CN201038789Y - 数字化电动车充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字化电动车充电器，属充电设备。包括整流滤波电路、功率变换电路、采样电路、控制电路、驱动电路、显示电路和输出电路七部分，所述的控制电路采用单片机，所述的采样电路包括对输出电压、充电电流实时采样的采样电路、采样电路与控制电路的数据接口连接。与传统的电动车充电器相比，本实用新型的有益效果是：充电过程实现了全自动化和智能化，真正实现无人值守就能确保充电过程的安全性，整个系统其有检测速度快，精度高，智能化及低成本等诸多优点。

Description

数字化电动车充电器

技术领域

本实用新型涉及一种充电器，具体是一种数字化电动车充电器。

背景技术

目前的充电器市场主要是工频变压器式充电器和开关电源式充电器两种。工频变压器式充电器电路简单，但体积较大，效率低。开关电源式充电器电路复杂，体积小，效率高。但两种方式的充电器均不能根据负载状况自动调整输出状态，容易在使用过程中出现对电池的过充或欠充现象，以及由于错误的使用方法而使充电器损坏。上述现象的出现既损坏了电池与充电器的寿命，也在一定程度上造成了原材料的浪费及环境的污染。

发明内容

为了克服上述两种充电器的不足，本实用新型提供一种数字化电动车充电器。充电器采用高性能单片机作为核心控制系统，在控制算法的支持下，通过对输出电压和电流进行实时采样，并与给定值相比较，控制和调整开关电源的工作状态。由于单片机的智能化，可以使充电器实时调整输出状态，自动适应负载状况，从而使充电器始终工作在最佳状态，延长了充电器和电池的使用寿命。

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种电动车充电器，包括整流滤波电路、功率变换电路、采样电路、控制电路、驱动电路、显示电路和输出电路七部分，所述的控制电路采用单片机，所述的采样电路包括对输出电压、充电电流进行实时采样的电压采样电路、电流采样电路；电压采样电路和电流采样电路与控制电路的数据接口连接。

首先由单片机检测充电器与电池是否反接，若反接则单片机不工作，避免充电器接入市电后对设备的损坏。检测到正常连接后，单片机发出驱动脉冲经驱动电路后驱动主功率开关管。同时单片机采集电池端的输出电压、充电电流，并将采到的信号返回单片机并与内部控制算法相比较，若比较结果正常，单片机保持当前正常工作状态；若比较结果异常，控制算法调整单片机输出脉冲直至正常。当检测到电池充满电后，单片机自动关闭主电路，使电池不会处于过充状态，延长了电池寿命。同时其内部算法设置了过温控制，确保设备工作的安全性。

与传统的电动车充电器相比，本实用新型的有益效果是：由单片机替代目前市场上通用的电源芯片，具有可编程，智能化，易升级，良好的人机界面等诸多优点。充电过程实现了全自动化和智能化，真正实现无人值守就能确保充电过程的安全性，整个系统具有检测速度快，精度高及低成本等诸多优点。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电路图。

具体实施方式

现结合附图及实施例对本实用新型做一步的描述。

如图1所示，本实用新型电动车充电器由整流滤波电路、功率变换电路、采样电路、单片机控制电路、驱动电路、显示电路和输出电路七部分组成。

如图2所示实施例电路图，Vcc是经过整流滤波电路之后的高压；虚线框内为功率变换电路，采用单端反激拓扑。T为高频变压器，Q1为功率开关管，D1为整流二极管；R1、R2为电压检测电阻，R3为电流检测电阻，R1、R2、R3构成采样电路；R1和R2的接点与单片机的数据接口连接，R1、R2的另一端分别与功率变换电路输出端连接；R3的一端连接单片机的数据接口并通过充电电池E与功率变换电路输出端连接。908SR12为高性能单片机作为控制电路；PWM Driver为驱动电路；LED为显示电路；E为输出端的待充电池组。

220V市电经过整流电路变为约300V的直流高压Vcc，同时滤波电路将市电中的高频杂波滤除。Vcc接在高频变压器的原边，单片机输出的激励脉冲经过驱动电路放大后接到功率开关管Q1的门极。当加到原边主功率开关管Q1的激励脉冲为高电平使Q1导通时，直流输入电压Vcc加在原边绕组Np两端，此时因副边绕组相位是下负上正，使整流管D1反向偏置而截止；当驱动脉冲为低电平使Q1截止时，原边绕组Np两端电压极性反向，使副边绕组相位变为上正下负，则整流管D1被正向偏置而导通，再经整流滤波电路，将储存在变压器中的磁能向负载传递释放。电压、电流采样电路实时将充电数据送至单片机内部进行处理，得到相应的驱动脉冲。

本实用新型充电器，首先对电池的正负极检测。在工作过程中，同时采集输出的电压和电流信号，并将信号送至单片机内部进行处理，将处理结果转化为相应的PWM信号，PWM信号经过驱动电路驱动放大后驱动主功率开关管。功率变换部分仍采用高效率的开关模式，在高频率的开关转换中，将能量不断由原边传到副边。单片机内部设置三种充电模式，第一种模式可以使电池在最短时间内获得最大电量，第二种模式限制了充电电压，补充电量的同时保护电池，第三种电池补足所有电量，并且单片机能自动调整电池在何种模式下充电。同时在算法里设置了开路和短路保护，保证充电器在短路和开路情况下仍能良好的自我保护，极大延长了充电器的寿命。

由单片机内部还设有温度传感器定时监测充电器内部温升，一旦超出危险值就自动关闭，实施充电器的过温保护。

充电方式采用PWM方式，三段智能式充电。以36V电动车铅酸电池为例，初始阶段采用2A电流恒流充电，充电到43.5V左右自动转到恒压充电模式，当充电电流下降到0.5A时，自动转为涓流充电模式，同时充电电压下降为41V～42V。三段智能式充电既能保证电池在短时间内获得最大电量，又能有效延长电池寿命。

Claims (3)

1.一种数字化电动车充电器，包括整流滤波电路、功率变换电路、采样电路、控制电路、驱动电路、显示电路和输出电路七部分，其特征在于：所述的控制电路采用单片机，所述的采样电路包括对输出电压、充电电流、实时采样的电压采样电路、电流采样电路；电压采样电路和电流采样电路与控制电路的数据接口连接。

2.根据权利要求1所述的数字化电动车充电器，其特征是：电压检测电阻R1、R2，电流检测电阻R3组成电压采样电路、电流采样电路，R1与R2的接点与单片机的数据接口连接，R1与R2的另一端分别与功率变换电路输出端连接；R3的一端连接单片机的数据接口并通过充电电池E与功率变换电路输出端连接。

3.根据权利要求1所述的数字化电动车充电器，其特征是：单片机内设置有温度传感器。

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