有关电动轮椅充电器资料.docx

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有关电动轮椅充电器资料

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240W谐振式电动轮椅充电器

图7-68是240W谐振式电动轮椅充电器，该充电器具有重量轻、充电时间短、充电效率高与放电时间长等优点，其主要技术参数如下：

（1）输入电压：

90~264VAC；

（2）输入频率：

47~63HZ；

（3）输出电压：

24V；

（4）输出电流：

10A；

（5）充电特性：

恒压、恒流；

（6）转换效率：

86%；

（7）保护功能：

过电压、过电流、过热、短路保护。

电路由输入保护电路、EMI抑制电路、输入整流滤波电路、功率因数校正电路、直流转换电路、输出整流滤波电路、输出反馈取样电路及过电压、过电流、过热保护电路组成。

这些电路的工作原理及特点在前面的电路中已详细讨论过。

这里不再重复。

下面就充电器电路中采用的几种集成电路进行简单介绍。

图7-68240W谐振式电动轮椅充电器电路

（一）

7.15.1NCP1653的特性及功能简介

1.NCP1653的特性

NCP1653是一款设计成连续导通型（CCM）的功率因数校正用的升压电路，它可以工作在跟踪升压或固定输出电压两种模式，工作频率固定于100kHZ，有效地减少了升压电感的体积，减小了功率MOS的电流容量，从而降低了成本。

NCP1653有DIP-8及SO-8两种封装，且外围元件数量很少，及大地简化了CCM型的PFC的操作，它还集成了高可靠的保护功能，因此NCP1653是一款坚固、耐用又小巧灵活的PFC驱动器。

2.NCP1653各引脚输出端及功能

（1）FB/SD反馈及关断。

该端接受反馈电流，它正比于FPC电路的输出电压，这个电流大小用于调节输出电压、输出过电压保护及输出欠电压保护。

（2）控制电压软启动。

该端电压直接控制输入阻抗，即电路的功率因数，外接一个电容以限制该引出脚带宽，典型为20Hz以下，以便实现单位功率因数。

在=0时，器件无输出，因此该引脚也用做软启动。

（3）In输入电压控制。

该端流入一个由输入电压给出的电流，它正比于输入电压的均方根值，电流还用于功率限制，OPL及PFC的占空比调制。

当乘积达到3以上时，OPL激活，并占空比减少，用降低的方式减小输入功率。

（4）CS输入功率检测。

该端给出一个电流，它正比于电感电流，检测电流用于过电流保护（OPL），过功率限制及占空比调制，当达到200mA以上时，OPL即开始工作并禁止输出。

（5）VM乘法器电压。

该端提供一个电压用于PFC的占空比调制，PFC输入电路的输入阻抗正比于外接此端的电阻，器件工作在平均电流型时要在此处外接一个电容，否则电路将工作在峰值电流型模式。

（6）GND公共端。

（7）驱动输出。

给出调制脉冲，驱动外接的功率MOSFET管。

（8）电源电压。

它给器件提供工作电压，工作范围为8.75~18V，UVLO阈值电压为13.75V。

3.1.3.功能描述

NCP1653是一款设计成固定频率、连续电流型工作的功率因数校正升压控制器，它可以工作在峰值电流型和平均电流型。

固定工作频率容易解决EMI问题，并限制辐射的噪声，减少对周边系统的噪声，减少对周边系统的污染。

CCM方式工作减小了di/dt，从而降低干扰。

NCP1653输出级给出1.5A驱动能力，从而可驱动大功率MOSFET，适于大功率输出应用。

NCP1653可以做恒定电压输出，也可以做跟随式电压输出，跟随型可有效的减少PFC电路电感的体积，降低对功率MOS的要求。

用这种技术，输出电压不必设定在不变的电平，可根据输入电压和负载决定，允许较低的输出电压，可降低电感及MOS的成本。

3.1.4.NCP1653提供下述保护特色

过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过功率保护（OPL）、过流保护（OCP）、热关闭（TSD）。

7.15.2L6598的功能简介

1.器件描述

L6598是一款用BCD脱线技术制造的集成电路，它能驱动功率MOS或IGBT，在半桥拓扑中，L6598用其全部特性（如VCO、软启动、运放）提供需求，来执行谐振式SMPS的控制特性。

仅用很少的外部元器件，甚至通过元器件可以接到高压（直到600V），它也可以工作在低压状态下。

2.器件引脚

1脚（）：

软启动定时电容。

提供软启动特性，电容软启动时间根据关系式（=0.15）。

在稳定状态，1脚电压是5V，在间隙时间内，电流（为启动的函数）给电容充电，另外，设置在，它只取决于的值。

2脚（）：

最大振荡频率设置。

将一个电阻接于该脚和地之间，以设置起始频率值，并固定于之差。

（>）在该脚上的电压固定为=2V。

所以，调整，值建议不小于25kΩ。

3脚（）：

振荡器频率设置。

电容与和一起设置和。

正常工作时，该脚呈三角波。

4脚（）：

最低振荡频率设置。

将电阻连接在该端接地。

以设置值。

该端电压固定为=2V。

所以，设置的电流等于。

为精确设置频率，值建议不小于25kΩ。

5脚（）：

运算放大器的输出端，1M增益带宽乘积，这种运放是一种可以满足任何需要的无特征放大器。

为完成一个反馈控制环路，该脚凭借特有的电路可以接到端子。

6脚（）：

运算放大器的反相输入端。

7脚（）：

运算放大器的同相输入端。

8脚（EN1）：

该端强迫器件处于锁闭状态（与欠压状态相同）。

高电压有效，典型的阈值电平是0.6V，这里有两种方法可以重新开始运行。

一是降低电源电压到锁定阈值之下，然后再升高电压到正确的供应值；二是激活EN2输入，EN是为了大故障设计的，如短路或开路。

9脚（EN2）：

输入在1.2V开始激活，当激活时，强制一个软启动的程序。

EN2电平普遍在EN1之上，它可以取消EN1的锁定。

10脚（GND）：

接地端。

11脚（LVG）：

低边驱动输出。

该端连接到半桥电路低边功率MOSFET的栅极。

将一个电阻接在该端和功率MOS的栅极之间，用于减少驱动峰值电流。

12脚（）：

电源电压端。

该端连接一个电源滤波电容。

内部钳制在15.6V电源电压限制。

13脚（NC）：

空脚不接，该端内部不接，它增加高压电路和低压电路的距离，增加的距离对绝缘性非常有益。

14脚（OUT）：

高边驱动浮地参考端，该端必须紧密地连接到高边功率MOS的源极。

15脚（HVG）：

高边驱动输出，该端必须连接到半桥高边功率MOS的栅极，串入一个电阻接在该端和功率MOS之间，可用于减少驱动峰值电流。

16脚（）：

提升电压端，升压电容必须连接在该端和之间，专利集成电路技术取代了外部高压二极管，这个特点是用高压DMOS完成与低边同步MOSFET的驱动。

3.内部电路

L6598的内部框图如图7-69所示，其简化等效电路及波形如图7-70、图7-71所示。

该半桥变换器由开关器件VT1和VT2，谐振电感L1、磁化电感L2及谐振电容C1、C组成。

二极管VD1和VD2是VT1、VT2的寄生体二极管。

开关器件VT1和VT2重复交替地开和关。

开启和关断时间相同，各50%占空比。

该电路有以下三个状态：

（1）L1和C1+C2之间的谐振电路工作，它给负载提供电功率。

（2）L1+L2和C1+C2之间的谐振电路工作。

它不对负载提供电功率。

（3）+，L1+L2及C1+C2之间的谐振电路工作，、是VT1、VT2的寄生电容，它用于实现MOSFET的ZVS。

（4）在VT1中，反向电流流过寄生二极管VD1，VT2此时关断。

L1和C1+C2之间的谐振电流起始值在t0处是-I2，它与L2中电流重合。

L2中电流以速率增加（n=，N2=N3）。

在t0时刻，放电，其上电压变为0，零电压开关实现了C2上的电压进一步降低，C2正在放电。

t1~t2时刻，VT1导通，VT2关断。

谐振电流流经VT1，与t0~t1时刻方向相反。

谐振电流正弦式增长，并达到最大值，然后减小。

直到在t2时刻与L2中电流重合。

谐振电流与L2中电流之差流过变压器，一次绕组N1，将功率送到负载。

t2~t3时刻，VT1导通，VT2关断。

L1中电流I1与I2中电流在t2处重合。

此时没有电流流过变压器的二次绕组，在此模型下，L1+L2与C1+C2谐振。

t3~t4时刻，VT1在t3时刻关断，VT1与VT2都处在关断状态。

储存在VT2寄生电容中的电荷借助L1+L2及C1+C2之间的谐振电流放电，而反过来充电。

t4~t5时刻，VT1关断，谐振电流流过VT2的寄生二极管VD2。

在t4时刻放电，其值变为0，能实现ZVS导通。

t5~t6时刻，VT1关断，谐振电流流过VT2的寄生二极管VD2。

谐振电流流过VT2，并与t4~t5时刻相反方向。

谐振电流正弦式减小并达到最小值，然后又增加，直到在t6时刻与L2中电流重合。

谐振电流和L2中电流之差会流过变压器一次绕组N1，于是功率传至负载。

t6~t7时刻，VT1关断，VT2导通。

L1中电流I2与L2中电流在t6时刻重合，此时无电流流过变压器的二次绕组，功率供给到负载。

t7~t8时刻，VT2关断，VT1及VT2处于关断状态。

VT2的寄生电容借助L1+L2和C1+C2之间的谐振电流充电。

反过来放电。

这时电流又回到初始状态，周期性地重复下去。

这种谐振电路的主要优点是没有开关损耗出现在MOSFET上。

因为它的寄生二极管携带电流、电压跨过MOSFET时，在MOSFET流过正向电流之前为零。

这里还有关断损耗，但可能被MOSFET器件上小的吸收回路电容给抹去，其不要放电。

储在任何跨过器件的电容中的能量都会靠对应MOSFET关断的效能返回到直流源中。

最重要的特性

（1）高压电（直到600V）输入和降低dv/dt（150V/ns）于整个温度范围内。

（2）250mA（源出）/450mA（漏入）的驱动电流能力。

（3）欠压额定。

（4）精确的电压控制振荡器和软启动频率转移功能。

（5）集成式升压驱动用于电容升压。

图7-69L6598内部框图

图7-70简化等效电路图

7.15.3NCP1027主要特性及功能

1.NCP1027的主要特性

NCP1027是个专用芯片，用于自由运行准谐振电流模式反激离线式变换器，它有如下主要特征及功能。

（1）电流模式控制。

一次电流逐周期检测对于防止磁芯饱和，以及严重电源故障引起一次电流过电流有很重要的意义。

（2）临界模式准谐振运作。

通过检测辅助绕组电压的零点来防止变换器在任何输入和输出条件下进入电流连续模式。

（3）通过合理的延时，开关直接在电压最小值时转换，改善了EMI噪声并提高了效率。

（4）动态自供电。

在运行过程中，无论输出电压如何变化都能保证芯片正常工作。

当电源过电压时，NCP1027将进入锁定模式。

当低于4V时，控制器完全锁定停止工作时，动态供电同样给芯片供电。

（5）过电压保护。

通过在辅助绕组上取样，当检测到过电压时，NCP1027将进入锁定模式。

当低于4V时，控制器完全锁定停止工作，例如用户拔掉或重新插上插头。

外部可以调整过电压保护值。

（6）过载保护。

通过连续检测反馈回路的特征，一旦电源过载，NCP1027就进入“打嗝”工作模式；过载消失，NCP1027重新工作。

2.NCP1027的引脚及功能

1脚（DMG）：

磁芯复位检测与过电压保护。

变压器辅助绕组保证工作在断续模式，该脚电压达到7.2V时，过电压保护电路动作。

2脚（FB）：

峰值电流设置引脚。

该脚直接与光耦相连，通过对峰值电流的设置来控制输出功率，当反馈电压低于内部跳跃点时将自动关闭输出脉冲。

3脚（CS）：

电流取样和跳跃模式设置点。

该脚担负一次电流取样和内部L、E、B比较器信号输入功能，在该脚串入一个电阻能控制跳跃模式的动作点。

4脚（GND）：

IN内部逻辑地。

5脚（DRV）：

驱动脉冲输出端。

驱动外部功率MOSFET管。

6脚（）：

IC电源供应端。

该脚需外接一个电解电