專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電器，具體是一種數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電器。
背景技術(shù)：
目前的充電器市場(chǎng)主要是工頻變壓器式充電器和開(kāi)關(guān)電源式充電器兩種。工 頻變壓器式充電器電路簡(jiǎn)單，但體積較大，效率低。開(kāi)關(guān)電源式充電器電路復(fù)雜， 體積小，效率高。但兩種方式的充電器均不能根據(jù)負(fù)載狀況自動(dòng)調(diào)整輸出狀態(tài)， 容易在使用過(guò)程中出現(xiàn)對(duì)電池的過(guò)充或欠充現(xiàn)象，以及由于錯(cuò)誤的使用方法而使 充電器損壞。上述現(xiàn)象的出現(xiàn)既損壞了電池與充電器的壽命，也在一定程度上造 成了原材料的浪費(fèi)及環(huán)境的污染。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述兩種充電器的不足，本實(shí)用新型提供一種數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電 器。充電器采用高性能單片機(jī)作為核心控制系統(tǒng)，在控制算法的支持下，通過(guò)對(duì) 輸出電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并與給定值相比較，控制和調(diào)整開(kāi)關(guān)電源的工作 狀態(tài)。由于單片機(jī)的智能化，可以使充電器實(shí)時(shí)調(diào)整輸出狀態(tài)，自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載狀 況，從而使充電器始終工作在最佳狀態(tài)，延長(zhǎng)了充電器和電池的使用壽命。本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種電動(dòng)車(chē)充電器，包括整流濾波電 路、功率變換電路、采樣電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和輸出電路七部 分，所述的控制電路采用單片機(jī)，所述的采樣電路包括對(duì)輸出電壓、充電電流進(jìn) 行實(shí)時(shí)采樣的電壓采樣電路、電流采樣電路；電壓采樣電路和電流采樣電路與控制電路的數(shù)據(jù)接口連接。首先由單片機(jī)檢測(cè)充電器與電池是否反接，若反接則單片機(jī)不工作，避免充 電器接入市電后對(duì)設(shè)備的損壞。檢測(cè)到正常連接后，單片機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng) 電路后驅(qū)動(dòng)主功率開(kāi)關(guān)管。同時(shí)單片機(jī)采集電池端的輸出電壓、充電電流，并將 采到的信號(hào)返回單片機(jī)并與內(nèi)部控制算法相比較，若比較結(jié)果正常，單片機(jī)保持 當(dāng)前正常工作狀態(tài)；若比較結(jié)果異常，控制算法調(diào)整單片機(jī)輸出脈沖直至正常。 當(dāng)檢測(cè)到電池充滿(mǎn)電后，單片機(jī)自動(dòng)關(guān)閉主電路，使電池不會(huì)處于過(guò)充狀態(tài)，延 長(zhǎng)了電池壽命。同時(shí)其內(nèi)部算法設(shè)置了過(guò)溫控制，確保設(shè)備工作的安全性。
與傳統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)充電器相比，本實(shí)用新型的有益效果是由單片機(jī)替代目前 市場(chǎng)上通用的電源芯片，具有可編程，智能化，易升級(jí)，良好的人機(jī)界面等諸多 優(yōu)點(diǎn)。充電過(guò)程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化和智能化，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守就能確保充電過(guò)程 的安全性，整個(gè)系統(tǒng)具有檢測(cè)速度快，精度髙及低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖； 圖2是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)充電器由整流濾波電路、功率變換電路、采 樣電路、單片機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和輸出電路七部分組成。如圖2所示實(shí)施例電路圖，VCC是經(jīng)過(guò)整流濾波電路之后的高壓；虛線(xiàn)框內(nèi)為功率變換電路，采用單端反激拓?fù)?。T為高頻變壓器，Ql為功率開(kāi)關(guān)管，Dl 為整流二極管；Rl、 R2為電壓檢測(cè)電阻，R3為電流檢測(cè)電阻，Rl、 R2、 R3構(gòu) 成采樣電路；R1和R2的接點(diǎn)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口連接，Kl、 R2的另一端分別與 功率變換電路輸出端連接；R3的一端連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口并通過(guò)充電電池E 與功率變換電路輸出端連接。908SR12為高性能單片機(jī)作為控制電路;PWM Driver 為驅(qū)動(dòng)電路；LED為顯示電路；E為輸出端的待充電池組。'220V市電經(jīng)過(guò)整流電路變?yōu)榧s300V的直流高壓Vcc，同時(shí)濾波電路將市電 中的高頻雜波濾除。Vcc接在高頻變壓器的原邊，單片機(jī)輸出的激勵(lì)脈沖經(jīng)過(guò)驅(qū) 動(dòng)電路放大后接到功率開(kāi)關(guān)管Ql的門(mén)極。當(dāng)加到原邊主功率開(kāi)關(guān)管Ql的激勵(lì)脈 沖為高電平使Ql導(dǎo)通時(shí)，直流輸入電壓Vcc加在原邊繞組Np兩端，此時(shí)因副邊 繞組相位是下負(fù)上正，使整流管D1反向偏置而截止；當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖為低電平使Q1 截止時(shí)，原邊繞組Np兩端電壓極性反向，使副邊繞組相位變?yōu)樯险仑?fù)，則整 流管Dl被正向偏置而導(dǎo)通，再經(jīng)整流濾波電路，將儲(chǔ)存在變壓器中的磁能向負(fù) 載傳遞釋放。電壓、電流采樣電路實(shí)時(shí)將充電數(shù)據(jù)送至單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理，得 到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)脈沖。本實(shí)用新型充電器，首先對(duì)電池的正負(fù)極檢測(cè)。在工作過(guò)程中，同時(shí)采集輸 出的電壓和電流信號(hào)，并將信號(hào)送至單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理，將處理結(jié)果轉(zhuǎn)化為相
應(yīng)的PWM信號(hào)，PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)放大后驅(qū)動(dòng)主功率開(kāi)關(guān)管。功率變換 部分仍采用高效率的開(kāi)關(guān)模式，在高頻率的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換中，將能量不斷由原邊傳到 副邊。單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置三種充電模式，第一種模式可以使電池在最短時(shí)間內(nèi)獲得 最大電量，第二種模式限制了充電電壓，補(bǔ)充電量的同時(shí)保護(hù)電池，第三種電池 補(bǔ)足所有電量，并且單片機(jī)能自動(dòng)調(diào)整電池在何種模式下充電。同時(shí)在算法里設(shè) 置了開(kāi)路和短路保護(hù)，保證充電器在短路和開(kāi)路情況下仍能良好的自我保護(hù)，極 大延長(zhǎng)了充電器的壽命。由單片機(jī)內(nèi)部還設(shè)有溫度傳感器定時(shí)監(jiān)測(cè)充電器內(nèi)部溫升， 一旦超出危險(xiǎn)值 就自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)施充電器的過(guò)溫保護(hù)。充電方式采用PWM方式，三段智能式充電。以36V電動(dòng)車(chē)鉛酸電池為例，初 始階段采用2A電流恒流充電，充電到43.5V左右自動(dòng)轉(zhuǎn)到恒壓充電模式，當(dāng)充 電電流下降到0.5A時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為涓流充電模式，同時(shí)充電電壓下降為41V 42V。 三段智能式充電既能保證電池在短時(shí)間內(nèi)獲得最大電量，又能有效延長(zhǎng)電池壽 命。
權(quán)利要求1、 一種數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電器，包括整流濾波電路、功率變換電路、采樣電 路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和輸出電路七部分，其特征在于所述的控 制電路采用單片機(jī)，所述的采樣電路包括對(duì)輸出電壓、充電電流、實(shí)時(shí)采樣的電 壓釆樣電路、電流采樣電路；電壓采樣電路和電流采樣電路與控制電路的數(shù)據(jù)接 口連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電器，其特征是電'壓檢測(cè)電阻 Rl、 R2，電流檢測(cè)電阻R3組成電壓采樣電路、電流采樣電路，R1與R2的接點(diǎn) 與單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口連接，Rl與R2的另一端分別與功率變換電路輸出端連接； R3的一端連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口并通過(guò)充電電池E與功率變換電路輸出端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電器，其特征是單片機(jī)內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種數(shù)字化電動(dòng)車(chē)充電器，屬充電設(shè)備。包括整流濾波電路、功率變換電路、采樣電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和輸出電路七部分，所述的控制電路采用單片機(jī)，所述的采樣電路包括對(duì)輸出電壓、充電電流實(shí)時(shí)采樣的采樣電路、采樣電路與控制電路的數(shù)據(jù)接口連接。與傳統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)充電器相比，本實(shí)用新型的有益效果是充電過(guò)程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化和智能化，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守就能確保充電過(guò)程的安全性，整個(gè)系統(tǒng)其有檢測(cè)速度快，精度高，智能化及低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201038789SQ20072004296
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月18日
發(fā)明者杰 呂, 毛常亮, 悅 陳 申請(qǐng)人:呂 杰;毛常亮;陳 悅