一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及充電機(jī)，特別是涉及一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上現(xiàn)有充電機(jī)種類眾多，都能滿足蓄電池充電需要?，F(xiàn)有充電機(jī)多采用傳統(tǒng)開關(guān)電源功率轉(zhuǎn)換方式，由交流整流后得到直流電，再通過DC-DC功率隔離變換電路，輸出直流電給蓄電池充電，充電電壓電流通過采樣反饋，由PWM調(diào)制器件控制。由于傳統(tǒng)充電機(jī)采用通用充電技術(shù)，對蓄電池極板沒有保護(hù)作用，長時(shí)間使用會(huì)使蓄電池極板產(chǎn)生硫化，降低蓄電池容量，增加用戶使用成本，采用傳統(tǒng)充電機(jī)充電蓄電池使用壽命一般為一年。針對現(xiàn)有充電機(jī)單一功能的改進(jìn)獲得新型充電機(jī)，不僅能更好的完成充電機(jī)的充電任務(wù)，還能消除蓄電池極板硫化，對蓄電池進(jìn)行修復(fù)，延長蓄電池使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)，不僅加快了充電速度使蓄電池吸收更多電量，而且通過負(fù)脈沖充電減少蓄電池極板硫化，延長了蓄電池使用壽命。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)，由主功率電路和控制回路組成，所述主功率電路包括輸入濾波電路、整流電路、輔助電源、DC-DC變換電路、脈沖充放電電路，所述輔助電源與控制回路連接，為控制回路提供所需工作電壓，所述控制回路包括中央控制單元、PWM脈寬調(diào)制器、保護(hù)識(shí)別電路、反饋控制電路、調(diào)節(jié)器、電壓采集電路、電流采集電路、溫度采集電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述電壓采集電路和電流采集電路的采集端接入主功率電路中，以采集充電電壓和充電電流，所述電壓采集電路和電流采集電路的輸出端分別與中央控制單元、保護(hù)識(shí)別電路以及反饋控制電路的輸入端相連，所述溫度采集電路的輸出端與保護(hù)識(shí)別電路的輸入端相連，所述反饋控制電路輸出端與控制器相連，調(diào)節(jié)器對比接收的電壓及中央控制單元輸出的基準(zhǔn)電壓，輸出比較電壓給PWM脈寬調(diào)制器，控制充電機(jī)輸出功率。
[0005]進(jìn)一步，所述的DC-DC變換電路采用全橋型電路，包括直流逆變電路、高頻變壓器、橋式整流電路和濾波電路。
[0006]進(jìn)一步，所述的脈沖充放電電路由功率二極管、功率三極管、電容和大功率電阻構(gòu)成，并聯(lián)在蓄電池兩端，由PWM脈寬調(diào)制器發(fā)出周期性的脈沖信號(hào)控制開關(guān)器件的工作，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的脈沖充電，控制策略為:在一個(gè)充電周期內(nèi)，電平時(shí)序由“正脈沖-停止-負(fù)脈沖-停止”規(guī)律變換，其中負(fù)脈沖放電深度為正脈沖的2?3倍。
[0007]進(jìn)一步，反饋控制電路通過雙閉環(huán)控制電路調(diào)整PWM占空比，實(shí)現(xiàn)恒壓恒流的目的。
[0008]本實(shí)用新型采取上述技術(shù)方案所帶來的有益效果是:本實(shí)用新型采用正負(fù)脈沖交替的充電方式，負(fù)脈沖深度為正脈沖的2-3倍，這樣大強(qiáng)度放電脈沖可擊穿蓄電池極板硫化晶體，使其較為轉(zhuǎn)換為電解液溶質(zhì)，提高蓄電池容量；同時(shí)在充電控制電路中設(shè)定電流控制和電壓控制兩個(gè)反饋控制環(huán)節(jié)，提高了輸入電壓擾動(dòng)的抵抗能力，完全消除了由輸入電壓引入的低頻紋波，通過對電流給定反饋的限幅，可以對電路中的電流進(jìn)行限制，從而有效地降低了開關(guān)器件、變壓器等元器件所受到的沖擊。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型修復(fù)式脈沖充電機(jī)系統(tǒng)框圖
[0010]圖2為充電控制電路的功能框圖
[0011]圖3為DC-DC變換電路的電路圖
[0012]圖4為脈沖充放電電路的電路圖
[0013]圖5為充電脈沖控制時(shí)序圖
[0014]圖6為修復(fù)式脈沖充電機(jī)的主程序流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0016]本實(shí)施例提出的修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其原理結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)，由主功率電路和控制回路組成，所述主功率電路包括輸入濾波電路、整流電路、輔助電源、DC-DC變換電路、脈沖充放電電路，所述輔助電源與控制回路連接，為控制回路提供所需工作電壓，所述控制回路包括中央控制單元、PWM脈寬調(diào)制器、保護(hù)識(shí)別電路、反饋控制電路、調(diào)節(jié)器、電壓采集電路、電流采集電路、溫度采集電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述反饋控制電路分別與電壓采集電路、電流采集電路構(gòu)成兩個(gè)反饋控制環(huán)，反饋控制電路通過雙閉環(huán)控制電路調(diào)整PWM占空比，實(shí)現(xiàn)恒壓恒流的目的。
[0017]參看圖2，簡述控制回路各部件的作用，所述電壓采集電路和電流采集電路的采集端接入主功率電路中，以采集充電電壓和充電電流；電壓采集電路和電流采集電路的輸出端分別與中央控制單元、保護(hù)識(shí)別電路以及反饋控制電路的輸入端相連，溫度采集電路的輸出端與保護(hù)識(shí)別電路的輸入端相連；中央控制單元中設(shè)定有軟件保護(hù)程序，就是比較算法，當(dāng)采集電壓值超過中央控制單元中設(shè)定的閥值后，中央控制單元就直接控制PWM脈寬調(diào)制器引腳，使PWM脈寬調(diào)制器停止工作；保護(hù)識(shí)別電路屬于硬件電路設(shè)計(jì)，采集的電壓值(電壓、電流信號(hào))通過硬件電路匹配，輸送給PWM器件引腳高低電平，直接控制PWM脈寬調(diào)制器工作或者關(guān)斷，與保護(hù)識(shí)別電路相連的溫度采集電路也采用類似方法控制PWM脈寬調(diào)制器開關(guān)；反饋控制電路將采集的電壓電流信號(hào)傳輸給調(diào)節(jié)器，中央控制單元輸出基準(zhǔn)電壓給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器進(jìn)行比較，輸出比較電壓給PWM脈寬調(diào)制器，控制充電機(jī)輸出功率。
[0018]在這三個(gè)采集信號(hào)中，輸送給反饋控制電路的采集信號(hào)為控制輸出信號(hào)，通過雙閉環(huán)控制電路調(diào)整PWM占空比，實(shí)現(xiàn)恒壓恒流的目的，而輸送給保護(hù)識(shí)別電路和中央控制單元的采集信號(hào)分別通過硬件保護(hù)和軟件保護(hù)實(shí)現(xiàn)充電機(jī)保護(hù)功能。
[0019]本實(shí)用新型工作過程:輸入濾波電路對交流市電進(jìn)行濾波后，一部分存儲(chǔ)至輔助電源，為控制回路提供工作電壓，另一部分送入整流電路進(jìn)行整流，整流電路通過整流橋?qū)⒔邮盏降?20V交流電轉(zhuǎn)換為300V直流電，經(jīng)DC-DC變換電路，將300V直流電轉(zhuǎn)換為高壓直流，輸送給蓄電池，同時(shí)控制回路中的中央控制單元根據(jù)接收到的電壓電流及反饋信息，實(shí)時(shí)調(diào)整DC-DC變換電路的輸出電壓以及脈沖充放電電路的正負(fù)脈沖時(shí)序。
[0020]DC-DC變換電路采用全橋型電路，如圖3所示，包括直流逆變電路、高頻變壓器、橋式整流電路和濾波電路。
[0021]脈沖充放電電路如圖4所示，由功率二極管、功率三極管、電容和大功率電阻構(gòu)成，并聯(lián)在蓄電池兩端?？刂苹芈放c脈沖充放電電路連接，經(jīng)PWM發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制功率三極管導(dǎo)通，電容經(jīng)功率電阻放電形成負(fù)脈沖，負(fù)脈沖深度如圖5所示，為正脈沖的2-3倍，這樣大強(qiáng)度放電脈沖可擊穿蓄電池極板硫化晶體，使其轉(zhuǎn)換為電解液溶質(zhì)，提高蓄電池容量。
[0022]控制回路通過程控PWM芯片來控制占空比的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的充電控制要求，調(diào)整PWM占空比在主程序中實(shí)時(shí)性要求最高，主程序中設(shè)置PWM控制采用定時(shí)中斷處理，且將優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最高，優(yōu)先保證PWM輸出正常，占空比調(diào)整相關(guān)處理程序均在PWM定時(shí)中斷子程序中完成。
[0023]本實(shí)用新型的主程序設(shè)計(jì)如圖6所示，充電機(jī)上電啟動(dòng)后，自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)初始化，檢測各查詢系統(tǒng)各模塊是否運(yùn)行正常，電池在線狀態(tài)、電池狀態(tài)信息，然后啟動(dòng)輔助控制回路檢測電池的端電壓、充電電流等信息，根據(jù)信息判斷蓄電池初始充電狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前電池狀態(tài)自動(dòng)設(shè)置充電模式，并置正在充電狀態(tài)標(biāo)志位，然后開始充電；充電過程中系統(tǒng)將檢測是否出現(xiàn)未接電池、短路、開路、過熱、過壓等故障，故障處理程序在主循環(huán)中通過循環(huán)查詢調(diào)用即可，如若出現(xiàn)相關(guān)故障則轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序處理；當(dāng)達(dá)到自動(dòng)停機(jī)條件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其特征在于:由主功率電路和控制回路組成，所述主功率電路包括輸入濾波電路、整流電路、輔助電源、DC-DC變換電路、脈沖充放電電路，所述輔助電源與控制回路連接，為控制回路提供所需工作電壓，所述控制回路包括中央控制單元、PWM脈寬調(diào)制器、保護(hù)識(shí)別電路、反饋控制電路、調(diào)節(jié)器、電壓采集電路、電流采集電路、溫度米集電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述電壓米集電路和電流米集電路的米集端接入主功率電路中，以采集充電電壓和充電電流，所述電壓采集電路和電流采集電路的輸出端分別與中央控制單元、保護(hù)識(shí)別電路以及反饋控制電路的輸入端相連，所述溫度采集電路的輸出端與保護(hù)識(shí)別電路的輸入端相連，所述反饋控制電路輸出端與控制器相連，調(diào)節(jié)器對比接收的電壓及中央控制單元輸出的基準(zhǔn)電壓，輸出比較電壓給PWM脈寬調(diào)制器，控制充電機(jī)輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其特征在于:所述的DC-DC變換電路采用全橋型電路，包括直流逆變電路、高頻變壓器、橋式整流電路和濾波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其特征在于:所述的脈沖充放電電路由功率二極管、功率三極管、電容和大功率電阻構(gòu)成，并聯(lián)在蓄電池兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其特征在于:所述脈沖充放電電路由PWM脈寬調(diào)制器發(fā)出周期性的脈沖信號(hào)控制開關(guān)器件的工作，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的脈沖充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其特征在于:所述脈沖充放電電路的控制策略為:在一個(gè)充電周期內(nèi)，電平時(shí)序由“正脈沖-停止-負(fù)脈沖-停止”規(guī)律變換，其中負(fù)脈沖放電深度為正脈沖的2?3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)式脈沖充電機(jī)，其特征在于:所述反饋控制電路通過雙閉環(huán)控制電路調(diào)整PWM占空比，實(shí)現(xiàn)恒壓恒流的目的。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種修復(fù)式脈沖充電機(jī)，由主功率電路和控制回路組成，所述主功率電路包括輸入濾波電路、整流電路、輔助電源、DC-DC變換電路、脈沖充放電電路，所述輔助電源與控制回路連接，為控制回路提供所需工作電壓，所述控制回路包括中央控制單元、PWM脈寬調(diào)制器、保護(hù)識(shí)別電路、反饋控制電路、調(diào)節(jié)器、電壓采集電路、電流采集電路、溫度采集電路和驅(qū)動(dòng)電路，本實(shí)用新型采用正負(fù)脈沖交替的充電方式，負(fù)脈沖深度為正脈沖的2-3倍，這樣大強(qiáng)度放電脈沖可擊穿蓄電池極板硫化晶體，使其較為轉(zhuǎn)換為電解液溶質(zhì)，提高蓄電池容量。
【IPC分類】H02J7-10, H02J7-02, H02M3-335
【公開號(hào)】CN204407987
【申請?zhí)枴緾N201420820614
【發(fā)明人】歐陽勁志, 李松, 辛悅, 楊輝
【申請人】鄭州中電新能源汽車有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月23日