CN101345429B - 光控智能充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蓄电池充电技术，具体是一种光控智能充电器，它由高频开关电源电路、蓄电池、光敏控制电路、电压监测电路、电流监测电路、单片微处理电路组成，其特征在于：光敏控制电路的光敏器件接收信号选择充电模式是通过用光敏器件作为充电器区别于白天与黑夜，分别输出两种充电模式对蓄电池进行有效的充电，发出控制信号到高频开关电源电路，达成对蓄电池充电。本发明充电时根据光敏信号作依据，选定合适蓄电池最佳充电模式，控制充电电流与充电电压，既保证蓄电池充满电，又减少电池组的极板盐化和失水，保证电动车骑行的所需的储电水平，防止电池组充电失控，延长电池组的服役寿命。
Description
技术领域
本发明属于蓄电池充电技术领域。
背景技术
目前电动自行车普遍使用铅酸蓄电池串联电池组进行充电，充电器采用恒定电流、恒定电压和小电流浮充的三阶段充电方式。根据对电动车用户的调查结果，在电动自行车使用过程中，大部分用户每天骑行距离不长，电池并不是深放电。如果电动车用户用现有的三阶段充电器随用随充，长期以往充电会造成蓄电池极板盐化和失水现象，缩短了电池组的使用寿命；在寿命后期，还会导致部分电池组充电热失控而致变形、损坏，不够科学合理。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用光控器件接收的信号选择充电模式的更科学合理、用单片机进行智能化工作的光控智能充电器。
本发明的技术方案如下：
一种光控智能充电器，它由高频开关电源电路、蓄电池、光敏控制电路、电压监测电路、电流监测电路、单片微处理电路组成，采用高频开关电源电路作为充电主电路，通过光敏控制电路的光敏器件接收信号选择充电模式，按照单片微处理电路软件设置的充电控制模式选择充电，由电压监测电路、电流监测电路对充电过程中的充电电压和充电电流实时监测，对高频开关电源电路进行闭环控制，本发明的特征在于：所述光敏控制电路的光敏器件接收信号选择充电模式是通过用光敏器件作为充电器区别于白天与黑夜，分别输出两种充电模式对蓄电池进行有效的充电，发出控制信号到高频开关电源电路，达成对蓄电池充电。
本发明光敏控制电路控制方法如下：当充电器光敏器件接收到光线信号，此时充电器进入多阶段式充电，初期采用较大电流对蓄电池进行充电，以析氢电位为充电电流下调的多段式充电，直至充电完成；当充电器光敏器件接收到为黑色的信号时，充电器MCU开始工作，对蓄电池的初始电压进行检测，并记录初始电压值，按照恒流充电，对充电的蓄电池的端电压进行实时测试，计算ΔU/ΔT在确定电池的初始容量值，若检测出初始容量大于80％时，充电器输出的充电电流采用小电流脉冲式充电，以利于黑夜里长时间对蓄电池充电，既能保证蓄电池有足够的时间来将电池充满，又能保证小电流充电的模式将蓄电池均衡充电；若检测出初始容量小于80％，充电器仍采用多段式充电。
本发明充电时根据光敏信号作依据，选定合适蓄电池最佳充电模式，控制充电电流与充电电压，既保证蓄电池充满电，又减少电池组的极板盐化和失水，保证电动车骑行的所需的储电水平，防止电池组充电失控，延长电池组的服役寿命。
附图说明
图1为本发明工作原理图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步描述：
实施例：
如图1所示，一种光控智能充电器，它由高频开关电源电路1、蓄电池2、光敏控制电路5、电压监测电路3、电流监测电路4、单片微处理电路6组成，采用高频开关电源电路1作为充电主电路，通过光敏控制电路5的光敏器件接收信号选择充电模式，按照单片微处理电路6软件设置的充电控制模式选择充电，由电压监测电路3、电流监测电路4对充电过程中的充电电压和充电电流实时监测，对高频开关电源电路1进行闭环控制，其中高频开关电源电路1由滤波器电路、整流滤波电路、逆变电路、高频整流充电电路、驱动控制器电路、辅助电源电路组成，是蓄电池充电的主电源电路；本发明的特征在于：所述光敏控制电路5的光敏器件接收信号选择充电模式是通过用光敏器件作为充电器区别于白天与黑夜，分别输出两种充电模式对蓄电池2进行有效的充电，发出控制信号到高频开关电源电路1，达成对蓄电池充电。
本发明光敏控制电路5中设置光敏电阻，光敏电阻输出电压信号接至所述单片微处理电路6的A/D转换输入端，单片微处理电路6通过其I/O口输出充电程序软件以控制高频开关电源电路1驱动控制器电路。当光敏电阻接收到光信号时，单片微处理电路6按照常规多段式充电程序软件控制开关电源；当光敏电阻无光信号时，单片微处理电路6实行对蓄电池初始容量检测，对蓄电池进行恒流充电，计算ΔU/ΔT的变化大小，判定需蓄电池的容量值后通过单片微处理电路6作出两种判定的充电模式，若检测出初始容量大于80％时，充电器输出的充电电流采用0.1C小电流脉冲式充电；若检测出初始容量小于80％，充电器仍采用多段式充电。
电压监测电路3以分压电阻作为蓄电池电压取样电路，电压取样信号接入单片微处理电路6的A/D转换I/O口；以判定蓄电池的容量大小与充电电压的转换信号。
在电流监测电路4中设置取样电阻，由运算放大器构成的取样电流放大电路，输出的取样放大信号接入单片微处理电路6的A/D转换I/O口；
在单片微处理电路6中设置多段式充电程序和小电流充电程序，根据光敏控制电路5输出信号与蓄电池在充电时的电压，电流检测信号，通过单片微处理电路中的A/D计算转换I/O口选择充电模式的软件程序来控制高频开关电源的充电电压与电流大小，对充电电流、电压进行限制，当电池电压和充电电路达到设定值时，进行充电模式转换，控制充电过程。由相关程序启动并控制维护充电模式，减少并修复蓄电池的极板盐化。
由单片微处理电路6对蓄电池组在夜间充电及各充电阶段都具有定时控制功能，对蓄电池组作功能性保护，避免热失控现象。
Claims (3)
1.一种光控智能充电器，它由高频开关电源电路、蓄电池、光敏控制电路、电压监测电路、电流监测电路、单片微处理电路组成，采用高频开关电源电路作为充电主电路，通过光敏控制电路的光敏器件接收信号选择充电模式，按照单片微处理器电路软件设置的充电控制模式选择充电，由电压监测电路、电流监测电路对充电过程中的充电电压和充电电流实时监测，对高频开关电源电路进行闭环控制，其特征在于：光敏控制电路的光敏器件接收信号选择充电模式是通过用光敏器件作为充电器区别于白天与黑夜，分别输出两种充电模式对蓄电池进行有效的充电，发出控制信号到高频开关电源电路，达成对蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的光控智能充电器，其特征在于：在光敏控制电路中设置光敏电阻，光敏电阻输出电压信号接至所述单片微处理电路的A/D转换输入端，单片微处理电路通过其I/O口输出充电程序软件以控制高频开关电源电路的驱动控制器电路。
3.根据权利要求2所述的光控智能充电器，其特征在于：当光敏电阻接收到光信号时，单片微处理电路按照常规多段式充电程序软件控制高频开关电源电路；当光敏电阻无光信号时，单片微处理电路实行对蓄电池初始容量检测，对蓄电池进行恒流充电，计算ΔU/ΔT的变化大小，判定蓄电池的容量值后通过单片微处理电路作出两种判定的充电模式，若检测出初始容量大于80％时，充电器输出的充电电流采用0.1C小电流脉冲式充电；若检测出初始容量小于80％，充电器仍采用多段式充电。
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