帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路及工作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，包括功率變換器、電壓反饋模塊、電壓補(bǔ)償模塊、電流采樣模塊、電流反饋模塊、控制模塊以及設(shè)置在功率變換器二端的輸入線路和輸出線路。本發(fā)明還公開(kāi)了這種電路的工作方法。本發(fā)明具有能對(duì)充電輸入電壓、輸入電流進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整，能夠使充電電源部分對(duì)不同電池、在不同的情況下輸出最優(yōu)的電壓電流的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)電路，尤其是涉及一種能對(duì)充電輸入電壓、輸入電流進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整，能夠使充電電源部分對(duì)不同電池、在不同的情況下輸出最優(yōu)的電壓電流的可調(diào)電壓反饋電路及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)終端的普及，移動(dòng)終端的充電時(shí)間受到越來(lái)越多的關(guān)注，用戶(hù)都希望自己的移動(dòng)終端充電時(shí)間短且續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)。為了提高電池充電的速度與效率，在給電池充電時(shí)提高充電輸入的輸入電壓和輸入電流。現(xiàn)有充電技術(shù)的控制只能在一些固定電壓點(diǎn)滿(mǎn)足充電的需求，無(wú)法達(dá)到充電效果的最優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明目的在于提供一種能對(duì)充電輸入電壓、輸入電流進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整，能夠使充電電源部分對(duì)不同電池、在不同的情況下輸出最優(yōu)的電壓電流的可調(diào)電壓反饋電路。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，包括功率變換器、控制模塊以及設(shè)置在功率變換器二端的輸入線路和輸出線路;還包括
[0005]電壓反饋模塊，連接在功率變換器上，用于控制其電壓輸出范圍；
[0006]電壓補(bǔ)償模塊，連接在電壓反饋電路的一輸入端，用于通過(guò)電壓反饋電路來(lái)連續(xù)或斷續(xù)地調(diào)節(jié)功率變換器的輸出電壓；
[0007]電流采樣模塊，連接功率變換器的輸出端，用于對(duì)功率變換器的輸出電流進(jìn)行采樣；
[0008]電流反饋模塊，用于接收電流采樣模塊輸出的采樣電流，經(jīng)濾波后與控制模塊所給的參數(shù)進(jìn)行比較，并向電壓反饋模塊輸出一電流反饋信號(hào)；
[0009]控制模塊，用于與終端設(shè)備通訊，設(shè)置合適的電壓，電流參數(shù)，保證在充電異常時(shí)，限制充電電流和充電電壓，控制電壓補(bǔ)償模塊的電壓補(bǔ)償程度，控制電流恒流保護(hù)的大小。
[0010]作為一種優(yōu)選方式，所述功率變換器為FLYBACK變換器、Forward變換器、BUCK變換器或BOOST變換器。
[0011 ]作為一種優(yōu)選方式，所述電壓反饋模塊包括第五電阻、第六電阻、第六電容、光電耦合器、穩(wěn)壓管、第十電阻和第十一電阻。
[0012]作為一種優(yōu)選方式，所述電壓補(bǔ)償模塊包括第十三電阻、第十四電阻和第八電容。
[0013]作為一種優(yōu)選方式，所述電壓補(bǔ)償模塊包括第十五電阻、第十六電阻、第九電容和第二二極管
[0014]作為一種優(yōu)選方式，所述電流采樣模塊包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第三電容和第一比較器。
[0015]作為一種優(yōu)選方式，所述電流反饋模塊包括第十二電阻、第七電容、第二比較器、第一二極管、第九電阻和第五電容。
[0016]本發(fā)明還公開(kāi)了一種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路的工作方法，包括如下工作模式:
[0017]a.電壓恒流模式，當(dāng)控制模塊與終端設(shè)備無(wú)數(shù)據(jù)通訊，并由電壓反饋模塊從功率變換器反饋后得到一個(gè)固定電壓值輸出，控制模塊設(shè)定一個(gè)電流值，通過(guò)電流采樣模塊和電流反饋模塊來(lái)保證變換器輸出電流不超過(guò)該值；
[0018]b.基準(zhǔn)電流保護(hù)恒壓模式，當(dāng)控制模塊與終端設(shè)備無(wú)數(shù)據(jù)通訊，控制模塊從終端設(shè)備獲取需要的電壓值和電流值，控制模塊控制電壓補(bǔ)償模塊通過(guò)濾波電路對(duì)其進(jìn)行電壓補(bǔ)償，得到終端設(shè)備需要的電壓值，并設(shè)定需求的電流值；
[0019]c.輸出電壓的連續(xù)或斷續(xù)調(diào)節(jié)模式，當(dāng)功率變換器的輸出電壓需要減小時(shí)，控制模塊增大輸送給電壓補(bǔ)償模塊的電壓，則功率變換器的輸出電壓同比減??；當(dāng)功率變換器的輸出電壓需要增大時(shí)，控制模塊減小輸送給電壓補(bǔ)償模塊的電壓，則功率變換器的輸出電壓同比增大。
[0020]作為一種優(yōu)選方式，還包括如下工作模式:
[0021]d.恒流充電模式，當(dāng)終端設(shè)備需要恒流充電，控制模塊根據(jù)電流采樣模塊的信息調(diào)整輸送給電壓補(bǔ)償模塊的電壓，使功率變換器的輸出電流恒流。
[0022]作為一種優(yōu)選方式，還包括如下工作模式:
[0023]e.恒流保護(hù)模式，當(dāng)功率變換器的輸出電流超過(guò)設(shè)定的恒流值，則電流反饋模塊的輸出電壓從低電平變?yōu)楦唠娖?，電壓反饋模塊的輸入電壓增加，功率變換器的輸出電壓減小，使功率變換器的輸出電流值穩(wěn)定在設(shè)定的電流值，實(shí)現(xiàn)恒流保護(hù)功能。
[0024]本發(fā)明屬于恒壓恒流控制的一種方式，提供一種可變電壓、可變電流的恒流保護(hù)恒壓的恒流控制方法及電路，用于寬電壓輸出，寬電流輸出的充電設(shè)備，特別適合快速充電但不僅限于快速充電產(chǎn)品的電源部分。本發(fā)明能對(duì)充電輸入電壓、輸入電流進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整，能夠使充電電源部分對(duì)不同電池、在不同的情況下輸出最優(yōu)的電壓電流。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的電路原理圖；
[0027]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]—種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，參考圖1至圖3，一種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，包括功率變換器101、控制模塊107以及設(shè)置在功率變換器1I 二端的輸入線路VIN和輸出線路VOUT;還包括
[0030 ]電壓反饋模塊丨02，連接在功率變換器1I上，用于控制其電壓輸出范圍；
[0031]電壓補(bǔ)償模塊103，連接在電壓反饋電路102的一輸入端，用于通過(guò)電壓反饋電路102來(lái)連續(xù)或斷續(xù)地調(diào)節(jié)功率變換器101的輸出電壓；
[0032]電流采樣模塊15，連接功率變換器1I的輸出端VOUT，用于對(duì)功率變換器1I的輸出電流進(jìn)行采樣；
[0033 ]電流反饋模塊106，用于接收電流采樣模塊1 2輸出的采樣電流，經(jīng)濾波后與控制模塊107所給的參數(shù)進(jìn)行比較，并向電壓反饋模塊102輸出一電流反饋信號(hào)；
[0034]控制模塊107，用于與終端設(shè)備104通訊，設(shè)置合適的電壓，電流參數(shù)，保證在充電異常時(shí)，限制充電電流和充電電壓，控制電壓補(bǔ)償模塊103的電壓補(bǔ)償程度，控制電流恒流保護(hù)的大小。
[0035]本帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路的方法包括如下工作模式:
[0036]a.電壓恒流模式，當(dāng)控制模塊107與終端設(shè)備104無(wú)數(shù)據(jù)通訊，由電壓反饋模塊102從功率變換器101反饋后得到一個(gè)固定電壓值輸出，控制模塊107設(shè)定一個(gè)電流值，通過(guò)電流采樣模塊105和電流反饋模塊106來(lái)保證變換器1I輸出電流不超過(guò)該值；
[0037]b.基準(zhǔn)電流保護(hù)恒壓模式，當(dāng)控制模塊107與終端設(shè)備104進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，控制模塊107從終端設(shè)備104獲取需要的電壓值和電流值，控制模塊107控制電壓補(bǔ)償模塊103通過(guò)濾波電路對(duì)其進(jìn)行電壓補(bǔ)償，得到終端設(shè)備104需要的電壓值，并設(shè)定需求的電流值；
[0038]c.輸出電壓的連續(xù)或斷續(xù)調(diào)節(jié)模式，當(dāng)功率變換器1I的輸出端VOUT電壓需要減小時(shí)，控制模塊107增大輸送給電壓補(bǔ)償模塊103的電壓(輸出的補(bǔ)償信號(hào)，等效為直流電壓)，則功率變換器101的輸出端VOUT電壓同比減??；當(dāng)功率變換器101的輸出電壓需要增大時(shí)，控制模塊107減小輸送給電壓補(bǔ)償模塊103的電壓，則功率變換器101的輸出端VOUT電壓同比增大；
[0039]d.恒流充電模式，當(dāng)終端設(shè)備104需要恒流充電，控制模塊107根據(jù)電流采樣模塊105的信息調(diào)整輸送給電壓補(bǔ)償模塊103的電壓，使功率變換器101的輸出電流恒流；
[0040]e.恒流保護(hù)模式，當(dāng)功率變換器101的輸出電流超過(guò)設(shè)定的恒流值，則電流反饋模塊106的輸出電壓從低電平變?yōu)楦唠娖?，第一二極管Dl導(dǎo)通，電壓反饋模塊106的輸入電壓增加，功率變換器101的輸出電壓端VOUT減小，使功率變換器101的輸出電流值穩(wěn)定在設(shè)定的電流值，實(shí)現(xiàn)恒流保護(hù)功能。本電路可實(shí)行輸出電壓連續(xù)可調(diào)、輸出電壓斷續(xù)可調(diào)和輸出電流可調(diào)。
[0041]本帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路及工作模式屬于恒壓恒流控制的一種方式，提供一種可變電壓、可變電流的恒流保護(hù)恒壓的恒流控制方法及電路，用于寬電壓輸出，寬電流輸出的充電設(shè)備，特別適合快速充電但不僅限于快速充電產(chǎn)品的電源部分。能對(duì)充電輸入電壓、輸入電流進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整，能夠使充電電源部分對(duì)不同電池、在不同的情況下輸出最優(yōu)的電壓電流。
[0042]在一實(shí)施例的充電電池的快速充電電路，請(qǐng)參考圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，功率變換器101為FLYBACK變換器、Forward變換器、BUCK變換器或BOOST變換器等任意有電壓反饋的拓?fù)洹?br>[0043]在一實(shí)施例的充電電池的快速充電電路，請(qǐng)參考圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，電壓反饋模塊102包括第五電阻R5、第六電阻R6、第六電容C6、光電親合器Ul、穩(wěn)壓管U2、第十電阻RlO和第十一電阻Rll。穩(wěn)壓管U2為T(mén)L431，也可替換為任意穩(wěn)壓控制芯片。
[0044]在一實(shí)施例的充電電池的快速充電電路，請(qǐng)參考圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，電壓補(bǔ)償模塊103包括第十三電阻R13、第十四電阻R14和第八電容C8。
[0045]在另一實(shí)施例的充電電池的快速充電電路，請(qǐng)參考圖3，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，電壓補(bǔ)償模塊103包括第十五電阻R15、第十六電阻R16、第九電容C9和第二二極管D2。
[0046]在一實(shí)施例的充電電池的快速充電電路，請(qǐng)參考圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，電流采樣模塊105包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第三電容C3和第一比較器U3。
[0047]在一實(shí)施例的充電電池的快速充電電路，請(qǐng)參考圖2，在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上具體還可以是，電流反饋模塊106包括第十二電阻R12、第七電容C7、第二比較器U4、第一二極管D1、第九電阻R9和第五電容C5。
[0048]以上是對(duì)本發(fā)明帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:包括功率變換器、控制模塊以及設(shè)置在功率變換器二端的輸入線路和輸出線路;還包括 電壓反饋模塊，連接在功率變換器上，用于控制其電壓輸出范圍； 電壓補(bǔ)償模塊，連接在電壓反饋電路的一輸入端，用于通過(guò)電壓反饋電路來(lái)連續(xù)或斷續(xù)地調(diào)節(jié)功率變換器的輸出電壓； 電流采樣模塊，連接功率變換器的輸出端，用于對(duì)功率變換器的輸出電流進(jìn)行采樣； 電流反饋模塊，用于接收電流采樣模塊輸出的采樣電流，經(jīng)濾波后與控制模塊所貯存的參數(shù)進(jìn)行比較，并向電壓反饋模塊輸出一電流反饋信號(hào)； 控制模塊，用于與終端設(shè)備通訊，設(shè)置合適的電壓，電流參數(shù)，保證在充電異常時(shí)，限制充電電流和充電電壓，控制電壓補(bǔ)償模塊的電壓補(bǔ)償程度，控制電流恒流保護(hù)的大小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:所述功率變換器為FLYBACK變換器、Forward變換器、BUCK變換器或BOOST變換器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:所述電壓反饋模塊包括第五電阻、第六電阻、第六電容、光電親合器、穩(wěn)壓管、第十電阻和第^ 電阻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:所述電壓補(bǔ)償模塊包括第十三電阻、第十四電阻和第八電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:所述電壓補(bǔ)償模塊包括第十五電阻、第十六電阻、第九電容和第二二極管。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:所述電流采樣模塊包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第三電容和第一比較器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路，其特征在于:所述電流反饋模塊包括第十二電阻、第七電容、第二比較器、第一二極管、第九電阻和第五電容。8.—種帶恒流保護(hù)的可調(diào)電壓反饋電路的工作方法，其特征在于包括如下工作模式: a.電壓恒流模式，當(dāng)控制模塊與終端設(shè)備無(wú)數(shù)據(jù)通訊，并由電壓反饋模塊從功率變換器反饋后得到一個(gè)固定電壓值輸出，控制模塊設(shè)定一個(gè)電流值，通過(guò)電流采樣模塊和電流反饋模塊來(lái)保證變換器輸出電流不超過(guò)該值； b.基準(zhǔn)電流保護(hù)恒壓模式，當(dāng)控制模塊與終端設(shè)備無(wú)數(shù)據(jù)通訊，控制模塊從終端設(shè)備獲取需要的電壓值和電流值，控制模塊控制電壓補(bǔ)償模塊通過(guò)濾波電路對(duì)其進(jìn)行電壓補(bǔ)償，得到終端設(shè)備需要的電壓值，并設(shè)定需求的電流值； c.輸出電壓的連續(xù)或斷續(xù)調(diào)節(jié)模式，當(dāng)功率變換器的輸出電壓需要減小時(shí)，控制模塊增大輸送給電壓補(bǔ)償模塊的電壓，則功率變換器的輸出電壓同比減??；當(dāng)功率變換器的輸出電壓需要增大時(shí)，控制模塊減小輸送給電壓補(bǔ)償模塊的電壓，則功率變換器的輸出電壓同比增大。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于還包括如下工作模式: d.恒流充電模式，當(dāng)終端設(shè)備需要恒流充電，控制模塊根據(jù)電流采樣模塊的信息調(diào)整輸送給電壓補(bǔ)償模塊的電壓，使功率變換器的輸出電流恒流。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于還包括如下工作模式: e.恒流保護(hù)模式，當(dāng)功率變換器的輸出電流超過(guò)設(shè)定的恒流值，則電流反饋模塊的輸出電壓從低電平變?yōu)楦唠娖剑妷悍答伳K的輸入電壓增加，功率變換器的輸出電壓減小，使功率變換器的輸出電流值穩(wěn)定在設(shè)定的電流值，實(shí)現(xiàn)恒流保護(hù)功能。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK105914832SQ201610340653
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】鐘傳富, 李 昊
【申請(qǐng)人】深圳維普創(chuàng)新科技有限公司