一种电池充电器启动电路以及ups的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电池充电器启动电路以及UPS。该启动电路连接在充电器的变压器的次级绕组侧，所述启动电路包括：第一开关，与电池串联；启动电阻、第二开关和电容，依次串联在一起，并被设置为与串联后的所述第一开关和所述电池相并联，所述第二开关与所述电容之间的节点处的电压被作为供电电压提供给所述变压器的驱动及控制器；电压检测控制模块，连接到所述变压器的次级绕组侧，检测所述次级绕组侧输出的电压，当检测到所述次级绕组侧输出了电压时，控制所述第二开关使其关断。
【专利说明】—种电池充电器启动电路以及UPS
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种电池充电器启动电路，尤其涉及一种用于对UPS中的电池进行充电的充电器的启动电路。
【背景技术】
[0002]在UPS中，充电器是非常重要的一部分，为电池的蓄电提供了可靠的能量。充电器的电路结构的拓扑类型有很多，如Flyback，全桥、半桥LLC等。目前常用的充电器中，以LLC型的拓扑类型居多。图1示出了一种LLC型电池充电器的电路结构示意图。如图1所示，LLC型电池充电器通过输入端+Vin和-Vin接收UPS的总线(BUS)提供的电能，并将接收到的电能提供给电池B。该电池充电器包括启动电阻Rbias、变压器T、二极管Dl以及开关SI。其中启动电阻Rbias用于向变压器T的驱动及控制器提供供电电压Vcc。变压器T具有初级绕组Cl，第一次级绕组C2a和第二次级绕组C2b。其中初级绕组Cl用于通过输入端+Vin和-Vin从总线接收电能，并将电能传输到第一次级绕组C2a和第二次级绕组C2b，使第一次级绕组C2a输出电压Vol，使第二次级绕组C2b输出电压Vo2。第一次级绕组C2a用于将电压Vol提供到电池B。第二次级绕组C2b用于将电压Vo2提供给变压器T的驱动及控制器，从而与启动电阻Rbias —起向驱动及控制器提供供电电压Vcc。二极管Dl用于阻止电流反向，以防止电池B放电。
[0003]虽然启动电阻Rbias —直向变压器T的驱动及控制器提供供电电压Vcc，但在充电器未被启动之前，驱动及控制器并不向变压器T提供驱动信号，因此变压器T 一直处于非工作状态，第一次级绕组C2a和第二次级绕组C2b并不提供电压Vol和Vo2。
[0004]当需要启动充电器以向电池B充电时，分别向变压器T的驱动及控制器和开关SI发出外部ON信号，使驱动及控制器向变压器T发出驱动信号以使变压器T开始工作，同时该外部ON信号使开关SI导通，从而使变压器T能够将接收到的电能提供给电池B，从而完成对电池B的充电。
[0005]从中可以出，在充电器启动之前，驱动及控制器的供电电压Vcc由启动电阻Rbias提供，在充电器启动之后，驱动及控制器的供电电压Vcc由启动电阻Rbias和次级绕组C2b共同提供。因此启动电阻Rbias—直处于导通状态，所以启动电阻Rbias的功耗一直都存在的，导致充电器的整体功耗增大。
实用新型内容
[0006]因此，本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电池充电器启动电路。
[0007]本实用新型提供了一种电池充电器启动电路，连接在充电器的变压器的次级绕组侧，所述启动电路包括:
[0008]第一开关，与电池串联；
[0009]启动电阻、第二开关和电容，依次串联在一起，并被设置为与串联后的所述第一开关和所述电池相并联，所述第二开关与所述电容之间的节点处的电压被作为供电电压提供给所述变压器的驱动及控制器；
[0010]电压检测控制模块，连接到所述变压器的次级绕组侧，检测所述次级绕组侧输出的电压，当检测到所述次级绕组侧输出了电压时，控制所述第二开关使其关断。
[0011]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述变压器的所述次级绕组侧包括第一次级绕组和第二次级绕组。
[0012]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述启动电阻、所述第二开关和所述电容串联在一起后连接到所述第一次级绕组。
[0013]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述电压检测控制模块用于检测所述第一次级绕组侧输出的电压。
[0014]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述电压检测控制模块用于检测所述第二次级绕组侧输出的电压。
[0015]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述第一开关根据外部信号而导通。
[0016]根据本实用新型提供的启动电路，所述外部信号还被提供给所述驱动及控制器，使所述驱动及控制器向所述变压器发出驱动信号。
[0017]根据本实用新型提供的启动电路，其中当所述第一开关导通后，所述第二开关与所述电容之间的节点处的电压逐渐上升，在达到所述驱动及控制器的工作电压后，所述驱动及控制器被启动。
[0018]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述第二开关由开关管构成。
[0019]根据本实用新型提供的启动电路，其中所述电压检测控制模块包括第一、第二分压电阻和开关管，所述第一、第二分压电阻串联后连接到所述变压器的次级绕组侧，并将所述第一、第二分压电阻之间的电压提供给所述开关管，所述开关管用于控制所述第二开关，所述次级绕组侧输出了电压时，所述第一、第二分压电阻之间的电压使所述开关管导通，以拉低提供给所述第二开关的电压，从而使所述第二开关关断。
[0020]本实用新型还提供了一种具有上述启动电路的UPS。
[0021 ] 本实用新型提供的电池充电器启动电路中，在充电器启动之前，启动电阻被断开，且启动完成之后启动电阻也被断开，启动电阻仅在启动过程中被连接到电路中向变压器的驱动及控制器提供Vcc，因此可大大降低启动电阻的功耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中:
[0023]图1为现有技术中的充电器的电路结构示意图；
[0024]图2为根据本实用新型的一个实施例的启动电路的电路结构示意图；
[0025]图3为根据本实用新型的又一个实施例的启动电路的电路图；
[0026]图4为根据本实用新型的另一个实施例的启动电路的电路图。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型提供的电池充电器启动电路中，在充电器启动之前，启动电阻Rbias被断开，并不向变压器T的驱动及控制器上提供供电电压Vcc，且启动完成之后Rbias也被断开，供电电压Vcc由第二次级绕组侧输出的电压提供。启动电阻Rbias仅在启动过程中被连接到电路中向变压器T的驱动及控制器提供Vcc，因此可大大降低启动电阻Rbias的功耗。
[0028]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]本实施例提供了一种电池充电器启动电路，用于启动电池充电器中的变压器T以实现对电池的充电。图2示出了根据本实施例提供的启动电路应用于充电器中的情形。
[0030]本实施例提供的启动电路如图2中的虚线框部分所示，其连接在充电器的变压器T的次级绕组侧，用于启动变压器T并实现变压器T对电池B的供电。本实施例提供的启动电路包括:
[0031]启动电阻Rbias、开关S2和电容Cl串联在一起，并整体上与电池B并联，且并联后被输入变压器T的第一次级绕组C2a所提供的电压Vol。其中开关S2位于启动电阻Rbias和电容Cl之间，以控制启动电阻Rbias和电容Cl是否被接入电路中。开关S2与电容Cl之间的节点处输出电压Vcc，并将该电压Vcc作为供电电压提供给变压器T的驱动及控制器。在启动充电器之前，开关S2处于导通的初始状态(与图2中所示的S2的状态相反)；
[0032]开关SI，用于控制电池B是否被接入电路中，该开关SI可根据外部ON信号或外部OFF信号而导通或关断；
[0033]电压检测控制模块，用于检测变压器的第二次级绕组C2b提供的电压并根据所检测到的电压控制开关S2。当电压检测控制模块所检测到的电压为Vo2时，控制开关S2使其关断；
[0034]二极管DI，用于防止电流从电池流向变压器T。
[0035]当需要启动充电器以向电池B充电时，分别向变压器T的驱动及控制器和启动电路中的开关SI发出外部ON信号，使SI导通。此时提供给驱动及控制器的供电电压Vcc仍为零，因此虽然外部ON信号被提供给了驱动及控制器，此时其仍然无法向变压器T提供驱动信号，变压器T仍处于非工作状态。
[0036]当启动电路中的开关SI在外部ON信号的控制下被导通后，由于开关S2的初始状态为“导通”，电池B开始经由开关S1、启动电阻Rbias、开关S2对电容Cl进行充电，使开关S2与电容Cl之间的节点处输出的电压Vcc逐步提高(该电压Vcc作为供电电压提供给驱动及控制器)，当该电压Vcc达到驱动及控制器的工作电压后，驱动及控制器被启动，同时在外部ON信号的作用下向变压器T提供驱动信号，以使变压器T开始工作。
[0037]当变压器T开始工作后，电能从变压器T的初级绕组侧被提供到次级绕组侧，使第一次级绕组输出电压Vol，使第二次级绕组输出电压Vo2。第一次级绕组C2a输出的电压Vol被提供给电池B以对其进行充电，第二次级绕组C2b输出电压Vo2通过稳压器，向驱动及控制器提供供电电压Vcc。同时启动电路中的电压检测控制模块检测到第二次级绕组C2b输出的电压Vo2，从而将开关S2关断，使启动电阻Rbias断开与电路的连接。这样，在完成充电器的启动、电池B开始充电后，启动电阻Rbias被断开与电路的连接，不再消耗电能。
[0038]本实施例提供的电池充电器启动电路中，在充电器启动之前，启动电阻Rbias并不向变压器T的驱动及控制器上提供供电电压Vcc，且启动完成之后Rbias也被断开。启动电阻Rbias仅在启动过程中被连接到电路中向变压器T的驱动及控制器提供Vcc，因此可大大降低启动电阻Rbias的功耗。
[0039]在根据本实用新型的其它实施例中，也可以使电压检测控制模块检测变压器T的第一次级绕组C2a提供的电压并根据所检测到的电压控制开关S2。当电压检测控制模块所检测到的电压为Vol时，控制开关S2使其关断，这同样可以实现本实用新型的目的。
[0040]本实施例中的启动电路可为多种形式的电路结构，例如其中的电压检测控制模块、开关S2可以为各种形式的，本领域技术人员可以根据实际需要作出各种选择。但本实用新型还提供了一种优选的方式实现上述启动电路，这种方式可利用非常少的电子元件实现非常优异的性能。本实用新型提供的优选的启动电路如图3所示。其中为了清晰起见，图3中仅示出了启动电路的结构，而省略了变压器T部分。
[0041]如图3所示，该启动电路的S2具体为一个M0SFET，该启动电路的电压检测控制模块由三极管Q1、电阻R1、R2、R3和稳压管Z1、Z2构成。其中电阻Rl与稳压管Zl串联后，并联到电池B，且电阻Rl与稳压管Zl之间的节点被连接到S2的栅极。电阻R2和R3串联后连接到变压器T的第二次级绕组C2b，用于接收电压Vo2。电阻R2和R3之间的节点通过稳压管Z2连接到三极管Ql的基极。三极管Ql的发射极接地，集电极连接到S2的栅极。
[0042]当需要启动充电器以向电池B充电时，开关SI在外部ON信号的作用下导通。此时电阻Rl与稳压管Zl之间的节点处的电压使S2导通，电容Cl被充电，使电压Ncc逐步提高。当该电压Vcc达到驱动及控制器的工作电压后，驱动及控制器被启动，同时在外部ON信号的作用下向变压器T提供驱动信号，以使变压器T开始工作。当变压器T开始工作后，变压器T的第一次级绕组C2a输出电压Vol，第二次级绕组C2b输出电压Vo2。第一次级绕组C2a输出的电压Vol被提供给电池B以对其进行充电，第二次级绕组C2b输出电压Vo2通过稳压器，向驱动及控制器提供供电电压Vcc，同时第二次级绕组C2b的输出电压Vo2被电阻R2和R3分压后被提供到三极管Ql的基极，使三极管Ql导通，从而将S2的栅极电压拉低，使S2截止，从而断开启动电阻Rbias与电路的连接。这样，在完成充电器的启动、电池B开始充电后，启动电阻Rbias被断开与电路的连接，不再消耗电能。
[0043]图4示出了根据本实用新型的又一个实施例，其电路结构如图3中所示的启动电路基本相同，不同之处仅在于本实施例中的Ql为M0SFET，电阻R2和R3连接到变压器T的第一次级绕组C2a以接收电压Vol。
[0044]根据本实用新型的其它实施例，其中开关SI和S2可以为其它形式的开关，本领域技术人员可以根据实际需要而做出各种选择。另外三极管Ql也可以为其它形式的开关管，而不限于MOSFET、三极管。
[0045]根据本实用新型的其它实施例，其中提供给三极管Ql的电压取决于电阻R2和R3的阻值比例以及电阻R2和R3两端的压降，本领域技术人员可根据实际需要而设置合适的阻值比例。在充电过程中，电阻R1，R2和R3 —直处于导通状态，但电阻R1，R2和R3可被设置得很大，因此其功耗很小，可忽略不计。
[0046]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种电池充电器启动电路，其特征在于，连接在充电器的变压器的次级绕组侧，所述启动电路包括: 第一开关，与电池串联； 启动电阻、第二开关和电容，依次串联在一起，并被设置为与串联后的所述第一开关和所述电池相并联，所述第二开关与所述电容之间的节点处的电压被作为供电电压提供给所述变压器的驱动及控制器； 电压检测控制模块，连接到所述变压器的次级绕组侧，检测所述次级绕组侧输出的电压，当检测到所述次级绕组侧输出了电压时，控制所述第二开关使其关断。
2.根据权利要求1所述的启动电路，其中所述变压器的所述次级绕组侧包括第一次级绕组和第二次级绕组。
3.根据权利要求2所述的启动电路，其特征在于，所述启动电阻、所述第二开关和所述电容串联在一起后连接到所述第一次级绕组。
4.根据权利要求3所述的启动电路，其特征在于，所述电压检测控制模块检测所述第一次级绕组侧输出的电压。
5.根据权利要求3所述的启动电路，其特征在于，所述电压检测控制模块检测所述第二次级绕组侧输出的电压。
6.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述第一开关根据外部信号而导通。
7.根据权利要求6所述的启动电路，其特征在于，所述外部信号还被提供给所述驱动及控制器，使所述驱动及控制器向所述变压器发出驱动信号。
8.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，当所述第一开关导通后，所述第二开关与所述电容之间的节点处的电压逐渐上升，在达到所述驱动及控制器的工作电压后，所述驱动及控制器被启动。
9.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述第二开关由开关管构成。
10.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述电压检测控制模块包括第一、第二分压电阻和开关管，所述第一、第二分压电阻串联后连接到所述变压器的次级绕组侧，并将所述第一、第二分压电阻之间的电压提供给所述开关管，所述开关管用于控制所述第二开关，所述次级绕组侧输出了电压时，所述第一、第二分压电阻之间的电压使所述开关管导通，以拉低提供给所述第二开关的电压，从而使所述第二开关关断。
11.一种UPS，其特征在于，具有根据权利要求1-10中任一项所述的启动电路。
【文档编号】H02J7/00GK204118762SQ201420200601
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】全亚斌, 王旷, 刘 文 申请人:伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构