一种快速充电机的pfc过压保护电路的制作方法
【专利摘要】一种快速充电机的PFC过压保护电路，包括电压采样电路、PFC电路控制芯片U1、比较器U2、二极管D1，PFC电压经过电压采样电路分压采样后接入比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输入端接入参考电压生成电路产生的参考电压，比较器U2的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连接。本实用新型将PFC电压采样接入比较器与一给定的参考电平比较，产生的运放输出去控制PFC电路控制芯片的峰值电流保护，利用其逐波保护特性，从而达到PFC过压保护后能马上恢复的目的。
【专利说明】一种快速充电机的PFC过压保护电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种快速充电机的PFC过压保护电路。
【背景技术】
[0002] 目前市面上铅酸蓄电池充电机（以下简称普充）的工作方式基本为恒流或恒压， 为防止电池充电时过热而损伤，输出电流一般只有〇. 1C到0. 2C。故普充PFC电路的负载变 化很平缓，不会出现因负载突变引起的PFC电压过冲，故用常规的过压保护电路即可。
[0003] 现已有公司生产出快速充电机，其用脉冲电流给电池充电，电流均值可达1. 0C以 上，在控制住电池温升的同时大大缩短了电池充电时间。上述工作方式意味着快充机的负 载时有时无，故其PFC电路经常工作在重载与空载的不停切换中。
[0004] 请参考图1，现有技术快速充电机的PFC过压保护电路包括电压采样电路1、PFC电 路控制芯片U1 (例如芯片L4981)，其过压保护和峰值电流保护过程介绍如下：
[0005] 过压保护：PFC电压（PFC_V)经过电压采样电路1分压采样到PFC电路控制芯片U1 的过压驱动端〇VP(即芯片4981的3脚）。若过压驱动端0VP的电压值大于11脚的参考基 准电压VREF(5. IV)，PFC电路控制芯片U1将封掉PFC驱动，同时12脚所接电容C13放电至 电压为零。当PFC电压下降到正常范围，PFC电路控制芯片U1各检测值恢复正常，芯片内 部电路解除驱动的封锁，给电容C13充电到8. 3V，而后驱动再次打开。由于受限于芯片内、 外部电路的响应速度，驱动被封掉到再次打开的时间有近100毫秒。当输出电流变化很大 时，如由额定值到零，则PFC电压会因过冲达到保护点，此时过压保护电路将工作，关掉PFC 驱动，等一段时间后再恢复。此段时间无论怎样调整都将近100毫秒，这对于需要高速切换 输出负载的快充机来说太长（需要小于10毫秒），故需改进。
[0006] 峰值电流保护：电流采样电阻RS上端接地，PFC电流方向从上至下，则下端电位为 负值。电流采样电阻RS的下端（即PFC电流的输出端）与11脚的参考基准电压之间串接 有电阻R3和电阻R5，PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK(即芯片2脚）与电 阻R3和电阻R5节点连接。调节电阻R3和电阻R5的阻值，可使峰值电流保护驱动端ΙΡΚ 的电位在PFC电流增到某一值时从正变为负。当ΙΡΚ电位为负时，PFC电路控制芯片U1将 逐波封驱动，即封驱动后马上再开，若ΙΡΚ电位仍为负，则再封，直到ΙΡΚ电位为正。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种快速充电机的PFC过压保护电 路，可以使得PFC电压在过压保护后得以快速恢复，保证快速充电机高速切换输出负载。
[0008] -种快速充电机的PFC过压保护电路，包括电压采样电路、PFC电路控制芯片U1、 比较器U2、二极管D1，PFC电压经过电压采样电路分压采样后接入比较器U2的反相输入端， 比较器U2的同相输入端接入参考电压生成电路产生的参考电压，比较器U2的输出端与二 极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1 的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端 IPK连接。
[0009] 如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，所述PFC电路控制芯片U1为芯片 L4981，峰值电流保护驱动端ΙΡΚ为芯片L4981的2脚。
[0010] 如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，还包括参考电压生成电路，所述参 考电压生成电路包括电阻R10、电阻R11和电容C9,电阻R10的一端与一直流电源连接，电 阻R10的另一端通过电阻R11接地，电容C9连接在电阻R11两端，电阻R10、电阻R11的节 点作为所述参考电压生成电路的输出端，将所述参考电压接入比较器U2的同相输入端。
[0011] 如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，所述电压采样电路包括电阻R5、电 阻R6、电阻R7和电容C7,电阻R6、电阻R7和电阻R5依次串接后一端接入PFC电压，另一端 接地，电容C7连接在电阻R5两端，电阻R7和电阻R5的节点作为所述电压采样电路的输出 端与比较器U2的反相输入端连接。
[0012] 如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，所述比较器U2为运算放大器LM358。
[0013] 如上所述的快速充电机的PFC过压保护电路，PFC电路控制芯片U1的过压驱动端 0VP通过电阻R13接地。
[0014] 本实用新型PFC电压采样不按常规方式接入PFC电路控制芯片U1的过压驱动端 0VP，过压驱动端0VP通过电阻接地，而是将PFC电压采样接入比较器U2与一给定的参考电 平比较，产生的运放输出去控制PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护，利用其逐波保护特 性，从而达到PFC过压保护后能马上恢复的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是现有技术快速充电机的PFC过压保护电路的电路图；
[0016] 图2是本实用新型快速充电机的PFC过压保护电路的电路图。
[0017] 图中：1-电压米样电路，2-参考电压生成电路，U1-PFC电路控制芯片，U2 -比 较器，RS-电流采样电阻，1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10、1?11一电阻，(：1、〇2、〇3、〇4、 C5、C6、C7、C9、CIO、C13-电容，D1-二极管，0VP-过压驱动端，ΙΡΚ-峰值电流保护驱动端。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地 描述。
[0019] 请参考图2，本实用新型快速充电机的PFC过压保护电路包括电压采样电路1、参 考电压生成电路2、PFC电路控制芯片U1 (本实施例采用芯片L4981)、比较器U2、二极管D1、 电阻R8、电阻R5。所述比较器U2可采用运算放大器LM358实现，其使用+15V和-5V双电 源供电。PFC电路控制芯片U1的过压驱动端0VP(L4981的3脚）通过电阻R13接地，以防 止干扰。
[0020] PFC电压经过电压采样电路1分压采样后接入比较器U2的反相输入端，比较器U2 的同相输入端接入参考电压生成电路2产生的参考电压，比较器U2的输出端与二极管D1 的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考 基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连 接。
[0021] 所述电压采样电路1包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和电容C7,电阻R6、电阻R7和 电阻R5依次串接后一端接入PFC电压，另一端接地，电容C7连接在电阻R5两端，电阻R7 和电阻R5的节点作为所述电压采样电路1的输出端与比较器U2的反相输入端连接。
[0022] 所述参考电压生成电路2包括电阻R10、电阻R11和电容C9,电阻R10的一端与一 直流电源（PFC_Vref)连接，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电容C9连接在电阻R11 两端，电阻R10、电阻R11的节点作为所述参考电压生成电路2的输出端，将参考电压接入比 较器U2的同相输入端。
[0023] 若PFC电压正常，比较器U2的输出为+13V左右，二极管D1反向截止，过压保护电 路不动作；当PFC电压超过保护点后，比较器U2的输出为-4V左右，此时二极管D1将导通， 将PFC电路控制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK(即芯片L4981的2脚）电压拉到负， 从而触发峰值电流保护，关掉PFC驱动。因峰值电流保护是逐波保护，故使得PFC电压得以 快速恢复（恢复时间小于5毫秒）。
[0024] 峰值电流保护部分与现有技术一样，即电流采样电阻RS上端接地，PFC电流方向 从上至下，则下端电位为负值。电流采样电阻RS的下端（即PFC电流的输出端）与PFC电 路控制芯片U1的参考基准电压（VREF)之间串接有电阻R3和电阻R5, PFC电路控制芯片 U1的峰值电流保护驱动端ΙΡΚ(即芯片2脚）与电阻R3和电阻R5节点连接。调节电阻R3 和电阻R5的阻值，可使峰值电流保护驱动端ΙΡΚ的电位在PFC电流增到某一值时从正变为 负。当ΙΡΚ电位为负时，PFC电路控制芯片U1将逐波封驱动，即封驱动后马上再开，若ΙΡΚ 电位仍为负，则再封，直到ΙΡΚ电位为正。
[0025] PFC电路控制芯片U1的电源端VCC接入一 +15V的直流电源，所述+15V的直流电 源通过电容C6接地，PFC电路控制芯片U1的参考基准电压端VREF通过电容C5接地。
[0026] 以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何属于本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变 化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权 利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1. 一种快速充电机的PFC过压保护电路，包括PFC电路控制芯片U1，其特征在于：还包 括电压采样电路（1)、比较器U2、二极管Dl，PFC电压经过电压采样电路（1)分压采样后接 入比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输入端接入参考电压生成电路⑵产生的参 考电压，比较器U2的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极依次通过电阻R8、电 阻R5接入PFC电路控制芯片U1的参考基准电压，电阻R8和电阻R5的节点与PFC电路控 制芯片U1的峰值电流保护驱动端IPK连接。
2. 如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：所述PFC电路 控制芯片U1为芯片L4981，峰值电流保护驱动端IPK为芯片L4981的2脚。
3. 如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：还包括参考电 压生成电路（2)，所述参考电压生成电路⑵包括电阻R10、电阻R11和电容C9,电阻R10的 一端与一直流电源连接，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电容C9连接在电阻R11两 端，电阻R10、电阻R11的节点作为所述参考电压生成电路（2)的输出端，将所述参考电压接 入比较器U2的同相输入端。
4. 如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：所述电压采样 电路（1)包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和电容C7,电阻R6、电阻R7和电阻R5依次串接后 一端接入PFC电压，另一端接地，电容C7连接在电阻R5两端，电阻R7和电阻R5的节点作 为所述电压采样电路（1)的输出端与比较器U2的反相输入端连接。
5. 如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：所述比较器U2 为运算放大器LM358。
6. 如权利要求1所述的快速充电机的PFC过压保护电路，其特征在于：PFC电路控制芯 片U1的过压驱动端OVP通过电阻R13接地。
【文档编号】H02H3/06GK203850816SQ201420284328
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】喻建军, 余丽华, 吴浚, 杨文利 申请人:武汉能创技术有限公司