基于多諧振拓撲的智能充電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能充電技術領域，具體涉及一種基于多諧振拓撲的智能充電裝置。
【背景技術】
[0002]目前，國內充電機大多采用工頻充電機，這種充電機由變壓器及整流電路組成，雖然線路簡單，但是工作頻率低，所需要的變壓器龐大笨重，熱損耗大，因此轉換效率低，僅為70%左右，另外，由于電網電壓和頻率的波動，輸出電壓電流穩(wěn)定度不夠，影響充電性能；其次，充電機內部產生的噪聲反饋到供電電網，對供電電網有嚴重的諧波干擾；并且，充電機缺乏智能控制和完善的保護功能，易造成過充或欠充，充電效果不理想，安全可靠性差。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于多諧振拓撲的智能充電裝置，該裝置操作簡單、通用性強、可對電池進行智能充電，整機效率高于90 %。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明公開的一種基于多諧振拓撲的智能充電裝置，其特征在于:它包括AC/DC變換單元、DC/DC變換單元、控制器、充電保護單元、輔助電源，其中，AC/DC變換單元包括輸入保護模塊、輸入濾波模塊、浪涌抑制模塊、AC/DC變換整流濾波模塊；所述DC/DC變換單元包括諧振模塊、DC/DC變換整流濾波模塊；充電保護單元包括輸出過流保護模塊、輸出限流保護模塊、輸出過壓保護模塊、輸入過欠壓保護模塊；
[0005]其中，所述輸入保護模塊的信號輸出端通過輸入濾波模塊連接到浪涌抑制模塊的輸入端，浪涌抑制模塊的輸出端分別連接AC/DC變換整流濾波模塊的輸入端和輔助電源的輸入端，所述AC/DC變換整流濾波模塊的輸出端連接諧振模塊的輸入端，諧振模塊的輸出端連接DC/DC變換整流濾波模塊的輸入端；
[0006]所述輔助電源分別給控制器、輸出過流保護模塊、輸出限流保護模塊、輸出過壓保護模塊和輸入過欠壓保護模塊供電；
[0007]所述浪涌抑制模塊的電壓采樣輸出端連接輸入過欠壓保護模塊的采樣信號輸入端，過欠壓保護模塊的浪涌抑制控制信號輸出端連接浪涌抑制模塊的控制端，過欠壓保護模塊的觸發(fā)信號輸出端連接控制器的信號輸入端；
[0008]所述諧振模塊的電流采樣信號輸出端分別連接輸出過流保護模塊和輸出限流保護模塊的電流采樣信號輸入端，所述輸出過流保護模塊的過流保護控制信號輸出端連接控制器的信號輸入端，輸出限流保護模塊的限流保護控制信號輸出端連接控制器的信號輸入端，輸出限流保護模塊的電壓采樣信號輸入端連接DC/DC變換整流濾波模塊的電壓信號輸出立而;
[0009]所述DC/DC變換整流濾波模塊的電壓采樣信號輸出端連接輸出過壓保護模塊的電壓采樣信號輸入端，輸出過壓保護模塊的過壓保護控制信號輸出端連接控制器的信號輸入端，所述控制器的控制信號輸出端連接諧振模塊的控制信號輸入端。
[0010]本發(fā)明的工作原理為:輸入的三相交流電經過輸入保護模塊、輸入濾波模塊、浪涌抑制模塊、AC/DC變換整流濾波模塊轉換成平滑的高壓直流電，并由諧振模塊變換為高頻交流電，DC/DC變換整流濾波模塊將高頻交流電變換為穩(wěn)定的直流電?？刂破鞑蓸虞敵鲭妷?，經內部的微處理器進行處理后，控制諧振模塊開關管的通斷，使輸出電壓保持穩(wěn)定。輸出過流和輸出限流保護模塊采樣開關管的電流信號，經微處理器進行處理后控制輸出電流。輸入過欠壓保護模塊采樣輸入端的電壓，與基準電壓比較后對AC/DC變換進行控制，同時將過欠壓信號反饋到控制器，經微處理器控制諧振模塊開關管關斷。輔助電源將高壓直流轉換為5路直流電為AC/DC變換、控制電路、保護電路提供工作電源。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
[0012]DC/DC變換單元采用了多諧振控制功率變換技術，實現了開關管的“軟開關”，諧振電路中的開關管在漏源兩端電壓為零時進行開關，同時DC/DC變換整流濾波模塊中的整流二極管也工作在“軟開關”狀態(tài)，減少了開關損耗，充電機的變換效率達到90%以上。諧振模塊中開關管的工作頻率為20kHz，是傳統充電機工作頻率的400倍，使用的變壓器、電感、電容的體積和重量會比傳統工頻充電機減小數十倍，因此智能充電機比傳統充電機體積小、重量輕。采用計算機控制，采樣充電電壓、電流等參數，對充電電壓、電流實時控制，使充電曲線更符合電池的充電特性，使充電效果更理想，電池即不欠充、也不過充，在保證電池電量充足的前提下，能有效延長電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結構框圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中DC/DC變換結構框圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中輸出過流保護模塊的結構框圖；
[0016]圖4為本發(fā)明中輸出限流保護模塊的結構框圖；
[0017]圖5為本發(fā)明中輸出過壓保護模塊的結構框圖；
[0018]其中，I一AC/DC變換單元、Ia—輸入保護模塊、Ib—輸入濾波模塊、Ic一浪涌抑制模塊、Id—AC/DC變換整流濾波模塊、2—DC/DC變換單元、2a—諧振模塊、2b—DC/DC變換整流濾波模塊、3—控制器、4 一充電保護單元、4a—輸出過流保護模塊、4b—輸出限流保護模塊、4c 一輸出過壓保護模塊、4d—輸入過欠壓保護模塊、5—輔助電源。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
[0020]本發(fā)明的基于多諧振拓撲的智能充電裝置，如圖1所示，它包括AC/DC變換單元1、DC/DC變換單元2、控制器3、充電保護單元4、輔助電源5，其中，AC/DC變換單元I包括輸入保護模塊la、輸入濾波模塊lb、浪涌抑制模塊lc、AC/DC變換整流濾波模塊Id ;所述DC/DC變換單元2包括諧振模塊2a、DC/DC變換整流濾波模塊2b ;充電保護單元4包括輸出過流保護模塊4a、輸出限流保護模塊4b、輸出過壓保護模塊4c、輸入過欠壓保護模塊4d ;
[0021]其中，所述輸入保護模塊Ia的信號輸出端通過輸入濾波模塊Ib連接浪涌抑制模塊Ic的輸入端，浪涌抑制模塊Ic的輸出端分別連接AC/DC變換整流濾波模塊Id的輸入端和輔助電源5的輸入端，所述AC/DC變換整流濾波模塊Id的輸出端連接諧振模塊2a的輸入端，諧振模塊2a的輸出端連接DC/DC變換整流濾波模塊2b的輸入端；
[0022]所述輔助電源5分別給控制器3、輸出過流保護模塊4a、輸出限流保護模塊4b、輸出過壓保護模塊4c和輸入過欠壓保護模塊4d供電；
[0023]所述浪涌抑制模塊Ic的電壓采樣輸出端連接輸入過欠壓保護模塊4d的采樣信號輸入端，輸入過欠壓保護模塊4d的浪涌抑制控制信號輸出端連接浪涌抑制模塊Ic的控制端，輸入過欠壓保護模塊4d的觸發(fā)信號輸出端連接控制器3的信號輸入端；
[0024]所述諧振模塊2a的電流采樣信號輸出端分別連接輸出過流保護模塊4a和輸出限流保護模塊4b的電流采樣信號輸入端，所述輸出過流保護模塊4a的過流保護控制信號輸出端連接控制器3的信號輸入端，輸出限流保護模塊4b的限流保護控制信號輸出端連接控制器3的信號輸入端，輸出限流保護模塊4b的電壓采樣信號輸入端連接DC/DC變換整流濾波模塊2b的電壓信號輸出端；
[0025]所述DC/DC變換整流濾波模塊2b的電壓采樣信號輸出端連接輸出過壓保護模塊4c的電壓采樣信號輸入端，輸出過壓保護模塊4c的過壓保護控制信號輸出端連接控制器3的信號輸入端，所述控制器3的控制信號輸出端連接諧振模塊2a的控制信號輸入端。
[0026]上述技術方案中，輸入保護模塊Ia包括保險、壓敏電阻和放電管，充電機正常工作電流小于保險的熔斷電流，保險正常工作，當充電機整流橋、開關管等器件出現短路現象時，保險快速熔斷，使充電機和供電電網斷開，避免供電電網對充電機電路造成更大的損壞，同時也避免充電機出現短路故障后對供電電網造成影響。壓敏電阻和放電管可以防雷擊和吸收瞬時高壓。
[0027]上述技術方案中，輸入濾波模塊Ib包括濾波電容和差模電感，可以減少差模干擾和共模干擾。
[0028]上述技術方案中，浪涌抑制模塊Ic包括繼電器和大功率電阻。浪涌抑制模塊Ic通過內部的電阻來限制充電電流，保證在濾波電容充電初期不會產生浪涌電流。對濾波后電壓進行采樣，當電壓達到預設值時，控制繼電器動作，將限流電阻短路，減少了功率損耗。
[0029]上述技術方案中，AC/DC變換整流濾波模塊Id包括整流橋、功率因素校正、濾波電容，用于將三相交流電變換為直流電，并提高功率因素。
[0030]上述技術方案中，諧振模塊2a包括開關管、諧振電感、變壓器、諧振電容，諧振模塊2a用于將直流電變換為高頻交流電。
[0031]上述技術方案中，DC/DC變換整流濾波模塊2b包括整流二極管、濾波電感、濾波電容，DC/DC變換整流濾波模塊2b用于將高頻交流電變換為直流電。
[0032]上述技術方案中，控制器3按電池的充電需求控制充電機的輸出電壓和電流。控制