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18 5 方案原理说明 5.1 原理概述 本方案主电路采用半桥式功率变换器,主要优点为;

? 功率管承受单倍的最大直流输入电压;

? 采用峰值电流控制模式,较好地解决了半桥电路中磁通不平衡的问题;

? 变压器初级侧无需设计漏感尖峰吸收电路. 前级采用半桥电路专用 PWM 控制芯片 EG1165,具有电流控制模式、短路保护等功能, 后级采用铅酸电池三段式充电管理芯片 EG4320,具有恒流、恒压和浮充充电自动转换,LED 灯指示等功能. 本方案详细原理如图 6-1 所示,交流输入经 D3 整流后得到 300V 直流电压,由启动电阻 R

3、R

6、R11 降压给 EG1165 Vcc 电容充电,EG1165 开始工作后输出两路相互对称(含死区)的PWM 波,驱动开关管 V

1、V2 交替导通,变压器初级侧产生交流方波电压,并在次级侧同样 感应出交流方波电压,次级再经 D

1、D

12、L

1、C3 全波整流并滤波后输出直流电压供给电池 充电.由EG4320 监测输出电压与电流并通过光耦 U3 反馈调整 PWM 占空比以达到稳压目的. 5.2 半桥电路原理 本方案半桥主电路原理图与主要波形如图 3-1 所示. 假设交流市电输入经 D3 整流后的直流电压 V_bus 约为 300V, 滤波电容 C

5、 C12 容值相等, 则电容中点电压近似为V_bus的一半, 约为150V. C

5、 C12各自并联200K电阻(R10+R

45、 R23+R47) 来均衡两者电压.EG1165 输出两组对称的 PWM 波使 MOS 管V

1、V2 交替导通半个周期(含死 区).V1 导通、V2 关断,变压器初级侧同名端处电压为+150V,V2 承受电压为 300V;

同理, V1 关断、V2 导通,V2 承受电压为 300V,变压器初级侧同名端处电压为-150V.于是,变压器 初级侧两端的波形为高频交流方波电压,在次级侧按匝比数感应高频交流方波电压,通过整流 二极管 D1,D

13、电感 L

1、大电容 C1 全波整流并滤波后得到平滑的直流输出电压给电池充电. R

16、R27 为功率管峰值电流限流电阻,峰值电流的关系式为 Ipk=200mV/(R16 or R27). 屹晶微电子有限公司 基于 EG1165+EG4320 的铅酸电池(60V30AH)三段式充电器方案

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18 图5-1 半桥主电路原理图与主要波形 5.3 输出短路保护 充电器在工作过程中检测到负载短路时,能自动关闭输出进行保护,等短路消除后自动恢 复工作.短路保护控制电路如图 3-2 所示. 输出短路保护功能原理说明: 当输出短路时,EG1165 芯片将工作在最大峰值电流限流输出,由于辅助绕组不能再通过 二极管为 Vcc 引脚提供电源, EG1165 芯片的静态工作电流很快泄放掉 Vcc 引脚上电容的电压, 当Vcc 引脚的电压低于 8V 时,EG1165 芯片将彻底关闭 PWM 输出,同时输入电源通过外部启 动电阻重新对 Vcc 引脚的电容开始充电,当Vcc 引脚的电压高于 17V,芯片重新开启 PWM,如 果输出一直处于短路状态,芯片将间隙去开启功率管,此时 EG1165 芯片将处于限流和短路保 护模式. 图5-2 输出短路保护电路 PWM_H PWM_L V

1、V2 中点 屹晶微电子有限公司 基于 EG1165+EG4320 的铅酸电池(60V30AH)三段式充电器方案

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18 5.4 恒流段原理 在电池电压较低时, 充电器进入恒流充电阶段, LED 指示灯为红灯, 表示进行恒流充电中. 恒流控制电路如图 3-3 所示. 恒流值的电流大小设定由下面的几个器件及相关电路组成: ? EG4320 的5脚为负载电流的采样端输入,内部恒流基准电压为 140mV. ? R40 是电流采样电阻, 负载电流经过 R40 后, 两端产生电压降来监控负载电流的大小. ? R38 和R35 是分压电阻,当R40 两端电压降经过 R38 和R35 阻值分压后,再与 VICTR (140mV)基准比较调整,当R40 阻值固定后,R38 和R35 分压阻值比可以调节输出 电流大小. ? 恒流输出的计算公式为 Iout=[(1+R38/R35)*VICTR]/R40,其中 VICTR 为140mV. ?