CN207368720U - 一种高精度动力电池充电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度动力电池充电控制系统，包括充电装置本体，充电装置本体内设有AC输入整流滤波电路、MCU、电池状态检测电路及电池，外部电源连接AC输入整流滤波电路，AC输入整流滤波电路连接启动电路，启动电路连接高频振荡电路，高频振荡电路连接PWM脉宽调制电路，PWM脉宽调制电路连接驱动电路，驱动电路连接功率转换开关器件，功率转换开关器件连接AC输入整流滤波电路，功率转换开关器件通过主变压器耦合给输出整流滤波电路，输出整流滤波电路连接电流电压反馈环路，电流电压反馈环路同时连接PWM脉宽调制电路和MCU，电池连接电池状态检测电路，电池状态检测电路连接MCU。这样设置可以最大限度的保护电池，延长电池寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高精度动力电池充电控制系统。
背景技术
在全球气候变暖和能源短缺的大环境下，绿色能源的应用就显得非常重要，动力电池在交通领域的应用也越来越广泛，对动力电池的报废处理也成了行业的一件大难题，同时也增加了交通工具的使用成本，现有技术中的动力电池寿命短，报废的频率高。
以上不足，有待改进。
实用新型内容
为了克服现有的技术的不足, 本实用新型提供一种高精度动力电池充电控制系统。
本实用新型技术方案如下所述：
一种高精度动力电池充电控制系统，包括充电装置本体，所述充电装置本体内设有AC输入整流滤波电路、启动电路、高频振荡电路、PWM脉宽调制电路、驱动电路、功率转换开关器件、输出整流滤波电路、电流电压反馈环路、MCU、电池状态检测电路及电池，外部电源连接所述AC输入整流滤波电路，所述AC输入整流滤波电路连接所述启动电路，所述启动电路连接所述高频振荡电路，所述高频振荡电路连接所述PWM脉宽调制电路，所述PWM脉宽调制电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接所述功率转换开关器件，所述功率转换开关器件连接所述AC输入整流滤波电路，所述功率转换开关器件通过主变压器耦合给所述输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路连接所述电流电压反馈环路，所述电流电压反馈环路同时连接所述PWM脉宽调制电路和所述MCU，所述电池连接所述电池状态检测电路，所述电池状态检测电路连接所述MCU。
进一步地，还包括充电控制开关和恒流充电控制电路，所述输出整流滤波电路连接所述恒流充电控制电路，所述恒流充电控制电路同时连接所述电流电压反馈环路和所述充电控制开关，所述充电控制开关同时连接所述MCU和所述电池。
进一步地，还包括温度控制电路，所述温度控制电路连接所述恒流充电控制电路。
进一步地，还包括二次过压保护电路，所述二次过压保护电路同时连接所述输出整流滤波电路和所述恒流充电控制电路。
进一步地，还包括过温保护电路，所述过温保护电路连接过压保护控制电路，所述过压保护控制电路同时连接所述驱动电路、所述输出整流滤波电路及所述电流电压反馈环路。
进一步地，所述电池状态检测电路采用精密运算放大电路精确监控所述电池的电流电压变化情况。
进一步地，所述电池状态检测电路检测到所述电池异常时，所述MCU控制LED指示灯以闪烁的方式发出告警。
进一步地，所述电池状态检测电路检测到所述电池正常时，所述MCU控制红色LED指示灯以长亮的方式。
进一步地，所述充电装置本体为充电器。
进一步地，所述充电器的外壳采用全封闭防水处理。
根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型提供的高精度动力电池充电控制系统，采用电池状态检测电路和MCU同时运行，同时对电池和充电装置本体进行全方位的保护，无论是充电装置本体异常还是电池异常，充电装置本体都会关闭电压输出，并停止对电池进行充电，充电装置本体内还设有电流电压反馈环路，在电源所有环路都失效的情况下也能保护电池不被过高的电压损坏,本实用新型实现了对电池的状态进行检测，然后对充电电压和电流进行实时监，精密的控制电池的整个充电过程，防止过充电，最大限度的保护电池，延长电池寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的MCU流程框图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：
如图1所示，一种高精度动力电池充电控制系统，包括充电装置本体，所述充电装置本体内设有AC输入整流滤波电路、启动电路、高频振荡电路、PWM脉宽调制电路、驱动电路、功率转换开关器件、输出整流滤波电路、电流电压反馈环路、MCU、电池状态检测电路及电池，外部电源连接AC输入整流滤波电路，AC输入整流滤波电路连接启动电路，启动电路连接高频振荡电路，高频振荡电路连接PWM脉宽调制电路，PWM脉宽调制电路连接驱动电路，驱动电路连接功率转换开关器件，功率转换开关器件连接AC输入整流滤波电路，功率转换开关器件通过主变压器耦合给输出整流滤波电路，输出整流滤波电路连接电流电压反馈环路，电流电压反馈环路同时连接PWM脉宽调制电路和MCU，所电池连接电池状态检测电路，电池状态检测电路连接MCU。
电池状态检测电路包括检测电池的是否开路、是否短路及电池是否失效等。
这样设置的工作原理为：首先220V交流电压经AC输入整流滤波电路进入充电装置本体，通过整流滤波变成直流电压，然后经启动电路给高频振荡电路提供启动电压，高频振荡电路启动工作，输出高频信号给PWM脉宽调制电路，PWM脉宽调制电路把高频振荡电路送来的高频信号转换成高频脉冲电压送往驱动电路，通过驱动电路驱动功率转换开关器件，把AC输入整流滤波电路送来的直流电压转换成高频脉冲电压，通过主变压器耦合给输出整流滤波电路，变换成电池充电所需的低压直流电，输出整流滤波电路输出的直流电压经过电流电压反馈环路，将电压信息反馈给PWM脉宽调制电路，通过调制高频脉冲电压的脉冲宽度来调节输出电压的高低，电流电压反馈环路提供一个电压信号给MCU，由MCU来判断电源的输出电压是否符合电池充电电压的要求，同时接收电池状态检测电路送来的对电池检测结果。
这样设置的有益效果为：本实用新型提供的高精度动力电池充电控制系统，采用电池状态检测电路和MCU同时运行，同时对电池和充电装置本体进行全方位的保护，无论是充电装置本体异常还是电池异常，充电装置本体都会关闭电压输出，并停止对电池进行充电，充电装置本体内还设有电流电压反馈环路，在电源所有环路都失效的情况下也能保护电池不被过高的电压损坏,本实用新型实现了对电池的状态进行检测，然后对充电电压和电流进行实时监，精密的控制电池的整个充电过程，防止过充电，最大限度的保护电池，延长电池寿命。
在一个实施例中，电池状态检测电路检测到电池异常时，MCU控制LED指示灯以闪烁的方式发出告警。这样的告警方式更加的更能引起使用的注意。
在一个实施例中，电池状态检测电路检测到电池正常时，MCU控制红色LED指示灯以长亮的方式。
在一个实施例中，还包括充电控制开关和恒流充电控制电路，输出整流滤波电路连接恒流充电控制电路，恒流充电控制电路同时连接电流电压反馈环路和充电控制开关，充电控制开关同时连接MCU和电池。当电池状态检测电路检测电池全部正常时，恒流充电控制电路将充电电流信息提供给电压电力反馈环路去调制脉冲宽度来实现电流恒定，充电电流恒定为0.15C，同时将电流信息提供给MCU；
当电流电压信息发生异常的时候，MCU立即关闭充电控制开关，并通过LED闪烁发出告警。
电池状态检测电路采用精密运算放大电路精确监控电池的电流电压变化情况。在充电电流小于0.01C的时候判断为电池充电已满，关闭充电控制开关，结束充电，绿色LED指示灯长亮。
在一个实施例中，还包括温度控制电路，温度控制电路连接恒流充电控制电路。在一个实施例中，还包括过温保护电路，过温保护电路连接过压保护控制电路，过压保护控制电路同时连接驱动电路、输出整流滤波电路及电流电压反馈环路。无线充电装置本体内还设有温度控制电路和过温保护电路，在内部温度升高时把功率调低，保证充电器的使用安全，当温度持续升高达到100度时，过温保护装置将把电路关闭，停止工作，等温度降到70度以下再重新启动继续充电。
在一个实施例中，还包括二次过压保护电路，二次过压保护同时连接输出整流滤波电路和恒流充电控制电路。无线充电装置本体内设有二次过压保护电路，在充电器全部环路都失效的情况下，通过二次过压保护电路将电源短路烧坏保险，保护电池不被损坏。
在一个实施例中，充电装置本体为充电器。
在一个实施例中，充电器的外壳采用全封闭防水处理。由于充电器处于露天环境，才用全封闭的防水处理提高了使用的安全性，同时增加了充电器的使用寿命。
如图2所示，在一个实施例中，MCU程序工作流程为：接通电源，程序自检，红色LED指示灯和绿色LED指示灯各自点亮0.5秒，钟然后0.2秒后检测充电器输出电压是否正常；当输出电压超过68V时，充电器和电池断开，不对电池充电；当输出电压正常时，进入检测电池状态；
当检测到电池短路时，充电器和电池断开，不对电池进行充电；当检测到电池开路或者没接电池时，不充电，绿色LED指示灯2HZ闪；当检测到电池正常时，启动对电池充电，0.2秒后检测充电电流；
当充电电流小于0.5A时，说明电池是满电的或者电池已损坏不能充电，则充电器和电池断开，不对电池进行充电；当充电电流大于0.5A时，则开始充电，计时开始，红色LED指示灯长亮；10小时后，则充电结束；检测到充电电压上升至68V或者电池与充电器断开，则充电器和电池断开，不对电池充电；检测到充电电流小于0.5A时，则结束充电；
当结束充电后，红色LED指示灯灭、绿色LED指示灯亮，0.5秒以后单片机开始检测电池端口状态，当检测到用户更换电池，单片机就会恢复到初始状态，重新启动充电程序；
当不充电，绿色LED指示灯2HZ闪时，0.5秒以后单片机开始检测电池端口状态，当检测到用户更换电池，单片机就会恢复到初始状态，重新启动充电程序；
当充电器和电池断开，不对电池进行充电时，此时红色和绿色指示灯同时2HZ闪，然后在0.5秒以后单片机开始检测电池端口状态，当检测到用户更换电池，单片机就会恢复到初始状态，重新启动充电程序。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，包括充电装置本体，所述充电装置本体内设有AC输入整流滤波电路、启动电路、高频振荡电路、PWM脉宽调制电路、驱动电路、功率转换开关器件、输出整流滤波电路、电流电压反馈环路、MCU、电池状态检测电路及电池，外部电源连接所述AC输入整流滤波电路，所述AC输入整流滤波电路连接所述启动电路，所述启动电路连接所述高频振荡电路，所述高频振荡电路连接所述PWM脉宽调制电路，所述PWM脉宽调制电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接所述功率转换开关器件，所述功率转换开关器件连接所述AC输入整流滤波电路，所述功率转换开关器件通过主变压器耦合给所述输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路连接所述电流电压反馈环路，所述电流电压反馈环路同时连接所述PWM脉宽调制电路和所述MCU，所述电池连接所述电池状态检测电路，所述电池状态检测电路连接所述MCU。
2.根据权利要求1所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，还包括充电控制开关和恒流充电控制电路，所述输出整流滤波电路连接所述恒流充电控制电路，所述恒流充电控制电路同时连接所述电流电压反馈环路和所述充电控制开关，所述充电控制开关同时连接所述MCU和所述电池。
3.根据权利要求2所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，还包括温度控制电路，所述温度控制电路连接所述恒流充电控制电路。
4.根据权利要求2所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，还包括二次过压保护电路，所述二次过压保护电路同时连接所述输出整流滤波电路和所述恒流充电控制电路。
5.根据权利要求1所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，还包括过温保护电路，所述过温保护电路连接过压保护控制电路，所述过压保护控制电路同时连接所述驱动电路、所述输出整流滤波电路及所述电流电压反馈环路。
6.根据权利要求1所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，所述电池状态检测电路采用精密运算放大电路精确监控所述电池的电流电压变化情况。
7.根据权利要求1所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，所述电池状态检测电路检测到所述电池异常时，所述MCU控制LED指示灯以闪烁的方式发出告警。
8.根据权利要求1所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，所述电池状态检测电路检测到所述电池正常时，所述MCU控制红色LED指示灯以长亮的方式。
9.根据权利要求1所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，所述充电装置本体为充电器。
10.根据权利要求9所述的高精度动力电池充电控制系统，其特征在于，所述充电器的外壳采用全封闭防水处理。
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