一种高效率软开关充电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效率软开关充电电路，涉及充电电路【技术领域】；它包括直流高压输入端，直流高压输入端上连接着一谐振半桥电路，该谐振半桥电路的输出端连接有一高频隔离变压器，高频隔离变压器上的输出绕组上连接着一整流输出电路；它还包括一电压与电流采样电路，电压与电流采样电路的输出端连接至一数字信号处理器上，数字信号处理器的引脚上连接着一隔离驱动电路，该隔离驱动电路电性连接至上述的谐振半桥电路上；本实用新型的有益效果是：本实用新型通过数字信号处理器DSP调频实现谐振的充电器，功率MOSFET在零电压开通减少了开关损耗，也降低了开关瞬间尖峰电压对功率功率MOSFET电压应力的要求，同时也降低了EMI，对提高产品品质有非常好的效果。
【专利说明】一种高效率软开关充电电路【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种充电电路，尤其涉及一种高效软开关充电电路。
【背景技术】
[0002]便携设备(例如笔记本电脑)以其小巧、方便携带的优异性能，受到了越来越多用户的喜爱。通常，在便携设备内部都配置有可充电的充电电池，以向便携设备提供电能。[0003]而目前的充电电池的充电电路多数采用硬开关，电磁兼容性差，充电效率低下，热损耗大对能源造成极大的浪费。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种电磁兼容性好、充电转换效率高的高效软开关充电电路。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:它包括直流高压输入端，其改进之处在于:所述直流高压输入端上连接着一谐振半桥电路，该谐振半桥电路的输出端连接有一高频隔离变压器，所述高频隔离变压器上的输出绕组上连接着一整流输出电路；该高效率软开关充电电路还包括一电压与电流采样电路，所述电压与电流采样电路的输出端连接至一数字信号处理器上，数字信号处理器的引脚上连接着一隔离驱动电路，该隔离驱动电路电性连接至上述的谐振半桥电路上。
[0006]在上述的电路结构中，所述直流高压输入端的输入电压为400V直流电。
[0007]在上述的电路结构中，所述直流高压输入端连接有一辅助电源，该辅助电源连接至上述的数字信号处理器上。
[0008]在上述的电路结构中，所述数字信号处理器为芯片U6，该芯片U6为DSPIC33FJ32GS606。
[0009]在上述的电路结构中，所述谐振半桥电路由功率MOSFET Q24、功率M0SFETQ25、电容C88、谐振电感L6以及周边电路构成，所述MOSFET Q24、功率M0SFETQ25、电容C88、谐振电感L6与高频隔离变压器T2组成谐振回路，实现零电压导通。
[0010]在上述的电路结构中，所述整流输出电路由三极管D1、三极管D2、电容Cl以及电容C2组成。
[0011]在上述的电路结构中，所述隔离驱动电路主要由芯片U7、芯片U8构成，所述芯片U7、芯片U8均为芯片F0D3120SD。
[0012]本实用新型的有益效果在于:本实用新型通过数字信号处理器DSP调频实现谐振的充电器，功率MOSFET Q24、功率MOSFET Q25在零电压开通减少了开关损耗，也降低了开关瞬间尖峰电压对功率功率MOSFET Q24、功率MOSFET Q25电压应力的要求，同时也降低了EMI，对提高产品品质有非常好的效果。
[0013]【【专利附图】
【附图说明】】
[0014]图1为本实用新型的电路原理框图；[0015]图2、图3为本实用新型的电路原理图；
[0016]图4为本实用新型的辅助电源的电路原理图；
[0017]图5为本实用新型的工作波形图。
[0018]【【具体实施方式】】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0020]参照图1所示，本实用新型揭示的一种高效率软开关充电电路，该高效软开关充电电路具有一直流高压输入端10，直流高压输入端10的输入电压为400V直流电，直流高压输入端10上连接着一谐振半桥电路20，该谐振半桥电路20的输出端连接有一高频隔离变压器30，所述高频隔离变压器30上的输出绕组上连接着一整流输出电路40 ;进一步的，本实用新型还包括一电压与电流采样电路50，电压与电流采样电路50的输出端连接至一数字信号处理器60上，数字信号处理器60的引脚上连接着一隔离驱动电路70，该隔离驱动电路70电性连接至上述的谐振半桥电路20上。直流高压输入端10连接有一辅助电源80，该辅助电源80连接至上述的数字信号处理器60上。
[0021]结合图2、图3所示，在本实施例中，上述的数字信号处理器60为芯片U6，该芯片U6采用DSPIC33FJ32GS606。结合图3所示，上述的谐振半桥电路20由功率MOSFET Q24、功率M0SFETQ25、电容C88、谐振电感L6以及周边电路构成，MOSFET Q24、功率M0SFETQ25、电容C88、谐振电感L6与高频隔离变压器T2组成谐振回路，实现零电压导通，整流输出电路40连接在高频隔离变压器T2的输出绕组上，该整流输出电路40由三极管D1、三极管D2、电容Cl以及电容C2组成 ；上述的隔离驱动电路70主要由芯片U7、芯片U8构成，所述芯片U7、芯片U8均为芯片F0D3120SD，隔离驱动电路70还包括芯片U2D、U2E，且芯片U2D、U2E均为ULN2003AFWG，芯片U2D上的4引脚连接至芯片U6的引脚I上，芯片U2E的5引脚连接至芯片U6的引脚64上。结合图4，为辅助电源80的电路原理图，辅助电源80主要包括芯片UlA及其周边电路。
[0022]结合图5所示，我们根据上述的电路连接连接，对本实用新型的工作过程进行详细的描述，具体工作原理如下:
[0023]tl~t2阶段:当t=tl时,Q25关断,谐振电流给Q24的寄生电容放电,一直到Q24上的电压为零，然后Q24的体内二级管导通，此阶段Dl导通，高频隔离变压器T2原边上的电压被输出电压钳位，因此，只有L6和C88参与谐振。
[0024]t2~t3阶段:当t=t2时,Q24在零电压的条件下导通,高频隔离变压器T2原边承受正向电压；D1继续导通，Q25及D2截止；此时C88和L6参与谐振，而高频隔离变压器T2原边不参与谐振。
[0025]t3~t4阶段:当t=t3时，Q24仍然导通，而Dl与D2处于关断状态，高频隔离变压器T2副边与电路脱开，此时高频隔离变压器T2的原边、L6和C88 —起参与谐振；因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。
[0026]t4~t5阶段:当t=t4时，Q24关断，谐振电流给Q25的寄生电容放电，一直到Q25上的电压为零，然后Q25的体内二级管导通；此阶段D2导通，高频隔离变压器T2的原边上的电压被输出电压钳位，因此，只有L6和C88参与谐振。
[0027]t5~t6阶段:当t=t5时，Q25在零电压的条件下导通，高频隔离变压器T2原边承受反向电压；D2继续导通，而Q24和Dl截止；此时仅C88和L6参与谐振，高频隔离变压器T2的原边上的电压被输出电压箝位，而不参与谐振。
[0028]t6?t7阶段:当t=t6时，Q25仍然导通，而Dl和D2处于关断状态，高频隔离变压器T2副边与电路脱开，此时高频隔离变压器T2原边、L6和C88 —起参与谐振；因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。以上就是一个开关频率周期软开关的具体实现过程。通过数字信号处理器DSP调频实现谐振的充电器，功率MOSFET Q24、功率MOSFET Q25在零电压开通减少了开关损耗，也降低了开关瞬间尖峰电压对功率功率MOSFETQ24、功率MOSFET Q25电压应力的要求，同时也降低了 EMI，对提高产品品质有非常好的效果O
[0029]以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。
【权利要求】
1.一种高效率软开关充电电路，它包括直流高压输入端，其特征在于:所述直流高压输入端上连接着一谐振半桥电路，该谐振半桥电路的输出端连接有一高频隔离变压器，所述高频隔离变压器上的输出绕组上连接着一整流输出电路；该高效率软开关充电电路还包括一电压与电流采样电路，所述电压与电流采样电路的输出端连接至一数字信号处理器上，数字信号处理器的引脚上连接着一隔离驱动电路，该隔离驱动电路电性连接至上述的谐振半桥电路上。
2.根据权利要求1所述的一种高效率软开关充电电路，其特征在于:所述直流高压输入端的输入电压为400V直流电。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效率软开关充电电路，其特征在于:所述直流高压输入端连接有一辅助电源，该辅助电源连接至上述的数字信号处理器上。
4.根据权利要求1所述的一种高效率软开关充电电路，其特征在于:所述数字信号处理器为芯片U6，该芯片U6为DSPIC33FJ32GS606。
5.根据权利要求1所述的一种高效率软开关充电电路，其特征在于:所述谐振半桥电路由功率MOSFET Q24、功率M0SFETQ25、电容C88、谐振电感L6以及周边电路构成，所述MOSFET Q24、功率M0SFETQ25、电容C88、谐振电感L6与高频隔离变压器T2组成谐振回路，实现零电压导通。
6.根据权利要求1所述的一种高效率软开关充电电路，其特征在于:所述整流输出电路由三极管D1、三极管D2、电容Cl以及电容C2组成。
7.根据权利要求1所述的一种高效率软开关充电电路，其特征在于:所述隔离驱动电路主要由芯片U7、芯片U8构成，所述芯片U7、芯片U8均为芯片F0D3120SD。
【文档编号】H02M1/44GK203761104SQ201420134673
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月22日 优先权日:2014年3月22日
【发明者】尹相柱 申请人:深圳市德兰明海科技有限公司