一种基于差分放大电路的电池快速充电电源

本发明涉及电子领域，具体的说，是一种基于差分放大电路的电池快速充电电源。

在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下，世界各国均大力发展节能环保的 充电电池。充电电池作为一种可移动电源被广泛用于手机、相机、笔记本电脑等不同的电子 产品。然而，现有充电电池的充电电源存在充电效率低的问题，导致充电电池的充电时间过 长，无法满足人们的要求。

因此，提供一种能提高充电效率的充电电池用快速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充电电池的充电电源存在充电效率低的缺 陷，提供的一种基于差分放大电路的电池快速充电电源。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于差分放大电路的电池快速充电电源， 主要由变压器T，二极管整流器U1，单向晶闸管VS1，三极管VT1，三极管VT5，正极与二极管整 流器U1的正极输出端相连接、负极与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C1，一端与单向 晶闸管VS1的阳极相连接、另一端与二极管整流器U1的正极输出端相连接的电阻R1，P极与 三极管VT1的发射极相连接、N极与单向晶闸管VS1的调节端相连接的二极管D1，分别与三极 管VT1的基极和处理芯片U2相连接的电压可调控制电路，串接在二极管整流器U1的正极输 出端与电压可调控制电路之间的差分放大电路，以及分别与处理芯片U2和三极管VT5相连 接的充电检测电路组成；所述二极管整流器U1的负极输出端与三极管VT5的基极相连接；所 述单向晶闸管VS1的阴极与处理芯片U2的VCC管脚相连接；所述变压器T副边电感线圈的同 名端与二极管整流器U1的其中一个输入端相连接、其非同名端与二极管整流器U1的另一个 输入端相连接；所述变压器T原边电感线圈的同名端和非同名端则作为本快速充电电源的 输入端；所述处理芯片U2的GND管脚接地。

所述差分放大电路由三极管VT6，三极管VT7，场效应管MOS，负极基于三极管VT6的 发射极相连接、正极经电阻R16后接地的极性电容C9，P极与场效应管MOS的源极相连接、N极 经电阻R15后与极性电容C9的正极相连接的二极管D7，正极经电阻R14后与二极管D7的N极 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C8，一端与极性电容C8的 正极相连接、另一端接地的可调电阻R13，一端与场效应管MOS的源极相连接、另一端与场效 应管MOS的漏极相连接的可调电阻R18，P极与场效应管MOS的漏极相连接、N极作为差分放大 电路的输出端并与电压可调控制电路相连接的稳压二极管D9，正极与场效应管MOS的栅极 相连接、负极与三极管VT7的发射极相连接的极性电容C10，一端与三极管VT6的集电极相连 接、另一端与三极管VT7的基极相连接的电阻R17，正极经电阻R19后与三极管VT7的集电极 相连接、负极接地的极性电容C11，以及P极与三极管VT6的基极相连接、N极与极性电容C11 的负极相连接的二极管D8组成。

所述电压可调控制电路由单向晶闸管VS2，三极管VT2，三极管VT3，P极与三极管 VT2的基极相连接、N极顺次经电阻R2和继电器K后与三极管VT3的集电极相连接的二极管 D2，P极与电阻R2与继电器K的连接点相连接、N极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3， 正极经电阻R3后与稳压二极管D9的N极相连接、负极经电阻R5后与单向晶闸管VS2的阳极相 连接的极性电容C2，负极与三极管VT3的基极相连接、正极与处理芯片U2的OUT管脚相连接 的极性电容C3，正极经电阻R6后与三极管VT3的发射极相连接、负极经电阻R8后与处理芯片 U2的GND管脚相连接的极性电容C5，P极经电阻R4后与极性电容C2的正极相连接、N极经可调 电阻R7后与单向晶闸管VS2的阴极相连接的二极管D4，负极与可调电阻R7的可调端相连接、 正极与单向晶闸管VS2的调节端相连接的极性电容C4，以及串接在三极管VT2的集电极与单 向晶闸管VS2的阳极之间的充电指示灯H1组成；所述二极管D3的P极分别与极性电容C2的正 极和处理芯片U2的VCC管脚相连接；所述三极管VT2的发射极与稳压二极管D9的N极相连接； 所述继电器K的常开触点K-1的一端与单向晶闸管VS1的阳极相连接、其另一端与三极管VT5 的集电极共同形成本快速充电电源的输出端。

所述充电检测电路由三极管VT4，一端与单向晶闸管VS1的阳极相连接、另一端与 三极管VT4的集电极相连接的电阻R12，负极与处理芯片U2的DIS管脚相连接、正极经可调电 阻R10后与三极管VT4的基极相连接的极性电容C7，N极与处理芯片U2的VCC管脚相连接、P极 经电阻R11后与极性电容C7的负极相连接的二极管D6，P极与极性电容C7的负极相连接、N极 与处理芯片U2的THR管脚相连接的二极管D5，串接在三极管VT4的集电极与三极管VT5的发 射极之间的饱和指示灯H2，以及正极经电阻R9后与处理芯片U2的THR管脚相连接、负极与三 极管VT5的集电极相连接的极性电容C6组成；所述极性电容C6的负极与处理芯片U2的GND管 脚相连接；所述三极管VT4的发射极与处理芯片U2的TRIG管脚相连接。

为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U2则优先采用A555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)本发明能对充电电池的瞬间大电流进行消除，有效的消除充电电池的极化现 象，并且本发明能输出大电流对充电电池进行反复充电，且输出的充电电流高于现有充电 电源输出的充电电流10倍以上，从而提高了本发明的充电效率。

(2)本发明能对输入电压的波动进行抑制，并能对输入电流强度进行增强，从而提 高了本发明的充电效率。

(3)本发明的充电速度快，充电时间由原来的3h左右缩短到1小时左右，能节约电 能26％～35％左右，从而提高了本发明的充电效率。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的差分放大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，本发明主要由变压器T，二极管整流器U1，单向晶闸管VS1，三极管VT1， 三极管VT5，正极与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极与三极管VT1的集电极相连 接的极性电容C1，一端与单向晶闸管VS1的阳极相连接、另一端与二极管整流器U1的正极输 出端相连接的电阻R1，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与单向晶闸管VS1的调节端相 连接的二极管D1，分别与三极管VT1的基极和处理芯片U2相连接的电压可调控制电路，串接 在二极管整流器U1的正极输出端与电压可调控制电路之间的差分放大电路，以及分别与处 理芯片U2和三极管VT5相连接的充电检测电路组成。

所述二极管整流器U1的负极输出端与三极管VT5的基极相连接；所述单向晶闸管 VS1的阴极与处理芯片U2的VCC管脚相连接；所述变压器T副边电感线圈的同名端与二极管 整流器U1的其中一个输入端相连接、其非同名端与二极管整流器U1的另一个输入端相连 接；所述变压器T原边电感线圈的同名端和非同名端则作为本快速充电电源的输入端并与 外部电源相连接；所述处理芯片U2的GND管脚接地。

其中，所述电压可调控制电路由单向晶闸管VS2，三极管VT2，三极管VT3，电阻R2， 电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，可调电阻R7，电阻R8，极性电容C2，极性电容C3，极性电容 C4，二极管D2，二极管D3，二极管D4，充电指示灯H1，以及继电器K组成。

连接时，二极管D2的P极与三极管VT2的基极相连接、其N极顺次经电阻R2和继电器 K后与三极管VT3的集电极相连接。二极管D3的P极与电阻R2与继电器K的连接点相连接、其N 极与三极管VT3的集电极相连接。极性电容C2的正极经电阻R3后与稳压二极管D9的N极相连 接、其负极经电阻R5后与单向晶闸管VS2的阳极相连接。

同时，极性电容C3的负极与三极管VT3的基极相连接、其正极与处理芯片U2的OUT 管脚相连接。极性电容C5的正极经电阻R6后与三极管VT3的发射极相连接、其负极经电阻R8 后与处理芯片U2的GND管脚相连接。二极管D4的P极经电阻R4后与极性电容C2的正极相连 接、其N极经可调电阻R7后与单向晶闸管VS2的阴极相连接。极性电容C4的负极与可调电阻 R7的可调端相连接、其正极与单向晶闸管VS2的调节端相连接。充电指示灯H1串接在三极管 VT2的集电极与单向晶闸管VS2的阳极之间。

所述二极管D3的P极分别与极性电容C2的正极和处理芯片U2的VCC管脚相连接；所 述三极管VT2的发射极与稳压二极管D9的N极相连接；所述继电器K的常开触点K-1的一端与 单向晶闸管VS1的阳极相连接、其另一端与三极管VT5的集电极共同形成本快速充电电源的 输出端。

进一步地，所述充电检测电路由三极管VT4，电阻R9，可调电阻R10，电阻R11，电阻 R12，二极管D5，二极管D6，以及饱和指示灯H2组成。

连接时，电阻R12的一端与单向晶闸管VS1的阳极相连接、其另一端与三极管VT4的 集电极相连接。极性电容C7的负极与处理芯片U2的DIS管脚相连接、其正极经可调电阻R10 后与三极管VT4的基极相连接。二极管D6的N极与处理芯片U2的VCC管脚相连接、其P极经电 阻R11后与极性电容C7的负极相连接。

同时，二极管D5的P极与极性电容C7的负极相连接、其N极与处理芯片U2的THR管脚 相连接。饱和指示灯H2串接在三极管VT4的集电极与三极管VT5的发射极之间。极性电容C6 的正极经电阻R9后与处理芯片U2的THR管脚相连接、其负极与三极管VT5的集电极相连接。 所述极性电容C6的负极与处理芯片U2的GND管脚相连接；所述三极管VT4的发射极与处理芯 片U2的TRIG管脚相连接。

如图2所示，所述差分放大电路由三极管VT6，三极管VT7，场效应管MOS，可调电阻 R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，可调电阻R18，电阻R19，极性电容C8，极性电容 C9，极性电容C10，极性电容C11，二极管D7，二极管D8，以及稳压二极管D9组成。

连接时，极性电容C9的负极基于三极管VT6的发射极相连接、其正极经电阻R16后 接地。二极管D7的P极与场效应管MOS的源极相连接、其N极经电阻R15后与极性电容C9的正 极相连接。极性电容C8的正极经电阻R14后与二极管D7的N极相连接、其负极与二极管整流 器U1的正极输出端相连接。可调电阻R13的一端与极性电容C8的正极相连接、其另一端接 地。

其中，可调电阻R18的一端与场效应管MOS的源极相连接、其另一端与场效应管MOS 的漏极相连接。稳压二极管D9的P极与场效应管MOS的漏极相连接、其N极作为差分放大电路 的输出端并与电压可调控制电路相连接。极性电容C10的正极与场效应管MOS的栅极相连 接、其负极与三极管VT7的发射极相连接。

同时，电阻R17的一端与三极管VT6的集电极相连接、其另一端与三极管VT7的基极 相连接。极性电容C11的正极经电阻R19后与三极管VT7的集电极相连接、其负极接地。二极 管D8的P极与三极管VT6的基极相连接、其N极与极性电容C11的负极相连接。

运行时，本发明能对充电电池的瞬间大电流进行消除，有效的消除充电电池的极 化现象，并且本发明能输出大电流对充电电池进行反复充电，且通过调节可调电阻R10和处 理芯片U相结合，便能改变本发明对充电电池的高电流的放大时间间隔。处理芯片U2同时还 控制继电器K的开启与闭合，使本发明实现了对充电电池进行反复充电。而同时，通过对可 调电阻R7的阻值进行调节来控制本发明输出的电流大小，且输出的充电电流高于现有充电 电源输出的充电电流10倍以上，从而提高了本发明的充电效率。

同时，本发明能对输入电压的波动进行抑制，并能对输入电流强度进行增强，从而 提高了本发明的充电效率。本发明的充电速度快，充电时间由原来的3h左右缩短到1小时左 右，能节约电能26％～35％左右，从而提高了本发明的充电效率。为了本发明的实际使用效 果，所述处理芯片U2则优先采用A555集成芯片来实现。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。