專利名稱：蓄電池智能充電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及蓄電池充電系統，尤其是一種蓄電池智能充電系統。
背景技術：
蓄電池作為一種大容量的儲存電能的裝置，在通信系統、電力系統、交通等多個領域起到越來越重要的作用。目前，幾乎所有的重要通信系統都配備了 UPS(不間斷電源)，其儲能設備就是蓄電池。蓄電池的壽命主要是由充放電決定的，充放電時的溫度對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。最新的對蓄電池充放電的研究數據表明，這種單一的充電方式并不符合蓄電池的充電要求，會嚴重影響蓄電池的使用壽命。在一些需要容量比較大的場合，多采用蓄電池組，在這種情況下，無法對電池進行均衡充電也是影響蓄電池壽命的一個重要因素。電源的數字化為開關電源擬合蓄電池的充電曲線變得簡單易行，而且具有很高的可靠性，使智能充電成為可能。智能充電系統可以根據蓄電池的參量變化自動調整充電策略，從而在追求充電速度的同時最大化的延長蓄電池的使用壽命。
發明內容
本發明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，而提供一種可以實現對常見蓄電池組充電，在獲得最大充電速率的同時延長電池使用壽命的蓄電池智能充電系統。本發明解決所述問題采用的技術方案是
一種蓄電池智能充電系統，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，其輸出端與開關變壓器的輸入端連接，該開關變壓器有兩路輸出，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處理器內嵌接收采樣信號的AD模塊和輸出PWM信號的PWM模塊，該PWM信號經驅動電路后輸入至全橋電路的驅動橋臂開關。更進一步，所述DSP處理器芯片采用MC56F8346 ;所述DSP芯片設置有與溫度傳感器連接的溫度采集模塊；所述DSP芯片設置有與計算機進行通信的RS232接口和CAN總線； 所述驅動電路采用MOSFET專用集成驅動芯片IR2130 ;所述均衡電路采用由MOS管組成的分流模塊實現。上述技術方案，其本質是一個輸出電流、電壓按一定規律變化的開關電源。其工作原理是工頻交流電經整流濾波后為功率電路供電，控制電路對充電過程中的各參量進行采樣，并進行運算，求得對應PWM脈寬，由DSP處理器發出，控制功率半導體開關，輸出經變壓器隔離變壓后，通過均衡電路為電池(組)充電。系統中，DSP處理器通過對電池組的各參量進行檢測，將充電過程分為涓流充電、恒流充電、恒壓限流充電三個階段，并附帶溫度補償，最大程度擬合充電曲線；系統中的均衡充電電路可以有效避免因對電池組充電時，由于電池各參量不同而造成充電不同步，部分過充，部分不飽的現象，在獲得最大充電速率的同時能延長電池的使用壽命。與現有技術相比，本發明的有益效果是控制系統采用數字系統，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，具有明顯的優勢。
圖I是本發明的系統結構示意框圖。圖2是本發明均衡電路原理圖。
具體實施例方式
以下結合較佳實施例，對本發明作進一步說明。參見圖1，一種蓄電池智能充電系統，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、開關變壓器及均衡電路組成，控制電路由DSP 處理器、接口電路、驅動電路、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，其輸出端與開關變壓器的輸入端連接，該開關變壓器有兩路輸出，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，其內嵌有接收采樣信號的AD轉換模塊、接收蓄電池溫度信號的溫度采集模塊和輸出PWM信號的PWM模塊，蓄電池溫度信號由溫度傳感器提供，PWM模塊輸出的PWM信號經驅動電路后，輸入至全橋電路的驅動橋臂開關。上述驅動電路由集成驅動芯片IR2130及其外圍電路實現；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電路中由于開關半導體而產生的大量諧波對電網的影響。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。全橋電路是系統功率電路的核心，控制電路通過控制橋臂的開關控制輸出電壓或電流，完成三種充電電壓或電流輸出。開關變壓器起變壓隔離作用。DSP芯片MC56F8346是控制電路核心，負責反饋參量的采集、AD轉換、溫度采集，并對誤差進行PID、溫度補償等運算后，產生相應脈寬的PWM信號，該信號經過驅動電路隔離、 放大后，驅動橋臂開關。同時DSP芯片還通過RS232接口、CAN總線與計算機進行通信。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明的技術方案范圍。
權利要求
1.一種蓄電池智能充電系統，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，其輸出端與開關變壓器的輸入端連接，該開關變壓器有兩路輸出，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處理器內嵌接收采樣信號的AD模塊和輸出PWM信號的PWM模塊，該PWM信號經驅動電路后輸入至全橋電路的驅動橋臂開關。
2.如權利要求I所述的蓄電池智能充電系統，其特征在于，所述DSP處理器芯片采用 MC56F8346。
3.如權利要求I或2所述的蓄電池智能充電系統，其特征在于，所述DSP芯片設置有與溫度傳感器連接的溫度采集模塊。
4.如權利要求I或2所述的蓄電池智能充電系統，其特征在于，所述DSP芯片設置有與計算機進行通信的RS232接口和CAN總線。
5.如權利要求I所述的蓄電池智能充電系統，其特征在于，所述驅動電路采用MOSFET 專用集成驅動芯片IR2130。
6.如權利要求I所述的蓄電池智能充電系統，其特征在于，所述均衡電路采用由MOS管組成的分流模塊實現。
全文摘要
發明涉及蓄電池充電系統，尤其是一種蓄電池智能充電系統。其功率電路包括EMI濾波器、整流濾波電露、開關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，其輸出端與開關變壓器的輸入端連接，該開關變壓器有兩路輸出，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，其內嵌接收采樣信號的AD模塊和輸出PWM信號的PWM模塊，該PWM信號經驅動電路后輸入至全橋電路的驅動橋臂開關。本發明與普通蓄電池充電系統相比，可以在確保充電速度的同時，大大延長蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02J7/04GK102611180SQ201210110169
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者張彪, 李勤, 李國洪, 李志永, 熊希森, 王小丹, 王沛昕 申請人:唐山電動車研發與檢測有限公司