CN207098943U - 一种基于pid控制可调节的恒压输出电池座 - Google Patents
一种基于pid控制可调节的恒压输出电池座 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型专利公开了一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座主要包括：电池、电压采集模块、模数转换模块、主控模块、外部显示、外部输入、BUCK降压电路、BOOST升压电路、电池座；其特征在于：电压采集模块通过电源线与电池和电池座并联连接，并联后电压采集模块的信号线连接模数转换模块，模数转换模块再通过信号线连接主控模块，电池与电池座之间串联BUCK降压电路、BOOST升压电路，主控模块在通过信号线分别连接BUCK降压电路、BOOST升压电路，外部显示为主控模块的显示部分，外部输入为主控模块的按键部分。本实用新型专利的优点是：输出电压稳定，有利于延长电池使用时间，增加电池应用范围。
Description
技术领域
本实用新型专利主要涉及恒压输出电池座领域，特别是涉及一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座。
背景技术
为满足人们追求便利的需要，以大容量电池为代表的移动电源发展迅速，尤其在无人机和手持设备领域。然而大容量电池在工作的时候随着内阻增加输出电压降低，电池内部依然有电但无法再给设备供电。本实用新型专利采用PID控制调节电流源，不仅可以调节输出电压高低，提高了电池的使用范围和寿命，并且结合了PID调节方法，使输出电压更加稳定。
发明内容
本实用新型专利主要解决的技术问题是提供一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，旨在精确调节电池的输出电压，延长电池的使用寿命，拓宽电池的使用范围。
本实用新型专利为了解决上述的技术问题，采用的一种技术方案是：一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，主要包括：电池、电压采集模块、模数转换模块、主控模块、外部显示、外部输入、BUCK降压电路、BOOST升压电路、电池座；其特征在于：电压采集模块通过电源线与电池和电池座并联连接，并联后电压采集模块的信号线连接模数转换模块，模数转换模块再通过信号线连接主控模块，电池与电池座之间串联BUCK降压电路、BOOST升压电路，主控模块在通过信号线分别连接BUCK降压电路、BOOST升压电路，外部显示为主控模块的显示部分，外部输入为主控模块的按键部分。进一步，所述电压采集模块为ADAM-4117型电流电压采集模块。
进一步，所述模数转换模块为Q64AD模数转换模块。
进一步，所述主控模块为PID控制器。
进一步，所述主控模块与模数转换模块独立于电池，由外加纽扣电池供电，主控模块与模数转换模块都采用的是低功耗的数字芯片。
进一步，所述外部显示PID控制器的数码管显示部分。
进一步，所述外部输入PID控制器的按键部分。
进一步，所述BUCK降压电路、BOOST升压电路两个电路并联之后与电池串联，作为电路的调压部分。
本实用新型专利的有益效果是：将电池最终的输出的电压值以设定值精确输出，解决了电池内阻增大输出电压不稳定的问题；采用BUCK降压电路、BOOST升压电路，该电池座输出电压值可以调节，延长了电池使用时间，增加电池应用范围。
附图说明
图1为本实用新型专利的电路连接结构原理图。
图2为本实用新型专利的BUCK降压电路图。
图3为本实用新型专利的BOOST升压电路图。
图4为本实用新型专利采用的PID控制器。
附：图中各部件的标记如下：1、电池，2、电压采集模块，3、模数转换模块，4、主控模块，5、外部显示，6、外部输入，7、BUCK降压电路，8、BOOST升压电路，9、电池座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-4，本实用新型专利的实施例包括：一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座9主要包括：电池1、电压采集模块2、模数转换模块3、主控模块4、外部显示5、外部输入6、BUCK降压电路7、BOOST升压电路8、电池座9；其特征在于：电压采集模块2通过电源线与电池1和电池座9并联连接，并联后电压采集模块2的信号线连接模数转换模块3，模数转换模块3再通过信号线连接主控模块4，电池1与电池座9之间串联BUCK降压电路7、BOOST升压电路8，主控模块4在通过信号线分别连接BUCK降压电路7、BOOST升压电路8，外部显示5为主控模块4的显示部分，外部输入6为主控模块4的按键部分。
电压采集模块2为ADAM-4117型电流电压采集模块2，电压采集模块2与电池1和电池座9并联以一定频率采样得到电压模拟量。
模数转换模块3为Q64AD模数转换模块3，模数转换模块3主要将电压采集模块2采样得到的电压模拟量转换成数字量信号。
主控模块4为PID控制器，PID控制器主要对输入电压和输出电压数据分析处理，同时根据经验值出入PID调节参数。
主控模块4与模数转换模块3独立于电池1，由外加纽扣电池1供电，主控模块4与模数转换模块3都采用的是低功耗的数字芯片。
外部显示5PID控制器的数码管显示部分，主要是在PID控制器得到输入采样电压后显示可调节电压范围值。
外部输入6为PID控制器的按键部分，外部输入6向主控模块4发送需要调节的电压值，主控模块4根据外部输入6电压值与电压采集模块2采样电压平均值比较控制输出电池座9的输出电压值。
BUCK降压电路7、BOOST升压电路8两个电路并联之后与电池1串联，作为电路的调压部分，主控模块4根据比较值选择升压模式或降压模式，并且发出PWM信号控制输出电池座9的输出电压值。
具体的，本实用新型专利的功能是这样来实现的：打开电池座的开关，将大容量电池放入电池座中，电压采集模块采集电池的电压Vi传输给模数转换模块，模数转换模块将电压采集模块采样得到的电压模拟量转换成数字量信号，再将数字量信号通过信号线传输给主控模块，主控模块的外部显示显示可调节范围，等待外部输入输入参数。具体，若输入超出范围则不执行，继续等待；若输入在范围内则主控模块不断调节PWM信号的占空比q控制BOOST升压电路、BUCK降压电路中u1和u2以控制输出的电压，得到与外部输入电压相近的稳定的输出电压Vo。其中PWM分为两路D1和D2，加到BUCK降压电路和BOOST升压电路的BJT管基极上，在降压的时候关掉BOOST升压电路调低D1达到降压的效果，在升压的时候关闭BUCK降压电路调高D2达到升压效果。
而占空比q等于：q=t/T
又因为降压时：Vo=qVi
升压时：Vo=Vi（1-q）
所以由主控模块输出的电压范围为Vi（1-q）至qVi，极大地提升了电池的使用范围及寿命，并尽可能多地利用能源。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，主要包括：电池、电压采集模块、模数转换模块、主控模块、外部显示、外部输入、BUCK降压电路、BOOST升压电路、电池座；其特征在于：电压采集模块通过电源线与电池和电池座并联连接，并联后电压采集模块的信号线连接模数转换模块，模数转换模块再通过信号线连接主控模块，电池与电池座之间串联BUCK降压电路、BOOST升压电路，主控模块在通过信号线分别连接BUCK降压电路、BOOST升压电路，外部显示为主控模块的显示部分，外部输入为主控模块的按键部分。
2.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：电压采集模块为ADAM-4117型电流电压采集模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：模数转换模块为Q64AD模数转换模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：主控模块为PID控制器。
5.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：主控模块与模数转换模块独立于电池，由外加纽扣电池供电，主控模块与模数转换模块都采用的是低功耗的数字芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：外部显示PID控制器的数码管显示部分。
7.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：外部输入PID控制器的按键部分。
8.根据权利要求1所述的一种基于PID控制可调节的恒压输出电池座，其特征在于：BUCK降压电路、BOOST升压电路两个电路并联之后与电池串联，作为电路的调压部分。
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|---|---|---|---|---|
| CN109586570A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-05 | 深圳市鼎泰佳创科技有限公司 | Dcdc转换器控制方法及装置、dcdc转换器 |
| CN114860015A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-08-05 | 河北惠仁医疗设备科技有限公司 | 一种超高稳定度电源设备 |
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