CN208046289U - 用于蓄电池充电器的自适应控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于蓄电池充电器的自适应控制系统，包括电源转换模块、稳压模块、开关电源控制模块、降压模块、输出电压反馈控制模块、输出电压转换控制模块、蓄电池电压采样模块和单片机，所述电源转换模块用于将市电转换为直流电源，并通过稳压模块提供稳定直流电源；所述蓄电池电压采样模块采样蓄电池的电压，所述单片机根据采样的蓄电池电压通过所述输出电压转换控制模块控制所述输出电压反馈控制模块输出反馈控制信息，所述开关电源控制模块根据所述反馈控制信息通过所述降压模块对蓄电池输出合适的充电电压。该用于蓄电池充电器的自适应控制系统具有设计科学、实用性强、结构简单、安全可靠、成本低的优点。

Description

用于蓄电池充电器的自适应控制系统

技术领域

本实用新型涉及蓄电池充电领域，具体的说，涉及了一种用于蓄电池充电器的自适应控制系统。

背景技术

市场上常用的铅酸蓄电池组，大多有12V系统和24V系统两种，在同时拥有两种蓄电池组系统的情况下，需要针对不同系统的蓄电池选购不同输出电压等级的充电器，无形中增加了费用支出。而且，如果充电时选错了充电器，就会造成严重的后果，其损失是不可估量的。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、结构简单、安全可靠、成本低的用于蓄电池充电器的自适应控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于蓄电池充电器的自适应控制系统，包括电源转换模块、稳压模块、开关电源控制模块、降压模块、输出电压反馈控制模块、输出电压转换控制模块、蓄电池电压采样模块和单片机，所述电源转换模块用于将市电转换为直流电源，并通过稳压模块提供稳定直流电源；所述蓄电池电压采样模块采样蓄电池的电压，所述单片机根据采样的蓄电池电压通过所述输出电压转换控制模块控制所述输出电压反馈控制模块输出反馈控制信息，所述开关电源控制模块根据所述反馈控制信息通过所述降压模块对蓄电池输出合适的充电电压。

基于上述，所述蓄电池电压采样模块包括电阻R7、电阻R10、电阻R12和电容C4，所述电阻R10与所述电容C4组成RC滤波电路，所述电阻R7的一端连接蓄电池正极，所述电阻R7另一端通过所述电阻R12连接蓄电池负极，所述电阻R7的另一端还通过所述RC滤波电路连接所述单片机。

基于上述，所述输出电压转换控制模块包括电阻R6、电阻R9、电阻R11和三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R9连接所述单片机，所述三极管Q1的基极还通过所述电阻R11连接蓄电池负极，所述三极管Q1的发射极连接蓄电池负极，所述三极管Q1的集电极通过所述电阻R6连接所述输出电压反馈控制电路。

基于上述，所述输出电压反馈控制模块包括可调三端稳压管U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电容C1、电容C2和电容C3，所述可调三端稳压管U2的阴极依次通过所述电阻R2和所述电阻R1连接蓄电池正极，所述可调三端稳压管U2的阳极连接蓄电池的负极，所述电容C2分别连接所述可调三端稳压管U2的阴极和阳极，所述电容C1和所述电阻R5串接后分别连接所述可调三端稳压管U2的阴极和参考端，所述电容C3分别连接所述可调三端稳压管U2的参考端和阳极，所述电阻R8的一端依次通过所述电阻R4和所述电阻R3连接蓄电池正极，所述电阻R8的另一端连接蓄电池负极，所述电阻R8的一端还分别连接所述可调三端稳压管U2的参考端和所述输出电压转换控制模块。

基于上述，所述开关电源控制模块包括光耦U1、电源芯片U3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C8、电容C9和电容C10，所述降压模块包括电感L6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、MOS管Q2、电容C7和电阻R18；所述电源芯片U3的1管脚和7管脚分别连接所述稳压模块，所述电源芯片U3的2管脚通过所述电阻R19连接所述光耦U1接收管的输出端，所述电源芯片U3的2管脚还通过所述电容C8接地，所述光耦U1接收管的输入端连接所述稳压模块，所述电源芯片U3的3管脚通过所述电容C10接地，所述电阻R20并联在所述电容C10两端，所述电源芯片U3的4管脚通过所述电容C9接地，所述电源芯片U3的5管脚接地，所述电源芯片U3的6管脚通过所述电阻R14连接所述MOS管Q2的栅极，所述电源芯片U3的8管脚依次通过所述电阻R17和所述电容C9接地，所述MOS管Q2的源极通过所述电阻R18接地，所述MOS管Q2的源极还通过所述电阻R16连接所述电源芯片U3的2管脚，所述电阻R15分别连接所述MOS管的栅极和源极，所述二极管D3的阳极连接所述MOS管Q2的源极，所述二极管D3的阴极连接所述MOS管Q2的漏极，所述MOS管的漏极分别连接所述二极管D1的阳极和所述二极管D2的阳极，所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阴极分别连接所述电感L1的一端，所述电感L1的一端还连接所述电源转换模块，所述电感L1的另一端连接蓄电池正极，所述光耦U1的输入端连接所述输出电压反馈控制模块，所述电容C7分别连接所述电感L1的另一端和所述MOS管的漏极；所述光耦U1接收管的输入端连接所述稳压模块，所述光耦U1发射管分别连接所述输出电压反馈控制模块。

基于上述，所述稳压模块包括电容C5、电容C6、电阻R13和稳压管DZ1，所述稳压管DZ1的一端通过所述电阻R13连接所述电源转换模块，所述稳压管DZ1的另一端接地，所述电容C5和所述电容C6分别并联在所述稳压管DZ1的两端，所述稳压管DZ1的一端还连接所述开关电源控制模块。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型先对蓄电池进行采样以判断蓄电池的类型，并根据蓄电池的类型自动控制充电器的输出电压，以根据蓄电池自动选择合适的充电电压，其具有设计科学、实用性强、结构简单、安全可靠、成本低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意框图。

图2是本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，一种用于蓄电池充电器的自适应控制系统，包括电源转换模块、稳压模块、开关电源控制模块、降压模块、输出电压反馈控制模块、输出电压转换控制模块、蓄电池电压采样模块和单片机，所述电源转换模块用于将市电转换为直流电源，并通过稳压模块提供稳定直流电源；所述蓄电池电压采样模块采样蓄电池的电压，所述单片机根据采样的蓄电池电压通过所述输出电压转换控制模块控制所述输出电压反馈控制模块输出反馈控制信息，所述开关电源控制模块根据所述反馈控制信息通过所述降压模块对蓄电池输出合适的充电电压。

使用时，所述电源转换模块连接市电，将市电转换为直流电源后，通过所述稳压模块提供稳定直流电源。所述单片机接收所述蓄电池电压采样电路采集的蓄电池电压，根据采样的蓄电池电压判断蓄电池的类型，并根据蓄电池的类型通过所述输出电压转换控制模块控制所述输出电压反馈控制模块输出反馈控制信息，所述开关电源控制模块根据所述反馈控制信息通过所述降压模块对蓄电池输出合适的充电电压。实际中，24V的蓄电池，正常时电压是27V左右，低于21V基本就完全没电了；12V的蓄电池，正常时电压是13V左右，低于10V基本就完全没电了，根据采样电压的不同即可判断蓄电池的类型。

具体地，所述蓄电池电压采样模块包括电阻R7、电阻R10、电阻R12和电容C4，所述电阻R10与所述电容C4组成RC滤波电路，所述电阻R7的一端连接蓄电池正极，所述电阻R7另一端通过所述电阻R12连接蓄电池负极，所述电阻R7的另一端还通过所述RC滤波电路连接所述单片机。蓄电池电压经过所述电阻R7、所述电阻R12分压后，蓄电池采样电压经所述电阻R10和所述电容C4组成的低通滤波电路送至所述单片机的AD采样口，所述单片机根据采集到的蓄电池电压判断充电器需要输出的电压系统是12V还是24V。本实施例中所采用的单片机为常规选用的单片机，实际中为51单片机系列中的任一中。

所述输出电压转换控制模块包括电阻R6、电阻R9、电阻R11和三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R9连接所述单片机，所述三极管Q1的基极还通过所述电阻R11连接蓄电池负极，所述三极管Q1的发射极连接蓄电池负极，所述三极管Q1的集电极通过所述电阻R6连接所述输出电压反馈控制电路。所述输出电压反馈控制模块包括可调三端稳压管U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电容C1、电容C2和电容C3，所述可调三端稳压管U2的阴极依次通过所述电阻R2和所述电阻R1连接蓄电池正极，所述可调三端稳压管U2的阳极连接蓄电池的负极，所述电容C2分别连接所述可调三端稳压管U2的阴极和阳极，所述电容C1和所述电阻R5串接后分别连接所述可调三端稳压管U2的阴极和参考端，所述电容C3分别连接所述可调三端稳压管U2的参考端和阳极，所述电阻R8的一端依次通过所述电阻R4和所述电阻R3连接蓄电池正极，所述电阻R8的另一端连接蓄电池负极，所述电阻R8的一端还分别连接所述可调三端稳压管U2的参考端和所述输出电压转换控制模块。实际中所述电阻R6连接在所述电阻R4与所述电阻R8的连接点处，所述单片机根据蓄电池类型，分别控制所述三极管Q1截止或导通，从而改变所述电阻R6与所述电阻R8并联连接关系，改变流经所述电阻R8处的电流的大小，进而控制所述可调三端稳压管U2的稳压电流的大小。本实施例所采用的所述可调三端稳压管U2的型号为TL431K。

所述开关电源控制模块包括光耦U1、电源芯片U3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C8、电容C9和电容C10，所述降压模块包括电感L6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、MOS管Q2、电容C7和电阻R18；所述电源芯片U3的1管脚和7管脚分别连接所述稳压模块，所述电源芯片U3的2管脚通过所述电阻R19连接所述光耦U1接收管的输出端，所述电源芯片U3的2管脚还通过所述电容C8接地，所述光耦U1接收管的输入端连接所述稳压模块，所述电源芯片U3的3管脚通过所述电容C10接地，所述电阻R20并联在所述电容C10两端，所述电源芯片U3的4管脚通过所述电容C9接地，所述电源芯片U3的5管脚接地，所述电源芯片U3的6管脚通过所述电阻R14连接所述MOS管Q2的栅极，所述电源芯片U3的8管脚依次通过所述电阻R17和所述电容C9接地，所述MOS管Q2的源极通过所述电阻R18接地，所述MOS管Q2的源极还通过所述电阻R16连接所述电源芯片U3的2管脚，所述电阻R15分别连接所述MOS管的栅极和源极，所述二极管D3的阳极连接所述MOS管Q2的源极，所述二极管D3的阴极连接所述MOS管Q2的漏极，所述MOS管的漏极分别连接所述二极管D1的阳极和所述二极管D2的阳极，所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阴极分别连接所述电感L1的一端，所述电感L1的一端还连接所述电源转换模块，所述电感L1的另一端连接蓄电池正极，所述光耦U1的输入端连接所述输出电压反馈控制模块，所述电容C7分别连接所述电感L1的另一端和所述MOS管的漏极；所述光耦U1接收管的输入端连接所述稳压模块，所述光耦U1发射管分别连接所述输出电压反馈控制模块。实际中所述光耦U1发射管分别连接在所述电阻R2的两端。通过所述可调三端稳压管U2的流通电流的大小控制所述光耦U1的发射管的电压，进而通过所述电源芯片U3控制所述MOS管Q2的导通占空比，从而控制输出电压的大小。本实施例中，所述电源芯片U1所采用的型号为FAN7601BM。

所述稳压模块包括电容C5、电容C6、电阻R13和稳压管DZ1，所述稳压管DZ1的一端通过所述电阻R13连接所述电源转换模块，所述稳压管DZ1的另一端接地，所述电容C5和所述电容C6分别并联在所述稳压管DZ1的两端，所述稳压管DZ1的一端还连接所述开关电源控制模块。实际中所述光耦U1发射管的输入端和所述电源芯片U1的7管脚分别连接所述稳压管DZ1的一端。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种用于蓄电池充电器的自适应控制系统，其特征在于：包括电源转换模块、稳压模块、开关电源控制模块、降压模块、输出电压反馈控制模块、输出电压转换控制模块、蓄电池电压采样模块和单片机，所述电源转换模块用于将市电转换为直流电源，并通过稳压模块提供稳定直流电源；

所述蓄电池电压采样模块采样蓄电池的电压，所述单片机根据采样的蓄电池电压通过所述输出电压转换控制模块控制所述输出电压反馈控制模块输出反馈控制信息，所述开关电源控制模块根据所述反馈控制信息通过所述降压模块对蓄电池输出合适的充电电压。

2.根据权利要求1所述的用于蓄电池充电器的自适应控制系统，其特征在于：所述蓄电池电压采样模块包括电阻R7、电阻R10、电阻R12和电容C4，所述电阻R10与所述电容C4组成RC滤波电路，所述电阻R7的一端连接蓄电池正极，所述电阻R7另一端通过所述电阻R12连接蓄电池负极，所述电阻R7的另一端还通过所述RC滤波电路连接所述单片机。

3.根据权利要求1所述的用于蓄电池充电器的自适应控制系统，其特征在于：所述输出电压转换控制模块包括电阻R6、电阻R9、电阻R11和三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R9连接所述单片机，所述三极管Q1的基极还通过所述电阻R11连接蓄电池负极，所述三极管Q1的发射极连接蓄电池负极，所述三极管Q1的集电极通过所述电阻R6连接所述输出电压反馈控制模块。

4.根据权利要求1所述的用于蓄电池充电器的自适应控制系统，其特征在于：所述输出电压反馈控制模块包括可调三端稳压管U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电容C1、电容C2和电容C3，所述可调三端稳压管U2的阴极依次通过所述电阻R2和所述电阻R1连接蓄电池正极，所述可调三端稳压管U2的阳极连接蓄电池的负极，所述电容C2分别连接所述可调三端稳压管U2的阴极和阳极，所述电容C1和所述电阻R5串接后分别连接所述可调三端稳压管U2的阴极和参考端，所述电容C3分别连接所述可调三端稳压管U2的参考端和阳极，所述电阻R8的一端依次通过所述电阻R4和所述电阻R3连接蓄电池正极，所述电阻R8的另一端连接蓄电池负极，所述电阻R8的一端还分别连接所述可调三端稳压管U2的参考端和所述输出电压转换控制模块。

5.根据权利要求1所述的用于蓄电池充电器的自适应控制系统，其特征在于：所述开关电源控制模块包括光耦U1、电源芯片U3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C8、电容C9和电容C10，所述降压模块包括电感L6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、MOS管Q2、电容C7和电阻R18；

所述电源芯片U3的1管脚和7管脚分别连接所述稳压模块，所述电源芯片U3的2管脚通过所述电阻R19连接所述光耦U1接收管的输出端，所述电源芯片U3的2管脚还通过所述电容C8接地，所述光耦U1接收管的输入端连接所述稳压模块，所述电源芯片U3的3管脚通过所述电容C10接地，所述电阻R20并联在所述电容C10两端，所述电源芯片U3的4管脚通过所述电容C9接地，所述电源芯片U3的5管脚接地，所述电源芯片U3的6管脚通过所述电阻R14连接所述MOS管Q2的栅极，所述电源芯片U3的8管脚依次通过所述电阻R17和所述电容C9接地，所述MOS管Q2的源极通过所述电阻R18接地，所述MOS管Q2的源极还通过所述电阻R16连接所述电源芯片U3的2管脚，所述电阻R15分别连接所述MOS管的栅极和源极，所述二极管D3的阳极连接所述MOS管Q2的源极，所述二极管D3的阴极连接所述MOS管Q2的漏极，所述MOS管的漏极分别连接所述二极管D1的阳极和所述二极管D2的阳极，所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阴极分别连接所述电感L1的一端，所述电感L1的一端还连接所述电源转换模块，所述电感L1的另一端连接蓄电池正极，所述光耦U1的输入端连接所述输出电压反馈控制模块，所述电容C7分别连接所述电感L1的另一端和所述MOS管的漏极；所述光耦U1接收管的输入端连接所述稳压模块，所述光耦U1发射管分别连接所述输出电压反馈控制模块。

6.根据权利要求1所述的用于蓄电池充电器的自适应控制系统，其特征在于：所述稳压模块包括电容C5、电容C6、电阻R13和稳压管DZ1，所述稳压管DZ1的一端通过所述电阻R13连接所述电源转换模块，所述稳压管DZ1的另一端接地，所述电容C5和所述电容C6分别并联在所述稳压管DZ1的两端，所述稳压管DZ1的一端还连接所述开关电源控制模块。