一種電池充電控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種電池充電控制器，其包括依次連接的信號調理模塊、A/D轉換模塊、數字信號處理模塊及模擬信號輸出模塊；所述信號調理模塊用于采集電池組的充電電壓、充電電流并對充電電壓、充電電流進行調理形成第一模擬信號及第一數字信號；所述A/D轉換模塊用于接收第一模擬信號并將其轉換成第二數字信號；所述數字信號處理模塊根據第一數字信號及第二數字信號分析出電池組的充電電壓、充電電流的大小及充電電壓的頻率并發送控制信號至模擬信號輸出模塊；所述模擬信號輸出模塊根據控制信號控制電池組的充電電壓及充電電流。上述方案實現了對電池組恒流、恒壓、浮充的三段式充電管理，保證了蓄電池組充電的快速安全及蓄電池的壽命。
【專利說明】
一種電池充電控制器
技術領域
[0001]本實用新型涉及電池組充電技術領域，尤其是一種電池充電控制器。
【背景技術】
[0002]鉛酸蓄電池以其技術成熟、成本低，是使用最廣泛的一種電池。目前在電動車、UPS不間斷電源等領域，它已經成為最重要的關鍵系統部件之一。由于蓄電池的充放電時一個復雜的電化學過程，盡管很多廠商的蓄電池號稱有10年的浮充壽命，在實際應用中，由于充電方式的簡單，這些蓄電池的實際浮充壽命還不到標稱壽命的一半。充放電時若不均衡，會導致有些電池容量損失，壽命較短。所以安全、正確、有效的充電管理尤為重要。
【實用新型內容】
[0003]為了解決上述問題，本實用新型提出一種解決蓄電池組充電過程不安全及充電過程導致蓄電池組壽命受損的問題的電池充電控制器。
[0004]本實用新型通過以下技術方案實現的:
[0005]本實用新型提出一種電池充電控制器，其包括依次連接的信號調理模塊、A/D轉換模塊、數字信號處理模塊及模擬信號輸出模塊；
[0006]所述信號調理模塊用于采集電池組的充電電壓、充電電流并對充電電壓、充電電流進行調理形成第一模擬信號及第一數字信號；
[0007]所述A/D轉換模塊用于接收第一模擬信號并將其轉換成第二數字信號；
[0008]所述數字信號處理模塊根據第一數字信號及第二數字信號分析出電池組的充電電壓、充電電流的大小及充電電壓的頻率并發送控制信號至模擬信號輸出模塊；
[0009]所述模擬信號輸出模塊根據控制信號控制電池組的充電電壓及充電電流。
[0010]進一步的，所述數字信號處理模塊由ARM芯片及串行EEPROM芯片組成。
[0011 ]進一步的，所述信號調理模塊包括霍爾電流互感器、電壓信號放大電路、電流信號放大電路及電壓過零檢測電路;所述霍爾電流互感器用于檢測充電電流的大小，所述電流信號放大電路及電壓信號放大電路用于放大充電電流、充電電壓形成所述第一模擬信號，所述電壓過零檢測電路用于把充電電壓轉換成所述第一數字信號。
[0012]進一步的，所述A/D轉換模塊內置于ARM芯片。
[0013]進一步的，所述模擬信號輸出模塊包括可調直流電壓輸出電路，所述模擬信號輸出模塊輸出直流可調電壓。
[0014]進一步的，所述電池充電控制器還包括人機界面模塊，所述人機界面模塊與所述數字信號處理模塊連接，所述人機界面模塊包括觸摸屏，所述人機界面模塊用于電池充電過程中各參數的顯示。
[0015]進一步的，所述電池充電控制器連接發電機，所述發電機為電池組充電，所述電池充電控制器根據電池組的充電狀態控制發電機的輸出電壓及輸出電流，發電機的輸出電壓及輸出電流即為電池組的充電電壓及充電電流。
[0016]進一步的，所述電池充電控制器與發電機之間連接有自動電壓調節器，所述自動電壓調節器根據控制器發出的直流可調電壓調節發電機的勵磁電流，從而調節發電機的輸出電壓及輸出電流。
[0017]本實用新型的有益效果:
[0018]本實用新型采用了ARM芯片作為主控制芯片，其數據處理功能強大，電壓、電流數據測量準確，具有良好的輸出電壓控制性能，使發電機對蓄電池進行充電的過程嚴格按照三段式步驟進行，既保證了充電的快速高效，又延長了蓄電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電池組充電系統原理圖；
[0020]圖2為本實用新型的原理框圖；
[0021]圖3包括圖3A、3B、3C為本實用新型信號調理模塊的電路原理圖；
[0022]圖4包括圖4A、4B為本實用新型數字信號處理模塊的電路原理圖；
[0023]圖5為本實用新型模擬信號輸出模塊的電路原理圖；
[0024]圖6包括圖6A、6B、6C、6D、6E、6F為本實用新型人機界面模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0025]為了更加清楚、完整的說明本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0026]請參考圖1，為本實施方式中提出一種電池充電控制器的具體應用實施方式，圖1為一個電池組充電系統原理圖，電池組充電系統包括電池組30、電池充電控制器1、自動電壓調節器40及發電機20。其中，所述發電機20用于給電池組30充電，所述電池充電控制器10用于采集電池組20的充電電壓6及充電電流7并進行分析計算，從而計算出電池組30的充電狀態，所述電池充電控制器10根據電池組30的充電狀態發出直流可調充電電壓至自動電壓調節器40，所述自動電壓調節器40根據電池充電控制器10發出的直流可調充電電壓調節發電機20的勵磁電流，從而改變發電機20的輸出電壓。
[0027]請參考圖2，為本實施方式中的電池充電控制器10的原理圖，其包括信號調理模塊
1、A/D轉換模塊2、數字信號處理模塊3及模擬信號輸出模塊4，所述信號調理模塊1、A/D轉換模塊2、數字信號處理模塊3及模擬信號輸出模塊4依次連接。
[0028]在本實施方式中，請參考圖3A、3B、3C信號調理模塊I的電路原理圖，所述信號調理模塊I用于采集電池組30的充電電壓6及充電電流7并對所述充電電壓6及充電電流7進行放大形成第一模擬信號，同時對充電電壓6進行過零處理形成第一數字信號，所述信號調理模塊I分別把第一模擬信號發送到A/D轉換模塊2及把第一數字信號發送到數字信號處理模塊
3。具體的，所述信號調理模塊I包括霍爾電流互感器、電壓信號放大電路、電流信號放大電路及電壓過零檢測電路，所述霍爾電流互感器用于檢測充電電流的大小，所述電壓信號放大電路及電流信號放大電路用于把電壓、充電電流放大處理形成第一模擬信號，而所述電壓過零檢測電路把經過此電路的充電電壓轉換成第一數字信號，其中所述第一數字信號可被所述數字信號處理模塊用于計算充電電壓的頻率。
[0029]在本實施方式中，所述A/D轉換模塊2把從信號調理模塊I接收到的第一模擬信號轉化為第二數字信號并發送到數字信號處理模塊3。
[0030]在本實施方式中，請參考圖4A、4B數字信號處理模塊3的電路原理圖，所述數字信號處理模塊3由ARM芯片及串行EEPROM芯片組成。具體的，所述數字信號處理模塊3通過第一數字信號計算出充電電壓6的頻率，并根據第二數字信號分析計算出充電電壓6及充電電流7的大小，所述數字信號處理模塊3對電壓的頻率及電壓、電流的大小進行分析處理并發出控制信號至模擬信號輸出模塊4，所述數字信號處理模塊3通過模擬信號輸出模塊4對發電機20輸出電壓進行實時控制;進一步的，所述數字信號處理模塊3通過人機界面模塊5實現控制充電過程所需各種參數的修改，以及取得對發電機20的實時控制指令。本實施方式中的所述ARM芯片作為主控制芯片，其數據處理功能強大，對電壓、電流數據測量準確，具有良好的輸出電壓控制性能，使發電機20對蓄電池進行充電的過程嚴格按照三段式步驟進行，既保證了充電的快速高效，又延長了蓄電池的使用壽命。
[0031 ]在本實施方式中，所述A/D轉換模塊2內置于所述ARM芯片。
[0032]在本實施方式中，請參考圖5模擬信號輸出模塊4的電路原理圖，所述模擬信號輸出模塊4包括可調直流電壓輸出電路，所述模擬信號輸出模塊4根據數字信號處理模塊3的控制信號輸出0-5V的直流可調電壓至自動電壓調節器40，使得自動電壓調節器40控制發電機20的勵磁電流，從而控制發電機20的輸出電壓，即為電池組30的充電電壓6。
[0033]在本實施方式中，請參考6A、6B、6C、6D、6E、6F人機界面模塊5的電路原理圖，所述人機界面模塊5由4.3寸彩色觸摸屏組成，其分辨率為480*272，用于電池充電過程中各參數的顯示，具有顯示面積大、顯示結果直觀的特點。
[0034]當然，本實用新型還可有其它多種實施方式，基于本實施方式，本領域的普通技術人員在沒有做出任何創造性勞動的前提下所獲得其他實施方式，都屬于本實用新型所保護的范圍。
【主權項】
1.一種電池充電控制器，其特征在于，所述電池充電控制器包括依次連接的信號調理模塊、A/D轉換模塊、數字信號處理模塊及模擬信號輸出模塊； 所述信號調理模塊用于采集電池組的充電電壓、充電電流并對充電電壓、充電電流進行調理形成第一模擬信號及第一數字信號； 所述A/D轉換模塊用于接收第一模擬信號并將其轉換成第二數字信號； 所述數字信號處理模塊根據第一數字信號及第二數字信號分析出電池組的充電電壓、充電電流的大小及充電電壓的頻率并發送控制信號至模擬信號輸出模塊； 所述模擬信號輸出模塊根據控制信號控制電池組的充電電壓及充電電流。2.根據權利要求1所述的電池充電控制器，其特征在于，所述數字信號處理模塊由ARM芯片及串行EEPROM芯片組成。3.根據權利要求1所述的電池充電控制器，其特征在于，所述信號調理模塊包括霍爾電流互感器、電壓信號放大電路、電流信號放大電路及電壓過零檢測電路;所述霍爾電流互感器用于檢測充電電流的大小，所述電流信號放大電路及電壓信號放大電路用于放大充電電流、充電電壓形成所述第一模擬信號，所述電壓過零檢測電路用于把充電電壓轉換成所述第一數字信號。4.根據權利要求1所述的電池充電控制器，其特征在于，所述A/D轉換模塊內置于ARM芯片。5.根據權利要求1所述的電池充電控制器，其特征在于，所述模擬信號輸出模塊包括可調直流電壓輸出電路，所述模擬信號輸出模塊輸出直流可調電壓。6.根據權利要求1所述的電池充電控制器，其特征在于，所述電池充電控制器還包括人機界面模塊，所述人機界面模塊與所述數字信號處理模塊連接，所述人機界面模塊包括觸摸屏，所述人機界面模塊用于電池充電過程中各參數的顯示。7.根據權利要求1所述的電池充電控制器，其特征在于，所述電池充電控制器連接發電機，所述發電機為電池組充電，所述電池充電控制器根據電池組的充電狀態控制發電機的輸出電壓及輸出電流，發電機的輸出電壓及輸出電流即為電池組的充電電壓及充電電流。8.根據權利要求7所述的電池充電控制器，其特征在于，所述電池充電控制器與發電機之間連接有自動電壓調節器，所述自動電壓調節器根據控制器發出的直流可調電壓調節發電機的勵磁電流，從而調節發電機的輸出電壓及輸出電流。
【文檔編號】H02J7/14GK205544440SQ201620217489
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】羅秀卿, 徐海林, 王祖金, 朱新禎, 李德深, 黎小菊
【申請人】深圳市宇和電能科技有限公司, 上海市水利工程設計研究院有限公司