專利名稱：基于top24x集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器的制作方法
技術領域：
發明涉及開關電源領域，尤其涉及電池充電器。
背景技術：
目前，開關電源的應用越來越廣泛，比如現有的電池充電器基本上都是用開關電源方式來實現的。判斷一個電池充電器產品的優劣就在于其成本的高低、功能性是否良好、安全性是否有保障及可靠性是否很高等方面。目前，電池充電器電路主要是以電源管理芯片加功率開關管的方式來實現開關電源初級電路的PWM調節。由于這種方式實現的電池充電器電路中使用了較多的元器件，因此，此類產品的產品不良率、成本和EMI都比較高。
還有一些電池充電器電路通過RCC方式實現，此類電池充電器電路雖然省掉了電源管理芯片，但依然需要通過較多的元器件來實現，因此其產品不良率、EMI問題依然較高，并且充電效率低。另一方面，T0P24X集成芯片因其高集成效能(將M0SFET、PWM控制、故障保護、電路檢測和其他功能集成于一體)、外部元件少、EMI低、保護功能強大等優點而在開關電源領域中得到了廣泛應用。但電池充電器在功能要求上的特殊性使得其在電池充電器領域中的應用上仍然是個空缺。
發明內容針對上述現有技術中的問題與缺點，本新型實用提出了一種基于T0P24X集成芯片的電池充電器，T0P24X屬于第四代TOPSwitch-GX系列產品，利用其集成度高、外部元件少和自身所帶的過溫、過流等保護功能，能有效降低產品的制造成本和提高產品的抗電磁干擾性能，同時也使電池充電器的生產工藝更加簡便、安全性和可靠性更高。為實現該目的，本發明采用如下技術方案一種基于T0P24X集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器，包括T0P24X集成芯片電路模塊(I)、主輸出電路模塊(2)、恒流電路模塊(3)、恒壓電路模塊(4)、單片機智能控制系統模塊(5 )，其中，所述T0P24X集成芯片電路模塊(I)與主輸出電路模塊(2 )及恒壓電路模塊(4)電連接，而主輸出電路模塊(2)與恒流電路模塊(3)及單片機智能控制系統模塊(5)電連接，恒壓電路模塊(4)與單片機智能控制系統模塊(5)電連接。與現有技術相比，本發明具備如下優點與現有技術中的開關電源管理芯片加功率開關管方案和RCC方案相比，本發明提供的電池充電器的電路更加簡單，外圍元器件更少，抗電磁干擾性能優良，T0P24X集成芯片的集成效能更高，使得產品在成本降低的同時，安全性和可靠性方面也得到改良；此外，本發明在T0P24X集成芯片成熟的開關電源電路上加入了電池充電器所需的恒流、輸出關斷等功能，從而將T0P24X集成芯片的優點應用于電池充電器上，進而形成了本發明的電池充電器。
圖1為本發明基于T0P24X集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器的模塊方框圖；圖2為圖1所示的基于T0P24X集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器的詳細結構圖。
具體實施方式參考圖1-2，根據本發明的一個實施例，一種基于T0P24X集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器包括T0P24X集成芯片電路模塊1、主輸出電路模塊2、恒流電路模塊3、恒壓電路模塊4、單片機智能控制系統模塊5。其中，所述T0P24X集成芯片電路模塊I與主輸出電路模塊2及恒壓電路模塊4電連接，而主輸出電路模塊2與恒流電路模塊3及單片機智能控制系統模塊5電連接，恒壓電路模塊4與單片機智能控制系統模塊5電連接。 所述的T0P24X集成芯片電路模塊共有六個引線端，它們分別為控制端C、線路檢測端L、極限電流設定端X、漏極D、源極S及開關頻率選擇端F。通過漏極D和源極S的不停通斷使變壓器初級產生脈動電流，再通過變壓器耦合到次級，次級再將輸出狀態反饋給控制端C，控制端C再通過其內部集成的一系列控制電路產生一個PWM驅動信號，從而控制漏極D和源極S的通斷時間。利用線路檢測端L可實現四種功能過電壓(OV)保護；欠電壓(UV)保護；電壓前饋(當電網電壓過低時用來降低最大占空比);遠程通/斷(0N/0FF)和同步。而利用極限電流設定端X，可從外部設定芯片的極限電流。開關頻率選擇端F用于選擇開關頻率，多數情況下開關頻率為132KHZ，這有助于減小高頻變壓器及整個開關電源的體積。在一些特殊場合下，可以選擇頻率為66KHz的開關頻率，以減小對外頻率的干擾。此外所述T0P24X集成芯片還內置了過溫保護模塊。所述的輸出關斷電路模塊3，當檢測到電池充電器的輸出電壓或電流小于設定值時，將主輸出電路模塊2斷開。所述的恒壓電路模塊4，用于檢測電池充電器的輸出電壓。當輸出電壓大于設置的電壓值時，產生一個反饋信號到T0P24X集成芯片電路模塊I，使其漏極和源極開通的占空比減小，從而達到了恒壓效果。所述的恒流電路模塊5，用于檢測電池充電器的輸出電流。當輸出電流大于設置的電流值時，產生一個反饋信號到T0P24X集成芯片電路模塊1，使漏極和源極開通的占空比減小，從而達到了恒流效果。當電源上電時，85 265V的交流電通過整流濾波電路10變為直流電，然后，通過變壓器Tl初級到T0P24X集成芯片電路模塊I。當T0P24X集成芯片電路模塊I的漏極D和源極S接收到電壓后開始以132KHZ的頻率斬波產生脈動電流。脈動電流通過變壓器Tl初級耦合到次級，再通過主輸出電路模塊2。同時恒壓電路模塊4也開始起作用。一旦恒壓電路模塊4檢測到輸出直流電壓超過設定值時，恒壓電路模塊4就會產生一個高于2. 5V的反饋信號到TL431的第3腳，使TL431的第2腳和第I腳之間的電阻減小，使通過光電耦合器U2的第I腳和第2腳的電流增大，通過耦合使光電耦合器U2第3腳和第4腳之間的電流增大，同時通過T0P24X集成芯片電路模塊I的第I腳到地的電流增大，使得T0P24X集成芯片電路模塊I的漏極和源極開通的占空比減小，從而限制了輸出電壓的最大值，與此同時其它兩路輔助電路也同樣通過整流濾波電路得到了直流電壓，分別給T0P24X集成芯片電路模塊I和輸出反饋電路供電。恒流電路模塊5的工作方式與恒壓電路模塊4相似。在電池充電器的充電過程中，當檢測到輸出電流大于設定值時，恒流電路模塊5會產生一個高于2. 5V的電平通過Ul和光電耦合器U2到T0P24X集成芯片電路模塊I的門極C端，使其漏極D和源極S的開通占空比減小，從而限制了輸出電流的最大值。當充電器上電后，輸出關斷電路模塊開始檢測充電器輸出，若沒接上電池、電池正負極短路或正負極反接，則充電器輸出關斷。一段時間內若仍然處于以上狀態，則充電器不再打開直到充電器重新上電，若一段時間內充電器良好地接上電池，則充電器正常充電，直至電池充電電流小于設定電流，此時電池充滿，輸出關斷電路模塊關斷輸出。本發明所提供的基于T0P24X集成芯片的充電器具有外部元件少、保護功能強大、抗電磁干擾性能強等優點，使得產品成本降低、安全性和可靠性更高，使其在同類產品中更具有競爭力。因此，上述實施例為本發明較佳的實施方式，但并不僅僅受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，均包含在本發明保護范圍之內。
權利要求
1.一種基于T0P24X集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器，其特征在于包括T0P24X集成芯片電路模塊、主輸出電路模塊、恒流電路模塊、恒壓電路模塊、單片機智能控制系統模塊；其中，所述T0P24X集成芯片電路模塊與主輸出電路模塊及恒壓電路模塊電連接，主輸出電路模塊與恒流電路模塊及單片機智能控制系統模塊電連接，所述恒壓電路模塊與所述單片機智能控制系統模塊電連接。
2.根據權利要求1所述的基于T0P24X集成芯片的單片機智能控制系統電池充電器，其特征在于所述T0P24X集成芯片電路模塊共有六個引線端，即，控制端、線路檢測端、極限電流設定端、漏極、源極及開關頻率選擇端。
全文摘要
本發明公開一種電池充電器，包括TOP24X集成芯片電路模塊、主輸出電路模塊、恒流電路模塊、恒壓電路模塊、單片機智能控制系統模塊；其中，所述TOP24X集成芯片電路模塊與主輸出電路模塊及恒壓電路模塊電連接，主輸出電路模塊與恒流電路模塊及單片機智能控制系統模塊電連接，所述恒壓電路模塊與所述單片機智能控制系統模塊電連接。發明提供的電池充電器的電路更加簡單，外圍元器件更少，抗電磁干擾性能優良，TOP24X集成芯片的集成效能更高，使得產品在成本降低的同時，安全性和可靠性方面也得到改良。
文檔編號H02J7/06GK103001302SQ20121043849
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者孫好庚, 陳海龍 申請人:廣州市君盤實業有限公司