大容量充电电池的dc-dc充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于集成电路技术领域，具体涉及大容量充电电池的DC-DC充电电路。
【背景技术】
[0002] 随着便携式电子产品的高速发展和可循环使用产品的广泛应用，大容量充电电池 的需求日益增加，与之匹配的充电器则要求有更高的精度、可靠性、效率以及更低的成本。 而现有的大容量充电电池(容量大于2000mAh )的充电器普遍采用线性稳压电源电路，它的 电流变化率和能量转换效率较低。
[0003] 开关电源在低功耗、高效率、高精度等方面有突出优点，所以普通线性稳压电源逐 渐被开关电源所取代，广泛应用于便携式电子设备的充电电池的供电电源中。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大容量充电电池的DC-DC充电电 路，克服了大容量充电电池的充电器存在的问题:一是，采用BUCK(降压型)开关电源的基本 结构，提高了能量转换效率。二是，使用光电耦合器起到隔离和提供反馈信号的作用，提高 了系统的可靠性。三是，电路结构简单，使用元器件少，具有实现成本低、调整灵活等特点。
[0005] 本实用新型的目的在于提供输入电压为24~36V时，输出电压为18~24V，最大输出 电流为2A的DC-DC充电器电路，且电流变化率不大于2%，电能转换效率可达90%。为实现上述 目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0006] 大容量充电电池的DC-DC充电电路，其特征在于:它包括直流稳压电源、大功率开 关管、LC储能滤波电路以及光耦隔离电路。其中大功率开关管分别与直流稳压电源、LC储能 滤波电路、光耦隔离电路连接;LC储能滤波电路与大容量充电电池连接。
[0007] 所述大功率开关管为大功率场效应管。
[0008] 所述LC储能滤波电路由电容和电感构成。
[0009] 所述光耦隔离电路由高速光电耦合器芯片HCPL2630和电阻构成。
[0010]大容量充电电池的DC-DC充电电路，包括如下步骤：
[0011] 1)由直流稳压电源给电路输入电压为24V~36V的电压信号；
[0012] 2)两个电容对输入信号滤波；
[0013] 3)大功率开关管的栅极接光耦隔离电路，因此PWM(Pulse Width Modulation，脉 宽调制)信号经由光耦隔离电路隔离后，控制大功率开关管的通断。
[0014] 4)当大功率开关管导通时，输入信号通过;反之当大功率开关管截止，它的漏极输 出电压为零，因此调整PWM信号的占空比继而控制大功率开关管的通断时间，从而实现输出 的充电电压稳定在18~24V范围内，充电电流在1~2A范围内的功能。
[0015] 5)步骤4)中产生的断续脉冲电压经过LC储能滤波电路后变为连续的平滑直流电 压。
【附图说明】 [0016] 图1是本实用新型的电路图
【具体实施方式】 [0017] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
[0018] 图1为本实用新型的电路图。如图1所示，本实用新型提供的一种大容量充电电池 的DC-DC充电电路的实施例中，包括直流稳压电源、大功率开关管、LC储能滤波电路以及光 耦隔离电路，具体连接如下：
[0019] (1)本实用新型的直流稳压电源连接输入电压端1]2，输入电压端U2的正极分别与 2200yF/35V的极性电容C4的正极、O.OlyF电容C 3的一端和大功率开关管&的源极连接;LC储 能滤波电路由电感Li和极性电容C2构成，大功率开关管&的漏极分别与ImH的电感U的一 端、光耦隔离电路中的高速光电耦合器HCPL2630芯片的5引脚连接;光耦隔离电路由高速光 电耦合器芯片HCPL2630、50Q电阻心和51 Ω电阻R2的电阻构成，大功率开关管&的栅极与51 Ω电阻R2的一端连接，51 Ω电阻R2的另一端与50 Ω电阻办的一端和HCPL2630芯片的7引脚连 接，50Ω电阻的另一端与HCPL2630芯片的8引脚连接+10V电源；电感1^的另一端分别与220 yF/35V的极性电容C2的正极、O.OlyF电容Ci的一端和充电电池的正极连接作为输出电压山 的正极;电容&、C 3的另一端、极性电容C2、C4的阴极接地信号GND3;大功率开关管&为增强型 N沟道大功率场效应管IRF640N。
[0020] (2)本实用新型的光耦隔离电路由一片高速光电耦合器芯片HCPL2630和两个电阻 构成。高速光电耦合器芯片HCPL2630是双通道逻辑输出的高速光电耦合器，它将PWM信号与 由大功率开关管、LC储能滤波电路构成的BUCK降压型开关电源电路有效的隔离，防止这两 部分电路互相影响。本使用新型的实施例使用了高速光电耦合器芯片HCPL2630的一个通 道，具体连接如下：
[0021 ] T高速光电耦合器芯片HCPL2630采用单电源供电，8、5引脚分别为VCC和GND端， 因此8、5引脚分别接+10V电源和地信号GND2,同时8引脚与50Ω的电阻的一端连接，5引脚 与大功率开关管Qi的漏极连接；
[0022] _ 7引脚分别与电阻办、电阻此的另一端连接；
[0023] _ 1引脚接P丽信号；
[0024] _ 2引脚接地信号GND!，同时地信号GNDi、GND2和GND3不相同。
【主权项】
1. 一种大容量充电电池的DC-DC充电电路，其特征在于:包括直流稳压电源、大功率开 关管Q^LC储能滤波电路以及光耦隔离电路;直流稳压电源连接输入电压端1] 2，输入电压端 U2的正极分别与2200yF/35V的极性电容C4的正极、O.OlyF电容C3的一端和大功率开关管& 的源极连接;LC储能滤波电路由电感U和极性电容C 2构成，大功率开关管&的漏极分别ImH 的电感U的一端、光耦隔离电路中的高速光电耦合器HCPL2630芯片的5引脚连接;光耦隔离 电路由高速光电耦合器芯片HCPL2630、50Q电阻心和51 Ω电阻R2的电阻构成，大功率开关管 Qi的栅极与51 Ω电阻R2的一端连接，51 Ω电阻R2的另一端与50 Ω电阻心的一端和HCPL2630 芯片的7引脚连接，50Ω电阻仏的另一端与HCPL2630芯片的8引脚连接+10V电源；电感L!的另 一端分别与220yF/35V的极性电容C 2的正极、O.OlyF电容&的一端和充电电池的正极连接作 为输出电压U!的正极；电容&、C 3的另一端、极性电容C2、C4的阴极接地信号GND3;大功率开关 管Qi为增强型N沟道大功率场效应管IRF640N。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大容量充电电池的DC-DC充电电路，本实用新型的输入电压为24～36V时，输出电压为18～24V，最大输出电流为2A，且电流变化率不大于2%，电能转换效率可达90%，其特征在于：它包括大功率开关管、<i>LC</i>储能滤波电路以及光耦隔离电路。本实用新型克服了大容量充电电池的充电器存在的问题，具有电路结构简单，使用元器件少，实现成本低、调整灵活等特点，同时有效提高了能量转换效率、系统的可靠性。
【IPC分类】H02M3/156, H02J7/00
【公开号】CN205195318
【申请号】CN201520807137
【发明人】胡玫, 王永喜, 王美珍
【申请人】兰州工业学院
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年10月19日