本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及充電控制器設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于鋰離子電池充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋰離子電池具有能量密度高，工作安全可靠，使用壽命長(zhǎng)和充放電電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。應(yīng)用小電流充電法可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，但耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，使其應(yīng)用受限；采用大電流脈沖充電，可以有效減少充電時(shí)間，提高效率，但往往存在欠充現(xiàn)象，使其使用率降低。尋找更加高效的鋰離子電池充電方法，對(duì)加快鋰離子電池應(yīng)用具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的一種適于鋰離子電池的充電控制器。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種適于鋰離子電池的充電控制器，包括全橋電路、控制電路和檢測(cè)電路；

所述全橋電路包括主開(kāi)關(guān)管Q1、主開(kāi)關(guān)管Q2、主開(kāi)關(guān)管Q3、主開(kāi)關(guān)管Q4、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、變壓器，主開(kāi)關(guān)管Q1~Q4兩端反并聯(lián)了二極管D1~D4，主要用于變換電路中提供續(xù)流通路；

主開(kāi)關(guān)管Q1~Q4兩端并聯(lián)電容C1~C4，主要用于和諧振電感發(fā)生諧振，實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)；

T1為二次側(cè)帶有中心抽頭的變壓器，變壓器二次側(cè)通過(guò)VD1、VD2構(gòu)成全波整流電路，經(jīng)Lf、Cf濾波后接輸出負(fù)載。

優(yōu)選的，所述主開(kāi)關(guān)管采用開(kāi)關(guān)頻率較高的MOSFET。

優(yōu)選的，所述檢測(cè)電路通過(guò)電阻和可調(diào)電位器進(jìn)行分壓，通過(guò)電阻接入運(yùn)算放大器的同相輸入端，放大器的輸出通過(guò)電阻反饋至放大器的反相輸入端，構(gòu)成比例運(yùn)算輸出，經(jīng)濾波和穩(wěn)壓后，得到適合于送入DSP的電壓，可以接入DSP的A/D輸入端。電流檢測(cè)單元中，通過(guò)電阻實(shí)現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換，該電壓通過(guò)電阻接至放大器輸入端，經(jīng)放大、濾波和穩(wěn)壓后，得到適合于送入DSP的電壓，可以接入DSP的A/D輸入端。系統(tǒng)中運(yùn)算放大器采用LM358，偏置電壓為。

有益效果在于：本實(shí)用新型采用移相式零電壓全橋電路作為主功率變換電路，鋰離子充電控制采用恒流—恒壓控制策略，通過(guò)DSP設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的充電器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、變換效率高、體積小，可靠性高。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的主功率變換電路拓?fù)鋱D；

圖2為本實(shí)用新型的充電控制策略圖；

圖3為本實(shí)用新型的數(shù)字控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使從事電力電子技術(shù)、鋰離子電池充電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明方案，下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，本系統(tǒng)提供了主功率變換電路拓?fù)鋱D，采用移相式零電壓全橋電路作為主功率變換電路，其中Q1~Q4為主開(kāi)關(guān)管，采用開(kāi)關(guān)頻率較高的MOSFET作為功率開(kāi)關(guān)元件，連接成全橋電路，其中Q1、Q4為一對(duì)橋臂，Q2、Q3構(gòu)成另一對(duì)橋臂，全橋電路在變壓器的一次側(cè)。在變壓器一次側(cè)加入諧振電感和兩只鉗位二極管，實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)運(yùn)行，并能夠有效除去輸出整流管反向恢復(fù)引起的電壓尖峰。主開(kāi)關(guān)管Q1~Q4兩端反并聯(lián)了二極管D1~D4，主要用于變換電路中提供續(xù)流通路，主開(kāi)關(guān)管兩端并聯(lián)電容C1~C4，主要用于和諧振電感發(fā)生諧振，實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。T1為二次側(cè)帶有中心抽頭的變壓器，變壓器二次側(cè)通過(guò)VD1、VD2構(gòu)成全波整流電路，經(jīng)Lf、Cf濾波后接輸出負(fù)載。

參見(jiàn)圖2，給出了充電控制策略圖。鋰離子充電控制采用恒流—恒壓控制策略，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)鋰離子電池兩端電壓，判斷該電壓和系統(tǒng)所設(shè)電壓大小，使其運(yùn)行于恒流充電和恒壓充電模式。在系統(tǒng)中，根據(jù)電池運(yùn)行工作實(shí)際，設(shè)定兩個(gè)電壓限值，其中設(shè)VL為系統(tǒng)電池電壓下限，VH為電池電壓上限，通過(guò)進(jìn)行實(shí)測(cè)電壓檢測(cè)，給出具體的充電模式。當(dāng)實(shí)測(cè)電壓V<VL時(shí)，系統(tǒng)以涓流充電，當(dāng)VL<V<VH，進(jìn)入恒流充電階段，當(dāng)電池兩端電壓逐漸上升，達(dá)到V>VH時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入恒壓充電階段，保持V=VH，直至電池充滿(mǎn)。

參見(jiàn)圖3，給出了恒流—恒壓充電控制器的數(shù)字控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。數(shù)字控制系統(tǒng)主要由模式選擇、切換控制、電壓調(diào)整回路、電流調(diào)整回路等部分構(gòu)成。恒壓恒流控制器設(shè)計(jì)以穩(wěn)態(tài)精度和系統(tǒng)紋波為主要性能指標(biāo)，其中電壓調(diào)整回路是通過(guò)電壓反饋進(jìn)行恒壓充電控制。電流調(diào)整回路通過(guò)電流反饋實(shí)現(xiàn)恒流充電控制，恒壓恒流控制采用相對(duì)獨(dú)立的控制方式，在恒流充電階段，以輸出電流為控制目標(biāo)，構(gòu)成電流反饋控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電流恒定。恒壓充電階段，以輸出電壓為控制目標(biāo)，構(gòu)成電壓反饋控制回路，以實(shí)現(xiàn)電壓恒定。模式選擇開(kāi)關(guān)是根據(jù)檢測(cè)的實(shí)時(shí)電壓值，進(jìn)行模式判斷，最終選擇進(jìn)入何種充電模式，切換控制是為了保障充電過(guò)程的平滑切換，防止功率突變。實(shí)時(shí)計(jì)算電壓控制器調(diào)節(jié)量和電流輸出調(diào)節(jié)量，在進(jìn)行切換時(shí)，比較兩個(gè)調(diào)節(jié)量的大小，當(dāng)滿(mǎn)足電流輸出調(diào)節(jié)量大于電壓控制器調(diào)節(jié)量，此時(shí)進(jìn)行切換，從而保證電池電流連續(xù)，實(shí)現(xiàn)平滑切換。數(shù)字控制系統(tǒng)可以采用TMS320F2812 DSP作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算和策略執(zhí)行。

本實(shí)用新型的電壓、電流檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。數(shù)字控制系統(tǒng)要得到電壓和電流信號(hào)，才能進(jìn)行恒流-恒壓控制。在系統(tǒng)中，需要檢測(cè)充電系統(tǒng)的直流電壓和電流信號(hào)。直流電壓信號(hào)通過(guò)電阻和可調(diào)電位器進(jìn)行分壓，通過(guò)電阻接入運(yùn)算放大器的同相輸入端，放大器的輸出通過(guò)電阻反饋至放大器的反相輸入端，構(gòu)成比例運(yùn)算輸出，經(jīng)濾波和穩(wěn)壓后，得到適合于送入DSP的電壓，可以接入DSP的A/D輸入端。電流檢測(cè)單元中，通過(guò)電阻實(shí)現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換，該電壓通過(guò)電阻接至放大器輸入端，經(jīng)放大、濾波和穩(wěn)壓后，得到適合于送入DSP的電壓，可以接入DSP的A/D輸入端。系統(tǒng)中運(yùn)算放大器采用LM358，偏置電壓為15V。

以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所做的詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些，對(duì)于在不脫離本發(fā)明思想前提下做出的簡(jiǎn)單推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。