电池充电电路及具有其的DC-DC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电池充电电路及具有其的DC

Battery charging circuit and DC-DC converter with it

【技术实现步骤摘要】
电池充电电路及具有其的DC
‑
DC变换器


[0001]本技术涉及电池充电
，尤其是涉及一种电池充电电路及具有其的DC
‑
DC变换器。

技术介绍

[0002]如图1所示为锂电池的恒流恒压充电过程，充电过程中，先以恒定电流进行恒流充电，当充电电压达到预定值时，则转为恒压充电；在恒压充电过程中，充电电流会逐渐减小，当充电电流下降到预定值时，电池完全充满。在锂电池的充电过程中，为了实现恒流和恒压充电，一般都是对充放电的电流进行调节控制，通过调节充电电流来保持恒流和恒压。
[0003]在现有技术中，为电池充电的DC
‑
DC变换器一般采用的都是boost、buck、boost
‑
buck等拓扑电路，如图2所示为常见的一种boost拓扑电路。这些拓扑电路，一般都是采用电压源来提供充电电流；然而，在电池的充电过程中，无论是恒流充电还是恒压充电阶段，本质都是通过调节充电电流来实现恒流和恒压的，而采用电压源作为输入，对充电电流的控制不够直接，调节速度不够快。
[0004]此外，现有的拓扑电路，在调节充电电压时需要一定的恢复时间，存在响应速度不够快的问题。如图2所示出的boost拓扑电路，该电路想要输出电压升高时，需要增大开关管S3的导通时间，但是在第一个周期时，由于S3的导通时间增加，S4的导通时间反而减小，输出电压反而减小，需要一定的时间才能恢复到稳态电压。为了避开这种boost拓扑电路的非最小相位特性对系统稳定性的影响，一般的方法是设计系统闭环带宽使其远远小于右半平面零点的转折频率，但这无疑是以牺牲了系统动态响应的快速性为代价的。而在电池充电过程中，由于电池电压一直在变化，所以要保持恒压充电的话，就需要系统具有比较快的响应速度。

技术实现思路

[0005]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出了一种电池充电电路，响应速度较快，能够有效实现对电池的恒流恒压充电。
[0006]本技术还提出了一种具有上述电池充电电路的DC
‑
DC变换器。
[0007]第一方面，根据本技术实施例的电池充电电路，包括受控电流源、第一开关模块、第二开关模块和控制模块；所述第一开关模块的第一端与所述受控电流源的输出端电性连接，所述第一开关模块的第二端与电池的正极端电性连接；所述第二开关模块的第一端分别与所述电池的负极端和所述受控电流源的输入端电性连接，所述第二开关模块的第二端与所述受控电流源的输出端电性连接；所述控制模块用于采集所述第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端之间的第一电压，并根据所述第一电压控制所述第一开关模块和所述第二开关模块的导通和断开，从而对所述受控电流源的输出电流进行斩波控制，以实现对所述电池的恒压充电。
[0008]根据本技术实施例的电池充电电路，至少具有如下有益效果：通过采用受控
电流源来提供充电电流，通过控制模块来控制第一开关模块和第二开关模块的导通时间，进而实现对电池的恒流恒压充电；整个电路的响应速度较快，充电电流直接受控、易于调节，充电电流的精度更高，不易出现过充的情况。
[0009]根据本技术的一些实施例，所述第一开关模块包括第一开关管，所述第二开关模块包括第二开关管。
[0010]根据本技术的一些实施例，所述第一开关管和/或所述第二开关管采用MOS管。
[0011]根据本技术的一些实施例，还包括滤波单元，所述滤波单元设置于所述第一开关模块及所述第二开关模块两者与所述电池之间。
[0012]根据本技术的一些实施例，所述滤波单元包括第一电容和第一电感，所述第一电容的一端与所述第一开关模块的第二端电性连接，所述第一电容的另一端分别与所述电池的负极端和所述第二开关模块的第一端电性连接；所述第一电感的一端与所述第一电容的一端电性连接，所述第一电感的另一端与所述电池的正极端电性连接。
[0013]根据本技术的一些实施例，所述滤波单元采用π型滤波器。
[0014]根据本技术的一些实施例，所述控制模块包括滞环比较器和驱动单元，所述滞环比较器的正向输入端连接所述第一电压，所述滞环比较器的反向输入端连接参考电压；所述驱动单元的输入端与所述滞环比较器的输出端电性连接，所述驱动单元的输出端分别与所述第一开关模块的受控端和所述第二开关模块的受控端电性连接。
[0015]根据本技术的一些实施例，还包括电流源生成模块，所述电流源生成模块用于生成所述受控电流源。
[0016]根据本技术的一些实施例，所述电流源生成模块采用三电平buck电路或全桥拓扑电路。
[0017]第二方面，根据本技术实施例的DC
‑
DC变换器，包括如本技术上述第一方面实施例的电池充电电路。
[0018]根据本技术实施例的DC
‑
DC变换器，至少具有如下有益效果：通过采用上述的电池充电电路，响应速度较快，充电电流直接受控、易于调节，充电电流的精度更高，不易出现过充的情况，能够有效实现对电池的恒流恒压充电。
[0019]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0020]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1为锂电池充电过程的原理示意图；
[0022]图2为现有技术的boost拓扑电路的电路原理图；
[0023]图3为本技术实施例的电池充电电路的电路原理示意图；
[0024]图4为图3示出的电池充电电路在第一开关模块导通时的电路原理示意图；
[0025]图5为图3示出的电池充电电路在第二开关模块导通时的电路原理示意图；
[0026]图6为本技术第一种实施例的电池充电电路的具体电路原理图；
[0027]图7为本技术第二种实施例的电池充电电路的具体电路原理图；
[0028]图8为图7示出的电池充电电路在恒压充电过程中的工作原理示意图；
[0029]图9为图7示出的电池充电电路在恒压充电过程中的充电电压和充电电流的波形变化示意图；
[0030]图10为本技术实施例的三电平buck电路的电路原理图；
[0031]图11为本技术实施例的全桥拓扑电路的电路原理图；
[0032]附图标记：
[0033]第一开关模块100、第二开关模块200、开关模块300、滤波单元400。
具体实施方式
[0034]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池充电电路，其特征在于，包括：受控电流源；第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述受控电流源的输出端电性连接，所述第一开关模块的第二端与电池的正极端电性连接；第二开关模块，所述第二开关模块的第一端分别与所述电池的负极端和所述受控电流源的输入端电性连接，所述第二开关模块的第二端与所述受控电流源的输出端电性连接；控制模块，用于采集所述第一开关模块的第二端与所述第二开关模块的第一端之间的第一电压，并根据所述第一电压控制所述第一开关模块和所述第二开关模块的导通和断开，从而对所述受控电流源的输出电流进行斩波控制，以实现对所述电池的恒压充电。2.根据权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关管，所述第二开关模块包括第二开关管。3.根据权利要求2所述的电池充电电路，其特征在于，所述第一开关管和/或所述第二开关管采用MOS管。4.根据权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，还包括滤波单元，所述滤波单元设置于所述第一开关模块及所述第二开关模块两者与所述电池之间。5.根据权利要求4所述的电池充电电路，其特征在于，所述滤波单元包括：第一电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晨，严安顺，
申请(专利权)人：珠海泰坦新动力电子有限公司，
类型：新型
国别省市：