CN104393365A - 一种废弃直流电能回收控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃直流电能回收控制系统，包含控制电路模块以及与其连接的电压输入模块、电压判断模块、直流电源变换器、充电电路；所述直流变换器包含一稳压电路和一升压电路，本发明工作电压范围宽，效率高，适应性强、可靠性好；有效地解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染；电能收集充电器是将输入的功率尽可能大的输送到所需充电的设备中，使得充电器的充电效率尽可能提高；本发明根据输入电压不同采用MC34063和HT7750来构建供电电路给电池充电，通过检测电源输出电压的大小，选择性的为电池充电；充电电路设有报警单元和显示单元能够实时的监测充电电路电压变化；有效地避免电能浪费。

Description

一种废弃直流电能回收控制系统

技术领域

本发明涉及一种电能回收控制系统，尤其涉及一种废弃直流电能回收控制系统，属于电能回收领域。

背景技术

近年来，能源短缺问题日益突出，人们在担忧能源枯竭的同时，对能源的浪费却大得惊人。例如各种废弃的电池，尤其是遥控玩具车使用的电池，甚至没用到其能量的一半就被废弃掉了，这不仅造成能源的浪费，更造成了环境的污染。因而研制一种收集各种废旧电池能量的装置已迫在锂离子电池作为现代高性能电池的代表，近年来在笔记本电脑、移动通讯终端、新

能源汽车行业得到了广泛的应用。目前，全球锂离子电池的年产量已经突破了10 亿只，废弃的锂离子电池需要得到安全环保的处理，且锂离子电池中含有钴、铜、铝等金属，具有回收再利用的价值。不管是从资源再利用的角度还是保护环境的角度来看，都需要回收处理

废旧锂离子电池。

    国内关于废旧锂离子电池回收的专利方法很多，主要涉及的方法如下：

（1）废旧锂离子电池的破碎分选。通过干式密闭破碎，重力、磁力、风力等方式分离钴酸锂和碳粉；通过在水中用超声波振动将铝箔上的钴酸锂和铜箔上的碳粉清洗分离，再筛分铜箔、铝箔、塑料。

（2）干法回收废旧锂离子电池。焙烧废旧锂离子电池，破碎、筛选、磁选富集有价金属；焙烧除去废旧锂离子电池中有机隔膜和有机粘连剂，再通过硫酸钠、浓硫酸混合调浆焙烧，使钴酸锂生成易溶于水的硫酸盐，再分离回收钴；将废旧锂离子电池机械粉碎，焙烧，得到含钴、铜、铝的物料，再湿法分离回收钴、铜、铝等。

（3）湿法浸出回收钴等金属。硫酸、硫酸与硫代硫酸钠的混合溶液、硫酸与双氧水的混合溶液浸出钴酸锂；萃取法分离钴、锂、铜等；黄钠铁矾法除铁、氧化沉淀法除锰、碳酸氢铵除铝、碳酸钠分离铜、草酸铵沉钴等化学法分离回收钴、锂、铜等。眉睫。

例如申请号为“201310234095.9 ”的一种废铅蓄电池回收再利用的方法，其方法步骤是：将回收的废铅蓄电池送到干燥室中进行干燥处理，使铅蓄电池内部的水分蒸发掉；将干燥后的废铅蓄电池投入到搅碎机中进行搅碎，同时将搅碎物送至筛选机中选出废铅粉末，再来放到脱硫池中进行脱硫处理；将剩下的颗粒状物质再送至粉碎机中粉碎，再送至筛选机中，将筛选出来的塑料微粒和硬橡胶微粒分别回收到塑料集料区和硬橡胶集料区中。其中脱硫池用的脱硫剂是石灰石-石膏，进行湿法脱硫，产生的脱硫产物为石膏，可作为建筑材料，同时铅也被置换出来回收。解决了废铅蓄电池污染环境的问题，减少了资源的浪费。该发明虽然也起到回收作用，但是在回收方式和效果上有待进一步提升。

又如申请号为“201410116605.7”的一种废旧锂离子电池综合回收利用的方法，属于再生资源回收利用领域。该方法包括如下步骤：废旧锂离子电池放电处理；在密闭的剪切式破碎机中将废旧锂离子电池破碎成直径10 ～ 20mm 的片状，破碎时喷淋，将废旧锂离子电池中的六氟磷酸锂溶解到喷淋液中；通过搅拌剥离铜箔表面的碳粉，并将电解液溶解到喷淋液中，然后回收碳粉；将片状物体送入氢氧化钠溶液中，通过搅拌剥离铝箔表面的钴酸锂粉末，然后回收钴酸锂粉末；将片状物体清洗、回收钴酸锂粉末；分离并回收塑料和铜铝混合物。本发明方法通过简单、环保的过程实现了对碳粉、钴酸锂粉末、铜铝混合物和塑料回收，具有一定的经济效益和社会效益。该发明虽然也起到回收作用，但是在回收方式和效果上有待进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种废弃直流电能回收控制系统，其工作电压范围宽，效率高，适应性强、可靠性好，有效地解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

    一种废弃直流电能回收控制系统，包含依次连接的电压输入模块、电压判断模块、直流电源变换器、充电电路；所述直流电源变换器包含一稳压电路和一升压电路，所述直流电源变换器连接一微控制模块以及与微控制模块连接的显示单元、时钟单元；所述电压输入模块将电压信号输入至电压判断模块，微控制模块根据电压判断模块判断结果选择稳压电路或升压电路与充电电路连接，微控制模块通过时钟单元设定充电电路充电时间，并通过显示单元显示出来；

所述升压电路包含转换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电压输入模块的输入端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与充电电路连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端分别与地连接；

所述稳压电路包含稳压电源芯片、第三电解电容、第四电解电容、电感、第三电阻、第四电阻和二极管，所述第三电解电容的负极分别连接第三电阻的一端和电压输入模块的输入端，第三电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第四电阻串联后分别与充电电路、第四电解电容的负极连接，第三电解电容的正极、第四电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极分别与地连接。

作为本发明一种废弃直流电能回收控制系统进一步优选方案，所述电压判断模块的判断阈值为3.6V。

作为本发明一种废弃直流电能回收控制系统进一步优选方案，所述微控制模块为AVR单片机。

作为本发明一种废弃直流电能回收控制系统进一步优选方案，所述转换器的型号为HT7750。

作为本发明一种废弃直流电能回收控制系统进一步优选方案，所述稳压电源芯片的型号为MC34063。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明工作电压范围宽，效率高，适应性强、可靠性好；

2、有效地解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染；

3、电能收集充电器是将输入的功率尽可能大的输送到所需充电的设备中，使得充电器的充电效率尽可能提高；

4、本发明根据输入电压不同采用MC34063和HT7750来构建供电电路给电池充电，通过检测电源输出电压的大小，选择性的为电池充电；

5、充电电路设有报警单元和显示单元能够实时的监测充电电路电压变化；有效地避免电能浪费；

6、本发明充电器对输入电压要求低，并且可以最大可能的吸收直流电源中的能量，比一般的充电器节能。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明升压电路图；

图3是本发明稳压电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种废弃直流电能回收控制系统，包含依次连接的电压输入模块、电压判断模块、直流电源变换器、充电电路；所述直流电源变换器包含一稳压电路和一升压电路，所述直流电源变换器连接一微控制模块以及与微控制模块连接的显示单元、时钟单元；所述电压输入模块将电压信号输入至电压判断模块，微控制模块根据电压判断模块判断结果选择稳压电路或升压电路与充电电路连接，微控制模块通过时钟单元设定充电电路充电时间，并通过显示单元显示出来；

如图2所示，所述升压电路包含转换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电压输入模块的输入端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与充电电路连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端分别与地连接；

如图3所示，所述稳压电路包含稳压电源芯片、第三电解电容、第四电解电容、电感、第三电阻、第四电阻和二极管，所述第三电解电容的负极分别连接第三电阻的一端和电压输入模块的输入端，第三电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第四电阻串联后分别与充电电路、第四电解电容的负极连接，第三电解电容的正极、第四电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极分别与地连接。

其中，所述电压判断模块的判断阈值为3.6V，所述微控制模块为AVR单片机，所述转换器的型号为HT7750，所述稳压电源芯片的型号为MC34063。

AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。

本发明可用于人们在旅途为手机随时充电，也可用于矿工照明等。该充电器可将直流电源的能量传递到3.6V以上的可充电电池中。系统根据输入电压不同采用MC34063和HT7750来构建供电电路给电池充电，检测电源输出电压的大小，从而判断是否对电池进行充电，并且检测时间的长短可以根据用户的需要进行设定，并通过数码管显示出来。为了提高单片机的工作效率，对单片机处于休眠和工作两种状态进行断续的检测。

电能收集充电器的核心为直流电源变换器，从直流电源中吸收的电能转移到可充电电池中。电能收集充电器是将输入的功率尽可能大的输送到所需充电的设备中，使得充电器的充电效率尽可能提高。该充电器对输入电压要求低，并且可以最大可能的吸收直流电源中的能量，比一般的充电器节能。根据采集电压的大小采用两种直流电源变换器，当电压为1.1V<Ui<3.6V时，采用HT7750组成的Boost升压电路来实现；当供电电源大于3.6V时，电路是用单片机控制集成芯片MC34063来实现的。MC34063的工作电压是3~40V，所以电源输入电压只需要在3V以上就可以让它工作。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种废弃直流电能回收控制系统，其特征在于：包含依次连接的电压输入模块、电压判断模块、直流电源变换器、充电电路；所述直流电源变换器包含一稳压电路和一升压电路，所述直流电源变换器连接一微控制模块以及与微控制模块连接的显示单元、时钟单元；所述电压输入模块将电压信号输入至电压判断模块，微控制模块根据电压判断模块判断结果选择稳压电路或升压电路与充电电路连接，微控制模块通过时钟单元设定充电电路充电时间，并通过显示单元显示出来；

所述升压电路包含转换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电压输入模块的输入端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与充电电路连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端分别与地连接；

所述稳压电路包含稳压电源芯片、第三电解电容、第四电解电容、电感、第三电阻、第四电阻和二极管，所述第三电解电容的负极分别连接第三电阻的一端和电压输入模块的输入端，第三电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第四电阻串联后分别与充电电路、第四电解电容的负极连接，第三电解电容的正极、第四电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极分别与地连接。

2.根据权利要求1所述的一种废弃直流电能回收控制系统，其特征在于：所述电压判断模块的判断阈值为3.6V。

3.根据权利要求1所述的一种废弃直流电能回收控制系统，其特征在于：所述微控制模块为AVR单片机。

4.根据权利要求1所述的一种废弃直流电能回收控制系统，其特征在于：所述转换器的型号为HT7750。

5.根据权利要求1所述的一种废弃直流电能回收控制系统，其特征在于：所述稳压电源芯片的型号为MC34063。