一种铅酸蓄电池充电电路的制作方法

本发明涉及一种铅酸蓄电池充电电路。

背景技术：

现有铅酸蓄电池充电电路一般采用普通分级限流开关电源模块实现，该类型铅酸蓄电池充电电路拓扑结构为反激式开关电源电路，在开关管接通的情况下，输入为高电平时输出线路中串联电感为放电状态；相反，在开关管断开的情况下，输入为高电平时输出线路中串联电感为充电状态。现有的铅酸蓄电池充电电路的主要缺点是分级限流，输入母线电压范围小，输出转换效率低，发热量大，体积大。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种铅酸蓄电池充电电路，无级限流及无级调压，输出软启动，确保电池充电的高效及高适应性，匹配电池充电特性及要求，提高输出转换效率，扩大母线电压范围。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种铅酸蓄电池充电电路，包括输出电压设置模块、输出电流设置模块；所述输出电压设置模块与输出电压反馈控制模块连接；所述输出电流设置模块与输出电流反馈控制模块连接；所述输出电压反馈控制模块、输出电流反馈控制模块均与PWM控制模块连接；所述PWM控制模块与正激式开关电源模块连接；所述正激式开关电源模块与输出电压采样模块、输出电流采样模块连接。

所述正激式开关电源模块通过电源输出滤波模块与所述输出电压采样模块、输出电流采样模块连接。

所述输出电压设置模块包括至少一个RC滤波电路，且所述输出电压设置模块的输入为电压设置PWM信号；所述输出电压设置模块的输出为电压设置信号。

所述输出电压设置模块包括四个串联的RC滤波模块。

所述输出电流设置模块包括至少一个RC滤波电路，且所述输出电流设置模块的输入为电流设置PWM信号，所述输出电流设置模块的输出为电流设置信号。

所述输出电流设置模块包括四个串联的RC滤波电路。

所述输出电压反馈控制模块包括第一比较器；所述第一比较器正输入端输入输出电压设置模块输出的电压设置信号；所述第一比较器负输入端输入所述输出电压采样模块输出的回馈端电压信号。

所述输出电流反馈控制模块包括第二比较器；所述第二比较器正输入端输入输出电流设置模块输出的电流设置信号；所述第二比较器负输入端输入所述输出电流采样模块输出的回馈端电流信号。

所述PWM控制模块包括与所述第二比较器输出端连接的二极管；所述第一比较器、二极管阳极均接入PWM控制器。

所述正激式开关电源模块包括MOS管；所述MOS管控制级与所述PWM控制模块连接；所述MOS管的源极经过采样电阻接地；所述MOS管的漏极接变压器原边第一输入端；所述变压器原边第二输入端接入直流电源；所述变压器次边两端分别与续流支路连接；所述续流支路与整流支路并联。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明采用正激式开关电源电路拓扑结构，无级限流及无级调压，输出软启动，确保电池充电的高效及高适应性，匹配电池充电特性及要求，提高输出转换效率，扩大母线电压范围。

附图说明

图1为本发明输出电压设置模块原理图；

图2为本发明输出电流设置模块原理图；

图3为本发明输出电压反馈控制模块、输出电流反馈控制模块、PWM控制器、正激式开关电源模块、电源输出滤波模块部分电路原理图；

图4为本发明输出电压采样模块原理图；

图5为本发明输出电流采样模块原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明输出电压设置模块包括四个串联的RC滤波模块，其中第一个RC滤波模块（由电阻R12和电容C8组成）的输入端（即输出电压设置模块的输入端）输入电压设置PWM信号VPWM，最后一个RC滤波模块（由R15和C11组成）的输出端（即输出电压设置模块的输出端）输出电压设置信号VSET。

如图2所述，本发明输出电流设置模块包括四个串联的RC滤波模块，其中第一个RC滤波模块（由电阻R20和电容C12组成）的输入端（即输出电流设置模块的输入端）输入电流设置PWM信号IPWM，最后一个RC滤波模块（由R19和C15组成）的输出端（即输出电流设置模块的输出端）输出电流设置信号ISET。

如图3，输出电压反馈控制模块包括第一比较器U1C；所述第一比较器正输入端输入输出电压设置模块输出的电压设置信号VSET；所述第一比较器负输入端输入所述输出电压采样模块输出的回馈端电压信号VMON。输出电压反馈控制模块输出端接PWM控制器控制脚（1脚），电压反馈控制模块输出端还通过二极管D4连接电流反馈控制模块输出端，二极管的阳极连接电压反馈控制模块输出端，阴极连接电流反馈控制模块输出端。该电路决定当前哪个控制环路生效：当电流未达到限定值，电压控制环路生效；当电流达到限定值时，电压控制环路失效。

所述输出电流反馈控制模块包括第二比较器U1B；所述第二比较器正输入端输入输出电流设置模块输出的电流设置信号ISET；所述第二比较器负输入端输入所述输出电流采样模块输出的回馈端电流信号IMON。

所述PWM控制模块包括与所述第二比较器输出端连接的二极管D4；所述第一比较器、二极管阳极均接入PWM控制器。

所述正激式开关电源模块包括MOS管Q1；PWM控制器输出端6脚通过电阻R6接N沟道MOS管Q1的控制级（栅极），Q1的栅极与源极之间有跨接电阻R7，Q1的漏极与源极之间有跨接电容C7，Q1的源极经过采样电阻R8接地。PWM控制器的电流采样端子（3脚）与Q1的源极连接在一起。MOS管的漏极接变压器T1原边第一输入端；所述变压器原边第二输入端接入直流电源VIN+；所述变压器次边两端分别与续流支路连接；所述续流支路与整流支路并联。

本发明中，续流支路由电阻R1和电容C5串联组成，整流支路包括串联的二极管D1和D3，其中二极管D1与续流支路、二极管D3为π形连接。

为了滤除毛刺，直流电源VIN+接滤波模块，该滤波模块包括电解电容C1、与电解电容C1并联的陶瓷电容C3。

正激式开关电源模块通过电源输出滤波模块与所述输出电压采样模块、输出电流采样模块连接，本发明的电源输出滤波模块包括电阻R2与电容C6串联的用于滤除谐波成分的第一支路，用于滤除电压毛刺的第二支路，该第二支路至少包括一个电容，本发明中，第二支路包括电解电容C2和与C2并联的C4；第一支路、第二支路之间通过用于滤除电流谐波的电感L1连接。

图3中，二极管D2用于防止输出反接。

如图3～图5所示，电源输出滤波模块的正输出端VOUT+接输出电压采样模块，输出电压采样模块包括光电隔离模块A，光电隔离模块A的一个输出端输出回馈端电压信号 VMON，另一个输出端接地。

如图5，输出电流采样模块接电源输出滤波模块的负输出端VOUT-，输出电流采样模块包括光电隔离模块B，光电隔离模块B的一个输出端输出回馈端电流信号IMON，另一个输出端接地。

本发明中，通过设置电压与回馈电压的比较，使得输出电压与设置电压一致。通过设置电流与回馈电流的比较，使得实际输出电流与设置电流一致。