便攜小功率充電電源的製作方法

2023-06-09 12:45:26 3

便攜小功率充電電源的製作方法
【專利摘要】便攜小功率充電電源，包括主功率單元、電池充電單元和輸出濾波單元，與現有的技術相比本實用新型所具有的有益效果如下：增加了多路輸出，可減少測試設備供電電源的數量；帶有充電功能，實現便攜測試設備可充電化，便於提供可持續的供電電能，增加了便攜測試設備的續航能力；具備電池供電功能，在設備外部電源斷開的情況下，可以保證便攜測試設備可持續工作，並通過該電源轉化成用電器所需要的供電電壓。
【專利說明】便攜小功率充電電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種充電電源，特別涉及一種50W便攜小功率充電電源。
【背景技術】
[0002]目前測試設備領域正逐步趨向一體化、小型化、便攜化、多功能化、高效率化、高壽命化、高可靠性化的發展方向。在全球能源日趨緊張的環境下，如何提高電氣設備的使用效率，使用壽命最大化，設備可靠性最強化的研究方向下，設計製造節能環保，電能循環利用，多功能化一體化設備，成為電力電子領域各位研究人員共同達成的目標。基於上述的技術和產業發展背景，結合目前測試設備供電使用的狀況，本人提出了一種便攜小功率充電電源，即在現有的測試設備供電電源的基礎上增加帶有充電功能並帶有電池供電功能的一體化供電電源。實現便攜測試設備電源的輸出多通道化、可充電化、電池供電化等功能。
實用新型內容
[0003]本實用新型的發明目的是設計一種在便攜測試設備領域引入帶充電功能，並在外界電源斷開的情況下，保持測試設備可持續供電的一體化電源的設計思路。通過在常規便攜測試設備供電電源的基礎上，增加充電功能，並增加電池供電功能。實現便攜測試設備電源的一體化、小型化、便攜化、多功能化、高效率化、高壽命化、高可靠性化等功能，其具體的技術方案是:
[0004]便攜小功率充電電源，包括主功率單元、電池充電單元和輸出濾波單元；
[0005]主功率單元由依次連接的交流輸入，EMI濾波，整流濾波和功率變換單元組成，功率變換單元PWM控制採用N1-NCP1217A晶片，功率變換單元採用MOS開關管V5IRFPE50做主電路的單端正激型開關電路；
[0006]電池充電單元包括N4-LTC4008EGN晶片構成的BUCK型降壓充電電源和N5-LM258晶片構成的充電指示燈控制電路；
[0007]輸出濾波單元輸出24V，12V兩路直流輸出電壓。
[0008]與現有的技術相比本發明所具有的有益效果如下:增加了多路輸出，可減少測試設備供電電源的數量；帶有充電功能，實現便攜測試設備可充電化，便於提供可持續的供電電能，增加了便攜測試設備的續航能力；具備電池供電功能，在設備外部電源斷開的情況下，可以保證便攜測試設備可持續工作，並通過該電源轉化成用電器所需要的供電電壓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1便攜小功率充電電源的電路原理框圖；
[0010]圖2便攜小功率充電電源的電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面闡述的實施例代表允許本領域技術人員實踐本實用新型的必要信息，並且示出實踐本實用新型的最佳方式。一旦根據附圖閱讀了以下的描述，本領域技術人員就將理解本實用新型的構思並且將認識到此處未特別闡明的這些構思的應用。應當理解，這些構思和應用落入本公開和所附權利要求書的範圍。
[0012]本實用新型便攜小功率充電電源的機殼、散熱系統採用一體化設計，主散熱器採用機箱外殼做散熱器，四周和底板都是採用沒有散熱齒的鋁散熱器，它們共同形成一體化散熱器設計。對外接口包括:輸入電壓接口(連接器Y50EX-08033ZJ10S)、電池組輸入接口(連接器 YS0EX-0804ZK10S)、24V 輸出接口(連接器 Y50EX-0804ZK10S)、12V 輸出(連接器YS0EX-0804ZK10S)。交流輸入電壓為220V，直流輸出電壓分別為24V，12V兩路輸出電壓，每一路的輸出功率分別為10W, 36W,同時還可提供一路充電輸出，交流供電時，該輸出可為電池充電；交流斷開時，電池開始供電。該輸出恆壓充電電壓為25.2V,恆流充電電流為5A,整機工作如下，交流220V電源上電後，經過整流濾波後，功率電路開始工作，輸出一個電壓27V，最大電流5.2A的直流電壓。這個直流電壓進入充電電路和輸出濾波電路。實現了充電電源輸出電壓的要求。如圖1、2所示，其具體電路如下:
[0013]交流輸入電路主要的器件包括保險絲F1，熱敏電阻RT1，壓敏電阻RM1，共模電感器L2、L3，Y電容C9、C15，X電容C13、C16，整流橋D1，電解電容C12組成，實現了交流輸入功能，經過整流濾波後，得到+300V的直流電壓，去向主功率電路。其中共模電感器和Y電容用來吸收電源的共模噪聲，X電容用來吸收電源的差模噪聲，提高產品的EMI特性。主功率電路是使用集成電路N1-NCP1217A做PWM控制，使用MOS開關管V5IRFPE50做主電路的單端正激型拓撲的開關電源實現。高壓直流經過電阻R16為集成電路NI提供啟動電壓，集成電路啟動後，輸出PWM驅動信號，驅動MOS管開關工作，高壓直流經過變壓器Tl的變換，再經過副邊整流濾波後，得到27V / 5.2A的輸出直流電壓，電感器LI的輔助繞組和電阻R13，二極體V8構成了集成電路的輔助供電。電阻R18、R22、R23、R25、R26，三端穩壓器N3-LM431和電容C21構成了輸出電壓採樣電路，將採樣到的電壓信號通過光耦控制，傳送至集成電路NI的反饋管腳，實現輸出電壓的穩壓功能。
[0014]充電電路使用集成電路N4-LTC4008EGN，這款晶片是專用的充電控制晶片，通過外圍電阻電容和MOS管，構成了一個BUCK型降壓充電電源，能夠實現最大輸出電壓為28V,最大輸出電流為4A的鋰電池充電電源。本設計為輸出25.2V / 3A的充電電源。電阻R29為輸出電流採樣電阻，晶片通過採集這個電阻上的電壓信號，來確定最大充電電流。集成電路N5-LM258，電阻R42-R51，電容C30-C32，三端穩壓器N7-LM431，三極體Q4-8050，二極體D2-1N4148共同構成了充電指示燈控制電路，當充電電流小於最大充電電流的10 %時，亮綠燈，顯示為電池充滿狀態；否則亮紅燈，顯示為充電狀態。
[0015]通過開關S控制繼電器Kl來進行交流供電和電池供電之間的切換。當開關在開的位置處，此時為交流供電，主功率單元輸出的27V電壓進入輸出濾波單元，分別給兩個電源模塊供電，實現輸出24V / 0.42A和12V / 3A的直流輸出。同時這個27V電壓還供給了充電控制電路，為電池提供充電電壓和電流。當交流供電斷開，電池電壓進入輸出濾波單元，保證兩路直流電壓輸出。當開關在關的位置處，交流供電，電源不工作；電池接入時，充電指示燈綠燈亮，顯示電池電壓正常。
[0016]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。
【權利要求】
1.便攜小功率充電電源，包括主功率單元、電池充電單元和輸出濾波單元；其特徵是:主功率單元由依次連接的交流輸入，EMI濾波，整流濾波和功率變換單元組成，功率變換單元PWM控制採用N1-NCP1217A晶片，功率變換單元採用MOS開關管V5IRFPE50做主電路的單端正激型開關電路； 電池充電單元包括N4-LTC4008EGN晶片構成的BUCK型降壓充電電源和N5-LM258晶片構成的充電指示燈控制電路； 輸出濾波單元輸出24V，12V兩路直流輸出電壓。
【文檔編號】H02J9/06GK203761113SQ201420160716
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】沈茂盛, 韓聳, 馬振 申請人:沈茂盛