CN112018842B - 一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，包括集成电路、与集成电路连接的充电电压采样电路、均浮充转换电路、充电电压过压保护电路、充电电压温度补偿电路和电池温度检测电路，集成电路的型号为STM32FRBT6。本发明的有益效果是：充电电压采样电路中，采用第一电阻和第二电阻进行双电阻采样，提高了采样的精确性，而且由第一运放为主组成的放大电路进行信号放大，提高充电电压采样的灵敏度，提高了充电机的精确性；在电池温度检测电路中，由第二运放为主组成的放大电路进行压差放大，提高温度检测的灵敏度，而且第二运放的同相输入端和反相输入端之间并联一个第六电容，提高温度检测的可靠性，提高了充电机的可靠性。

Description

一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统

技术领域

本发明涉及安装支架技术领域，具体为一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统。

背景技术

充电机是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。它采用恒流/恒压/小恒流智能三个阶段充电方式，具有充电效率高，操作简单，重量轻，体积小等特点。充电机是我国广泛在华北地区，机器内部电力器件（如变压器、电感、电容器等）都较大，一般在带载较大运行时存在较小噪声，但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强，可靠性及稳定性均比高频机强。

现有专利（公告号：CN201113527）一种蓄电池充电器输出电压自动补偿装置，一种蓄电池充电器输出电压自动补偿装置，包括：操作控制器（1），连接工作电源，控制充电器的输出电压及判定是否关闭电池充电器；充电电压采样电路（2），由两个电阻串联而成，对充电器的输出电压进行分压，并进行电压采样，而且连接一个二极管和一个电容，二极管起限幅作用防止过压损伤集成电路，电容起滤波作用；充电电压过压保护电路（4），由一个电阻和一个光耦串联而成，控制充电器的开与关；其特征在于，还包括以下电路：均浮充转换电路（3），由两个电阻和一个开关串联组成，设置充电器的均浮充的电压差；充电电压温度补偿电路（5），由两个电阻和一个电容组成，自动调节充电器的输出电压；电池温度检测电路（6），由一个温度传感器与一个电阻串联进行分压然后经另一个电阻与一个电容滤波，进行温度采样，供操作控制器计算电池温度。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题没有得到解决：1.充电电压采样电路，由两个电阻串联组成，通过集成电路对之间的压差进行取样，但是这样就导致了检测的压差灵敏度下降，降低了充电控制的精确性；2.现有技术中采用温度传感器（实际是一个热敏电阻）进行电池温度检测，但是这样导致了灵敏度不够，降低了温度检测的精确性。

为此，提出一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，能够对充电电压进行精确检测，对电池温度进行精确检测，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，包括集成电路、与集成电路连接的充电电压采样电路、均浮充转换电路、充电电压过压保护电路、充电电压温度补偿电路和电池温度检测电路，所述集成电路的型号为STM32FRBT6；

所述充电电压采样电路包括第一运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第三电容，集成电路的信号输入端与第一运放的输出端连接，第一运放的同相输入端通过第二电容和第三电阻组成的并联电路与充电机的电源模块的基准电压电连接，第一电容并联在第一运放的同相输入端和反相输入端之间，第一运放的同相输入端通过第一电阻、电池、第二电阻与第一运放的反相输入端连接，第一运放的反相输入端通过第三电容和第四电阻组成的并联电路与第一运放的输出端连接；

所述电池温度检测电路包括第二运放、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第二三极管、第六电容和第七电容，第十三电阻为热敏电阻，第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻组成H桥，H桥的一端接地，另一端通过第十六电阻外接5V直流电压电源，第五二极管的阳极接地，第五二极管的阴极分别与第十二电阻和第十四电阻连接，第二运放的反相输入端分别与第十二电阻和第十三电阻连接，第二运放的同相输入端分别与第十四电阻和第十五电阻连接，第三二极管位于第十二电阻和第十三电阻之间，第三二极管的阳极与第二运放的反相输入端连接，第六电容并联在第二运放的反相输入端和第二运放的同相输入端之间，第四二极管的阳极与第二运放的同相输入端连接，第七电容与第四二极管并联，第二运放的输出端与第二二极管的阴极连接，第二二极管的阳极通过第十一电阻接地且通过第十电阻与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极外接5V直流电压电源，第二三极管的集电极与集成电路的信号输入端连接。

优选的，所述均浮充转换电路包括第五电阻、第六电阻和第一三极管，第一三极管的发射极与电池的正极连接，第一三极管的集电极通过第五电阻与充电机的电源模块的基准电压电连接，第一三极管的基极通过第六电阻与集成电路的一个信号输入端连接。

优选的，所述充电电压过压保护电路包括第七电阻和光耦，集成电路的一个信号输入端通过第七电阻与光耦的第二端连接，光耦的第一端外接5V直流电压电源，光耦的第三端接地，光耦的第四端控制充电机中充电模块的开或者关。

优选的，所述充电电压温度补偿电路包括第八电阻、第九电阻和第五电容，集成电路的信号输入端通过第八电阻和第九电阻外接充电机的电源模块的基准电压，且第五电容的一端接地，第五电容的另一端分别与第八电阻和第九电阻连接。

优选的，所述集成电路的接地端接地，集成电路的电源端通过第四电容接地且外接5V直流电压电源。

优选的，所述第六电容的容值为0.1μF。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、充电电压采样电路中，采用第一电阻和第二电阻进行双电阻采样，提高了采样的精确性，而且由第一运放为主组成的放大电路进行信号放大，能够提高充电电压采样的灵敏度，提高了充电机的精确性；

2、在电池温度检测电路中，由第二运放为主组成的放大电路进行压差放大，提高了温度检测的灵敏度，而且第二运放的同相输入端和反相输入端之间并联一个第六电容，能够提高温度检测的可靠性，进一步提高了充电机的可靠性。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图中：U1、集成电路；U2、第一运放；U3、第二运放；U4、光耦；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；R13、第十三电阻；R14、第十四电阻；R15、第十五电阻；R16、第十六电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；D5、第五二极管；Q1、第一三极管；Q2、第二三极管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，包括集成电路U1、与集成电路U1连接的充电电压采样电路、均浮充转换电路、充电电压过压保护电路、充电电压温度补偿电路和电池温度检测电路，所述集成电路U1的型号为STM32FRBT6；

所述充电电压采样电路包括第一运放U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，集成电路U1的信号输入端与第一运放U2的输出端连接，运放的同相输入端通过第二电容C2和第三电阻R3组成的并联电路与充电机的电源模块的基准电压电连接，第一电容C1并联在第一运放U2的同相输入端和反相输入端之间，第一运放U2的同相输入端通过第一电阻R1、电池、第二电阻R2与第一运放U2的反相输入端连接，第一运放U2的反相输入端通过第三电容C3和第四电阻R4组成的并联电路与第一运放U2的输出端连接；

所述电池温度检测电路包括第二运放U3、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第二三极管Q2、第六电容C6和第七电容C7，第十三电阻R13为热敏电阻，第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十五电阻R15组成H桥，H桥的一端接地，另一端通过第十六电阻R16外接5V直流电压电源，第五二极管D5的阳极接地，第五二极管D5的阴极分别与第十二电阻R12和第十四电阻R14连接，第二运放U3的反相输入端分别与第十二电阻R12和第十三电阻R13连接，第二运放U3的同相输入端分别与第十四电阻R14和第十五电阻R15连接，第三二极管D3位于第十二电阻R12和第十三电阻R13之间，第三二极管D3的阳极与第二运放U3的反相输入端连接，第六电容C6并联在第二运放U3的反相输入端和第二运放U3的同相输入端之间，第四二极管D4的阳极与第二运放U3的同相输入端连接，第七电容C7与第四二极管D4并联，第二运放U3的输出端与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极通过第十一电阻R11接地且通过第十电阻R10与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极外接5V直流电压电源，第二三极管Q2的集电极与集成电路U1的信号输入端连接。

具体的，所述均浮充转换电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第一三极管Q1，第一三极管Q1的发射极与电池的正极连接，第一三极管Q1的集电极通过第五电阻R5与充电机的电源模块的基准电压电连接，第一三极管Q1的基极通过第六电阻R6与集成电路U1的一个信号输入端连接。

具体的，所述充电电压过压保护电路包括第七电阻R7和光耦U4，集成电路U1的一个信号输入端通过第七电阻R7与光耦U4的第二端连接，光耦U4的第一端外接5V直流电压电源，光耦U4的第三端接地，光耦U4的第四端控制充电机中充电模块的开或者关。

具体的，所述充电电压温度补偿电路包括第八电阻R8、第九电阻R9和第五电容C5，集成电路U1的信号输入端通过第八电阻R8和第九电阻R9外接充电机的电源模块的基准电压，且第五电容C5的一端接地，第五电容C5的另一端分别与第八电阻R8和第九电阻R9连接。

具体的，所述集成电路U1的接地端接地，集成电路U1的电源端通过第四电容接地且外接5V直流电压电源。

具体的，所述第六电容C6的容值为0.1μF。

该可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统中的均浮充转换电路、充电电压过压保护电路和充电电压温度补偿电路的功能以及结构与参考专利的功能以及结构一致。

充电电压采样电路的工作原理是：第一电阻R1和第二电阻R2位于电池的两端，由第二电容C2和第三电阻R3外接参考电压（即充电机的电源模块的基准电压），在电池充电电压发生变化的时候，压差再经过以第一运放U2为主的放大电路进行放大，传输给集成电路U1进行采样判断。

其中，充电电压采样电路中，采用第一电阻R1和第二电阻R2进行双电阻采样，提高了采样的精确性，而且由第一运放U2为主组成的放大电路进行信号放大，能够提高充电电压采样的灵敏度，提高了充电机的精确性。

电池温度检测电路的工作原理是：由第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十五电阻R15组成H桥，第十三电阻R13为热敏电阻，由于电池的工作温度变化，使得H桥的压差发生变化，再经过以第二运放U3为主组成的放大电路进行压差放大，由于第二三极管Q2的导通有导通电压，再经过第十电阻R10限流以后，当电池温度高于设定值以后，第二三极管Q2导通，能够使得集成电路U1接收到报警信号，第一二极管D1用于保护第二三极管Q2不会避免被反向电压击穿。

其中，在电池温度检测电路中，由第二运放U3为主组成的放大电路进行压差放大，提高了温度检测的灵敏度，而且第二运放U3的同相输入端和反相输入端之间并联一个第六电容C6，能够提高温度检测的可靠性，进一步提高了充电机的可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，包括集成电路、与集成电路连接的充电电压采样电路、均浮充转换电路、充电电压过压保护电路、充电电压温度补偿电路和电池温度检测电路，其特征在于：所述集成电路的型号为STM32FRBT6；

所述充电电压采样电路包括第一运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第三电容，集成电路的信号输入端与第一运放的输出端连接，第一运放的同相输入端通过第二电容和第三电阻组成的并联电路与充电机的电源模块的基准电压电连接，第一电容并联在第一运放的同相输入端和反相输入端之间，第一运放的同相输入端通过第一电阻、电池、第二电阻与第一运放的反相输入端连接，第一运放的反相输入端通过第三电容和第四电阻组成的并联电路与第一运放的输出端连接；

所述电池温度检测电路包括第二运放、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第二三极管、第六电容和第七电容，第十三电阻为热敏电阻，第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻组成H桥，H桥的一端接地，另一端通过第十六电阻外接5V直流电压电源，第五二极管的阳极接地，第五二极管的阴极分别与第十二电阻和第十四电阻连接，第二运放的反相输入端分别与第十二电阻和第十三电阻连接，第二运放的同相输入端分别与第十四电阻和第十五电阻连接，第三二极管位于第十二电阻和第十三电阻之间，第三二极管的阳极与第二运放的反相输入端连接，第六电容并联在第二运放的反相输入端和第二运放的同相输入端之间，第四二极管的阳极与第二运放的同相输入端连接，第七电容与第四二极管并联，第二运放的输出端与第二二极管的阴极连接，第二二极管的阳极通过第十一电阻接地且通过第十电阻与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极外接5V直流电压电源，第二三极管的集电极与集成电路的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，其特征在于：所述均浮充转换电路包括第五电阻、第六电阻和第一三极管，第一三极管的发射极与电池的正极连接，第一三极管的集电极通过第五电阻与充电机的电源模块的基准电压电连接，第一三极管的基极通过第六电阻与集成电路的一个信号输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，其特征在于：所述充电电压过压保护电路包括第七电阻和光耦，集成电路的一个信号输入端通过第七电阻与光耦的第二端连接，光耦的第一端外接5V直流电压电源，光耦的第三端接地，光耦的第四端控制充电机中充电模块的开或者关。

4.根据权利要求1所述的一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，其特征在于：所述充电电压温度补偿电路包括第八电阻、第九电阻和第五电容，集成电路的信号输入端通过第八电阻和第九电阻外接充电机的电源模块的基准电压，且第五电容的一端接地，第五电容的另一端分别与第八电阻和第九电阻连接。

5.根据权利要求1所述的一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，其特征在于：所述集成电路的接地端接地，集成电路的电源端通过第四电容接地且外接5V直流电压电源。

6.根据权利要求1所述的一种可延长电池寿命带自动补偿功能的充电机控制系统，其特征在于：所述第六电容的容值为0.1μF。

Images