保护，由可充电状态变为不可充电状态。iset＝2.5a，io由2.5a突然降为0，cc_ctrl开始上升，
直到被其他限压电路限制在某固定电压或上升至比较器可输出的最大正电压，由于io被切断，vo会由先前的《vset电压点开始快速上升，cv_ctrl由比较器先前的稳定电压(比较器可输出的最大正电压，或某较高的固定电压)开始下降，直到vo＝vset(即16.8v)为止。因为d12为最小值检出，所以get_control由原来的cc_ctrl主控，变化为cc_ctrl主控。主控权交换时，因cv_ctrl要从比较器可输出的最大正电压，或其他固定的较高电压下降到正确控制点，花费的时间较长，故产生电压突波(参照图4与图5)。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种抑制突波的充电器电路，以解决现有技术中的问题。
10.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抑制突波的充电器电路，包括cc控制电路、cv控制电路和最小值检出电路d12，所述cc控制电路和cv控制电路均与最小值检出电路d12连接，所述最小值检出电路d12连接有电阻r71，所述电阻r71分别串联有电阻r17和电阻r23，所述电阻r23串联有mos管q5，还包括二极管d9和mos管q4，所述cv控制电路还连接有二极管d9和mos管q4；还包括二极管d11和mos管q9，所述cc控制电路还连接有二极管d11和mos管q9。
11.优选的，所述cc控制电路包括电阻r41、电阻r44、运放u8b、电阻r50和电容c39。
12.优选的，所述cv控制电路包括电阻r15、电阻r18、运放u8b、电阻r14和电容c23。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：加入mosfet或三极管，利用其导通电压作为定电压控制回路输出与定电流控制回路输出电路之间的电压差上限，可以有效减少定电压控制回路突然转换为定电电控制回路与定电流控制回路突然转换为定电压控制回路所输出的电压与电流产生的突波；cc控制电路与cv控制电路在同一时间只有一个电路在工作；即其中一个在工作则另一个必在闲置。新技术的重点在压低”闲置电路”的输出电位；而且这个被压低的电位并非被固定在某一电压，而是以”工作电路”的输出电压为基准，把”闲置电路”的输出电位限制在比”工作电路”大一点点的电压；如此一来不但可以限制”闲置电路”输出在较低电位，提高反应速度，而且也不至于限得太低，影响”工作电路”正常工作；又可避免限得不够低而无法有效消除突波电压与突波电流。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
15.图1是现有技术的电路图；
16.图2是现有技术“闲置电路”的输出电位比“工作电路”高出很多的示意图；
17.图3为现有技术充电电流突然被开通时，io快速上升且高于iset，突波明显的示意图；
18.图4是现有技术电流被切断时，vo快速上升且高于vset，突波明显的示意图；
19.图5为本现有技术电流被切断时，的示意图；
20.图6是本发明的结电路图；
21.图7为本发明“闲置电路”的输出电位只比“工作电路”高出一点点的示意图；
22.图8是本发明充电电流突然被开通时，io快速升到iset，且没有突波出现的示意
图；
23.图9为本发明电流被切断时，vo快速升到vset，且没有突波出现的示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图6-9，本发明实施例中，一种抑制突波的充电器电路，包括cc控制电路、cv控制电路和最小值检出电路d12，所述cc控制电路和cv控制电路均与最小值检出电路d12连接，所述最小值检出电路d12连接有电阻r71，所述电阻r71分别串联有电阻r17和电阻r23，所述电阻r23串联有mos管q5，还包括二极管d9和mos管q4，所述cv控制电路还连接有二极管d9和mos管q4；还包括二极管d11和mos管q9，所述cc控制电路还连接有二极管d11和mos管q9。
26.优选的，所述cc控制电路包括电阻r41、电阻r44、三极管u8b、电阻r50和电容c39。
27.优选的，所述cv控制电路包括电阻r15、电阻r18、三极管u8a、电阻r14和电容c23。
28.加入mosfet或三极管，利用其导通电压作为定电压控制回路输出与定电流控制回路输出电路之间的电压差上限，可以有效减少定电压控制回路突然转换为定电电控制回路与定电流控制回路突然转换为定电压控制回路所输出的电压与电流产生的突波。cc控制电路与cv控制电路在同一时间只有一个电路在工作。即其中一个在工作则另一个必在闲置。新技术的重点在压低”闲置电路”的输出电位。而且这个被压低的电位并非被固定在某一电压，而是以”工作电路”的输出电压为基准，把”闲置电路”的输出电位限制在比”工作电路”大一点点的电压；如此一来不但可以限制”闲置电路”输出在较低电位，提高反应速度，而且也不至于限得太低，影响”工作电路”正常工作；又可避免限得不够低而无法有效消除突波电压与突波电流。
29.专利技术说明：参照图6新设计原理图
30.当设定电压输出为16.8v，电流输出为2.5a(参考值可依实际状况改变电压电流)。
31.定电压工作：当输出端空载或输出端的阻抗较大，造成输出电流无法到达设定电流值时。
32.电压控制部分：
33.vset＝16.8v，cv_ctrl的电压会变化到使vo的值＝vset(即16.8v)为止；
34.电流控制部分：
35.iset＝2.5a，但io＝0(或小于2.5a)，所以cc_ctrl会上升，但不会无限上升，它会被限制在cv_ctrl+q9_vgsth.，因为一旦cc_ctrl电压大于(cv_ctrl+q9_vgsth)时，q9导通，u8_pin5的电压因q9导通而下降，所以cc_ctrl的输出也随之下降，直到cc_ctrl和cv_ctrl
之间的压差维持在q9的导通电压(vgsth)为止，(参照图7与图8之区块1)。
36.因为d12为最小值检出电路，而cv_ctrl小于cc_ctrl，所以此时get_control实际由cv_ctrl主控。
37.定电流工作：
38.当输出端有适当的负载可供充电(被充电的电池电压小于vset)，输出电流可以到达设定值时。
39.电流控制部分：
40.iset＝2.5a，cc_ctrl的值会变化到使io等于iset(即2.5a)为止。
41.电压控制部分：
42.vset＝16.8v，由于vo小于vset，所以cv_ctrl会上升，但不会无限上升，它会被限制在cc_ctrl+q4vgs-th.，因为一旦cv_ctrl电压大于(cc_ctrl+q4_vgsth)时，q4导通，u8_pin3的电压因q4导通而下降，所以cv_ctrl的输出也随之下降，直到cc_ctrl和cv_ctrl之间的压差维持在q4的导通电压为止，(参照图7与图8之区块3)。
43.因为d12为最小值检出电路，而cc_ctrl小于cv_ctrl，所以此时get_control实际由cc_ctrl主控，io被控制在2.5a。
44.定电压动作突然转换为定电流工作：由不可充电状态变为可充电状态。在充电运行过程中电池接入充电器或电池由保护状态解除保护时。
45.电压控制部分：
46.因为接入的电池电压小于16.8v(即vo《16.8)，所以cv_ctrl会上升，但不会无限上升，它会被限制在cc_ctrl+q4_vgsth.，因为一旦cv_ctrl电压大于(cc_ctrl+q4_vgsth)时，q4导通，u8_pin3的电压因q4导通而下降，所以cv_ctrl的输出也随之下降，直到cc_ctrl和cv_ctrl之间的压差维持在q4的导通电压为止。
47.电流控制部分：
48.io由0开始上升，cc_ctrl由先前的稳定电压(cv_ctrl+q9_vgsth)开始下降，直到io＝iset(即2.5a)为止。由于cc_ctrl在充电器变为可充电状态之前，电位被限制在(cv_ctrl+q9_vgsth)的较低电位，要接手让充电器变为定电流工作时，u8b只需要小幅度的调整cc_ctrl电位即可到达正确的控制电位，所需的时时非常短，故可以解决先前旧电路的电流突波问题(参照图7与图8之区块2)。
49.d12为最小值检出，所以get_control由原来的cv_ctrl主控变化为由cc_ctrl主控。
50.定电流动作突然转换为定电压工作：
51.在充电运行过程中移除电池或电池发生保护，由可充电状态变为不可充电状态。
52.电流控制部分：
53.iset＝2.5a，io由2.5a突然降为0，cc_ctrl开始上升，但不会无限上升，它会被限制在cv_ctrl+q9_vgsth的电压，因为一旦cc_ctrl电压大于(cv_ctrl+q9_vgsth)时，q9导通，u8_pin5的电压因q9导通而下降，cc_ctrl的输出也随之下降，直到cc_ctrl和cv_ctrl之间的压差维持在q9的导通电压(vgsth)为止。
54.电压控制部分：
55.由于io电流被切断vo电压开始上升，当vo上升到大于vset时(即16.8v)时，cv_
ctrl由先前的稳定电压(cc_ctrl+q4_vgsth)开始下降，直到vo＝vset(即16.8v)为止。由于cv_ctrl在充电器电流被切断前，电位被限制在(cc_ctrl+q4_vgsth)的较低电位，要接手让充电器变为定电压工作时，u8a只需要小幅度的调整cv_ctrl电位即可到达正确的控制电位，所需的时时非常短，故可以解决先前旧电路的电流突波问题。(参照图9)
56.d12为最小值检出，所以get_control由原来的cc_ctrl主控，变化为由cc_ctrl主控。
57.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种抑制突波的充电器电路，包括cc控制电路、cv控制电路和最小值检出电路d12，所述cc控制电路和cv控制电路均与最小值检出电路d12连接，所述最小值检出电路d12连接有电阻r71，所述电阻r71分别串联有电阻r17和电阻r23，所述电阻r23串联有mos管q5，其特征在于：还包括二极管d9和mos管q4，所述cv控制电路还连接有二极管d9和mos管q4；还包括二极管d11和mos管q9，所述cc控制电路还连接有二极管d11和mos管q9。2.根据权利要求1所述的一种抑制突波的充电器电路，其特征在于：所述cc控制电路包括电阻r41、电阻r44、运放u8b、电阻r50和电容c39。3.根据权利要求1所述的一种抑制突波的充电器电路，其特征在于：所述cv控制电路包括电阻r15、电阻r18、运放u8a、电阻r14和电容c23。

技术总结
本发明公开了一种抑制突波的充电器电路，包括CC控制电路、CV控制电路和最小值检出电路D12，所述CC控制电路和CV控制电路均与最小值检出电路D12连接，所述最小值检出电路D12连接有电阻R71，所述电阻R71分别串联有电阻R17和电阻R23，所述电阻R23串联有MOS管Q5，还包括二极管D9和MOS管Q4，所述CV控制电路还连接有二极管D9和MOS管Q4；还包括二极管D11和MOS管Q9，所述CC控制电路还连接有二极管D11和MOS管Q9。本发明，加入MOSFET或三极管，利用其导通电压作为定电压控制回路输出与定电流控制回路输出电路之间的电压差上限，可以有效减少定电压控制回路突然转换为定电电控制回路与定电流控制回路突然转换为定电压控制回路所输出的电压与电流产生的突波。电压与电流产生的突波。电压与电流产生的突波。


技术研发人员：王烨辉
受保护的技术使用者：昆山通达测科电子科技有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/9/19