一种充放电复用电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种充放电复用电路，将充电电路与放电电路整合为一个拓扑，既实现了高效率的充放电，又简化了电路结构。本发明的充放电复用电路包括复合充放电电路、充/放电转换模块、控制模块、电源模块，所述复合充放电电路通过充/放电转换模块连接电源/负载，所述控制模块分别连接充/放电转换模块和复合充放电电路，由控制模块控制所述充/放电转换模块选择所述复合充放电电路工作于充电通路还是放电通路，所述电源模块分别连接控制模块和充/放电转换模块，分别为控制模块和充/放电转换模块提供电源。
【专利说明】—种充放电复用电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电路，尤其是涉及一种充放电复用电路。非常适合应用于光伏LED照明系统或充放电分时运行的系统。
【背景技术】
[0002]随着光伏技术的发展和世界经济可持续发展的需要，太阳能光伏的应用已经非常的广泛，特别是从太阳能电池的光伏特性出发，围绕太阳能光伏技术和LED照明技术，光伏LED照明系统得到广泛应用。光伏LED照明系统一般由太阳能光伏电池板、蓄电池、控制器、LED灯源及其恒流驱动电路等部分组成，通过太阳能光伏板将太阳能转换为电能存储到蓄电池中，由蓄电池为整个系统提供电能，在系统运行过程中，需要根据蓄电池的特性对蓄电池进行充电和放电，蓄电池输出再通过恒流驱动电路保证LED灯源稳定可靠的工作。传统的可充电电池的使用包括两部分。第一部分:充电电路加控制电路。第二部分:放电电路加控制电路。由于独立工作因此电路各自有一套拓扑，各自一套控制电路。每一类拓扑都有相当多的器件支持以完成其功能。目前低压应用的光伏LED照明系统的控制器多是采用分立的BUCK电路充电，BOOST电路放电的电路结构，要实现高效率还需要加同步整流电路，如此一来，电路上用于做高频开关的MOSFET数量众多、电路结构复杂、控制器体积庞大、成本闻。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种充放电复用电路，应用于光伏LED照明系统或充放电可以分时运行的系统，简化了电路结构，节约了成本。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种充放电复用电路，其特征在于，包括复合充放电电路、充/放电转换模块、控制模块、电源模块，所述复合充放电电路通过充/放电转换模块连接电源/负载，所述控制模块分别连接充/放电转换模块和复合充放电电路，由控制模块控制所述充/放电转换模块选择所述复合充放电电路工作于充电通路还是放电通路，所述电源模块分别连接控制模块和充/放电转换模块，分别为控制模块和充/放电转换模块提供电源；所述复合充放电电路包括第一 MOS开关管Q101、第二 MOS开关管Q102、电感L101、储能电容ElOl和E102、检流电阻RlOl、蓄电池，所述第一 MOS开关管QlOl和第二 MOS开关管Q102的栅极均连接控制模块，第一 MOS开关管QlOl的源级和第二 MOS开关管Q102的漏极均连接电感LlOl的一端，电感LlOl的另一端连接储能电容E102的正极，电容E102的负极连接第二 MOS开关管Q102的源极，电容E102的正极和蓄电池正极连接，蓄电池的负极串联检流电阻RlOl后接地；储能电容ElOl的正极和负极分别连接第一 MOS开关管QlOl的漏级和第二 MOS开关管Q102的源极；当所述复合充放电电路通过充/放电转换模块选择连接电源+与电源-端时，所述第一 MOS开关管QlOl为PWM降压充电开关，所述第二 MOS开关管Q102为反逻辑PWM同步整流开关，实现为蓄电池降压充电的功能；当所述复合充放电电路通过充/放电转换模块选择连接连接负载+与负载-端时，所述第二 MOS开关管Q102为PWM升压放电开关，所述第一 MOS开关管QlOl为反逻辑PWM同步整流开关，实现蓄电池升压放电的功能。
[0006]所述充/放电转换模块包括第三MOS开关管Q103、第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管 Q105、光耦 U131、三极管 Q121，Q122、电阻 R121, R122, R123, R124, R125, R131, R132,R133 ;所述三极管Q122的基极经限流电阻R123连接至控制模块的主控芯片UlOl的1/02端口，三极管Q122的集电极经限流电阻R122连接三极管Q121的基极，为三极管Q121提供基极电流；所述三极管Q121的发射极连接电源模块的VDDl端，集电极通过栅极电阻R124连接第三MOS开关管Q103的栅极，为Q103提供栅极驱动电源；所述Q121连接偏置电阻R121，为Q121关断提供可靠上拉偏置；所述栅极电阻R124为Q103提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q103快速可靠导通；所述栅源电阻R125为Q103关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q103快速可靠关断；所述光耦U131的输入端连接于控制模块的主控芯片UlOl的1/03端口与限流电阻R131之间，为Q104、Q105提供开关控制信号；所述U131输出端的一端连接于电源模块的VDD3端，另一端通过栅极电阻R132分别连接第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105的栅极，所述栅极电阻R132为Q104、Q105提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q104、Q105快速可靠导通；所述栅源电阻R133为Q104、Q105关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q104、Q105快速可靠关断；当主控芯片UlOl的1/01使能信号输入端口接收到高电平信号时，UlOl的1/03端口将输出高电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时导通，UlOl的1/02端口将输出低电平，第三MOS开关管Q103将关断，因此充电通路被选通，所述复合充放电电路工作于充电状态；当UlOl的1/01端口接收到低电平信号时，UlOl的1/03端口将输出低电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时关断，UlOl的1/02端口将输出高电平，第三MOS开关管Q103将导通，因此放电通路被选通,所述复合充放电电路工作于放电状态。
[0007]所述控制模块包括主控芯片UlOl、MOS驱动芯片Ul 11、旁路电容Cl 11、阻尼电阻RllU R112,电压采样电阻 R161、R162、R171、R172、R181、R182，运放 U141、U151,同相输入电阻R143、R144、R153、R154，反相输入电阻R141、R151，反馈电阻R142、R152，阻尼电阻R145、R155 ;所述MOS管驱动芯片Ulll的高边驱动输出端ho连接第一 MOS开关管QlOl的栅极，低边驱动输出端1连接第二 MOS开关管Q102的栅极，MOS管驱动芯片Ul 11的高边驱动参考端hs连接第一 MOS开关管QlOl的源级和第二 MOS开关管Q102的漏级，所述MOS管驱动芯片Ulll的hb接VDD2电源，hs接GND2，为第一 MOS开关管QlOl提供驱动电源；所述MOS管驱动芯片Ulll的高边控制输入端hi和低边控制输入端Ii分别通过阻尼电阻R111、Rl 12连接至主控芯片UlOl的PWMl和PWM2输出端，为复合充放电电路提供充电/放电PWM驱动信号；所述采样电阻R161、R162采样电源电压，经过分压将采样的电压信号输送至主控芯片UlOl的A/D采样I端口 ；所述采样电阻R171、R172采样负载电压，经过分压将采样的电压信号输送至主控芯片UlOl的A/D采样2端口 ；所述采样电阻R181、R182采样电池电压，经过分压将采样的电压信号输送至主控芯片UlOl的A/D采样5端口 ；主控芯片UlOl通过采样的电压信号，产生相应的PWM占空比来控制复合充放电电路工作在降压充电或升压放电状态；所述集成运放U141采样充电电流信号，所述集成运放U141的同相输入端通过电阻R143连接蓄电池负极，反相输入端通过电阻R141连接地，所述集成运放U141的输出端通过阻尼电阻R145连接于UlOl的A/D采样3端口 ；集成运放U141通过R141、R142、R143、R144构成的差分放大电路，将流过检流电阻RlOl的电流转化为电压信号输送至UlOl的A/D采样3端口 ；所述集成运放U151采样负载电流信号，所述集成运放U151的输出端通过阻尼电阻R155连接于UlOl的A/D采样4端口 ；集成运放U151通过R151、R152、R153、R154构成的差分放大电路，将流过检流电阻RlOl的电流转化为电压信号输送至UlOl的A/D采样4端口 ；所述采样的充电电流信号和负载电流信号为复合充放电电路提供电流控制，控制充电电流和放电电流的大小。
[0008]所述电源模块包括DC-DC电源U191、低压差线性稳压器U194，所述DC-DC电源U191从蓄电池两端取电，将蓄电池电压转换为VDD1，VDD2，VDD3三路相互隔离的12V电源，VDDl再通过U194转换为VCC5V电源；所述VDDl为MOS驱动芯片Ulll及第三MOS开关管Q103的驱动电路供电，所述VDD2为第一MOS开关管QlOl的驱动电路供电，所述VDD3为第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105的驱动电路供电，所述VCC电源为U101、运放U141、运放U151供电。
[0009]本发明的技术效果:
[0010]本发明提供的一种充放电复用电路，将充电电路与放电电路整合为一个拓扑，既实现了高效率的充放电，又简化了电路结构；减小了体积，节约了成本。非常适合应用于光伏LED照明系统或充放电可以分时运行的系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的充放电复用电路的电路结构示意图。
[0012]图2为本发明的充放电复用电路的充/放电转换模块的电路结构示意图。
[0013]图3为本发明的充放电复用电路的控制模块的电路结构示意图。
[0014]图4为本发明的充放电复用电路的电源模块电路结构示意图。
[0015]图5为本发明充放电复用电路应用于光伏LED照明系统的工作流程图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明。
[0017]如图1所示，为本发明的充放电复用电路的电路结构示意图。一种充放电复用电路，包括复合充放电电路、充/放电转换模块、控制模块、电源模块，所述复合充放电电路通过充/放电转换模块连接电源/负载，所述控制模块分别连接充/放电转换模块和复合充放电电路，由控制模块控制所述充/放电转换模块选择所述复合充放电电路工作于充电通路还是放电通路，所述电源模块分别连接控制模块和充/放电转换模块，分别为控制模块和充/放电转换模块提供电源；所述复合充放电电路包括第一 MOS开关管Q101、第二 MOS开关管Q102、电感L101、储能电容ElOl和E102、检流电阻R101、蓄电池，所述第一 MOS开关管QlOl和第二 MOS开关管Q102的栅极均连接控制模块，第一 MOS开关管QlOl的源级和第
二MOS开关管Q102的漏极均连接电感LlOl的一端，电感LlOl的另一端连接储能电容E102的正极，电容E102的负极连接第二 MOS开关管Q102的源极，电容E102的正极和蓄电池正极连接，检流电阻RlOl连接在蓄电池的负极与地之间做电流采样；储能电容ElOl的正极和负极分别连接第一 MOS开关管QlOl的漏级和第二 MOS开关管Q102的源极；当所述复合充放电电路通过充/放电转换模块选择连接电源+与电源-端时，所述第一 MOS开关管QlOl为PWM降压充电开关，所述第二 MOS开关管Q102为反逻辑PWM同步整流开关，实现为蓄电池降压充电的功能；当所述复合充放电电路通过充/放电转换模块选择连接连接负载+与负载-端时，所述第二 MOS开关管Q102为PWM升压放电开关，所述第一 MOS开关管QlOl为反逻辑PWM同步整流开关，实现蓄电池升压放电的功能。
[0018]如图2所示，为本发明的充放电复用电路的充/放电转换模块的电路结构示意图。充/放电转换模块包括第三MOS开关管Q103、第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105、光耦 U131、三极管 Q121，Q122、电阻 R121，R122，R123, R124, R125, R131，R132，R133 ;所述三极管Q122的基极经限流电阻R123连接至控制模块的主控芯片UlOl的1/02端口，三极管Q122的集电极经限流电阻R122连接三极管Q121的基极，为三极管Q121提供基极电流；所述三极管Q121的发射极连接电源模块的VDDl端，集电极通过栅极电阻R124连接第三MOS开关管Q103的栅极，为Q103提供栅极驱动电源；所述Q121连接偏置电阻R121，为Q121关断提供可靠上拉偏置；所述栅极电阻R124为Q103提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q103快速可靠导通；所述栅源电阻R125为Q103关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q103快速可靠关断；所述光耦U131的输入端连接于控制模块的主控芯片UlOl的1/03端口与限流电阻R131之间，为Q104、Q105提供开关控制信号；所述U131输出端的一端连接于电源模块的VDD3端，另一端通过栅极电阻R132分别连接四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105的栅极，所述栅极电阻R132为Q104、Q105提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q104、Q105快速可靠导通；所述栅源电阻R133为Q104、Q105关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q104、Q105快速可靠关断；当主控芯片UlOl的1/01使能信号输入端口接收到高电平信号时，UlOl的1/03端口将输出高电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时导通，UlOl的1/02端口将输出低电平，第三MOS开关管Q103将关断，因此充电通路被选通，所述复合充放电电路工作于充电状态；当UlOl的1/01端口接收到低电平信号时，UlOl的1/03端口将输出低电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时关断，UlOl的1/02端口将输出高电平，第三MOS开关管Q103将导通，因此放电通路被选通，所述复合充放电电路工作于放电状态。
[0019]充/放电转换模块中的第三MOS开关管Q103、第四MOS开关管Q104，第五MOS开关管Q105的导通状态决定了充/放电转换模块工作在充电通路还是放电通路，当第三MOS开关管Q103关断、第四MOS开关管Q104第五MOS开关管Q105同时导通时，充/放电转换模块工作在充电通路；所述第一 MOS开关管QlOl为PWM降压开关，第二 MOS开关管Q102为同步整流开关，实现为蓄电池充电的功能。当第三MOS开关管Q103导通、第四MOS开关管Q104第五MOS开关管Q105同时关断时，充/放电转换模块工作在放电通路；所述第二 MOS开关管Q102为PWM升压开关，第一MOS开关管QlOl为同步整流开关，实现负载放电的功能。其中，第三MOS开关管Q103连接负载负端和地作为负载放电通路的开关、第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105连接在电源正端与第一 MOS开关管QlOl之间作为充电通路的开关。所述三极管Q122经基极限流电阻R123连接至UlOl的1/02端口，为三极管Q121提供基极电流。所述三极管Q121连接VDDl电源和第三MOS开关管Q103，为Q103提供栅极驱动电源；所述Q121基极连接限流电阻R122，为Q121导通提供基极电流；所述Q121连接偏置电阻R121，为Q121关断提供可靠上拉偏置。所述栅极电阻R124为Q103提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q103快速可靠导通。所述栅源电阻R125为Q103关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q103快速可靠关断。所述光耦U131连接于UlOl的1/03端口与限流电阻R131之间，为Q104、Q105提供开关控制信号。所述U131连接于VDD3电源端，为Q104、Q105提供栅极驱动电源。所述栅极电阻R132为Q104、Q105提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q104、Q105快速可靠导通。所述栅源电阻R133为Q104、Q105关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q104、Q105快速可靠关断。当UlOl的1/01端口接收到来自外部的充电信号时，UlOl的1/03端口将输出高电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时导通；U101的1/02端口将输出低电平，第三MOS开关管Q103将关断，因此充电通路被选通，所述复合充放电电路工作于充电状态。当UlOl的1/01端口接收到来自外部的放电信号时，UlOl的1/03端口将输出低电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时关断；U101的1/02端口将输出高电平，第
三MOS开关管Q103将导通，因此放电通路被选通,所述复合充放电电路工作于放电状态。
[0020]如图3所示，是本发明的充放电复用电路的控制模块的电路结构示意图。控制模块包括主控芯片U101、MOS驱动芯片U111、旁路电容C111、阻尼电阻Rill、R112，电压采样电阻1?161、1?162、1?171、1?172、1?181、1?182，运放仍41、讥51，同相输入电阻 R143、R144、R153、R154,反相输入电阻R141、R151，反馈电阻R142、R152，阻尼电阻R145、R155 ;所述MOS管驱动芯片Ulll的高边驱动输出端ho连接第一 MOS开关管QlOl的栅极，低边驱动输出端1连接第二 MOS开关管Q102的栅极，MOS管驱动芯片Ulll的高边驱动参考端hs连接第一MOS开关管QlOl的源级和第二 MOS开关管Q102的漏级，所述MOS管驱动芯片Ulll的hb接VDD2电源，hs接GND2，为第一 MOS开关管QlOl提供驱动电源；所述MOS管驱动芯片Ulll的高边控制输入端hi和低边控制输入端Ii分别通过阻尼电阻Rl11、R112连接至主控芯片UlOl的PWMl和PWM2输出端，为复合充放电电路提供充电/放电PWM驱动信号；
[0021]充电电路工作说明: 蓄电池接入后，当UlOl的1/01端口接收到高电平且UlOl通过电压检测电路检测到电源电压大于蓄电池电压5V时，充/放电转换模块选通充电通路，Q104、Q105将同时导通，Q103关断。UlOl的PWMl端口输出PWM信号给MOS驱动芯片Ulll的hi端，由Ulll的ho端输出一个与PWMl逻辑相同的驱动信号控制第一 MOS开关管QlOl做降压PWM开关。电源模块提供VDD2电源给QlOl的驱动供电。UlOl的PWM2端口输出一个与PWMl端口逻辑关系互补且带一定死区时间的信号至MOS驱动芯片Ulll的Ii端，由Ulll的1端输出一个与PWM2逻辑相同的信号控制第二 MOS开关管Q102做同步整流。蓄电池电压检测，电源电压检测为PWMl输出合适占空比提供依据，充电电流检测为充电电路提供准确的电流控制。
[0022]放电电路工作说明:蓄电池接入后，当UlOl的1/01端口接收到低电平，充/放电转换模块选通放电通路，Q104、Q105将同时关断，Q103导通。UlOl的PWM2端口输出PWM信号给MOS驱动芯片Ulll的Ii端，由Ulll的1端输出一个与PWM2逻辑相同的驱动信号控制第二 MOS开关管Q102做升压PWM开关。UlOl的PWMl端口输出一个与PWM2端口逻辑关系互补且带一定死区时间的信号至MOS驱动芯片Ulll的hi端，由Ulll的ho端输出一个与PWMl逻辑相同的信号控制第一 MOS开关管QlOl做同步整流。电源模块提供VDD2电源给QlOl的驱动供电。蓄电池电压检测，负载电压检测为PWM2输出合适占空比提供依据，放电电流检测为放电电路提供准确的电流控制。
[0023]如图4所示，是电源模块电路图。电源模块包括DC-DC电源U191、低压差线性稳压器U194，DC-DC电源U191从蓄电池两端取电，将蓄电池电压转换为VDDl，VDD2，VDD3三路相互隔离的12V电源，VDDl再通过U194转换为VCC5V电源；VDD1为MOS驱动芯片Ulll及第三MOS开关管Q103的驱动电路供电，VDD2为第一 MOS开关管QlOl的驱动电路供电，VDD3为第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105的驱动电路供电，VCC电源为主控芯片U101、运放U141、运放U151供电。
[0024]如图5所示，为本发明的充放电复用电路应用于光伏LED照明系统的工作流程图。其中电源端为光伏板，负载端为LED照明设备。光伏LED照明系统利用白天为蓄电池充电，夜晚蓄电池放电，为LED照明设备供电。工作过程如下:1)首先进行白天/夜晚检测，白天时，光伏端电压比蓄电池电压高，且检测到光伏电压大于蓄电池电压5V时，选通充电通路，光伏板为蓄电池充电；2)晚上时，光伏端电压下降且光伏电压小于5V,再检测维持时间是否大于I分钟，选通放电通路，蓄电池为负载放电。
[0025]应当指出，以上所述【具体实施方式】可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
【权利要求】
1.一种充放电复用电路，其特征在于，包括复合充放电电路、充/放电转换模块、控制模块、电源模块，所述复合充放电电路通过充/放电转换模块连接电源/负载，所述控制模块分别连接充/放电转换模块和复合充放电电路，由控制模块控制所述充/放电转换模块选择所述复合充放电电路工作于充电通路还是放电通路，所述电源模块分别连接控制模块和充/放电转换模块，分别为控制模块和充/放电转换模块提供电源；所述复合充放电电路包括第一 MOS开关管Q101、第二 MOS开关管Q102、电感L101、储能电容ElOl和E102、检流电阻RlOl、蓄电池，所述第一 MOS开关管QlOl和第二 MOS开关管Q102的栅极均连接控制模块，第一 MOS开关管QlOl的源级和第二 MOS开关管Q102的漏极均连接电感LlOl的一端，电感LlOl的另一端连接储能电容E102的正极，电容E102的负极连接第二 MOS开关管Q102的源极，电容E102的正极和蓄电池正极连接，蓄电池的负极串联检流电阻RlOl后接地；储能电容ElOl的正极和负极分别连接第一 MOS开关管QlOl的漏级和第二 MOS开关管Q102的源极；当所述复合充放电电路通过充/放电转换模块选择连接电源+与电源-端时，所述第一 MOS开关管QlOl为PWM降压充电开关，所述第二 MOS开关管Q102为反逻辑PWM同步整流开关，实现为蓄电池降压充电的功能；当所述复合充放电电路通过充/放电转换模块选择连接连接负载+与负载-端时，所述第二 MOS开关管Q102为PWM升压放电开关，所述第一 MOS开关管QlOl为反逻辑PWM同步整流开关，实现蓄电池升压放电的功能。
2.根据权利要求1所述的充放电复用电路，其特征在于，所述充/放电转换模块包括第三MOS开关管Q103、第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105、光耦U131、三极管Q121，Q122、电阻 R121，R122，R123，R124，R125，R131，R132，R133 ;所述三极管 Q122 的基极经限流电阻R123连接至控制模块的主控芯片UlOl的1/02端口，三极管Q122的集电极经限流电阻R122连接三极管Q121的基极，为三极管Q121提供基极电流；所述三极管Q121的发射极连接电源模块的VDDl端，集电极通过栅极电阻R124连接第三MOS开关管Q103的栅极，为Q103提供栅极驱动电源； 所述Q121连接偏置电阻R121，为Q121关断提供可靠上拉偏置；所述栅极电阻R124为Q103提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q103快速可靠导通；所述栅源电阻R125为Q103关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q103快速可靠关断；所述光耦U131的输入端连接于控制模块的主控芯片UlOl的1/03端口与限流电阻R131之间，为Q104、Q105提供开关控制信号；所述U131输出端的一端连接于电源模块的VDD3端，另一端通过栅极电阻R132分别连接第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105的栅极，所述栅极电阻R132为Q104、Q105提供驱动路径且消除栅源间引线电感的高频寄生振荡，保证Q104、Q105快速可靠导通；所述栅源电阻R133为Q104、Q105关断时提供栅源电荷泄放通路，保证Q104、Q105快速可靠关断；当主控芯片UlOl的1/01使能信号输入端口接收到高电平信号时，UlOl的1/03端口将输出高电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时导通，UlOl的1/02端口将输出低电平，第三MOS开关管Q103将关断，因此充电通路被选通，所述复合充放电电路工作于充电状态；当UlOl的1/01端口接收到低电平信号时，UlOl的1/03端口将输出低电平，第四MOS开关管Q104和第五MOS开关管Q105将同时关断，UlOl的1/02端口将输出高电平，第三MOS开关管Q103将导通，因此放电通路被选通，所述复合充放电电路工作于放电状态。
3.根据权利要求1所述的充放电复用电路，其特征在于，所述控制模块包括主控芯片UlOl、MOS驱动芯片Ul 11、旁路电容C111、阻尼电阻RllU Rl 12，电压采样电阻R161、R162、R171、R172、R181、R182，运放 U141、U151，同相输入电阻 R143、R144、R153、R154,反相输入电阻R141、R151，反馈电阻R142、R152，阻尼电阻R145、R155 ;所述MOS管驱动芯片Ulll的高边驱动输出端ho连接第一 MOS开关管QlOl的栅极，低边驱动输出端1连接第二 MOS开关管Q102的栅极，MOS管驱动芯片Ulll的高边驱动参考端hs连接第一 MOS开关管QlOl的源级和第二 MOS开关管Q102的漏级，所述MOS管驱动芯片Ulll的hb接VDD2电源，hs接GND2，为第一 MOS开关管QlOl提供驱动电源；所述MOS管驱动芯片Ulll的高边控制输入端hi和低边控制输入端Ii分别通过阻尼电阻Rl11、R112连接至主控芯片UlOl的PWMl和PWM2输出端，为复合充放电电路提供充电/放电PWM驱动信号；所述采样电阻R161、R162采样电源电压，经过分压将采样的电压信号输送至主控芯片UlOl的A/D采样I端口 ；所述采样电阻R171、R172米样负载电压,经过分压将米样的电压信号输送至主控芯片UlOl的A/D采样2端口 ；所述采样电阻R181、R182采样电池电压，经过分压将采样的电压信号输送至主控芯片UlOl的A/D采样5端口 ；主控芯片UlOl通过采样的电压信号，产生相应的PWM占空比来控制复合充放电电路工作在降压充电或升压放电状态；所述集成运放U141采样充电电流信号，所述集成运放U141的同相输入端通过电阻R143连接蓄电池负极，反相输入端通过电阻R141连接地，所述集成运放U141的输出端通过阻尼电阻R145连接于UlOl的A/D采样3端口 ；集成运放U141通过R141、R142、R143、R144构成的差分放大电路，将流过检流电阻RlOl的电流转化为电压信号输送至UlOl的A/D采样3端口 ；所述集成运放U151采样负载电流信号，所述集成运放U151的输出端通过阻尼电阻R155连接于UlOl的A/D采样4端口 ；集成运放U151通过R151、R152、R153、R154构成的差分放大电路，将流过检流电阻RlOl的电流转化为电压信号输送至UlOl的A/D采样4端口 ；所述采样的充电电流信号和负载电流信号为复合充放电电路提供电流控制，控制充电电流和放电电流的大小。
4.根据权利要求1所述的充放电复用电路，其特征在于，所述电源模块包括三路隔离输出的DC-DC电源U191、低压差线性稳压器U194，所述DC-DC电源U191从蓄电池两端取电，将蓄电池电压转换为VDD1，VDD2，VDD3三路相互隔离的12V电源，VDDl再通过U194转换为VCC5V电源；所述VDDl为MOS驱动芯片Ulll及第三MOS开关管Q103的驱动电路供电，所述VDD2为第一 MOS开关管QlOl的驱动电路供电，所述VDD3为第四MOS开关管Q104、第五MOS开关管Q105的驱动电路供电，所述VCC电源为主控芯片UlOl、运放U141、运放U151供电。
【文档编号】H02J7/00GK103607006SQ201310573132
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】袁金钢, 石云烽, 范劲忠, 寻民忠 申请人:中科恒源科技股份有限公司