一种具有过压保护的充电系统的制作方法

本实用新型涉及充电器技术领域，尤其涉及一种具有过压保护的充电系统。

背景技术：

现有的充电器种类繁多，充电性能却不佳，尤其是为电动车蓄电池充电的充电器，实现充电功能的电路结构复杂且充电效率低，电能损耗大，同时对电池造成损伤，减少电池使用寿命。当输出给充电电池的电压超过参考电压时，充电电池温度升高，电池性能差，容易导致电器元件损坏。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种具有过压保护的充电系统。

本实用新型提供一种具有过压保护的充电系统，包括依次连接的桥式整流电路、方波产生电路、LLC谐振变换电路、正负脉冲电路、过压保护电路、充电电池；交流输入端经桥式整流电路输出直流给方波产生电路；其中，所述LLC谐振变换电路包括变压器、设于变压器原边侧的谐振电容、第一电感、第二电感，所述谐振电容与所述第一电感串联在所述方波产生电路和变压器原边侧之间，所述第二电感并联在变压器原边侧，变压器副边侧与所述正负脉冲电路连接；所述正负脉冲电路包括第三三极管、第四三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四电容，所述第三三极管的基极和发射极均连接所述LLC谐振变换电路，所述第三三极管的集电极经所述第五电阻连接所述第四三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地；所述第四三极管的发射极经所述第六电阻、以及还依次经所述第四电容和所述第七电阻与输出端连接，所述第四三极管的集电极经所述第八电阻接地；所述过压保护电路包括第十八电阻、熔断器、可控硅管、开关电路、可控硅驱动电路；所述正负脉冲电路经所述熔断器连接所述可控硅管的阳极，所述可控硅管的阳极经开关电路与充电电池连接；所述可控硅驱动电路连接所述可控硅管的控制极，所述可控硅管的控制极和阴极之间并联所述第十八电阻。

该充电系统，利用LLC谐振变换电路，使得充电电池全程工作在软开关模式下，负载和输入变化较大时，频率变化仍很小，且全负载范围内切换零电压转换。充电效果好，具有一定的电池修复功能。同时利用正负脉冲电路的正脉冲电路达到去硫化作用，和负脉冲电路加快充电速度和降低电池温升，进一步提高了电池的充电效率和性能。并且通过过压保护电路对输出给电池的电压进行过压保护，以免损坏电池，影响充电性能。

作为优选，所述LLC谐振变换电路和所述正负脉冲电路之间还连接有LC滤波电路。

作为优选，所述LC滤波电路包括第三电感、第三电容；所述第三电感串联在变压器副边侧与所述正负脉冲电路之间，所述第三电容并联在变压器副边侧。

作为优选，所述驱动电路包括驱动电源、第四MOS管、比较电路、驱动变压器；所述驱动电源依次经所述比较电路、所述第四MOS管、所述驱动变压器至所述可控硅管。

作为优选，所述可控硅管为双向可控硅管。

作为优选，所述第四MOS管为P沟道MOS管。

作为优选，所述方波产生电路包括开关电源驱动电路、第一MOS管、第二MOS管、第二二极管、第三二极管，所述第二二极管的阴极与所述第一MOS管的漏极相连，所述第二二极管的阳极连接所述第一MOS管的源极；所述第一MOS管的漏极连接所述桥式整流电路；所述第二MOS管的漏极、所述第一MOS管的源极分别与所述谐振电容连接；所述第二MOS管的源极连接所述第二电感并接地；所述第二MOS管的漏极连接所述第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极连接所述第二MOS管的源极；所述第一MOS管的门极、所述第二MOS管的门极连接所述开关电源驱动电路。

作为优选，所述开关电源驱动电路包括驱动芯片及其外围电路。

作为优选，所述开关电源驱动电路还包括欠压保护电路，所述欠压保护电路包括连接在驱动芯片与所述桥式整流电路之间的第十二电阻、第十三电阻，以及与第十三电阻连接并接地的第十四电阻。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一种具有过压保护的充电系统，结构简单，采用人性化设计高频软开关电路和正负脉冲电路，充电效果好，具有一定的电池修复功能，并且利用过压保护电路对输出给充电电池的电压进行保护，提高电池性能。

附图说明

图1为本实用新型一种具有过压保护的充电系统的系统框图；

图2为图1中方波产生电路、LLC谐振变换电路、LC滤波电路的电路图；

图3为图1中正负脉冲电路的电路图；

图4为图1中过压保护电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1所示为一种具有过压保护的充电系统的系统框图。所述具有过压保护的充电系统包括桥式整流电路、方波产生电路、LLC谐振变换电路、正负脉冲电路、过压保护电路、充电电池。外界输入的交流电经所述桥式整流电路整流、滤波处理后转换为直流输出给方波产生电路。所述方波产生电路依次连接所述LLC谐振变换电路、所述正负脉冲电路、过压保护电路、充电电池。

如图2，所述方波产生电路用以产生一个频率符合要求的方波信号，所述方波产生电路包括开关电源驱动电路、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第二二极管D2、第三二极管D3。所述第二二极管D2的阴极与所述第一MOS管M1的漏极相连，所述第二二极管D2的阳极连接所述第一MOS管M1的源极，所述第一MOS管M1的漏极连接所述桥式整流电路。所述第二MOS管M2的漏极、所述第一MOS管M1的源极分别与所述谐振电容Cx连接，所述第二MOS管M2的源极连接所述第二电感L2并接地，所述第二MOS管M2的漏极连接所述第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接所述第二MOS管M2的源极,所述第一MOS管M1的门极、所述第二MOS管M2的门极连接所述开关电源驱动电路。

所述开关电源驱动电路包括驱动芯片及其外围电路。所述驱动芯片采用L6599D,通过其15、11引脚驱动第一MOS管M1、第二MOS管M2的开闭，驱动LLC谐振变换电路工作。该开关电源驱动电路还包括欠压保护电路，所述欠压保护电路包括连接在驱动芯片与所述桥式整流电路之间的第十二电阻、第十三电阻，以及与第十三电阻连接并接地的第十四电阻。驱动芯片的7脚处连接有欠压保护电路，当电压过低时系统自动进入保护状态。

所述LLC谐振变换电路包括变压器、设于变压器原边侧的谐振电容Cx、第一电感L1、第二电感L2。所述谐振电容Cx与所述第一电感L1串联在所述方波产生电路和变压器原边侧之间，所述第二电感L2并联在变压器原边侧，变压器副边侧与所述正负脉冲电路连接。其中，变压器的变比n：1可根据需要预先设定，通过LLC谐振变换电路得到当前设定功率对应的电流。

为了滤除LLC谐振变换电路输出电流的高频和尖峰，在所述LLC谐振变换电路和所述正负脉冲电路之间连接有LC滤波电路。所述滤波电路包括第三电感L3、第三电容C3。所述第三电感L3串联在变压器副边侧与所述正负脉冲电路之间，所述第三电容C3并联在变压器副边侧。

如图3，所述正负脉冲电路接收处理后的电流，将处理后的电流变换为正负脉冲电流，并将正负脉冲电流输出至充电电池，以阻止和消除电池极板上的结晶硫化物，从而延长电池的寿命。所述正负脉冲电路包括第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4。所述第三三极管Q3的基极和发射极均连接所述LLC谐振变换电路，所述第三三极管Q3的集电极经所述第五电阻R5连接所述第四三极管Q3的基极，所述第三三极管Q3的发射极接地。所述第四三极管Q4的发射极经所述第六电阻R6与输出端连接，所述第四三极管Q4的发射极依次所述第四电容C4和所述第七电阻R7与输出端连接，所述第四三极管Q4的集电极经所述第八电阻R8接地。充电过程中电池产生的极化电压会阻碍电池本身的充电，利用正负脉冲电路在电池充电过程中，适当暂停充电，并适当加入负脉冲，负脉冲是用来消除电化学极化影响的放电通道，从而可以迅速消除各种极化电压，使得电池允许在充电阶段使用较大的电流充电，提高了充电速度和效率。

如图4，所述过压保护电路包括第十八电阻R18、熔断器FU、可控硅管SCR、开关电路、可控硅驱动电路。所述正负脉冲电路经所述熔断器FU连接所述可控硅管SCR的阳极，所述可控硅SCR的阳极经开关电路与充电电池连接。所述可控硅驱动电路连接所述可控硅管SCR的控制极，所述可控硅管SCR的控制极和阴极之间并联所述第十八电阻R18。所述可控硅驱动电路包括驱动电源、比较电路、第四MOS管、驱动变压器。所述驱动电源依次经所述比较电路、所述第四MOS管、所述驱动变压器至所述可控硅管。所述可控硅管SCR为单向或双向可控硅管。所述第四MOS管为P沟道MOS管。可控硅驱动电路是在可控硅管的正向电压达到比较电路的电压阈值时，驱动电路导通，可控硅驱动电路送出驱动电压值给驱动变压器，驱动变压器触发可控硅管，使其导通。当充电电压超出允许正常范围时，SCR驱动电路发出驱动信号，可控硅管导通，烧断熔断器FU，强行关断输出给充电电池的通路。

上述未详述的电路，均采用现有技术的常用电路，在此不再赘述。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。