一種鎳鎘蓄電池充電控制電路及充電器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明實施例涉及充電技術，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】
[0002]蓄電池充電器是一種較為特殊的電源變換器，其輸出特性應與蓄電池的化學特性相適應，以保證在實現對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]鎳鎘蓄電池實現從恒流模式到浮充充電模式的切換一般采用檢測其充電電壓負斜率的方法，即在恒流模式下，充電電壓持續升高，當電壓達到拐點，開始下降時，認為電量較為充足，可以轉為浮充充電模式。然而，能夠檢測電壓負斜率的集成芯片大多只能直接應用于小功率充電器。而對于航空鎳鎘電池，特別是飛機主蓄電池，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斜率檢測功能的集成芯片實施控制。并且由于充電器需要實現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，將檢測到的小電流應用到充電器的恒壓控制和恒流控制時，可能會產生空載或輕載(浮充充電模式)情況，此時控制環路不穩定，容易導致充電器的輸出電壓波動，進而影響蓄電池的使用壽命。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種鎳鎘蓄電池充電控制電路及充電器，以實現通過使用檢測電壓負斜率的集成芯片實現鎳鎘蓄電池充電電壓的負斜率檢測，還解決了浮充充電模式下充電器的輸出電壓不穩定的問題。
[0005]第一方面，本發明實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、電流檢測子電路、電壓負斜率檢測子電路、涓流控制信號發生子電路、恒流控制信號發生子電路、雙閉環控制子電路和電流檢測飽和子電路；
[0006]所述電源變換器，用于獲取電源電壓，對所述電源電壓進行電壓轉換，輸出符合預設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；
[0008]所述電流檢測子電路與控制電路的輸出端相連，用于獲取充電電流檢測信號，通過同相放大器處理所述充電電流檢測信號后輸出至所述電壓負斜率檢測子電路，以及，通過反相放大器處理所述充電電流檢測信號得到電流反饋信號，輸出所述電流反饋信號至所述電流檢測飽和子電路；
[0009]所述電壓負斜率檢測子電路通過同相放大器與所述電流檢測子電路相連，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信號以及所述輸出電壓，輸出負斜率檢測信號至所述恒流控制信號發生子電路；
[0010]所述涓流控制信號發生子電路與控制電路的輸出端相連，用于獲取所述輸出電壓，分別向所述雙閉環控制子電路以及所述電流檢測飽和子電路輸出涓流控制信號；
[0011]所述恒流控制信號發生子電路分別連接所述電壓負斜率檢測子電路以及控制電路的輸出端，用于獲取所述負斜率檢測信號以及所述輸出電壓，輸出恒流控制信號至所述雙閉環控制子電路；
[0012]所述電流檢測飽和子電路通過反相放大器連接所述電流檢測子電路，以及，與所述涓流控制信號子電路相連，用于獲取所述電流反饋信號以及所述涓流控制信號，根據所述涓流控制信號取值為高電平或低電平調整所述電流反饋信號得到電流反饋電壓信號，輸出所述電流反饋電壓信號至所述雙閉環控制子電路；
[0013]所述雙閉環控制子電路分別連接所述涓流控制信號發生子電路、所述恒流控制信號發生子電路和所述電流檢測飽和子電路，用于獲取所述涓流控制信號、所述恒流控制信號、所述電流反饋電壓信號和所述輸出電壓，輸出反饋控制信號至所述電源變換器。
[0014]第二方面，本發明實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]本發明通過同相放大器輸出放大后的充電電流檢測信號至電壓負斜率檢測子電路，電壓負斜率檢測子電路根據輸出電壓和所述充電電流檢測信號檢測電壓開始降低的臨界點，在檢測到該臨界點時，輸出控制信號至所述恒流控制信號發生子電路，恒流控制信號發生子電路輸出恒流控制信號至雙閉環控制子電路，涓流控制信號發生子電路輸出涓流控制信號至所述雙閉環控制子電路，通過反相放大器對檢測電路進行反相直流偏置處理得到電流反饋信號，電流反饋信號輸入至電流檢測飽和子電路，通過雙閉環控制子電路進行閉環反饋調節，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定的浮充電壓。本發明解決大功率充電器難以直接采用具有電壓負斜率檢測功能的集成芯片實施控制的問題，并且解決了閉環控制電路不穩定，容易導致充電器的輸出波動，進而影響鎳鎘蓄電池的使用壽命的問題，實現通過檢測電壓負斜率的集成芯片實現鎳鎘蓄電池充電電壓的負斜率檢測，降低充電器的成本，并且充電器輸出穩定的效果，具有適航性好、可靠性高的優點。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例一中的一種鎳鎘蓄電池充電控制電路的結構框圖；
[0017]圖2a是本發明實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是本發明實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是本發明實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是本發明實施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中電壓負斜率檢測子電路的電路原理圖；
[0021]圖2e是本發明實施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中涓流控制信號發生子電路的電路原理圖；
[0022]圖2f是本發明實施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中恒流控制信號發生子電路的電路原理圖；
[0023]圖2g是本發明實施例二中一種鎳鎘蓄電池充電控制電路中電流檢測飽和子電路及雙閉環控制子電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
[0025]實施例一
[0026]圖1為本發明實施例一提供的一種鎳鎘蓄電池充電控制電路的結構框圖，具體包括:
[0027]電源變換器1、濾波器2、電流檢測子電路3、電壓負斜率檢測子電路6、涓流控制信號發生子電路7、恒流控制信號發生子電路8、雙閉環控制子電路9和電流檢測飽和子電路10。
[0028]所述電源變換器1，用于獲取電源電壓，對所述電源電壓進行電壓轉換，輸出符合預設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。
[0030]所述電流檢測子電路3與控制電路的輸出端相連，用于獲取充電電流檢測信號，通過同相放大器5處理所述充電電流檢測信號后輸出至所述電壓負斜率檢測子電路6，以及，通過反相放大器4處理所述充電電流檢測信號得到電流反饋信號，輸出所述電流反饋信號至所述電流檢測飽和子電路10，其中，所述充電電流為充電電路檢測電阻上的電流。
[0031]所述電壓負斜率檢測子電路6通過同相放大器5與所述電流檢測子電路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信號以及所述輸出電壓，根據所述充電電流檢測信號隨時間的變化曲線，以及所述輸出電壓隨時間的變化曲線確定在為蓄電池充電過程中產生負斜率的臨界點，在檢測到所述臨界點時輸出負斜率檢測信號至所述恒流控制信號發生子電路8。
[0032]所述涓流控制信號發生子電路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(預設的基準電壓)進行比較，根據比較結果確定第一涓流充電控制信號為高電平或低電平；再根據所述第一涓流充電控制信號與預設的涓流充電控制信號的邏輯電平生成涓流控制信號，分別向所述雙閉環控制子電路9以及所述電流檢測飽和子電路10輸出涓流控制信號；例如，在所述第一涓流充電控制信號與預設的涓流控制信號不同時為高電平時，生成有效的涓流控制信號，在所述第一涓流充電控制信號與預設的涓流控制信號同時為高電平時，輸出無效的涓流控制信號。