專利名稱：蓄電池智能充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及蓄電池充電系統(tǒng)，尤其是一種蓄電池智能充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蓄電池作為一種大容量的儲(chǔ)存電能的裝置，在通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、交通等多個(gè)領(lǐng)域起到越來越重要的作用。目前，幾乎所有的重要通信系統(tǒng)都配備了 UPS (不間斷電源)，其儲(chǔ)能設(shè)備就是蓄電池。蓄電池的壽命主要是由充放電決定的，充放電時(shí)的溫度對(duì)電池壽命也有很大的影響。目前的充電器大多采用恒流充電的方式或恒壓限流的方式。最新的對(duì)蓄電池充放電的研究數(shù)據(jù)表明，這種單一的充電方式并不符合蓄電池的充電要求，會(huì)嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。在一些需要容量比較大的場(chǎng)合，多采用蓄電池組，在這種情況下，無法對(duì)電池進(jìn)行均衡充電也是影響蓄電池壽命的一個(gè)重要因素。電源的數(shù)字化為開關(guān)電源擬合蓄電池的充電曲線變得簡(jiǎn)單易行，而且具有很高的可靠性，使智能充電成為可能。智能充電系統(tǒng)可以根據(jù)蓄電池的參量變化自動(dòng)調(diào)整充電策略，從而在追求充電速度的同時(shí)最大化的延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決上述蓄電池單一充電方式存在的弊端及蓄電池組不能均衡充電的問題，而提供一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)常見蓄電池組充電，在獲得最大充電速率的同時(shí)延長(zhǎng)電池使用壽命的蓄電池智能充電系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決所述問題采用的技術(shù)方案是一種蓄電池智能充電系統(tǒng)，包括功率電路和控制電路，功率電路包括EMI濾波器、整流濾波電路、開關(guān)變壓器及全橋電路和均衡電路，所述全橋電路其電源輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，其輸出端與開關(guān)變壓器的輸入端連接，該開關(guān)變壓器有兩路輸出，一路至均衡電路，另一路為采樣輸出至控制電路，該均衡電路有兩路輸出，一路至蓄電池，另一路為采樣輸出至控制電路；所述控制電路的核心器件是DSP處理器，該DSP處理器內(nèi)嵌接收采樣信號(hào)的AD模塊和輸出PWM信號(hào)的PWM模塊，該P(yáng)WM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后輸入至全橋電路的驅(qū)動(dòng)橋臂開關(guān)。更進(jìn)一步，所述DSP處理器芯片采用MC56F8346 ;所述DSP芯片設(shè)置有與溫度傳感器連接的溫度采集模塊；所述DSP芯片設(shè)置有與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的RS232接口和CAN總線；所述驅(qū)動(dòng)電路采用MOSFET專用集成驅(qū)動(dòng)芯片IR2130 ;所述均衡電路采用由MOS管組成的分流模塊實(shí)現(xiàn)。上述技術(shù)方案，其本質(zhì)是一個(gè)輸出電流、電壓按一定規(guī)律變化的開關(guān)電源。其工作原理是工頻交流電經(jīng)整流濾波后為功率電路供電，控制電路對(duì)充電過程中的各參量進(jìn)行采樣，并進(jìn)行運(yùn)算，求得對(duì)應(yīng)PWM脈寬，由DSP處理器發(fā)出，控制功率半導(dǎo)體開關(guān)，輸出經(jīng)變壓器隔離變壓后，通過均衡電路為電池(組)充電。系統(tǒng)中，DSP處理器通過對(duì)電池組的各參量進(jìn)行檢測(cè)，將充電過程分為涓流充電、恒流充電、恒壓限流充電三個(gè)階段，并附帶溫度補(bǔ)償，最大程度擬合充電曲線；系統(tǒng)中的均衡充電電路可以有效避免因?qū)﹄姵亟M充電時(shí)，由于電池各參量不同而造成充電不同步，部分過充，部分不飽的現(xiàn)象，在獲得最大充電速率的同時(shí)能延長(zhǎng)電池的使用壽命。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是控制系統(tǒng)采用數(shù)字系統(tǒng)，充電過程有較高的可控性，相比于目前大部分采用恒壓限流單一充電方式的充電器，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。


圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2是本實(shí)用新型均衡電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 參見圖1，一種蓄電池智能充電系統(tǒng)，它由功率電路和控制電路兩部分組成。功率電路由EMI濾波器、整流濾波電路、全橋電路、開關(guān)變壓器及均衡電路組成，控制電路由DSP處理器、接口電路、驅(qū)動(dòng)電路、溫度傳感器等組成。全橋電路其電源輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，其輸出端與開關(guān)變壓器的輸入端連接，該開關(guān)變壓器有兩路輸出，一路至均衡電路，另一路為采樣輸出至控制電路，該均衡電路有兩路輸出，一路至蓄電池，另一路為采樣輸出至控制電路。DSP處理器芯片采用MC56F8346，其內(nèi)嵌有接收采樣信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換模塊、接收蓄電池溫度信號(hào)的溫度采集模塊和輸出PWM信號(hào)的PWM模塊，蓄電池溫度信號(hào)由溫度傳感器提供，PWM模塊輸出的PWM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后，輸入至全橋電路的驅(qū)動(dòng)橋臂開關(guān)。上述驅(qū)動(dòng)電路由集成驅(qū)動(dòng)芯片IR2130及其外圍電路實(shí)現(xiàn)；上述均衡電路采用由功率MOS管為核心組成的分流模塊，詳見附圖2。EMI濾波電路的作用是濾除后續(xù)電路中由于開關(guān)半導(dǎo)體而產(chǎn)生的大量諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。整流濾波電路將工頻交流電變換為干凈的直流電，為全橋電路供電。全橋電路是系統(tǒng)功率電路的核心，控制電路通過控制橋臂的開關(guān)控制輸出電壓或電流，完成三種充電電壓或電流輸出。開關(guān)變壓器起變壓隔離作用。DSP芯片MC56F8346是控制電路核心，負(fù)責(zé)反饋參量的采集、AD轉(zhuǎn)換、溫度采集，并對(duì)誤差進(jìn)行PID、溫度補(bǔ)償?shù)冗\(yùn)算后，產(chǎn)生相應(yīng)脈寬的PWM信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路隔離、放大后，驅(qū)動(dòng)橋臂開關(guān)。同時(shí)DSP芯片還通過RS232接口、CAN總線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案范圍。。
權(quán)利要求1.一種蓄電池智能充電系統(tǒng)，包括功率電路和控制電路，功率電路包括EMI濾波器、整流濾波電路、開關(guān)變壓器，其特征在于，功率電路還包括全橋電路和均衡電路，所述全橋電路其電源輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，其輸出端與開關(guān)變壓器的輸入端連接，該開關(guān)變壓器有兩路輸出，一路至均衡電路，另一路為采樣輸出至控制電路，該均衡電路有兩路輸出，一路至蓄電池，另一路為采樣輸出至控制電路；所述控制電路的核心器件是DSP處理器，該DSP處理器內(nèi)嵌接收采樣信號(hào)的AD模塊和輸出PWM信號(hào)的PWM模塊，該P(yáng)WM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后輸入至全橋電路的驅(qū)動(dòng)橋臂開關(guān)。
2.如權(quán)利要求I所述的蓄電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP處理器芯片采用MC56F8346。
3.如權(quán)利要求I或2所述的蓄電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP芯片設(shè)置有與溫度傳感器連接的溫度采集模塊。
4.如權(quán)利要求I或2所述的蓄電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP芯片設(shè)置有與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的RS232接口和CAN總線。
5.如權(quán)利要求I所述的蓄電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路采用MOSFET專用集成驅(qū)動(dòng)芯片IR2130。
6.如權(quán)利要求I所述的蓄電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡電路采用由MOS管組成的分流模塊實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及蓄電池充電系統(tǒng)，尤其是一種蓄電池智能充電系統(tǒng)。其功率電路包括EMI濾波器、整流濾波電露、開關(guān)變壓器及全橋電路和均衡電路，全橋電路其電源輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，其輸出端與開關(guān)變壓器的輸入端連接，該開關(guān)變壓器有兩路輸出，一路至均衡電路，另一路為采樣輸出至控制電路，該均衡電路有兩路輸出，一路至蓄電池，另一路為采樣輸出至控制電路；控制電路核心器件是DSP處理器，其內(nèi)嵌接收采樣信號(hào)的AD模塊和輸出PWM信號(hào)的PWM模塊，該P(yáng)WM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后輸入至全橋電路的驅(qū)動(dòng)橋臂開關(guān)。本實(shí)用新型與普通蓄電池充電系統(tǒng)相比，可以在確保充電速度的同時(shí)，大大延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/10GK202513651SQ201220159118
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者張彪, 李國(guó)洪, 李惠, 熊希森, 王沛昕, 董銘 申請(qǐng)人:唐山電動(dòng)車研發(fā)與檢測(cè)有限公司