一种基于氮化镓的超级快充制造技术

本发明专利技术公开了一种基于氮化镓的超级快充，一种基于氮化镓的超级快充包括：前级PWM整流电路、电源管理模块、后级Buck

【技术实现步骤摘要】
一种基于氮化镓的超级快充


[0001]本专利技术涉及快充控制
，尤其涉及一种基于氮化镓的超级快充。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)是氮和镓化合物，具体半导体特性，早期应用于发光二极管中，它与常用的硅属于同一元素周期族，硬度高熔点高稳定性强。氮化镓材料是研制微电子器件的重要半导体材料，具有宽带隙、高热导率等特点，应用在充电器可适配小型变压器和高功率器件，充电效率高。氮化镓功率器件在开关速度上的突破是氮化镓功率器件与传统硅功率器件相比主要的差异，氮化镓功率器件具有更高的临界击穿电场，所以它不但可以承受从漏极到源极更高的电压，而且导通电阻比硅基MOSFET要小，损耗更小。此外，氮化镓电子迁移率更高，这样的器件要比硅基MOSFET体积小很多，速度却更快。
[0003]而快速充电技术是指能在1～5h内使蓄电池达到或接近完全充电状态的一种充电方法，常用于牵引用蓄电池需要在较短时间内恢复完全充电状态时的充电。蓄电池的正常充电耗时约10～20h，如何能快速充电而不损害蓄电池的性能和寿命，是该领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于氮化镓的超级快充。
[0005]本专利技术公开了一种基于氮化镓的超级快充，包括前级PWM整流电路、电源管理模块、后级Buck
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Boost变换电路、快充控制电路、充电采样电路及电池单元；所述前级PWM整流电路与所述电源管理模块电连接，所述电源管理模块分别与所述快充控制电路、所述充电采样电路及所述后级Buck
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Boost变换电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路及所述充电采样电路分别与所述快充控制电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路与所述充电采样电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路及所述充电采样电路分别与所述充电单元电连接。
[0006]优选地，所述充电采样电路包括电压采样单元、电流采样单元及温度采样单元；所述电压采样单元分别与所述快充控制电路及所述电池单元电连接；所述电流采样单元分别与所述快充控制电路及所述电池单元电连接，所述温度采样单元分别与所述快充控制电路及所述电池单元电连接。
[0007]优选地，所述一种基于氮化镓的超级快充还包括保护及驱动模块；所述保护及驱动模块分别与所述快充控制电路、所述电源管理模块及所述电池单元电连接。
[0008]优选地，所述一种基于氮化镓的超级快充还包括LCD显示模块；所述LCD显示模块分别与所述电源管理模块及所述快充控制电路电连接。
[0009]优选地，所述前级PWM整流电路为三相VSR电路，所述三相VSR电路中的晶体管为氮化镓TGBT管。
[0010]优选地，所述后级Buck
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Boost变换电路包括第一氮化镓MOS管、第二氮化镓MOS管、第一电阻、第二电阻、第一电容及第一电感；所述第一氮化镓MOS管的漏极与电源电连接，所述第一氮化镓MOS管的源极分别与所述第一电阻的第一端及所述第二氮化镓MOS管的漏极电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电感的第一端电连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述电池单元的正极电连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述电池单元的负极及所述第二氮化镓MOS的源极电连接。
[0011]优选地，所述电压采样单元包括霍尔电压传感子单元、电压跟随子单元、二阶有源滤波子单元及限幅子单元；所述霍尔电压传感子单元与所述电压跟随子单元电连接，所述二阶有源滤波子单元与所述电压跟随子单元电连接，所述限幅子单元与所述二阶有源滤波子单元电连接，所述快充控制电路与所述限幅子单元电连接。
[0012]优选地，所述电流采样单元包括霍尔电流传感子单元及放大子单元；所述霍尔电流传感子单元与所述放大子单元电连接，所述放大子单元与所述快充控制电路电连接。
[0013]优选地，所述快充控制电路控制所述电池单元的充电过程为恒流充电阶段及带负脉冲的脉冲充电阶段。
[0014]优选地，所述快充控制子电路依据所述充电采样电路采集的所述电池单元的实时状态参数，依据当前充电状态并做出调整，包括：
[0015]当实时测量的充电频率与计算得到的最优频率不相同时，所述快充控制电路依据反馈回的电池端电压变化信号发出调整指令，将充电频率调整至最佳充电频率；
[0016]当检测到电池端电压到达已设定的析气电压临界值时，控制所述电池单元负脉冲进行放电。
[0017]本专利技术的一种基于氮化镓的超级快充具有如下有益效果，本专利技术公开的一种基于氮化镓的超级快充包括：前级PWM整流电路、电源管理模块、后级Buck
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Boost变换电路、快充控制电路、充电采样电路及电池单元；所述前级PWM整流电路与所述电源管理模块电连接，所述电源管理模块分别与所述快充控制电路、所述充电采样电路及所述后级Buck
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Boost变换电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路及所述充电采样电路分别与所述快充控制电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路与所述充电采样电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路及所述充电采样电路分别与所述充电单元电连接。所述前级PWM整流电路为电压型PWM整流电路，用于将电网的工频交流电压整定为稳定的直流电压；所述后级Buck
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Boost变换电路用于通过合理控制将前级输出的稳定直流随电池可接受电流动态变化；所述快充控制电路用于实现对所述电池电源的超级快充控制；所述充电采样电路用于对充电过程中的参数进行采样，并送到所述快充控制电路进行及时调整；因此，本专利技术能实现有效的快速充电控制，延长电池单元的使用寿命。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
[0019]图1是本专利技术较佳实施例的一种基于氮化镓的超级快充的原理框图；
[0020]图2是本专利技术较佳实施例的一种基于氮化镓的超级快充的原理框图；
[0021]图3是本专利技术较佳实施例的一种基于氮化镓的超级快充的所述前级PWM整流电路的电路图；
[0022]图4是本专利技术较佳实施例的一种基于氮化镓的超级快充的所述后级Buck
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Boost变换电路的电路图；
[0023]图5是本专利技术较佳实施例的一种基于氮化镓的超级快充的所述电压采样单元的电路图；
[0024]图6是本专利技术较佳实施例的一种基于氮化镓的超级快充的所述电流采样单元的电路图；
[0025]图7是本专利技术较佳实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氮化镓的超级快充，其特征在于，包括：前级PWM整流电路、电源管理模块、后级Buck
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Boost变换电路、快充控制电路、充电采样电路及电池单元；所述前级PWM整流电路与所述电源管理模块电连接，所述电源管理模块分别与所述快充控制电路、所述充电采样电路及所述后级Buck
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Boost变换电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路及所述充电采样电路分别与所述快充控制电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路与所述充电采样电路电连接，所述后级Buck
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Boost变换电路及所述充电采样电路分别与所述充电单元电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于氮化镓的超级快充，其特征在于，所述充电采样电路包括电压采样单元、电流采样单元及温度采样单元；所述电压采样单元分别与所述快充控制电路及所述电池单元电连接；所述电流采样单元分别与所述快充控制电路及所述电池单元电连接，所述温度采样单元分别与所述快充控制电路及所述电池单元电连接。3.根据权利要求1所述的一种基于氮化镓的超级快充，其特征在于，所述一种基于氮化镓的超级快充还包括保护及驱动模块；所述保护及驱动模块分别与所述快充控制电路、所述电源管理模块及所述电池单元电连接。4.根据权利要求1所述的一种基于氮化镓的超级快充，其特征在于，所述一种基于氮化镓的超级快充还包括LCD显示模块；所述LCD显示模块分别与所述电源管理模块及所述快充控制电路电连接。5.根据权利要求1所述的一种基于氮化镓的超级快充，其特征在于，所述前级PWM整流电路为三相VSR电路，所述三相VSR电路中的晶体管为氮化镓TGBT管。6.根据权利要求1所述的一种基于氮化镓的超级快充，其特征在于，所述后级Buck
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑子龙，陈然，陈来锋，崔永明，丁兰，
申请(专利权)人：深圳市雅晶源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：