用于电池充电器的充电管理控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电池充电器的充电管理控制电路及其控制方法，包括一初级电路、一具有电池充电管理功能的次级电路、一隔离传输模块及充电电池，其中，充电电池与具有电池充电管理功能的次级电路中的直流输出电路的一输出端连接；具有电池充电管理功能的次级电路还包括融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路，该开关电源次级反馈电路的输入端分别连接充电电池及直流输出电路的另一个输出端；所述隔离传输模块的输入端和输出端分别连接融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路的输出端和初级控制模块的输入端。本充电管理控制电路能将交流电流变换到直流电流并直接给电池充电，不需要额外的直流电流到电池电压的电压余量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种属于电子技术/开关电源及电池充电技术，尤其涉及一种用于充电器的把AC/DC开关电源控制和电池充电管理控制统一的电路及其控制 方法。
技术介绍
随着社会的发展，移动设备应用越来越多，所以对电池的需求也越来越多， 其中可充电电池因使用次数多使用寿命长而大量使用，产生了对充电器的大量 需求，因为电池的充电特性要求很高，所以对电池的充电要求也很高，为了使 电池获得良好的保护、有效的充电及更长的使用寿命，就要根据电池的充电要 求进行充电，如图l所示的为目前公认的最常用的电池充电特性曲线，根据电 池的情况可分为预充电、恒流充电、恒压充电、再充电等过程。为了满足这样 的充电要求，需要对充电过程进行管理和控制。目前对电池的充电不管是数字 控制还是模拟技术实现，都由独立二部分组成， 一个是直流电源，给电池充电 提供直流能源(电池充电只能用直流能源)，另一个是直流电源对电池进行充 电的管理和保护部分，产生直流电源的装置(或设备或电路)和用直流电源对 电池进行充电的充电管理部分是完全分开的。直流电源的产生一般有AC/DC高 频开关电源、线性电源、太阳能和其他直流电源等，其中高频开关电源是给电 池充电提供直流电源的主要方法。目前市场上使用的充电器几乎都是由开关电 源提供直流电源。如图2为以开关电源为基础的带电池23充电管理的充电器的 简单框图，它由AC/DC开关电源模块1和充电管理模块2两部分组成。AC/DC开关电源模块l通过传统的开关电源控制原理在输出端产生一直流电源，此直流 输出不受电池23充电控制信号的影响。充电管理模块2在以AC/DC开关电源模 块l的输出为输入的前提下，通过充电管理控制芯片21检测电池23的电压和充 电电流来判断其充电状态(预充电、恒流、恒压、再充电)，发出控制信号， 联合控制器件22实现对充电电流和电压的调节，从而实现电池23的充电管理。其中，AC/DC开关电源模块1一般是隔离的，分为初级电路ll、次级电路12和 误差隔离传输模块13等部分，其中，初级电路ll由交流输入lll、整流滤波电 路112、变压器初级部分113、初级控制模块114及主开关管115等部分组成，而 初级控制模块114一般包含一个电源管理芯片及配套外围电路，实现的功能包 含有误差信号处理电路、开关脉冲的产生和控制电路、开关驱动电路、辅助 电源电路、输入过欠压保护电路及过温保护等电路等，控制芯片为UC3842。次 级电路12由变压器次级部分121、输出整流滤波电路122、直流输出电路123及 次级误差控制反馈电路124等部分组成，其中次级误差控制反馈电路124包含反 馈输出模块J241及电压电流误差、取样、放大模块1242。常用的电路包括TL431， 358， 339等芯片组成；隔离传输模块13—般由光藕、变压器等组成，如无需隔 离的AC/DC开关电源，则可以减少隔离传输模块13。以上AC/DC电路完成从交 流电源到直流电源的转换，为电池充电准备好直流电源。电池充电管理部分2在直流输出电路123和充电电池23之间串接一个控 制器件22，控制器件22是由三极管或功率MOS管等三端以上的可控器件组成， 22由充电管理芯片21控制，充电管理芯片21的功能包括对充电电池23电压 和充电电流进行取样、对充电电池23的状态进行判断从而对充电电流和充电 电压进行控制，即通过对充电电池23状态的检测和判断来控制充电电池23的 充电电流和充电电压。满足如图l所示充电曲线。其充电过程为如果充电电 池23的初始电压低于预充电阈值，则首先进入预充电阶段。在此阶段以一个 比较小的预充电电流对充电电池23进行充电，当充电电池23的电压达到预充 电电压阈值时，充电电池23将进入下一个充电阶段恒定电流充电。随着恒 定电流充电的进行，充电电池23电压上升，当充电电池23电压达到最大充电 电压时，即进入恒压充电阶段。在此阶段，充电电池23电压不再上升，被恒 定在最大充电电压，且充电电流逐渐减小。当电流减小到最小充电电流阈值时， 充电电池23充电结束，同时充电电流降为零。当充电电池23电压降到再充电 电压阈值时，又进入再充电阶段，开始下一个充电周期。所以目前一般对电池 充电管理芯片21的要求根据功能分为1.电池预充电控制模块213，其功能为 在电池电压低于预充电的电压值以下时控制控制器件22以一个比较小的预充 电电流对电池进行充电，预充电电流一般为最大充电电流的1/10。 2.恒流充电 控制模块212，其功能为对恒流充电的条件进行鉴别，并控制22实现在充电电池23电压高于充电电池23预充电阈值，又在小于最大充电电压的情况下对充 电电池23进行恒流充电，恒流充电电流是对充电电池23充电的最大充电电流。 3.最大充电电压控制模块214 (恒压充电控制模块)，随着恒流充电的进行， 充电电池23电压慢慢升高，当充电电池23电压上升到最大充电电压，最大充 电电压控制模块214就会控制充电电压不再上升，充电电池23充电电流就会 逐渐下降。4.充饱和再充电控制模块211，在恒压充电状态下，当充电电流下 降到最小充电电流阈值，充饱和再充电控制模块211就会监控到并停止对充电 电池23进行充电，同时充饱和再充电模块211会监控充电电池23的电压变化， 当充电电池23停止充电后，充电电池23电压下降到再充电电压阈值，充饱和 再充电控制模块.211会再次启动充电过程。在这里所有对充电电池23充电功 能的控制都是通过对控制器件22的控制实现的。直流输入电压DCIN的电压基 本不变，直流输入电压DCIN电压和充电电池23充电电压之差就由控制器件 22承受，并产生损耗，充电电池23电压越低，控制器件22的损耗就越大。目 前常用的电池充电管理芯片21有W17205， SL1051， CHK0504， CN3051等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于电池充电器的充 电管理控制电路及其控制方法，它能将交流电流变换到直流电流直接给电池充 电，不需要额外的直流电流到电池电压的电压余量，从而在充电过程中节省能 量。为实现上述目的本专利技术釆用的技术方案是 一种用于电池充电器的充电管 理控制电路，包括一初级电路、 一融合电池充电管理功能的次级电路、 一隔离 传输模块及充电电池，所述初级电路包括变压器初级、 一输出端与变压器初级 的输入端连接的主开关管、 一输出端与主开关管的输入端连接的初级控制模 块，所述具有电池充电管理功能的次级电路包括一与变压器初级感应连接变压器次级、输入端与变压器次级输出端连接的输出整流滤波电路、输入端与输出 整流滤波电路的输出端连接的直流输出电路，其中，所述充电电池与具有电池充电管理功能的次级电路中的直流输出电路的 一输出端连接；所述具有电池充电管理功能的次级电路还包括融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路，该融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路的 输入端分别连接充电电池及直流输出电路的另一个输出端；所述隔离传输模块的输入端和输出端分别连接融合电池充电管理功能的 开关电源次级反馈电路的输出端和初级控制模块的输入端；所述融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路接受直流输出电路 的电源，采集并检测充电电池的充电电流、充电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池充电器的充电管理控制电路，包括一初级电路、一融合电池充电管理功能的次级电路、一隔离传输模块及充电电池，所述初级电路包括变压器初级、一输出端与变压器初级的输入端连接的主开关管、一输出端与主开关管的输入端连接的初级控制模块，所述具有电池充电管理功能的次级电路包括一与变压器初级感应连接变压器次级、输入端与变压器次级输出端连接的输出整流滤波电路、输入端与输出整流滤波电路的输出端连接的直流输出电路，其特征在于，　所述充电电池与具有电池充电管理功能的次级电路中的直流输出 电路的一输出端连接；　所述具有电池充电管理功能的次级电路还包括融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路，该融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路的输入端分别连接充电电池及直流输出电路的另一个输出端；　所述隔离传输模块的输入 端和输出端分别连接融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路的输出端和初级控制模块的输入端；　所述融合电池充电管理功能的开关电源次级反馈电路接受直流输出电路的电源，采集并检测充电电池的充电电流、充电电压和温度信号，根据充电电池的充电情 况做出判断，输出充电反馈信号给隔离传输模块，通过隔离传输模块直接将开关控制反馈信号输出给初级控制模块，并由初级控制模块控制主开关管的开关脉冲，从而控制初级电路向次级电路提供功率的大小。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林新春，廖祥云，
申请(专利权)人：上海辰蕊微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]