CN103001293A - 一种蓄电池恒压恒流充电控制器 - Google Patents

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李刚
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Abstract

本发明公开了一种蓄电池恒压恒流充电控制器，该控制器可根据蓄电池组的储电状态自动进行恒压恒流充电方式切换与储电状态指示。该控制器主要包括buck型稳压芯片(如LM2596)，电压电流反馈电路，PIC单片机等。控制器可实现恒流、恒压、浮充电，过流过热保护，储电状态指示。本发明的控制器简单可靠，其可用于延长蓄电池组的使用年限和保护电池品质。

Description

一种蓄电池恒压恒流充电控制器
技术领域：
本发明专利涉及蓄电池组充电技术领域，特别涉及一种用于蓄电池组充电的恒压恒流充电智能控制器。
技术背景：
目前大多采用蓄电池的充电管理芯片来给电池组充电。充电芯片外接晶体管和电阻等少部分元件组成恒压恒流充电电路，但其输入电压范围较窄，且进口专用充电管理芯片(如TI公司的UC3906)价格昂贵，也不能对电池储电状态指示。
发明内容：
本发明主要用BUCK型稳压芯片LM2596、PIC单片机、多路模拟开关、运放等组成的充电控制器，输入电压可达40V，能实现三阶段充电(恒流、恒压、浮充)，电池储电状态指示，电路简单可靠，成本相对较低，是一种较好的电池充电方法。
本发明的实现方法：LM2596-adj系列输出电压可调，可通过分压电阻连接到反馈端设置其稳压值。恒压源为了保持输出电压的恒定，需要实时对输出电压跟踪、控制，在负载变化的情况下使输出电压不随负载的变化而变化，而恒流源是指在负载变化的情况下，稳压器能根据负载的变化相应调整输出电压，保持输出电流不变，恒流源采样电路采集的是输出的电流信号，但实际上采集的是经过转换后反映电流大小的电压信号，因此，把输出的电流信号转换成电压信号，输入到BUCK型稳压器的反馈端，就能恒流输出。
PIC单片机实时AD采集蓄电池充电电压和电流，当蓄电池电量过低，即蓄电池严重缺电，此时应该控制模拟开关打开恒流充电回路，LM2596工作于小电流恒流输出模式，给蓄电池组恒流充电，避免大电流损伤蓄电池。充电一定时间后，待电池电量回升后单片机控制模拟开关打开恒压充电回路，LM2596工作于恒压输出模式，给蓄电池恒压充电，此时电池电量应得到迅速提升，充电电流慢慢减小。直到蓄电池电量达到98％时打开浮充回路，蓄电池处于浮充状态。一个完整的充电周期便结束。如果蓄电池放电，电压降低后，则转换到新的充电状态。同时，单片机根据电池电压大小点亮相应LED显示灯。单片机程序文件包括：头文件函数，端口初始化函数，AD模块初始化函数，AD采集和滤波函数，及充电控制函数。
本发明相对于现有的技术具备如下的优点和效果：PIC单片机采集蓄电池充电电压电流，根据电池储电状态输出控制信号给模拟开关，模拟开关接通相应连接在稳压芯片反馈端的信号，稳压芯片工作对蓄电池进行小电流恒流充电、恒压充电、浮充充电。各个充电电压值、恒流值可根据实际需求设定，应用方便，经济实惠。
附图说明：
图1是本发明的BUCK型稳压芯片恒流恒压反馈电路图。
图2是本发明的蓄电池充电电路图。
图3是本发明的蓄电池充电电流电压采集电路电路图。
图4是本发明的单片机引脚连接电路图。
具体实施方式：
下面将结合附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
图1为电压和电流的反馈，连接到稳压芯片的feedback引脚。电压反馈环路由R201、R203、R202、R204、U101A组成。恒压充电电压Vcout＝(1+R201/R203)*Vref，浮充电压Vfout＝(1+R202/R204)*Vref，其中Vref为稳压芯片内部的基准电压。R201、R203设置恒压充电电压值，R202、R204设置浮充电压值。电流反馈环路由R205和U101B组成。输出电流
Figure BDA00002503566800021
R102和R105和R205设置其恒流值。本实例中，内部基准Vref为1.23V，浮充电压值为12.6V，恒压充电电压值为12.9V，恒流充电电流为2A。
图2为以BUCK稳压器为中心的充电电路。其外围电感、电容等器件的值可根据具体输出来选择，详细情况可参考其数据手册。Q201、R206、C204、D202构成运算放大器的供电稳压电路，保证给运算放大器的供电电压不超过其最大允许工作电压。
图3为单片机采集蓄电池电压和电流电路。
图4为单片机外围电路。单片机循环采集电池电压和电流，当充电电流大于3A时，单片机5脚和6脚同时输出高电平，模拟开关的3通道打开，将电流反馈环路连接到芯片反馈端，开始以2A恒流充电。当充电电流小于3A时，此时单片机5脚和6脚同时输出低电平，模拟开关的0通道打开，将恒压充电反馈环路连接到芯片反馈端，开始以13V恒压充电。当充电电流小于0.2A时，开始以12.6V电压浮充，则单片机5脚给低电平，6脚给高电平，1通道打开。同时，单片机采集电池电压，根据不同电压值，实时显示蓄电池的储电状态。

Claims (3)

1.一种蓄电池恒压恒流充电控制器，其特征是：包括单片机、模拟开关和反馈环路；所述单片机用于检测电池充电电流电压，根据储电状态控制所述模拟开关，接通某一反馈环路，实现蓄电池三阶段充电法。
2.根据权利要求1所述的蓄电池恒压恒流充电控制器，其特征是：所述模拟开关为双路四通道，所述单片机用两个引脚输出高低电平控制所述模拟开关连接的通道。
3.根据权利要求1所述的蓄电池恒压恒流充电控制器，其特征是：所述控制器还包括BUCK型稳压芯片，所述BUCK型稳压芯片反馈端连接多路反馈，包括两路电压反馈和电流反馈。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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