一種鎳鎘蓄電池充電控制電路及充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型實(shí)施例涉及充電技術(shù)，尤其涉及一種鎳鎘蓄電池充電控制電路及充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池充電器是一種較為特殊的電源變換器，其輸出特性應(yīng)與蓄電池的化學(xué)特性相適應(yīng)，以保證在實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快速充電且能夠充滿電的條件下，延長電池的使用壽命。
[0003]鎳鎘蓄電池實(shí)現(xiàn)從恒流模式到浮充充電模式的切換一般采用檢測(cè)其充電電壓負(fù)斜率的方法，即在恒流模式下，充電電壓持續(xù)升高，當(dāng)電壓達(dá)到拐點(diǎn)，開始下降時(shí)，認(rèn)為電量較為充足，可以轉(zhuǎn)為浮充充電模式。然而，能夠檢測(cè)電壓負(fù)斜率的集成芯片大多只能直接應(yīng)用于小功率充電器。而對(duì)于航空鎳鎘電池，特別是飛機(jī)主蓄電池，電池容量較大，其充電器功率較大，難以直接采用該類具有電壓負(fù)斜率檢測(cè)功能的集成芯片實(shí)施控制。并且由于充電器需要實(shí)現(xiàn)恒壓控制和恒流控制，然而，由于采樣電阻很小，通過所述采樣電阻的電流為小電流，將檢測(cè)到的小電流應(yīng)用到充電器的恒壓控制和恒流控制時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生空載或輕載(浮充充電模式)情況，此時(shí)控制環(huán)路不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致充電器的輸出電壓波動(dòng)，進(jìn)而影響蓄電池的使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種鎳鎘蓄電池充電控制電路及充電器，以實(shí)現(xiàn)通過使用檢測(cè)電壓負(fù)斜率的集成芯片實(shí)現(xiàn)鎳鎘蓄電池充電電壓的負(fù)斜率檢測(cè)，還解決了浮充充電模式下充電器的輸出電壓不穩(wěn)定的問題。
[0005]第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鎳鎘蓄電池充電控制電路，包括電源變換器、濾波器、電流檢測(cè)子電路、電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路、涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路、恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路、雙閉環(huán)控制子電路和電流檢測(cè)飽和子電路；
[0006]所述電源變換器包括用于接收電源電壓的輸入端和用于輸出轉(zhuǎn)換后的電壓的輸出端，用于獲取電源電壓，對(duì)所述電源電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，輸出符合預(yù)設(shè)要求的輸出電壓和輸出電流至控制電路的輸出端；
[0007]所述濾波器連接于所述電源變換器的輸出端與控制電路的輸出端之間，用于濾除所述輸出電壓和所述輸出電流中的紋波信號(hào)；
[0008]所述電流檢測(cè)子電路與控制電路的輸出端相連，用于獲取充電電流檢測(cè)信號(hào)，通過同相放大器處理所述充電電流檢測(cè)信號(hào)后輸出至所述電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路，以及，通過反相放大器處理所述充電電流檢測(cè)信號(hào)得到電流反饋信號(hào)，輸出所述電流反饋信號(hào)至所述電流檢測(cè)飽和子電路；
[0009]所述電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路包括用于接收充電電流檢測(cè)信號(hào)的電流輸入端、用于接收輸出電壓的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端和負(fù)斜率檢測(cè)信號(hào)輸出端，通過同相放大器與所述電流檢測(cè)子電路相連，以及與控制電路的輸出端相連，用于獲取同相放大處理的充電電流檢測(cè)信號(hào)以及所述輸出電壓，輸出負(fù)斜率檢測(cè)信號(hào)至所述恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路；
[0010]所述涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路包括用于接收輸出電壓的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端和涓流控制信號(hào)輸出端，所述電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端與控制電路的輸出端相連，用于獲取所述輸出電壓，分別向所述雙閉環(huán)控制子電路以及所述電流檢測(cè)飽和子電路輸出涓流控制信號(hào)；
[0011]所述恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路包括用于接收輸出電壓的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端、負(fù)斜率檢測(cè)信號(hào)輸入端和恒流控制信號(hào)輸出端，所述負(fù)斜率檢測(cè)信號(hào)輸入端連接所述電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路，以及所述電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端與控制電路的輸出端電連接，用于獲取所述負(fù)斜率檢測(cè)信號(hào)以及所述輸出電壓，輸出恒流控制信號(hào)至所述雙閉環(huán)控制子電路；
[0012]所述電流檢測(cè)飽和子電路包括涓流控制信號(hào)輸入端、電流反饋信號(hào)輸入端和電流反饋電壓信號(hào)輸出端，電流反饋信號(hào)輸入端通過反相放大器連接所述電流檢測(cè)子電路，以及，涓流控制信號(hào)輸入端與所述涓流控制信號(hào)子電路相連，用于獲取所述電流反饋信號(hào)以及所述涓流控制信號(hào)，根據(jù)所述涓流控制信號(hào)取值為高電平或低電平調(diào)整所述電流反饋信號(hào)得到電流反饋電壓信號(hào)，輸出所述電流反饋電壓信號(hào)至所述雙閉環(huán)控制子電路；
[0013]所述雙閉環(huán)控制子電路包括涓流控制信號(hào)輸入端、恒流控制信號(hào)輸入端、電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端和電流反饋電壓信號(hào)輸入端，所述涓流控制信號(hào)輸入端與所述涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路電連接、所述恒流控制信號(hào)輸入端與所述恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路電連接，所述電流反饋電壓信號(hào)輸入端與所述電流檢測(cè)飽和子電路電連接，用于獲取所述涓流控制信號(hào)、所述恒流控制信號(hào)、所述電流反饋電壓信號(hào)和所述輸出電壓，輸出反饋控制信號(hào)至所述電源變換器。
[0014]第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種充電器，所述充電器包括上述第一方面提供的控制電路。
[0015]本實(shí)用新型通過同相放大器輸出放大后的充電電流檢測(cè)信號(hào)至電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路，電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路根據(jù)輸出電壓和所述充電電流檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)電壓開始降低的臨界點(diǎn)，在檢測(cè)到該臨界點(diǎn)時(shí)，輸出控制信號(hào)至所述恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路，恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路輸出恒流控制信號(hào)至雙閉環(huán)控制子電路，涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路輸出涓流控制信號(hào)至所述雙閉環(huán)控制子電路，通過反相放大器對(duì)檢測(cè)電路進(jìn)行反相直流偏置處理得到電流反饋信號(hào)，電流反饋信號(hào)輸入至電流檢測(cè)飽和子電路，通過雙閉環(huán)控制子電路進(jìn)行閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，使充電器工作于涓流充電模式、恒流充電模式或浮充充電模式，并在浮充充電模式下提供穩(wěn)定的浮充電壓。本實(shí)用新型解決大功率充電器難以直接采用具有電壓負(fù)斜率檢測(cè)功能的集成芯片實(shí)施控制的問題，并且解決了閉環(huán)控制電路不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致充電器的輸出波動(dòng)，進(jìn)而影響鎳鎘蓄電池的使用壽命的問題，實(shí)現(xiàn)通過檢測(cè)電壓負(fù)斜率的集成芯片實(shí)現(xiàn)鎳鎘蓄電池充電電壓的負(fù)斜率檢測(cè)，降低充電器的成本，并且充電器輸出穩(wěn)定的效果，具有適航性好、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一中的一種鎳鎘蓄電池充電控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2a是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路的電路原理圖；
[0018]圖2b是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中同相放大器的電路原理圖；
[0019]圖2c是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中反相放大器的電路原理圖；
[0020]圖2d是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路的電路原理圖；
[0021]圖2e是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路的電路原理圖；
[0022]圖2f是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路的電路原理圖；
[0023]圖2g是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中電流檢測(cè)飽和子電路及雙閉環(huán)控制子電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0025]實(shí)施例一
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種鎳鎘蓄電池充電控制電路的結(jié)構(gòu)框圖，具體包括:
[0027]電源變換器1、濾波器2、電流檢測(cè)子電路3、電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路6、涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路7、恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路8、雙閉環(huán)控制子電路9和電流檢測(cè)飽和子電路10。
[0028]所述電源變換器1，用于獲取電源電壓，對(duì)所述電源電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，輸出符合預(yù)設(shè)要求的輸出電壓和輸出電流至控制電路的輸出端。
[0029]所述濾波器2連接于所述電源變換器1與控制電路的輸出端之間，用于濾除所述輸出電壓和所述輸出電流中的紋波信號(hào)。
[0030]所述電流檢測(cè)子電路3與控制電路的輸出端相連，用于獲取充電電流檢測(cè)信號(hào)，通過同相放大器5處理所述充電電流檢測(cè)信號(hào)后輸出至所述電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路6，以及，通過反相放大器4處理所述充電電流檢測(cè)信號(hào)得到電流反饋信號(hào)，輸出所述電流反饋信號(hào)至所述電流檢測(cè)飽和子電路10，其中，所述充電電流為充電電路檢測(cè)電阻上的電流。
[0031]所述電壓負(fù)斜率檢測(cè)子電路6通過同相放大器5與所述電流檢測(cè)子電路3相連，以及與控制電路的輸出端相連，用于獲取同相放大處理的充電電流檢測(cè)信號(hào)以及所述輸出電壓，根據(jù)所述充電電流檢測(cè)信號(hào)隨時(shí)間的變化曲線，以及所述輸出電壓隨時(shí)間的變化曲線確定在為蓄電池充電過程中產(chǎn)生負(fù)斜率的臨界點(diǎn)，在檢測(cè)到所述臨界點(diǎn)時(shí)輸出負(fù)斜率檢測(cè)信號(hào)至所述恒流控制信號(hào)發(fā)生子電路8。
[0032]所述涓流控制信號(hào)發(fā)生子電路7與控制電路的輸出端相連，用于獲取所述輸出電壓，將所述輸出電壓與涓流充電門檻值(預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓)進(jìn)行比較，