全文摘要
本实用新型公开了一种充电控制电路，包括用于串联到充电电路的主回路的正极输出线上的N沟道场效应晶体管，N沟道场效应晶体管的栅极、源极分别连接有光耦隔离器、供压电路；光耦隔离器包括控制电压输入端与驱动电压输出端，控制电压输入端包括用于接入控制电压的第一引脚与用于接地的第二引脚；驱动电压输出端包括第三引脚与第四引脚；供压电路包括用于从充电电路中的变压器中获取直流电压的整流滤波电路；整流滤波电路的电压正端与光耦隔离器的第四引脚连接，整流滤波电路的电压负端与N沟道场效应晶体管的源极连接，并且光耦隔离器的第三引脚与N沟道场效应晶体管的栅极连接。本实用新型大大简化了电路结构，降低了损耗，满足全灌胶密封要求。
主设计要求
1.一种充电控制电路，其特征在于：包括用于串联到充电电路的主回路的正极输出线上的N沟道场效应晶体管，所述N沟道场效应晶体管的栅极、源极分别连接有光耦隔离器、供压电路；所述光耦隔离器包括控制电压输入端与驱动电压输出端，所述控制电压输入端包括用于接入控制电压的第一引脚与用于接地的第二引脚；所述驱动电压输出端包括第三引脚与第四引脚；供压电路包括用于从充电电路中的变压器中获取直流电压的整流滤波电路；所述整流滤波电路的电压正端与光耦隔离器的第四引脚连接，整流滤波电路的电压负端与N沟道场效应晶体管的源极连接，并且光耦隔离器的第三引脚与N沟道场效应晶体管的栅极连接。
设计方案
1.一种充电控制电路，其特征在于：包括用于串联到充电电路的主回路的正极输出线上的N沟道场效应晶体管，所述N沟道场效应晶体管的栅极、源极分别连接有光耦隔离器、供压电路；
所述光耦隔离器包括控制电压输入端与驱动电压输出端，所述控制电压输入端包括用于接入控制电压的第一引脚与用于接地的第二引脚；所述驱动电压输出端包括第三引脚与第四引脚；
供压电路包括用于从充电电路中的变压器中获取直流电压的整流滤波电路；所述整流滤波电路的电压正端与光耦隔离器的第四引脚连接，整流滤波电路的电压负端与N沟道场效应晶体管的源极连接，并且光耦隔离器的第三引脚与N沟道场效应晶体管的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括整流二极管D1与滤波电容C1；滤波电容C1与变压器的绕组并联，整流二极管D1串联在绕组与滤波电容C1的正极端之间。
3.根据权利要求2所述的充电控制电路，其特征在于：供压电路还包括限流电阻R1与二极管D3，限流电阻R1串联在滤波电容C1正极端与光耦隔离器的第四引脚之间，二极管D3的阳极与滤波电容C1负极端连接，二极管D3的阴极与光耦隔离器的第四引脚连接。
4.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于：所述光耦隔离器包括发光二极管与能够接收发光二极管的光信号而导通的光敏三极管；所述发光二极管的阳极接第一引脚，发光二极管的阴极接第二引脚；所述光敏三极管的基极用于接收光信号，光敏三极管的其余两个端子分别连接第三引脚与第四引脚。
5.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于：充电电路的主回路的正极输出线上串联有两个N沟道场效应晶体管，分别为N沟道场效应晶体管Q3与N沟道场效应晶体管Q4，N沟道场效应晶体管Q3的源极与N沟道场效应晶体管Q4的源极串联。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种为电池充电的充电控制电路。
背景技术
市面上大部分充电控制电路采用可控硅作为控制充电电路通断的开关器件，可控硅依靠电池激活，并且导通压降（在技术上无法降低导通压降）大，如果输出电流较大，则会带来很大损耗，导致充电效率低下。另外，针对特大电流输出的产品设计，市面采用继电器的方式实现，虽然可现实较低损耗，但是针对全灌胶密封的产品，继电器方式因机械接触需要通气和散热，无法满足全灌胶密封的工艺要求。
场效应晶体管的导通时的电阻较小，导通压降低，损耗较小。场效应晶体管可分为P沟道场效应晶体管与N沟道场效应晶体管，P沟道场效应晶体管型号少，价格高昂，然而N沟道场效应晶体管可供选择的型号较多，价格便宜，但是N沟道场效应晶体管的导通必需满足驱动电压高于充电输出电压的要求。为了实现N沟道场效应晶体管的导通，一般采用倍压整流电路来提高N沟道场效应晶体管的驱动电压，但是这样又会造成电路结构复杂，电路元件增多，成本增加。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种充电控制电路，解决现有技术中依赖复杂的倍压整流电路来提高N沟道场效应晶体管的驱动电压的技术问题。
本实用新型的技术方案如下：一种充电控制电路，包括用于串联到充电电路的主回路的正极输出线上的N沟道场效应晶体管，所述N沟道场效应晶体管的栅极、源极分别连接有光耦隔离器、供压电路；
所述光耦隔离器包括控制电压输入端与驱动电压输出端，所述控制电压输入端包括用于接入控制电压的第一引脚与用于接地的第二引脚；所述驱动电压输出端包括第三引脚与第四引脚；
供压电路包括用于从充电电路中的变压器中获取直流电压的整流滤波电路；所述整流滤波电路的电压正端与光耦隔离器的第四引脚连接，整流滤波电路的电压负端与N沟道场效应晶体管的源极连接，并且光耦隔离器的第三引脚与N沟道场效应晶体管的栅极连接。
优选的，充电电路的主回路的正极输出线上串联有两个N沟道场效应晶体管，分别为N沟道场效应晶体管Q3与N沟道场效应晶体管Q4，N沟道场效应晶体管Q3的源极与N沟道场效应晶体管Q4的源极串联。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、光耦隔离器固有特性是电压输入端输入电压后，电压输出端便会导通，即第三引脚与第四引脚便会接通。当第三引脚与第四引脚接通后，N沟道场效应晶体管的栅极便会获得供压电路的正端电压，由于N沟道场效应晶体管的源极接供压电路的电压负端，那么栅极与源极之间的驱动电压便是供压电路两端的电压。并且，N沟道场效应晶体管串联在充电电路的主回路的正极输出线上，则N沟道场效应晶体管的源极接在正极输出线上，由于供压电路的电压负端接在源极上，那么供压电路的电压负端相当于接在正极输出线上，则供压电路的电压负端的电压等于正极输出线上的充电输出电压。因此，栅极与源极之间的驱动电压始终会高于充电输出电压，高出部分即等于供电电路两端的电压。
2、本实用新型对充电电路的通断控制机制十分简单，只需从控制电压输入端给光耦隔离器输入一个高地的电压，便能接通驱动电压输出端，从而使N沟道场效应晶体管获得高于充电输出电压的驱动电压，进而导通。
3、N沟道场效应晶体管本身具有双向导通功能，并且在内部本身就并联有二极管。N沟道场效应晶体管Q3与N沟道场效应晶体管Q4串联后，利用自身的二极管，Q3起到对电池反接的保护作用，Q4起到防止电流电池的电流倒灌入充电电路的作用。
4、由于采用了N沟道场效应晶体管作为开关，能够大大降低损耗，提供充电效率，能够完全切断充电电路对电池的充电，避免输出空载电压，满足法规要求的空载输出电压低于24.5V。
5、由于N沟道场效应晶体管为非机械式接触，对通气与散热的要求降低，可适应全灌胶密封的工艺要求。
附图说明
图1是充电控制电路对充电电路的控制原理图。
具体实施方式
为了更好的说明本实用新型的充电控制电路的原理，将本实用新型的充电控制电路接入到充电电路上，参考图1所示。
充电电路的主回路的正极输出线上的串联有N沟道场效应晶体管Q4， N沟道场效应晶体管Q4的栅极（1脚）、源极（3脚）分别连接光耦隔离器、供压电路；
光耦隔离器包括控制电压输入端与驱动电压输出端，控制电压输入端包括用于接控制电压的第一引脚与用于接地的第二引脚；驱动电压输出端包括第三引脚与第四引脚；
供压电路包括用于从充电电路中的变压器中获取直流电压的整流滤波电路；所述整流滤波电路的电压正端与第四引脚连接，整流滤波电路的电压负端与N沟道场效应晶体管的源极连接，并且光耦隔离器的第三引脚与N沟道场效应晶体管的栅极连接。
当第三引脚与第四引脚接通后，N沟道场效应晶体管的栅极便会获得供压电路的正端电压，由于N沟道场效应晶体管的源极接供压电路的电压负端，那么栅极与源极之间的驱动电压便是供压电路两端的电压。并且，N沟道场效应晶体管串联在充电电路的主回路的正极输出线上，则N沟道场效应晶体管的源极接在正极输出线上，由于供压电路的电压负端接在源极上，那么供压电路的电压负端相当于接在正极输出线上，则供压电路的电压负端的电压等于正极输出线上的充电输出电压。因此，栅极与源极之间的驱动电压始终会高于充电输出电压，高出部分即等于供电电路两端的电压。
单独串联N沟道场效应晶体管Q4便能实现驱动控制与防电流反灌的功能，增加N沟道场效应晶体管Q3是为了对电池反接起到保护作用，N沟道场效应晶体管Q3的源极与N沟道场效应晶体管Q4的源极串联， N沟道场效应晶体管Q3、Q4的栅极（1脚）、源极（3脚）分别连接光耦隔离器、供压电路。
因N沟道场效应晶体管有内置体二极管，所以电池在反接的时候的Q3不开通，且体二极管也是反向阻断，实现反接保护，当电池正向连接时，且整机不工作时，Q4不开通，且Q4的体二极管反向阻断电流倒灌。此电路开通工作时N沟道场效应管仅相当于一个开关，唯一的损耗仅存在场效应管的导通时的电阻，电阻越小，损耗就越小，在如今技术上场效应管的导通电阻可做到很小，但是可控硅确无法做到。
整流滤波电路包括整流二极管D1与滤波电容C1；滤波电容C1与变压器的绕组并联，整流二极管D1串联在绕组与滤波电容C1的正极端之间，从而将交流电整流为直流电，并为滤波电容C1充电，使滤波电容C1两端形成直流电压。
供压电路还包括限流电阻R1与二极管D3，限流电阻R1串联在滤波电容C1正极端与光耦隔离器的第四引脚之间，二极管D3的阳极与滤波电容C1负极端连接，二极管D3的阴极与光耦隔离器的第四引脚连接。限流电阻R1防止电流过大而烧毁光耦隔离器，二极管D3防止电流倒灌入滤波电容C1。
光耦隔离器包括发光二极管与能够接收发光二极管的光信号而导通的光敏三极管；所述发光二极管的阳极接第一引脚，发光二极管的阴极接第二引脚；所述光敏三极管的基极用于接收光信号，光敏三极管的其余两个端子分别连接第三引脚与第四引脚。光敏三极管分为PNP型与NPN型，PNP型的导通方向与NPN型的导通方向相反，若为NPN型，则集电极接第四引脚，发射集接第三引脚，反之亦反。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921075120.2
申请日:2019-07-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:85(重庆)
授权编号:CN209805480U
授权时间:20191217
主分类号:H02J7/00
专利分类号:H02J7/00
范畴分类:37P;
申请人:重庆和诚电器有限公司
第一申请人:重庆和诚电器有限公司
申请人地址:401336 重庆市南岸区茶花路2号
发明人:王龙
第一发明人:王龙
当前权利人:重庆和诚电器有限公司
代理人:周玉玲
代理机构:50212
代理机构编号:重庆博凯知识产权代理有限公司 50212
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计