专利名称：一种铅酸电池充电电路的制作方法
技术领域：
一种铅酸电池充电电路
技术领域：
本实用新型涉及一种充电电路，具体是指一种铅酸电池充电电路。背景技术：
现有技术的铅酸电池充电电路原理图如图1所示，外电直流电压输入 VIN(12V-40V)，经过PWM(脉宽调制)开关控制芯片U31控制后输出V_CHG电压给铅酸电池 充电。直流输入电压经过芯片U31控制开关管Ql的导通和截止，产生占空比可调的脉冲电 压，经过储能电感L8，滤波电容E53、E55后产生VBAT直流电压给铅酸电池充电；电阻R275 是限流取样电阻，取样后的电压输入到芯片U31的误差放大输入的inl (通道1)通道，起 到充电的限流作用；电阻R277，R287，R289是输出电压取样电路，取样后的电压输入到芯片 U31的误差放大输入的in2(通道2)通道，起到稳定输出电压作用。该电路只是简单的限流稳压充电电路，固定一种电压对铅酸电池充电，充电输出 电压值设置的太低，电池会充不饱，充电电压设置太高，后期的涓流充电电流太大，会造成 电池过充现象，长期插外电的情况下，对电池有损害，会影响电池的使用寿命。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种改进的铅酸电池充电电路，使电池 既可以充饱，又不至于在长期插外电的情况下不会对电池造成损害。本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题一种铅酸电池充电电路，包括依次相连接的输入滤波电路、PWM产生驱动电路、输 出电路、锯齿波振荡产生电路、反馈电路；还包括一充电采样比较控制电路，与所述反馈电 路和输出电路相连接。所述充电采样比较控制电路包括运算放大器Ul、三极管Q2、Q3、二极管D3、电容 C2、C6、电解电容 E4、电阻 R2、R8、R5、R19、R20、R21、R16 ；所述电容C2与二极管D3的正极均连接到所述输出电路，电容C2的另一端接地； 二极管D3的负极接电阻R5，电阻R5的另一端接地；电阻R5和二极管D3的连接点接到运算 放大器Ul的第3脚，运算放大器Ul的第2脚接到第1脚，二极管D3的正极接电阻R2，电阻 R2和R8串联后再接到运算放大器Ul的第1脚；电阻R2，R8串联电阻的连接点再接到运算 放大器Ul的第6脚；运算放大器Ul的同相端第5脚连接到所述输出电路；运算放大器Ul 的第7脚接一上拉电阻R19到输入电源VIN，运算放大器Ul的第7脚接电容C6到地；同时 运算放大器Ul的第7脚接到电阻R20，电阻R20再接到三极管Q3的基极，三极管Q3基极接 一电阻R21到地，同时三极管Q3的基极接到一电解电容E4的正极，电解电容E4的负极接 到地；三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极接一上拉电阻R16到输入电压VIN，三 极管Q3的集电极再接到三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接 到所述反馈电路。本实用新型的优点在于带有转折点的充电方法，对铅酸电池充电具有保护功能；采用开关电源电路充电，效率比较高，电池温升比较低；成本较低。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。图1是现有技术铅酸电池充电电路原理图。图2是本实用新型的铅酸电池充电电路原理图。
具体实施方式一种铅酸电池充电电路，如图2所示，包括依次相连接的输入滤波电路、PWM产生 驱动电路、输出电路、锯齿波振荡产生电路、反馈电路；还包括一充电采样比较控制电路，与 所述反馈电路和输出电路相连接。该电路由六个部分组成。1、输入滤波电路部分输入直流电压VIN(9V_40V)连接到电解电容E2的正端，电 解电容E2负端接地，电容C1并联在电解电容E2两端，滤波给后级电路供电，电解电容E2的 正端连接到PWM产生驱动电路的三极管Q2的发射极，同时也连接到芯片U2的12脚给PWM 开关控制芯片U2供电。2、锯齿波震荡产生电路部分由芯片U2的5脚外接一个电容C4到地和芯片U2的 6脚外接一个电阻R13到地组成，这两个器件决定电路的PWM的工作频率。3、PWM产生驱动电路部分经过电解电容E1，电容C1输入滤波后的电压接到功率 PNP三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极接一限流电阻R4到芯片U2的的第8脚和第11 脚，三极管Q1的基极和发射极之间接一个放电电阻R3。芯片U2的4，7，9，10，13脚接地。 芯片U2输出的pwm信号通过基极限流电阻R4后去驱动三极管Q1的导通和截止。4、输出电路部分PWM产生电路的三极管Q1的集电极连接到储能电感的L1的一 端，电感L1的另一端接到一个滤波电解电容E3正端，电解电容E3负端接地，同时电感L1 的另一端也接到充电电流取样电阻R1，取样电阻R1的另一端再接到输出滤波电容E1的正 端，E1的负端接地，然后接到二极管D1的正极，二极管D1的负极接到接到充电电池上。5、反馈电路部分反馈电路分两路，一路是稳压反馈，另一路是限流反馈。稳压反 馈电容，如图2所示，输出电压点V2接到电阻R10，R12，R17串联后再接到地；然后从电阻 R10和电阻R12的节点连到芯片U2的第16脚，作为输出电压的取样输入信号；芯片U2的 14脚输出基准电压经过电阻R14后连到芯片U2的第15脚；芯片同时U2的第16脚接反馈 电阻R15和电容C5到U2得第3脚。限流反馈电路，如电路图中的充电采样电阻R1前端的 电压V3经过电阻R6和R18串联到地分压后从电阻R6，电阻R18的连接点接到芯片U2的第 1脚，充电采样电阻R1后端的电压V2经过电阻R7接到芯片U2第2脚，芯片U2的第14脚 基准电压接到电阻R11后也接到芯片U2的第2脚，同时芯片U2的第2脚接反馈电阻R9和 电容C3到芯片U2的第3脚。6、充电电流采样比较控制电路部分如图2所示，1欧限流电阻R1的前端电压V3 经过电容C2到地滤波，再连接到二极管D3的正端，二极管D3的负端接电阻R5，电阻R5再 接到地，电阻R5和二极管D3的连接点接到运放U1的第3脚，U1的第2脚接到第1脚，二 极管D3的正极接电阻R2、R8串联电阻后再接到运放U1的第1脚；电阻R2，电阻R8串联电阻的连接点再接到运放Ul的第6脚；1欧限流电阻Rl的后端电压点V2接到运放Ul的同 相端第5脚；Vl电压和V2电压经过比较后的电压从运放Ul的第7脚输出，运放Ul的第7 脚接一上拉电阻R19到输入电源VIN，运放Ul的第7脚接一电容C6到地，同时运放Ul的第 7脚接到电阻R20，电阻R20再接到NPN三极管Q3的基极，三极管Q3基极接一电阻R21到 地，同时三极管Q3的基极接到一个电解电容E4的正极，电解电容E4的负极接到地。三极 管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极接一上拉电阻R16到输入电压VIN，三极管Q3的集 电极再接到NPN三极管Q2的极，三极管Q2的发射极接地，Q2的集电极接到反馈取样电阻 Rl2和Rl7的连接点。充电采样比较控制电路部分原理分析充电限流电取样电阻Rl的前端电压V3经 过二极管D3，电阻R5接到地后取电压送到运放U1，经过电压射极跟随，使得到的电压V4比 电压V3低0. 65伏左右，然后根据分压原理Vl = V3-0. 65氺R2/ (R2+R8)(伏)。V2 = V3_I*R =V3-I (伏)(这里I是充电电流，R是限流电阻Rl的阻值=1欧)。当V2小于Vl (I小于 0. 65*R2/ (R2+R8))时，Ul第7脚输出低电平Q3截止，Q2导通，这时Q2旁路反馈电阻R17，输 出充电电压 V_CHG= (1+R10/R12)*5(V)。当 Vl 大于 V2 时(I 大于 0. 65*R2/(R2+R8))时， Ul第7脚输出高电平Q3导通，Q2截止，反馈电阻R12串联到反馈回路去，输出充电电压V_ CHG = (1+R10/(R12+R17))*5(V)，这时进入涓流充电电压。所以充电的转折点由0. 65*R2/ (R2+R8)来定，可以调整电阻R2，和电阻R8来调整充电转折点。当充电电流大于0. 65*R2/ (R2+R8)时，以较高的电压限流充电；当充电电流小于0. 65*R2/(R2+R8)时，以较低的电压 进入涓流充电。电路中的电阻R19，电容C6，电解电容E4，电阻R21在刚刚来外电时，把三极管Q3 的基极拉低，三极Q3截止三极，Q2导通，先以较高的电压充电，有利于激活电池。充电原理直流电压输入VIN(9V_40V)，经过PWM开关控制芯片U2控制后输出V_ CHG电压给铅酸电池充电。直流输入电压经过U2控制开关管Ql的导通和截止，产生占空比 可调的脉冲电压，经过储能电感Li，滤波电解电容E3，El后，再经过限流和稳压反馈电路， 同时再经过充电电流采样比较控制电路，产生V_CHG电压直流电压给铅酸电池充电。在电子通讯应用行业中，对后备电源的待机时间，电池的使用寿命有较高的要求， 在长期接外电情况下，应该对电池充电具有保护功能。本实用新型是在原来电路的基础上增加一路采样电流的电路。在刚开始充电时， 充电电压设置比较高，可以激活充电电池，使电池容易充进去电(这个阶段采用恒压限流 充电方法)；随着充电时间的增加，充电电流慢慢下降，当充电电流下降到设定的值时，这 时使充电的电压调整为涓流充电电压，使充电电流进一步降低，这样起到保护充电电池的 作用。
权利要求一种铅酸电池充电电路，包括依次相连接的输入滤波电路、PWM产生驱动电路、输出电路、锯齿波振荡产生电路、反馈电路；其特征在于还包括一充电采样比较控制电路，与所述反馈电路和输出电路相连接。
2.如权利要求1所述的一种铅酸电池充电电路，其特征在于所述充电采样比较控制 电路包括运算放大器Ul、三极管Q2、Q3、二极管D3、电容C2、C6、电解电容E4、电阻R2、R8、 R5、R19、R20、R21、R16 ；所述电容C2与二极管D3的正极均连接到所述输出电路，电容C2的另一端接地；二极 管D3的负极接电阻R5，电阻R5的另一端接地；电阻R5和二极管D3的连接点接到运算放大 器Ul的第3脚，运算放大器Ul的第2脚接到第1脚，二极管D3的正极接电阻R2，电阻R2 和R8串联后再接到运算放大器Ul的第1脚；电阻R2，R8串联电阻的连接点再接到运算放 大器Ul的第6脚；运算放大器Ul的同相端第5脚连接到所述输出电路；运算放大器Ul的 第7脚接一上拉电阻R 19到输入电源VIN，运算放大器Ul的第7脚接电容C6到地；同时 运算放大器Ul的第7脚接到电阻R20，电阻R20再接到三极管Q3的基极，三极管Q3基极接 一电阻R21到地，同时三极管Q3的基极接到一电解电容E4的正极，电解电容E4的负极接 到地；三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极接一上拉电阻R16到输入电压VIN，三 极管Q3的集电极再接到三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接 到所述反馈电路。
专利摘要一种铅酸电池充电电路，包括依次相连接的输入滤波电路、PWM产生驱动电路、输出电路、锯齿波振荡产生电路、反馈电路；还包括一充电采样比较控制电路，与所述反馈电路和输出电路相连接。本实用新型是在原来电路的基础上增加一路采样电流的电路，带有转折点的充电方法，对铅酸电池充电具有保护功能；采用开关电源电路充电，效率比较高，电池温升比较低；成本较低。
文档编号H02J7/00GK201623510SQ20102005940
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者林毅峰, 谢如勇, 钱光洪 申请人:福建鑫诺通讯技术有限公司