一种基于启动电流监测电路的锂离子电池用充电电源

本发明涉及电子领域，具体的说，是一种基于启动电流监测电路的锂离子 电池用充电电源。

目前，锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于手机、摄录像机、笔记 本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。 然而，现有的锂离子电池用充电电源存在输出电压和电流不稳定，从而导致锂 离子电池过充，缩短了锂离子电池的使用寿命。同时，现有的锂离子电池用充 电电源还存在输出功率低的问题，从而导致锂离子电池充电时间过长。

因此，提供一种既能输出稳定的电压和电流，又能提高输出功率的锂离子 电池用充电电源便是当务之急。

本发明的目的在于克服现有技术中的锂离子电池用充电电源存在输出电压 和电流不稳定，以及输出功率低的缺陷，提供的一种基于启动电流监测电路的 锂离子电池用充电电源。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于启动电流监测电路的锂离子电 池用充电电源，主要由控制芯片U2，二极管整流器U1，变压器T，串接在二极 管整流器U1的两个输入端之间的热敏电阻RT，正极与二极管整流器U1的负极 输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1， 一端与极性电容C1的负极相连接、另一端接地的电阻R1，串接在二极管整流 器U1的正极输出端与控制芯片U2的VDD管脚之间的低通滤波电路，串接在 控制芯片U2与变压器T原边之间的晶闸管稳压电路，分别与变压器T副边电 感线圈L4的同名端和控制芯片U2相连接的功率调整电路，以及与功率调整电 路相连接的启动电流监测电路组成；所述低通滤波电路分别与变压器T原边电 感线圈L2的同名端和晶闸管稳压电路相连接；所述变压器T原边电感线圈L2 的非同名端和其副边电感线圈L4的非同名端均接地；所述控制芯片U2的GND 管脚接地。

所述启动电流监测电路由放大器P1，放大器P2，场效应管MOS2，正极 与放大器P1的正极输入端相连接、负极经电阻R15后接地的极性电容C9，P 极经电阻R16后与放大器P1的正极输入端相连接、N极经电阻R18后与场效应 管MOS2的源极相连接的二极管D6，负极经电阻R17后与放大器P1的负极输 入端相连接、正极顺次经电阻R19和电感L5后与放大器P1的输出端相连接的 极性电容C10，P极与放大器P1的输出端相连接、N极与场效应管MOS2的栅 极相连接的二极管D7，正极经可调电阻R20后与放大器P2的输出端相连接、 负极与放大器P2的正极输入端相连接的极性电容C11，以及正极顺次经电阻R22 和电阻R21后与放大器P2的输出端相连接、负极与放大器P2的负极输入端相 连接后接地的极性电容C12组成；所述场效应管MOS2的源极与放大器P1的输 出端相连接，其场效应管MOS2的漏极与放大器P2的正极输入端相连接；所述 极性电容C10的负极接地；所述极性电容C9的负极作为启动电流监测电路的输 入端并与功率调整电路相连接；所述放大器P2的输出端作为启动电流监测电路 的输出端。

所述低通滤波电路由正极经电阻R2后与二极管整流器U1的正极输出端相 连接、负极接地的极性电容C2，正极与二极管整流器U1的正极输出端相连接、 负极经电感L1后与极性电容C2的正极相连接的极性电容C3，P极经电阻R3 后与极性电容C3的正极相连接、N极经电阻R9后与控制芯片U2的VDD管脚 相连接的稳压二极管D2，以及正极与稳压二极管D2的N极相连接、负极经电 阻R5后与变压器T原边电感线圈L2的同名端相连接的极性电容C6组成；所 述极性电容C3的负极与稳压二极管D2的P极相连接后接地；所述极性电容C3 的正极与晶闸管稳压电路相连接。

所述晶闸管稳压电路由场效应管MOS1，一端与控制芯片U2的Q管脚相 连接、另一端与场效应管MOS1的栅极相连接的电阻R8，正极与场效应管MOS1 的漏极相连接、负极接地的极性电容C7，N极与极性电容C7的负极相连接、P 极经电阻R10后与控制芯片U2的SC管脚相连接的二极管D4，N极与场效应 管MOS1的源极相连接、P极经电阻R4后与变压器T原边电感线圈L3的非同 名端相连接的二极管D3，以及正极与极性电容C3的正极相连接、负极与二极 管D3的P极相连接的极性电容C4组成；所述极性电容C4的负极与变压器T 原边电感线圈L3的同名端相连接。

所述功率调整电路由三极管VT1，三极管VT2，负极与三极管VT1的集 电极相连接、正极电阻R11后与控制芯片U2的RI管脚相连接的极性电容C8， 一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与控制芯片U2的FB管脚相连接的电 阻R12，N极经电阻R7后与三极管VT2的基极相连接、P极顺次经电阻R14 后与电阻R13后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D5，一端与三极管VT2 的集电极相连接、另一端接地的电阻R6，以及P极与变压器T副边电感线圈 L4的同名端相连接、N极经极性电容C5后与三极管VT2的发射极相连接的稳 压二极管D1组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述三极管VT2的发射极 与极性电容C9的负极相连接；所述稳压二极管D1的N极作为功率调整电路的 输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U2则优先采用PT4304集成芯 片来实现。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能为锂离子电池提供充电时所需的4.2V基准电压；同时，本 发明能对锂离子电池进行恒流充电至4.2V转入恒压充电，从而本发明能为锂离 子电池提供稳定的充电电压、电流，有效的防止锂离子电池出现过充。

(2)本发明能对锂离子电池的瞬态电压降能情况对输出的电压、电流进行 调整，即本发明能根据锂离子电池的瞬态电压降能情况输出相应的电压、电流， 从而确保本发明能对锂离子电池提供稳定而准确的电压、电流，有效的防止锂 离子电池出现过充。

(3)本发明能将输出电流提高到锂离子电池容量的1.6倍，从而提高了本 发明输出功率，使锂离子电池的充电时间比现有的充电电源为锂离子电池充电 的时间缩短了1小时左右。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的启动电流监测电路的电路结构示意图。

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施 方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U2，二极管整流器U1，变压器T， 热敏电阻RT，极性电容C1，电阻R1，启动电流监测电路，低通滤波电路，晶 闸管稳压电路，以及功率调整电路组成。

连接时，热敏电阻RT串接在二极管整流器U1的两个输入端之间。极性 电容C1的正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、其负极与二极管整流 器U1的正极输出端相连接。启动电流监测电路与功率调整电路相连接。电阻 R1的一端与极性电容C1的负极相连接、其另一端接地。低通滤波电路串接在 二极管整流器U1的正极输出端与控制芯片U2的VDD管脚之间。晶闸管稳压 电路串接在控制芯片U2与变压器T原边之间。功率调整电路分别与变压器T 副边电感线圈L4的同名端和控制芯片U2相连接。

所述低通滤波电路分别与变压器T原边电感线圈L2的同名端和晶闸管稳 压电路相连接；所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端和其副边电感线圈 L4的非同名端均接地；所述控制芯片U2的GND管脚接地；所述二极管整流 器U1的输入端与外部电源相连接。

进一步地，所述低通滤波电路由电阻R2，电阻R3，电阻R5，电阻R9， 极性电容C2，极性电容C3，极性电容C6，电感L1，以及稳压二极管D2组成。

连接时，极性电容C2的正极经电阻R2后与二极管整流器U1的正极输出 端相连接、其负极接地。极性电容C3的正极与二极管整流器U1的正极输出端 相连接、其负极经电感L1后与极性电容C2的正极相连接。稳压二极管D2的P 极经电阻R3后与极性电容C3的正极相连接、其N极经电阻R9后与控制芯片 U2的VDD管脚相连接。极性电容C6的正极与稳压二极管D2的N极相连接、 其负极经电阻R5后与变压器T原边电感线圈L2的同名端相连接。所述极性电 容C3的负极与稳压二极管D2的P极相连接后接地；所述极性电容C3的正极 与晶闸管稳压电路相连接。

其中，所述晶闸管稳压电路由场效应管MOS1，电阻R4，电阻R8，电阻 R10，极性电容C4，极性电容C7，二极管D3，以及二极管D4组成。

连接时，电阻R8的一端与控制芯片U2的Q管脚相连接、其另一端与场 效应管MOS1的栅极相连接。极性电容C7的正极与场效应管MOS1的漏极相 连接、其负极接地。二极管D4的N极与极性电容C7的负极相连接、其P极经 电阻R10后与控制芯片U2的SC管脚相连接。二极管D3的N极与场效应管 MOS1的源极相连接、其P极经电阻R4后与变压器T原边电感线圈L3的非同 名端相连接。极性电容C4的正极与极性电容C3的正极相连接、其负极与二极 管D3的P极相连接。所述极性电容C4的负极与变压器T原边电感线圈L3的 同名端相连接。

更进一步地，所述功率调整电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R6， 电阻R7，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，极性电容C5，极性电容 C8，稳压二极管D1，以及二极管D5组成。

连接时，极性电容C8的负极与三极管VT1的集电极相连接、其正极电阻 R11后与控制芯片U2的RI管脚相连接。电阻R12的一端与三极管VT1的基极 相连接、其另一端与控制芯片U2的FB管脚相连接。二极管D5的N极经电阻 R7后与三极管VT2的基极相连接、其P极顺次经电阻R14后与电阻R13后与 三极管VT1的发射极相连接。

同时，电阻R6的一端与三极管VT2的集电极相连接、其另一端接地。稳 压二极管D1的N极与极性电容C5的正极相连接，所述极性电容C5的负极与 三极管VT2的发射极相连接，所述稳压二极管D1的P极与变压器T副边电感 线圈L4的同名端相连接。所述三极管VT1的集电极接地；所述三极管VT2的 发射极与极性电容C9的负极相连接；所述稳压二极管D1的N极作为功率调整 电路的输出端。

如图2所示，所述启动电流监测电路由放大器P1，放大器P2，场效应管 MOS2，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，可调电阻R20， 电阻R21，电阻R22，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，电感L5， 极性电容C12，二极管D6，以及二极管D7组成。

连接时，极性电容C9的正极与放大器P1的正极输入端相连接、其负极经 电阻R15后接地。二极管D6的P极经电阻R16后与放大器P1的正极输入端相 连接、其N极经电阻R18后与场效应管MOS2的源极相连接。极性电容C10的 负极经电阻R17后与放大器P1的负极输入端相连接、其正极顺次经电阻R19 和电感L5后与放大器P1的输出端相连接。

同时，二极管D7的P极与放大器P1的输出端相连接、其N极与场效应 管MOS2的栅极相连接。极性电容C11的正极经可调电阻R20后与放大器P2 的输出端相连接、其负极与放大器P2的正极输入端相连接。极性电容C12的正 极顺次经电阻R22和电阻R21后与放大器P2的输出端相连接、其负极与放大器 P2的负极输入端相连接后接地。

所述场效应管MOS2的源极与放大器P1的输出端相连接，其场效应管 MOS2的漏极与放大器P2的正极输入端相连接；所述极性电容C10的负极接地； 所述极性电容C9的负极作为启动电流监测电路的输入端并与功率调整电路相连 接；所述放大器P2的输出端作为启动电流监测电路的输出端并与功率调整电路 的输出端共同形成本发明的输出端。

运行时，本发明能为锂离子电池提供充电时所需的4.2V基准电压；同时， 本发明能对锂离子电池进行恒流充电至4.2V转入恒压充电，从而本发明能为锂 离子电池提供稳定的充电电压、电流，有效的防止锂离子电池出现过充。

同时，本发明能对锂离子电池的瞬态电压降能情况对输出的电压、电流进 行调整，即本发明能根据锂离子电池的瞬态电压降能情况输出相应的电压、电 流，从而确保本发明能对锂离子电池提供稳定而准确的电压、电流，有效的防 止锂离子电池出现过充。本发明能将输出电流提高到锂离子电池容量的1.6倍， 从而提高了本发明的输出功率，使锂离子电池的充电时间比现有的充电电源为 锂离子电池充电的时间缩短了1小时左右。为了本发明的实际使用效果，所述 控制芯片U2则优先采用了稳定性优越的PT4304集成芯片来实现。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。