基于集成芯片的单片机智能控制系统电池充电器技术方案

本发明专利技术公开了一种基于集成芯片的单片机智能控制系统电池充电器，主要由TOP24X集成芯片电路模块、主输出模块、输出关断电路模块、恒压电路模块和恒流电路组成；本发明专利技术利用了TOP24X集成芯片具有高功率（可达250W）、高集成效能（将MOSFET、PWM控制、故障保护、电路检测和其他功能集于一体）的特点，而且外部元件少、EMI低和自身保护功能强大等优点，使得产品具有了成本低、生产方便、抗干扰能力强、安全性和可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于集成芯片的单片机智能控制系统电池充电器
本专利技术涉及开关电源领域，尤其涉及开关电源电池充电器。
技术介绍
目前TOP24X集成芯片以其高集成效能（将MOSFET、PWM控制、故障保护、电路检测和其他功能集于一体）以及外部元件少、EMI低、保护功能强大等优点在开关电源领域中已经得到广泛应用，但由于充电器在功能要求上的特殊性使得其在充电器领域应用上仍然是个空缺。
技术实现思路
针对上述现有技术中的问题与缺点，本专利技术提出了一种基于集成芯片的单片机智能控制系统电池充电器，TOP24X属于第四代TOPSwitch-GX系列产品，利用其集成度高、外部元件少和自身所带的过温、过流等保护功能，能有效的降低成本和EMI，同时也使得生产工艺更加简便、安全性和可靠性更高。本专利技术的技术方案如下：一种基于TOP24X集成芯片的充电器，包括TOP24X集成芯片电路模块1、主输出模块2、输出关断电路模块3、恒压电路模块4、恒流电路模块5；TOP24X集成芯片，共有六个引线端，它们分别为控制端C、线路检测端L、极限电流设定端X、漏极D、源极S、开关频率选择端F，通过漏极D和源极S的不停通断使变压器初级产生脉动电流，再通过变压器耦合到次级，次级再将输出状态反馈回控制脚，控制脚再通过其内部集成的一系列控制电路产生一个PWM驱动信号控制漏极和源极的通断时间。利用线路检测端（L）可实现四种功能：过电压（OV）保护；欠电压（UV）保护；电压前馈（当电网电压过低时用来降低最大占空比）；远程通/断（ON/OFF）和同步。而利用极限电流设定端（X），可从外部设定芯片的极限电流。利用开关频率选择端（F）用于选择开关频率，多数情况下开关频率为132KHz,这有助于减小高频变压器及整个开关电源的体积，一些特殊场合下，可以选择频率为66KHz，以减小对外频率干扰。此外TOP24X集成芯片还内置了过温保护；输出关断电路模块3，当检测到输出电压或电流小于设定值时，将输出电路断开；恒压电路模块4，用于检测输出电压，当输出电压大于设置的电压值时，产生一个反馈信号到TOP24X集成芯片电路模块1，使漏极和源极开通的占空比减小，从而达到了恒压效果；恒流电路模块5，用于检测输出电流，当输出电流大于设置的电流值时，产生一个反馈信号到TOP24X集成芯片电路模块1，使漏极和源极开通的占空比减小，从而达到了恒流效果。采用本专利技术所提供的充电器，与
技术介绍
提到的开关电源管理芯片加功率开关管方案和RCC方案相比，其电路简单、外围元器件少、EMI低，TOP24X集成芯片高集成效能（将MOSFET、PWM控制、故障保护、电路检测和其他功能集于一体）的特点，使得产品在成本降低的同时安全性和可靠性方面也得到改良。本专利技术是在TOP24X集成芯片成熟的开关电源电路上加入了充电器所需的恒流、输出关断等功能将TOP24X集成芯片的优点应用于充电器上。附图说明附图1为本专利技术的原理框图。具体实施方式下面结合图1对本专利技术工作原理作进一步说明：本专利技术专利是一种基于TOP24X集成芯片的充电器，包括TOP24X集成芯片电路模块1、主输出模块2、输出关断电路模块3、恒压电路模块4、恒流电路模块5，TOP24X集成芯片电路模块1，共有六个引线端，它们分别为控制端C、线路检测端L、极限电流设定端X、漏极D、源极S、开关频率选择端F，通过漏极D和源极S的不停通断使变压器初级产生脉动电流，再通过变压器耦合到次级，次级再将输出状态反馈回控制脚，控制脚再通过其内部集成的一系列控制电路产生一个PWM驱动信号控制漏极和源极的通断时间。利用线路检测端（L）可实现四种功能：过电压（OV）保护；欠电压（UV）保护；电压前馈（当电网电压过低时用来降低最大占空比）；远程通/断（ON/OFF）和同步。而利用极限电流设定端（X），可从外部设定芯片的极限电流。利用开关频率选择端（F）用于选择开关频率，多数情况下开关频率为132KHz,这有助于减小高频变压器及整个开关电源的体积，一些特殊场合下，可以选择频率为66KHz，以减小对外频率干扰。此外TOP24X集成芯片还内置了过温保护；当电源上电时，AC85～265V交流电通过整流滤波电路变为直流电，通过变压器T1初级到TOP24X集成芯片，当TOP24X漏极D和源极S接收到电压后开始以132KHz的频率斩波产生脉动电流，脉动电流通过变压器T1初级耦合到次级，再通过主输出电路模块2，同时恒压电路模块4也开始起作用一旦检测到输出直流电压超过设定值时，恒压电路就会产生产生一个高于2.5V的反馈信号到TL431第3脚，使TL431的第2脚和第1脚之间的电阻减小，使通过光电耦合器U2第1脚和第2脚电流增大，通过耦合使光电耦合器U2第3脚和第4脚间电流增大，同时通过TOP24X集成芯片第1脚到地的电流增大，使得TOP24X集成芯片漏极和源极开通的占空比减小，从而限制了输出电压的最大值，与此同时其它两路辅助电路也同样通过整流滤波电路得到了直流电压，分别给TOP24X集成芯片和输出反馈电路供电。恒流电路模块5的工作方式与恒压电路模块4相似，当充电器充电过程中，检测到输出电流大于设定值时，恒流电路产生一个高于2.5V的电平通过U1和光电耦合器U2到TOP24X集成芯片门极C端，使其漏极D和源极S的开通占空比减小，从而限制了输出电流的最大值。当充电器上电后，输出关断电路模块3开始检测充电器输出，若没接上电池、电池正负极短路或正负极反接，则充电器输出关断，一段时间内若仍然处于以上状态，则充电器不再打开直到充电器重新上电，若一段时间内充电器良好地接上电池，则充电器正常充电，直至电池充电电流小于设定电流，此时电池充满，输出关断电路模块3关断输出。本专利技术所提供的基于TOP24X集成芯片充电器具有外部元件少、保护功能强大、EMI低等优点，使得产品成本降低、安全性和可靠性更高，使其在同类产品中更具有竞争力。以上所述的本专利技术实施方式，并不构成对本专利技术保护范围的限定。任何在本专利技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于集成芯片的单片机智能控制系统电池充电器，其特征在于包括：TOP24X集成芯片电路模块、主输出模块、输出关断电路模块、恒压电路模块、恒流电路模块；所述的TOP24X集成芯片电路模块与主输出模块、恒压电路模块及恒流电路模块电连接，所述的主输出模块与输出关断电路模块、恒压电路模块及恒流电路模块电连接；所述的TOP24X集成芯片电路模块，用于接收和处理主输出模块反馈信号，再通过调节开通时间来控制充电器的输出；所述的输出关断电路模块，用于检测电池充电状态，当输出短路、输出正负极反接、充电器不接电池或电池充满时自动关断充电器输出；所述的恒压电路模块，用于检测和处理输出电压信号反馈给TOP24X集成芯片；所述的恒流电路模块，用于检测和处理输出电流信号反馈给TOP24X集成芯片；所述TOP24X集成芯片电路模块共有六个引线端，即，控制端、线路检测端、极限电流设定端、漏极、源极及开关频率选择端。

【技术特征摘要】
1.一种基于集成芯片的单片机智能控制系统电池充电器，其特征在于包括：TOP24X集成芯片电路模块、主输出模块、输出关断电路模块、恒压电路模块、恒流电路模块；所述的TOP24X集成芯片电路模块与主输出模块、恒压电路模块及恒流电路模块电连接，所述的主输出模块与输出关断电路模块、恒压电路模块及恒流电路模块电连接；所述的TOP24X集成芯片电路模块，用于接收和处理主输出模块反馈信号，再通过调节开通时间来控...

【专利技术属性】
技术研发人员：周东生，
申请(专利权)人：广州市益联光电有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44