一种大功率恒流充电电源论文和设计-何基原

全文摘要

本实用新型公开了一种大功率恒流充电电源，包括：EMI滤波模块、AC‑DC全桥整流滤波模块、DC‑AC高频谐振模块、变压器模块、全波整流模块以及至少一个连接在全波整流模块输出端的单管恒流充电模块，EMI滤波模块连接AC‑DC全桥整流滤波模块，AC‑DC全桥整流滤波模块的输出连接DC‑AC高频谐振模块的输入端，DC‑AC高频谐振模块的输出端通过变压器模块连接全波整流模块。本实用新型采用DC‑AC高频谐振模块，开关损耗较小，因此在保持高效率的基础上提高开关频率，就能够减小装置的体积，增大功率密度；本实用新型AC‑DC全桥整流滤波模块的输出连接DC‑AC高频谐振模块的输入端，所述DC‑AC高频谐振模块的输出端通过变压器模块连接全波整流模块，能够实现多个充电电池同时充电。

主设计要求

1.一种大功率恒流充电电源，其特征在于，包括：EMI滤波模块、AC-DC全桥整流滤波模块、DC-AC高频谐振模块、变压器模块、全波整流模块以及至少一个连接在全波整流模块输出端的单管恒流充电模块，所述EMI滤波模块连接AC-DC全桥整流滤波模块，AC-DC全桥整流滤波模块的输出连接DC-AC高频谐振模块的输入端，所述DC-AC高频谐振模块的输出端通过变压器模块连接全波整流模块。

设计方案

2.根据权利要求1所述的大功率恒流充电电源，其特征在于，所述EMI滤波模块包括电容C2、差模电感L1、L3，输入端分别连接差模电感L1、L3的一端并且输入端之间并联电容C2，差模电感L1、L3的另外一端并联电容C4，电容C4的两端并联电容C1和电容C6的串联电路，电容C1和电容C6的串联的中间节点连接地GND，并且差模电感L1、L3的另外一端连接共模电感L2，所述共模电感L2的输出端连接AC-DC全桥整流滤波模块。

3.根据权利要求1所述的大功率恒流充电电源，其特征在于，DC-AC高频谐振模块包括全桥DC-AC变换模块和LLC谐振电路。

4.根据权利要求1所述的大功率恒流充电电源，其特征在于，所述单管恒流充电模块包括保险丝、稳压管、电阻R10、NPN晶体管、电阻R2，全波整流模块输出通过保险丝连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接稳压管的阴极，稳压管的阳极连接地GND，稳压管的阴极连接NPN晶体管的基极，NPN晶体管的发射极通过电阻R2连接GND，NPN晶体管的集电极与保险丝的之间连接待充电电池。

5.根据权利要求4所述的大功率恒流充电电源，其特征在于，在电阻R2的两端并联电阻R1和LED的串联电路。

6.根据权利要求4所述的大功率恒流充电电源，其特征在于，电阻R2通过开关S1连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接到第GND。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及充电电源技术领域，尤其涉及一种大功率恒流充电电源。

背景技术

镍镉电池是一种直流供电电池，镍镉电池可重复500次以上的充放电，经济耐用。其内部抵制力小，既内阻很小，可为负载提供大电流，而且放电时电压变化很小，是一种非常理想的直流供电电池。镍镉电池具有诸多优点如高寿命、优异的防线性能以及高倍率的充电性能和大范围温度适应性，使得其被大量使用。如外出拍摄节目或新闻采访，一般均使用便携式摄录设备，便携摄录设备就需要配套使用电池，能否高效地为多个镍铬电池充电，以保证连续长时间工作时的拍摄工作顺利进行至关重要。

而现有技术中大多仅能为数量较少的镍铬电池充电，不能满足户外设备长时间作业后集中充电的要求，因此如何提供大功率稳定电流输出的使数量较多的镍铬电池同时充电的充电电源，是本领域需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何提供大功率稳定电流输出的，有效地解决数量较多的镍铬电池同时充电的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案。

提供一种大功率恒流充电电源，包括：EMI滤波模块、AC-DC全桥整流滤波模块、DC-AC高频谐振模块、变压器模块、全波整流模块以及至少一个连接在全波整流模块输出端的单管恒流充电模块，所述EMI滤波模块连接AC-DC全桥整流滤波模块，AC-DC全桥整流滤波模块的输出连接DC-AC高频谐振模块的输入端，所述DC-AC高频谐振模块的输出端通过变压器模块连接全波整流模块。

进一步地，所述EMI滤波模块包括电容C2、差模电感L1、L3，输入端分别连接差模电感L1、L3的一端并且输入端之间并联电容C2，差模电感L1、L3的另外一端并联电容C4，电容C4的两端并联电容C1和电容C6的串联电路，电容C1和电容C6的串联的中间节点连接地GND，并且差模电感L1、L3的另外一端连接共模电感L2，所述共模电感L2的输出端连接AC-DC全桥整流滤波模块。

进一步地，DC-AC高频谐振模块包括全桥DC-AC变换模块和LLC谐振电路。

进一步地，所述单管恒流充电模块包括保险丝、稳压管、电阻R10、NPN晶体管、电阻R2，全波整流模块输出通过保险丝连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接稳压管的阴极，稳压管的阳极连接地GND，稳压管的阴极连接NPN晶体管的基极，NPN晶体管的发射极通过电阻R2连接GND，NPN晶体管的集电极与保险丝的之间连接待充电电池。

再进一步地，在电阻R2的两端并联电阻R1和LED的串联电路。

电阻R2通过开关S1连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接到第GND。

本实用新型所取得有益技术效果：

1.本实用新型采用DC-AC高频谐振模块，开关损耗较小，因此在保持高效率的基础上提高开关频率，就能够减小装置的体积，增大功率密度；本实用新型AC-DC全桥整流滤波模块的输出连接DC-AC高频谐振模块的输入端，所述DC-AC高频谐振模块的输出端通过变压器模块连接全波整流模块，能够实现多个充电电池同时充电；

2.本实用新型具有充电指示电路，能够显示充电电路的通断情况；

3.本实用新型可调节充电电流大小，适用范围更广。

附图说明

图1是本实用新型的原理结构框图；

图2是本实用新型具体实施例EMI滤波模块电路原理图；

图3是本实用新型具体实施例DC-AC高频谐振模块电路原理图；

图4是本实用新型具体实施例单管恒流充电模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

图1是本实用新型的原理结构框图；图1示出了一种大功率恒流充电电源，包括：EMI滤波模块、AC-DC全桥整流滤波模块、DC-AC高频谐振模块、变压器模块、全波整流模块以及至少一个连接在全波整流模块输出端的单管恒流充电模块，所述EMI滤波模块连接AC-DC全桥整流滤波模块，AC-DC全桥整流滤波模块的输出连接DC-AC高频谐振模块的输入端，所述DC-AC高频谐振模块的输出端通过变压器模块连接全波整流模块。

图2是本实用新型具体实施例EMI滤波模块电路原理图；EMI滤波器主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。实际上它是利电感和电容的特性，使频率为50Hz左右的交流电可以顺利通过滤波器，但高于50Hz以上的高频干扰杂波被滤波器滤除，所以EMI滤波器有时称为低通滤波器其意义为，低频可以通过，而高频则被滤除。图2示出了EMI滤波电路直接与电网接触，其作用是滤除外部交流输入的突发脉冲和高频干扰，并且也减少开关电源对电网的电磁干扰，主要包括共模和差模两个模块。其中电容C4起到了差模滤波电容的作用，电容C1和C6起到了共模滤波电容的作用，差模电感可采用差模扼流圈，共模电感可采用共模扼流圈。

图3是本实用新型具体实施例DC-AC高频谐振模块电路原理图；图3示出了DC-AC高频谐振模块包括全桥DC-AC变换模块和LLC谐振电路。LLC谐振能够在全负载范围内，实现原边开关器件的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS)，由于开关损耗较小，因此在保持高效率的基础上提高开关频率，就能够减小装置的体积，增大功率密度。所述全桥DC-AC变换模块连接LLC谐振电路，这里的谐振电路可以滤除DC-AC变换模块输出方波电压中的高次谐波，还可为功率开关提供软开关条件。LLC谐振电路包含MOSFET的控制器(在图中未示出)，用于以特定占空比交替驱动四个MOSFET，随负载变化而改变工作频率调节输出电压。控制器驱动LLC谐振电路中的MOSFET为现有技术，此处不做赘述。

图4是本实用新型具体实施例单管恒流充电模块电路原理图。图4示出了所述单管恒流充电模块包括保险丝、稳压管、电阻R10、NPN晶体管、电阻R2，全波整流模块输出通过保险丝连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接稳压管的阴极，稳压管的阳极连接地GND，稳压管的阴极连接NPN晶体管的基极，NPN晶体管的发射极通过电阻R2连接GND，NPN晶体管的集电极与保险丝的之间连接待充电电池。图4中NPN晶体管提到恒流作用，其恒刘志有稳压管和电阻R2决定，优选地，稳压管选择5V，电阻R2取30～60欧，充电电流约为50～110mA。该电路可对1～4节5号镍镉电池充电，充电时间为10～12小时。晶体管VT1可用3DD15或DS11(塑封)功率管，安装时，VT1管应加散热器。本实用新型在单管恒流充电模块的输入端增加了保险丝，当充电模块发生短路情况，超过保险丝额定参数即断开。由于该实用新型未加充电控制电路，使用时应掌握充电时间，以保证安全充电。

进一步地，为了指示充电电路的连通情况，在电阻R2的两端并联电阻R1和LED的串联电路，R3可取200～500欧，其和LED组成充电指示电路，接上充电电池，LED就会发光；若LED不发光，说明电池接触不良。

再进一步地，为了调节充电电流，在具体实施例中，电阻R2通过开关S1连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接到第GND。当断开开关，电阻R2决定了充电电流的大小，当合上开关，电阻R2和电阻R7的并联电阻决定了充电电流的大小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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