储能式充电器的制作方法

文档序号:7395486
专利名称:储能式充电器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种储能式充电器,主要用于移动设备的充电。
技术背景随着手机、MP3、 MP4、数码相机等移动设备的普及,在外出旅行、野外活动时常会遇 到移动设备使用中突然没电的尴尬。因此,开发一种集220V交流充电、储能于一体的多功 能充电器,适合所有手机正常充电,在野外旅行途中随时作为移动电源为移动设备充电, 将大大地便利人们的生活。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足,而提供一种适合所有手机正常充电,集220V交流充电、储能于一体的多功能充电器。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是该储能式充电器,包括AC/DC整 流电路、直流稳压电路、电池充电电路、电池放电电路、电池升压电路,AC/DC整流电路 的输入接交流电源,AC/DC整流电路与直流稳压电路连接,直流稳压电路与电池充电电路、 电池放电电路、电池升压电路、直流输出连接,电池充电电路与电池放电电路连接,电池 放电电路与电池升压电路连接,电池升压电路与直流输出连接,其特征在于电池充电电路 设置有充电集成块、电解电容十一、电解电容十二、电阻十四,电池放电电路设置有场效 应管、电阻十三,充电集成块的脚三与电解电容十一的负极、电解电容十二的负极、电阻 十四、直流稳压电路输出负极连接,充电集成块的脚四与电解电容十一的正极、电阻十三、 直流稳压电路输出正极连接,场效应管的栅极接电阻十三的另一端,场效应管的源极接充 电集成块的脚八,场效应管的漏极接电池升压电路,锂离子电池与电解电容十二并联。本实用新型所述电池升压电路设置有升压控制器、电感三、稳压二极管五、二极管四、 二极管六、发光二极管二、电解电容十三、电解电容十四、电阻十五,场效应管的漏极接 电感三、发光二极管二的负极、电解电容十三的正极,电感三的另一端接电阻十五、升压 控制器的脚三、稳压二极管五的正极,发光二极管二的正极接电阻十五的另一端,升压控 制器的脚一接电解电容十三的负极、电解电容十四的负极、直流稳压电路输出负极和电池 升压电路输出负极,升压控制器的脚二接稳压二极管五的负极、二极管六的正极、电解电 容十四的正极,二极管四的负极、二极管六的负极接电池升压电路输出正极,二极管四的 正极接直流稳压电路输出正极。 '本实用新型所述直流稳压电路设置有直流电压电路、逆变电路、直流电压输出电路、控制电路和保护电路,交流电源经AC/DC整流电路整流后接入直流稳压电路的输入,直流 电压电路的输出接逆变电路的输入,逆变电路与直流电压输出电路、控制电路连接,直流 电压输出电路、保护电路与控制电路连接,直流电压输出电路与电池充电电路、电池放电 电路、电池升压电路连接。本实用新型具有适合所有手机正常充电,集220V交流充电、储能于一体,方便实用可 靠性高等优点。


图1是本发明实施例的电路原理图。图2是本发明实施例直流稳压电路的电路原理图。 图3是本发明实施例的电路图。
具体实施方式
参见图1 图3,本实用新型实施例储能式充电器包括AC/DC整流电路I 、直流稳压电路n、电池充电电路ni、电池放电电路iv、电池升压电路v, Ac/Dc整流电路i输入接交流电源AC220V, AC/DC整流电路I与直流稳压电路n连接,直流稳压电路II的输出与 电池充电电路III、电池放电电路IV、电池升压电路V、直流输出V十/V-(DC5.4土0.15V)连接,电池充电路m与电池放电电路iv连接,电池放电电路iv与电池升压电路v连接,电池升压电路V与直流输出V+7V-(DC5.4士0.15V)连接。本实用新型实施例的AC/DC整流电路I是一个桥式全波整流电路,交流电源AC220V 的两端INPUT+/^ 11丁-接AC/DC整流电路I ,经AC/DC整流后的电源连接直流稳压电路 II,直流稳压电路II是一个自激式开关电源电路,它的原理(结构)框图参见图2。直流稳 压电路II设置有直流电压电路、逆变电路、直流电压输出电路、控制电路和保护电路,直 流电压电路的输出接逆变电路的输入,逆变电路与直流电压输出电路、控制电路连接,直 流电压输出电路、保护电路与控制电路连接,直流电压输出电路的输出(^171+/0 1^-与电池 放电电路W、电池升压电路V、直流输出V+ZV-相连接。AC/DC整流电路I的主要元件为整流桥堆DB1,滤波电容、滤波电感。当AC220V输 入时,首先由桥式整流BD1桥式全波整流,又由两个2,2uF450V的滤波电容一C1、滤波电 容二C2和1.5K的电阻一R1、 2.2mH的电感一L1滤波后,输出300V直流电压。直流稳压电路II的主要元件为开关电源集成电路U1 (VIPER12A),它内含脉冲控制电 路、振荡电路、启动电路、功率MOS管、保护电路、自适应门驱动控制电路等,具有外围 元件少,可靠性高、可适应极宽的市电电压范围等优点;光电耦合器U2 (PC817B)用于光 电转换和隔离;经过整流后的300V直流电压经100K的电阻二R2、整流二极管一 Dl(UF4006)、 2200pF/lKV的滤波电容三C3加到开关电源集成电路Ul的5、 6、 7、 8脚上, 由整流二极管三D3 (IN4148)和电容四C4 (0.022 UF50V)构成了一个输出电压峰值检 测器,因此,电容四C4的电容值将会影响调节电路的精度。当开关电源集成电路U1第8 脚的电压达到开启电压时,开关电源集成电路U1开始工作,开关电源集成电路U1内部的 功率MOS管开始开关动作,输出的电压经变压器T1 (BTR0007)逆变成交流电,从变压 器T1的5、 6脚输出的电压经二极管二D2 (IN5819)、电解电容五C5 (220uf/10V)整流 滤波后,使稳压二极管一TL1 (TL431)反向击穿,同时经过电阻五R5向三极管一Q1基 极提供电压,三极管一Q1导通,光电耦合器U2内发光管有电流通过而发光,光电耦合器 U2内光敏管兼作变压器T1第3脚交流电压的整流,当发光管不发光时光敏管不起作用, 变压器Tl第3脚经光电耦合器U2整流后通过开关电源集成电路Ul的第3脚对开关电源 集成电路U1的输出脉宽进行调整,若电解电容五C5两端电压偏高时,光电耦合器U2内 的发光管发光增强,开关电源集成电路U1输出脉冲宽度变窄,变压器T1次级输出电压相 应降低;若电解电容五C5两端电压偏低,开关电源集成电路U1输出脉冲宽度增加,电解 电容五。5两端电压随之升高并稳定在5.2丫,从而达到恒压充电的目的,调整可调电阻RT(50K),可调节光电耦合器U2内发光管电流大小,以实现对输出电压大小的调整。调整 电阻六R6、电阻七R7的阻值(现都为3.9Q),可对输出电流进行调整。当电压上升至电阻 八R8 (10K)与R9 (8.5K)的分压超过稳压二极管一 TL1的基准,使之导通,从而使光电 耦合器U2内发光管熄灭,开关电源集成电路U1停止工作,开关电源集成电路U1停止工 作后电压下降,稳压二极管一TL1不工作,光电耦合器U2内发光管发光,从而使开关电 源集成电路U1开始工作,周而复始以达到对电路的过压保护。直流稳压电路II输出的5.2V电压接到电池充电电路III,给锂离子电池BATTERY充电, 另一路通过二极管四D4 (SS14)至直流输出V+ZV-输出,可直接给负载供电。图3中电 容六C6的容值为O.Olu仍OV,电容七C7的容值为22u仍0V,电容八C8的容值为 1000pf/250AC,电解电容九C9的容值为47uF/10V,电容十C10的容值为0.1uF/10V,三极 管一 Ql、三极管二 Q2均采用8050,电感二 L2的感抗为33uH,电阻三R3的阻值为10欧 姆,电阻四R4的阻值为56欧姆,电阻五R5的阻值为1K,电阻十一Rll的阻值为2.7K, 电阻十二 R12的阻值为3.9K,电阻十六R16的阻值为1K,电阻十七R17的阻值为3.8K, 电阻十八R18的阻值为300欧姆,电阻十九R19的阻值为33K。本实用新型实施例的电池充电电路III设置有充电集成块U3 (CN3068)、电解电容i"^一 Cll (4.7uf)、电解电容十二C12 (4.7uf)、 15K(150mA)的电阻十四R14,充电集成块U3的 脚三(VDD)与电解电容^^一Cll的负极、电解电容十二C12的负极、电阻十四R14、直流稳压电路n输出负极opuT-连接,充电集成块的脚四(vcc)与电解电容十一cii的正 极、直流稳压电路ii输出正极opuT+连接,电池充电电路ni内装有一个单节的锂离子电池BATTERY,锂离子电池BATTERY与电解电容十二 C12并联,使储能式充电器在没有市电 输入的情况下仍能给负载供电,由于锂离子电池BATTERY的充电电压必须严格保持在(4.2V 土0.05V),若超过4.5V,会造成永久性损坏,因此必须对锂离子电池BATTERY的充电进 行监测和保护。电池充电电路III的主要元器件是充电集成块U3,这是可以对单节锂离子电池进行恒流 /恒压充电的充电器电路,它可以固定的提供一个4.2乂的恒压充电电压,并用外部电阻调节 充电电流以保证锂离子电池不过充。其具体的工作方式如下。从直流稳压电路11输出的5.2丫电压经过电解电容十一Cll的滤波,输入到充电集成块 U3的4、 3脚,从充电集成块U3的5、 1两脚输出恒定的4.2¥直流电源经电解电容十二 C12滤波对锂离子电池BATTERY进行充电。通过调整电阻十四R4的电阻对充电电流进 行调整。本实用新型实施例的电池放电电路IV是由电阻十三R13 (1K)、场效应管Q3 (4435) 组成,因为锂离子电池其放电电压不得低于2.2丫,否则也将造成永久性损坏。因此必须对 锂离子电池BATTERY的放电进行监测和保护。场效应管Q3的栅极接电阻十三R13的另一端,场效应管Q3的源极接充电集成块U3 的脚八,场效应管Q3的漏极接电池升压电路V。当储能式充电器在使用市电时,场效应管Q3的栅极处于高电平态,使场效应管Q3截 止,锂离子电池BATTERY只能进行充电,无法进行放电,此时负载使用的是直流稳压电 路n输出的电压。当没有市电时,场效应管Q3的栅极处于低电平,场效应管Q3导通,锂 离子电池BATTERY经过场效应管Q3到电池升压电路V,经电池升压电路V升压将4.2V 升压到5.4V输出给负载供电。本实用新型实施例的电池升压电路V设置有升压控制器U4 (DH6360)、电感三L3 (3.3 10uH)、稳压二极管五D5、 二极管四D4、 二极管六D6 (SS14)、发光二极管二 LED2、 电解电容十三C13 (476C)、电解电容十四C14 (476C)、电阻十五R15(330欧姆),场效应 管Q3的漏极接电感三L3、发光二极管二 LED2的负极、电解电容十三C13的正极,电感三 L3的另一端接电阻十五R15、升压控制器U4的脚三(LX)、稳压二极管五D5的正极,发光 二极管二 LED2的正极接电阻十五R15的另一端,升压控制器U4的脚一(VSS)接电解电容十 三C13的负极、电解电容十四C14的负极、直流稳压电路n输出负极0PUT-和电池升压电路 V输出负极V-,升压控制器U4的脚二(V0UT)接稳压二极管五D5的负极、二极管六D6的正极、电解电容十四C14的正极,二极管四D4的负极、二极管六D6的负极接电池升压电路 V输出正极V+, 二极管四D4的正极接直流稳压电路II输出正极OPUT+。电池升压电路V是储能式充电器在没有市电,靠内部自带的锂离子电池BATTERY放 电对负载进行供电时,将锂离子电池BATTERY的放电电压抬升到5.4V的电路。电池升压 电路V的主要元器件升压控制器U4是一个由基准电源、振荡电路、比较器、PFM控制电 路等构成的COMS升压DC/DC控制器。其具体的工作方式为,锂离子电池BATTERY的放 电电压经过电感三L3、稳压二极管五D5、升压控制器U4组成的升压DC/DC电路将锂离 子电池BATTERY的放电电压抬升到5.4V输出,调整电感三L3的感抗可以对输出电压的 大小进行调节。凡是本实用新型实施例技术方案和技术特征的简单变形或组合,均应认为落入本实用 新型的保护范围。
权利要求1、一种储能式充电器,包括AC/DC整流电路、直流稳压电路、电池充电电路、电池放电电路、电池升压电路,AC/DC整流电路的输入接交流电源,AC/DC整流电路与直流稳压电路连接,直流稳压电路与电池充电电路、电池放电电路、电池升压电路、直流输出连接,电池充电电路与电池放电电路连接,电池放电电路与电池升压电路连接,电池升压电路与直流输出连接,其特征在于电池充电电路设置有充电集成块、电解电容十一、电解电容十二、电阻十四,电池放电电路设置有场效应管、电阻十三,充电集成块的脚三与电解电容十一的负极、电解电容十二的负极、电阻十四、直流稳压电路输出负极连接,充电集成块的脚四与电解电容十一的正极、电阻十三、直流稳压电路输出正极连接,场效应管的栅极接电阻十三的另一端,场效应管的源极接充电集成块的脚八,场效应管的漏极接电池升压电路,锂离子电池与电解电容十二并联。
2、 根据权利要求l所述的储能式充电器,其特征在于所述电池升压电路设置有升压控 制器、电感三、稳压二极管五、二极管四、二极管六、发光二极管二、电解电容十三、电解 电容十四、电阻十五,场效应管的漏极接电感三、发光二极管二的负极、电解电容十三的正 极,电感三的另一端接电阻十五、升压控制器的脚三、稳压二极管五的正极,发光二极管二 的正极接电阻十五的另一端,升压控制器的脚一接电解电容十三的负极、电解电容十四的负 极、直流稳压电路输出负极和电池升压电路输出负极,升压控制器的脚二接稳压二极管五的 负极、二极管六的正极、电解电容十四的正极,二极管四的负极、二极管六的负极接电池升 压电路输出正极,二极管四的正极接直流稳压电路输出正极。
3、 根据权利要求1或2所述的储能式充电器,其特征在于所述直流稳压电路设置有直 流电压电路、逆变电路、直流电压输出电路、控制电路和保护电路,交流电源经AC/DC整流 电路整流后接入直流稳压电路的输入,直流电压电路的输出接逆变电路的输入,逆变电路与 直流电压输出电路、控制电路连接,直流电压输出电路、保护电路与控制电路连接,直流电 压输出电路与电池充电电路、电池放电电路、电池升压电路连接。
专利摘要本实用新型涉及一种储能式充电器,包括AC/DC整流电路、直流稳压电路、电池充电电路、电池放电电路、电池升压电路,AC/DC整流电路与直流稳压电路连接,直流稳压电路与电池充电电路、电池放电电路、电池升压电路、直流输出连接,电池充电电路与电池放电电路连接,电池放电电路与电池升压电路连接,电池充电电路设置有充电集成块、电解电容十一、电解电容十二、电阻十四,电池充电电路内装有一个单节的锂离子电池,使储能式充电器在没有市电输入的情况下仍能给负载供电。充电集成块可以对单节锂离子电池进行恒流/恒压充电,提供一个4.2V的恒压充电电压,并用外部电阻调节充电电流以保证锂离子电池不过充。本实用新型具有适合所有手机正常充电,集220V交流充电、储能于一体,方便实用可靠性高等优点。
文档编号H02J7/10GK201174610SQ20082008535
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月7日 优先权日2008年4月7日
发明者京 王 申请人:杭州直通电子有限公司
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