智能鉛酸電池充電器的製作方法

2023-10-08 00:19:39 4

專利名稱：智能鉛酸電池充電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池充電器，具體地說是一種鉛酸電池充電器。
背景技術：
鉛酸電池是目前廣泛使用的一種化學電源(尤其在交通工具中)，該產品具有良好的可逆性，電壓特性平穩，使用壽命 長，適用範圍廣，原材料豐富(且可再生使用)及造價低廉等優點(唐元春，基於單片機控制的鉛酸電池充電器，電源世界，2008，04:46-48)。如果使用不當電池壽命將大大降低。研究表明，電池充電過程對電池壽命影響最大，放電過程的影響較小，而採用正確的充電方式能有效延長電池的使用壽命。也就是說，絕大多數電池不是用壞的，而是「充壞」的。目前，大部分充電器的充電方式單一，沒有實現優化的充電，充電器充電時間長，充電效率低(章義國；周正軍，一種新型鉛酸電池充電器的設計，機電工程技術，2010，39 (9) : 106-109)。另外，現有充電器容易造成電池過充電，使電池發熱量大，從而造成電池極化，影響電池壽命。電池是具有記憶性的，不能單純通過端電壓來判斷電池的容量，最好的辦法是通過電池充電過程中充入的電荷量來判斷電池的容量，因此電池容量顯示非常重要。電池充入的電荷量是電流在時間上的積累，目前某些充電器產品單靠計時來估計電量是不合理了。

發明內容
本發明的目的在於提供一種充電效率高、有利於延長電池的使用壽命的智能鉛酸電池充電器。本發明的目的是這樣實現的包括充電主電路、控制電路和驅動電路；所述充電主電路由整流濾波電路、軟開關式半橋電路、高頻變壓器和二次整流濾波電路組成；整流濾波電路包括由第一至第四二極體D1-D4、第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2連接組成，交流電壓由第一輸入端(I)和第二輸入端(2)接入，220V的交流電通過整流濾波電路變為高壓直流電；半橋電路由第一主功率開關管Ql、第二主功率開關管Q 2、第三電容C3、第四電容C4、第五二極體D 5、第六二極體D6、隔直電容Cb和第一電感Lr連接組成，其中第三電容C3、第五二極體D5構成第一主功率開關管的緩衝電路，第四電容C4、第六二極體D6構成第二主功率開關管的緩衝電路，電容Cb和第一電感Lr在開關過程中進行能量交換為兩個主功率開關管的開通和關斷提供開關條件；半橋電路將高壓直流電變為脈衝寬度可調節的高頻交流電，高頻交流電再經過高頻變壓器的變壓和隔離作用變為低壓的交流電；二次整流濾波電路由第七二極體D7、第八二極體D8、第二電感Lo和第五電容C5連接組成，低壓交流電再經過二次整流濾波電路後變為平滑的直流電；第一繼電器Jl連接到第五電容C5的正極和待充電電池的正極之間，第五電容的負極通過採樣電阻Rf接待充電電池的負極，第一繼電器Jl在故障時斷開電池和充電器；
所述控制電路的微處理器Ul採用TMS320F28026晶片，TMS320F28026晶片通過弓I腳37和引腳5輸出2路脈衝寬度調製信號PWMl和PWM2，2路脈衝寬度調製信號經過驅動電路後分別作用到半橋電路的第一和第二主功率開關管Ql和Q2上。本發明還可以包括I、控制電路中包含電流採樣電路和電壓採樣電路；所述電流採樣電路由第一運算放大器U3A、第二十電阻R20、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、可變電阻R21和第二 3V穩壓管Z2組成，第二十四電阻R24的輸出埠 4連接到採樣電阻Rf與待充電電池的負極之間，第二十二電阻R22的輸出埠 3是控制電路3. 3V電源的參考地、連接到採樣電阻Rf，運算放大器U3A組成同相比例運算電路，通過調節可變電阻R21調節運算電路的放大倍數，第二十三電阻R23和第二 3V穩壓管Z2限制運算放大器的輸出電壓；所述電壓採樣電路由第二運算放大器U3B，第十七至第十九電阻R17-R19和第一 3V穩壓管Zl組成，第二運算放大器U3B組成同相跟隨電路，第十八電阻R18和第十九電阻R19組成分壓器電路，第十七電阻R17和第一 3V穩壓管Zl限制運算放大器的輸出電壓，第十八電阻R18的第五埠 5連接到第一繼電器Jl與待充電電池的正極之間，通過第五埠 5測量輸出電壓值。2、控制電路中包含顯示電路，液晶顯示器接口 J2的引腳2接3. 3V電源、引腳I接參考地、引腳3接可變電阻第十一電阻Rll的滑動端，通過調節可變電阻滑動端的電壓改變液晶顯示器的對比度，液晶顯示器的數據通過SPI總行輸入，液晶顯示器接口 J2的引腳4與Ul的27引腳相連是SPI總線的使能信號，J2的5引腳和6引腳分別與TMS320F28026晶片的35引腳和32引腳相連。3、控制電路中包含充電參數調節電路，第一至第六按鍵S1-S6的一端接參考地、另一端各接一隻上拉電阻再與TMS320F28026晶片的6個通用數字輸入輸出引腳即引腳13、引腳6、引腳7、引腳8、引腳9和引腳10相連接，上拉電阻的另一端接3. 3V電源。4、控制電路中包含時鐘電路Y1，選擇工作頻率為IOM的有源晶振作為微處理器的時鐘源，時鐘電路Yl的引腳I為空腳，引腳2接參考地，引腳4為電源輸入端接3. 3V電源，引腳3脈衝輸出端接TMS320F28026晶片的時鐘輸入引腳33。5、控制電路中包含LED顯示電路，LED顯示電路由第十五電阻R15、第十六電阻R16、第一發光二極體LED1、第二發光二極體LED2組成，第一發光二極體LEDl和第二發光二極體LED2的陽極分別接第十五電阻R15和第十六電阻R16，第一發光二極體LEDl和第 二發光二極體LED2的陰極分別接TMS320F28026晶片的引腳15和引腳28，第十五電阻Rl5和第十六電阻R16的另一端接3. 3V電源。6、控制電路中包含繼電器驅動電路，繼電器驅動電路由第十二電阻Rl2、第十三電阻R13、第一三極體Tl和光電耦合器U4組成，光電耦合器U4為PC817，PC817的引腳2接TMS320F28026晶片的引腳14，PC817的引腳I接上拉電阻第十二電阻R12後接3. 3V電源，PC817的引腳3接第一三極體Tl的基極，PC817的引腳4通過第十三電阻R13接12V電源，所述12V電源與所述3. 3V電源是相互電隔離的電源，當TMS320F28026晶片的14引腳輸出為低電平時，光電耦合器內部二極體導通並通過光電作用使得內部的三極體導通，12V電源通過第十三電阻R13再經過光電耦合器內部的三極體使得第一三極體Tl導通，第一三極體Tl導通使得第一繼電器Jl的線圈得電，觸點閉合，接通待充電電池。
7、所述驅動電路電路由半橋驅動晶片IR2110U41、第一光電稱合器U42、第一光電耦合器U43、第四十四至第四十六電阻R41-R46、第四i^一至四十三電容C41-C43和第四i^一二極體D41組成，TMS320F28026晶片的2路脈衝寬度調製信號PWMl和PWM2分別與第一光電耦合器U42和第二光電耦合器U43的引腳2相連，第四i^一電阻R41接在3. 3V電源和第一光電耦合器U42的引腳I之間，第四十四電阻R44接在3. 3V電源和第二光電耦合器U43的引腳I之間，第四十二電阻R42和第四十五電阻R45的一端接12V電源、另一端分別接第一光電耦合器U42和第二光電耦合器U43的4引腳，第四十三電阻R43和第四十六電阻R46的一端接12V電源參考地GND12、另一端分別接第一光電耦合器U42和第二光電耦合器U43的3引腳，半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳11、引腳13和引腳2接12V電源參考地GND12，半橋驅動晶片IR2110 U41引腳3和9接12V電源第四i^一電容C41正極接在半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳9、負極接在半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳13，第四十二電容C42正極接在半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳6、負極接在半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳5，第四十三電容C43正極接在半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳3、負極接在半橋驅動晶片IR2110U41的引腳2，第四i^一二極體D41的陽極接半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳I、陰極接半橋驅動晶片IR2110 U41的引腳6，半橋驅動晶片IR2110 U41的引出端接半橋電路的第一和第二主功率開關管Ql和Q2上。本發明的優點主要有
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a、主電路採用軟開關式半橋變換器，結構簡單，整機效率可以達到85%。b、通過微處理器對鉛酸蓄電池進行三段式最優充電，能有效延長蓄電池的使用壽命。C、充電容量、充電電流和電池電壓能通過液晶(LCD)顯示，該數值可指導使用者了解蓄電池的情況，合理使用蓄電池。d、整個充電過程中對輸出電壓和電流進行監控，出現異常時切斷電池，並進行報
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圖I、主電路的原理圖；圖2、控制電路的原理圖；圖3、三階段最優充電曲線圖；圖4、驅動電路圖。
具體實施例方式下面結合圖對本發明作進一步的闡述。本發明主要包括包括充電主電路、控制電路和驅動電路。結合圖I。充電主電路由整流濾波電路、軟開關式半橋電路，高頻變壓器，二次整流濾波電路組成。整流濾波電路包括由4隻二極體Dl-D4、2隻電容Cl-C2、2隻電阻R1-R2組成。交流電壓由輸入端(I)和輸入端(2)接入，220V的交流電通過整流濾波電路變為高壓直流電。半橋電路由2隻主功率開關管Ql-Q2、2隻電容C3-C4、2隻二極體D5-D6、隔直電容Cb和電感Lr組成。其中C3、C4、D5和D6是開關管的緩衝電路。電容Cb和電感Lr在開關過程中進行能量交換，為開關管的開通和關斷提供良好的開關條件。半橋電路將高壓直流電變為脈衝寬度可調節的高頻交流電，高頻交流電再經過高頻變壓器的變壓和隔離作用變為低壓的交流電。二次整流濾波電路由2隻二極體D7-D8、電感Lo和電容C5組成，低壓交流電再經過二次整流濾波電路後變為平滑的直流電。繼電器Jl連接到電容C5的正極和待充電電池的正極之間。電容的負極通過採樣電阻Rf接待充電電池的負極。Jl的功能是在故障時斷開電池和充電器。結合圖2。控制電路中包括了液晶顯示電路、按鍵電路、時鐘電路、LED顯示電路和繼電器驅動電路。圖2中J2為液晶顯示器接口中，2引腳接3. 3V電源，I引腳接參考地，3引腳接可變電阻的滑動端，通過調節可變電阻滑動端的電壓可以改變液晶顯示器的對比度。液晶顯示器的數據是通過(SPI)總行輸入的，J2的4引腳與Ul的27引腳相連是SPI總線的使能信號，J2的5引腳和6引腳分別與Ul的35引腳和32引腳相連，它們是SPI總線的數據和 時鐘信號。圖2中6隻按鍵S1-S6的一端接參考地，另一端各接一隻上拉電阻再與微處理器Ul的6個通用數字輸入輸出引腳(引腳13、引腳6、引腳7、引腳8、引腳9、引腳10)相連接，上拉電阻的另一端接3. 3V電源。通過按鍵可以對充電器的充電參數進行調節。圖2中Yl為時鐘電路，選擇工作頻率為IOM的有源晶振作為微處理器的時鐘源。Yl的引腳I為空腳，引腳2接參考地，引腳4為電源輸入端接3. 3V電源，引腳3脈衝輸出端接Ul的時鐘輸入引腳33。電阻R15、電阻R16和發光二極體LED1、LED2組成LED顯示電路。LEDl和LED2的陽極分別接電阻R15和R16，LED1和LED2的陰極分別接微處理器Ul的引腳15和引腳28，電阻R15和R16的另一端接3. 3V電源。當Ul的引腳15輸出為低電平的時候，LEDl發光，否則LEDl不發光。同理，LED2是否發光由Ul的引腳28控制。Jl為輸出端繼電器，它與圖I中的Jl是同一個兀件，在最大輸出電流為IOA時可選用欣大公司型號為HHC66F-15A-1A-12VDC的繼電器。Jl的引腳2和引腳4之間為主觸點。當繼電器線圈加入電壓時，主觸點閉合，接通被充電電池。繼電器驅動電路由2隻電阻(R12，R13)，三極體Tl和光電耦合器U4組成。光電耦合器U4的引腳2接Ul的引腳14,U4的引腳I接上拉電阻R12後接3. 3V電源。U4的3引腳接Tl的基極，U4的4引腳通過電阻R13接12V電源，該12V電源與電路中3. 3V電源是相互電隔離的電源。當Ul的14引腳輸出為低電平時，光電耦合器內部二極體導通並通過光電作用使得內部的三極體導通，12V電源通過電阻R13再經過光電耦合器內部的三極體使得Tl導通。Tl導通使得繼電器Jl的線圈得電，觸點閉合，接通待充電電池。驅動電路如圖4所示，電路由半橋驅動晶片IR2110U41，2隻光電耦合器U42U43，6隻電阻R41-R46，3隻電容C41-C43 二極體D41組成。圖4中的PWMl和PWM2與分別與圖2中的PWMl和PWM2相連接，並且PWMl和PWM2分別與U42和U43的2引腳相連。電阻R41接在3. 3V電源和U42的引腳I之間，電阻R44接在3. 3V電源和U43的引腳I之間。電阻R42和R45的一端接12V電源(12V電源是與3. 3V電源相互隔離的電源)，另一端分別接U42和U43的4引腳。電阻R43和R46的一端接12V電源參考地GND12，另一端分別接U42和U43的3引腳。U41的引腳11、引腳13和引腳2接12V電源參考地GND12，引腳3和9接12V電源。電容C41正極接在U41的引腳9，負極接在U41的引腳13。電容C42正極接在U41的引腳6，負極接在U41的引腳5，電容C42的作用是保持一定的電壓為主電路(圖I)開關管Ql的導通提供能量。電容C43正極接在U41的引腳3，負極接在U41的引腳2。二極體D41的陽極接U41的引腳1，陰極接U41的引腳6，二極體D41的作用是在主電路(圖I)中Q2導通時，給電容C42充電。U41的引腳7的引出端QlG接圖I中的Q1G，U41的引腳5的引出端QlS接圖I中的Q1S。U41的引腳I的引出端Q2G接圖I中的Q2G，U41的引腳2的引出端Q2S接圖I中的Q2S。當PWMl為低電平時光電耦合器U42內部的二極體導通，並使得U42內部的三極體導通，U42的3引腳為高電平，使得U41的引腳10為高電平，U41的引腳5和引腳7之間輸出一個電壓，使得主電路(圖I)中的功率管Ql導通。同理，當PWM2為低電平時，Q2導通。半橋驅動晶片IR2110U41中的邏輯電路可以在PWMl和PWM2同為低電平時只開通Q1，以防止開關管Ql和Q2同時導通而造成的短路現象。
本發明為了有效的延長電池的使用壽命，應用微處理器實現三階段的最優充電。該部分的工作原理是充電主電路的原理圖如圖I所示,交流電壓由輸入端⑴和輸入端⑵接入，220V的交流電通過整流濾波電路變為高壓直流電。半橋電路中C3、C4、D5和D6是開關管的緩衝電路。電容Cb和電感Lr在開關過程中進行能量交換，為開關管的開通和關斷提供良好的開關條件。半橋電路將高壓直流電變為脈衝寬度可調節的高頻交流電，高頻交流電再經過高頻變壓器的變壓和隔離作用變為低壓的交流電。低壓交流電再經過二次整流濾波電路後變為平滑的直流電。Jl的功能是在故障時斷開電池和充電器。本發明通過調節半橋電路中2隻主功率開關管Q1-Q2的導通時間來實現對充電器輸出量的調節作用。 控制電路如圖2所示，微處理器Ul選用TI公司的TMS320F28026晶片，它是控制電路的核心器件。微處理器Ul通過引腳37和引腳5輸出2路脈衝寬度調製(PWM)信號PWMl和PWM2，這2路PWM信號經過驅動電路後分別作用到半橋電路的主功率開關管Ql和Q2上。只要通過給出不同佔空比的PWM信號，就能方便的實現對輸出電壓和電流的控制。由於電池的內阻很小PWM信號的佔空比的變化對充電電流的影響很大，因此要求PWM信號必須能進行細微的調節。為了更好地實現對充電器輸出電壓、電流的控制，充電器對輸出電壓、電流實時採樣，進行反饋控制。電流採樣電路由運算放大器U3A、4個電阻R20、R22、R23、R24、可變電阻R21和3V穩壓管Z2組成。圖2中輸入端(4)與圖I中的埠(4)相連，該點電壓反應輸出電流的大小。圖2中埠(3)是控制電路3. 3V電源的參考地，它與圖I中的埠(3)相連。運算放大器U3A組成同相比例運算電路，通過調節可變電阻R21可調節運算電路的放大倍數。電阻R23和Z2是為了限制運算放大器的輸出電壓，保護微處理器內部的模數轉換器。電壓採樣電路由運算放大器U3B，3個電阻R17-R19和3V穩壓管Zl組成。運算放大器U3B組成同相跟隨電路，R18和R19組成分壓器電路。電阻R17和Zl也是為了限制運算放大器的輸出電壓。圖2中的埠(5)與圖I中的輸出端(5)相連，通過該埠測量輸出電壓值。輸出量的調節過程在微處理器內部實現，控制算法採用數字式比例-積分(PI)控制。三階段最優充電法是兩階段恆定電流充電法和恆定等壓充電法相結合的方式，三階段充電是在開始和結束段採用恆電流充電，在中間段採用恆電壓充電，三階段最優充電曲線圖如圖3所示。當電池電壓達到設定值時由第一階段的恆流充電轉為第二階段的恆電壓充電，此時充電電流繼續減少。當充電電流減小到一定值時再改為恆電流充電。這種方法可以使得電池的出氣量減小到最小，可最大限度的延長使用壽命。本發明為了準確的顯示充電電量，採用微處理器對輸出電流實時採樣，然後計算出示充電電量並顯示。該部分的工作原理是充電電量是充電電流在時間上的積累，單位為安時。充電器應用採樣電阻(圖I中Rf)將輸出電流信號變為電壓信號，再經過放大後變成微處理器可採集的電壓範圍。微處理器實時對輸出電流進行採樣，經過計算後就能精確的計算出充電的電量並在液晶顯示器(IXD)上顯示。本發明為了解決充電過程的安全問題，設計了充電器輸出異常和電池異常的保護電路。該部分的工作原理是充電器實時監測輸出電壓，當輸出電壓出現異常時將提出報警，並通過輸出端的繼電器Jl將電池與充電器輸出端斷開。在整個充電過程中，充電器都對輸出電流進行控制，輸出電流始終不會超過所設定的上限值。權利要求
1.一種智能鉛酸電池充電器，包括充電主電路、控制電路和驅動電路；其特徵是 所述充電主電路由整流濾波電路、軟開關式半橋電路、高頻變壓器和二次整流濾波電路組成；整流濾波電路包括由第一至第四二極體(D1-D4)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)連接組成，交流電壓由第一輸入端(I)和第二輸入端(2)接入，220V的交流電通過整流濾波電路變為高壓直流電；半橋電路由第一主功率開關管(Q1)、第二主功率開關管(Q) 2、第三電容(C3)、第四電容(C4)、第五二極體(D5)、第六二極體(D6)、隔直電容(Cb)和第一電感(Lr)連接組成，其中第三電容(C3)、第五二極體(D5)構成第一主功率開關管的緩衝電路，第四電容(C4)、第六二極體(D6)構成第二主功率開關管的緩衝電路，隔直電容(Cb)和第一電感(Lr)在開關過程中進行能量交換為兩個主功率開關管的開通和關斷提供開關條件；半橋電路將聞壓直流電變為脈衝寬度可調節的聞頻交流電，高頻交流電再經過高頻變壓器的變壓和隔離作用變為低壓的交流電；二次整流濾波電路由第七二極體(D7)、第八二極體(D8)、第二電感(Lo)和第五電容(C5)連接組成，低壓交流電再經過二次整流濾波電路後變為平滑的直流電；第一繼電器(Jl)連接到第五電容(C5 )的正極和待充電電池的正極之間,第五電容的負極通過採樣電阻(Rf )接待充電電池的負極，第一繼電器(Jl)在故障時斷開電池和充電器； 所述控制電路的微處理器(Ul)採用TMS320F28026晶片，TMS320F28026晶片通過引腳37和引腳5輸出2路脈衝寬度調製信號PWMl和PWM2，2路脈衝寬度調製信號經過驅動電路後分別作用到半橋電路的第一和第二主功率開關管(Ql和Q2)上。
2.根據權利要求I所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是控制電路中包含電流採樣電路和電壓採樣電路；所述電流採樣電路由第一運算放大器(U3A)、第二十電阻(R20)、第二十二電阻(R22)、第二十三電阻(R23)、第二十四電阻(R24)、可變電阻(R21)和第二 3V穩壓管(Z2)組成，第二十四電阻(R24)的輸出埠(4)連接到採樣電阻(Rf)與待充電電池的負極之間，第二十二電阻(R22)的輸出埠(3)是控制電路3. 3V電源的參考地、連接到採樣電阻(Rf)，運算放大器(U3A)組成同相比例運算電路，通過調節可變電阻(R21)調節運算電路的放大倍數，第二十三電阻(R23)和第二 3V穩壓管(Z2)限制運算放大器的輸出電壓；所述電壓採樣電路由第二運算放大器(U3B)，第十七至第十九電阻(R17-R19)和第一 3V穩壓管(Zl)組成，第二運算放大器(U3B)組成同相跟隨電路，第十八電阻(R18)和第十九電阻(R19)組成分壓器電路，第十七電阻(R17)和第一 3V穩壓管(Zl)限制運算放大器的輸出電壓，第十八電阻(R18)的第五埠(5)連接到第一繼電器(Jl)與待充電電池的正極之間，通過第五埠(5)測量輸出電壓值。
3.根據權利要求2所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是控制電路中包含顯示電路，液晶顯示器接口(J2)的引腳2接3. 3V電源、引腳I接參考地、引腳3接可變電阻第十一電阻(Rll)的滑動端，通過調節可變電阻滑動端的電壓改變液晶顯示器的對比度，液晶顯示器的數據通過SPI總行輸入，液晶顯示器接口(J2)的引腳4與TMS320F28026晶片(Ul)的27引腳相連是SPI總線的使能信號，液晶顯示器接口(J2)的5引腳和6引腳分別與TMS320F28026晶片的35引腳和32引腳相連。
4.根據權利要求3所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是控制電路中包含充電參數調節電路，第一至第六按鍵(S1-S6)的一端接參考地、另一端各接一隻上拉電阻再與TMS320F28026晶片的6個通用數字輸入輸出引腳即引腳13、引腳6、引腳7、引腳8、引腳9和引腳10相連接，上拉電阻的另一端接3. 3V電源。
5.根據權利要求4所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是控制電路中包含時鐘電路(Y1，選擇工作頻率為IOM的有源晶振作為微處理器的時鐘源，時鐘電路(Yl)的引腳I為空腳，引腳2接參考地，引腳4為電源輸入端接3. 3V電源，引腳3脈衝輸出端接TMS320F28026晶片的時鐘輸入引腳33。
6.根據權利要求5所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是控制電路中包含LED顯示電路，LED顯示電路由第十五電阻(R15、第十六電阻(R16)、第一發光二極體(LED1)、第二發光二極體(LED2)組成，第一發光二極體(LEDl)和第二發光二極體(LED2)的陽極分別接第十五電阻(R15)和第十六電阻(R16)，第一發光二極體(LEDl)和第二發光二極體(LED2)的陰極分別接TMS320F28026晶片的引腳15和引腳28，第十五電阻(R15)和第十六電阻(R16)的另一端接3. 3V電源。
7.根據權利要求6所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是控制電路中包含繼電器驅動電路，繼電器驅動電路由第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)、第一三極體(Tl)和光電耦合器(U4)組成，光電耦合器(U4)為PC817，PC817的引腳2接TMS320F28026晶片的引腳14，PC817的引腳I接上拉電阻第十二電阻(R12)後接3. 3V電源，PC817的引腳3接第一三極體(Tl)的基極，PC817的引腳4通過第十三電阻(R13)接12V電源，所述12V電源與所述3. 3V電源是相互電隔離的電源，當TMS320F28026晶片的14引腳輸出為低電平時，光電耦合器內部二極體導通並通過光電作用使得內部的三極體導通，12V電源通過第十三電阻(R13)再經過光電耦合器內部的三極體使得第一三極體(Tl)導通，第一三極體(Tl)導通使得第一繼電器(Jl)的線圈得電，觸點閉合，接通待充電電池。
8.根據權利要求1-7任何一項所述的智能鉛酸電池充電器，其特徵是所述驅動電路電路由半橋驅動晶片IR2110 (U41)、第一光電耦合器(U42)、第一光電耦合器(U43)、第四十四至第四十六電阻(R41-R46)、第四i^一至四十三電容(C41-C43)和第四i^一二極體(D41)組成，TMS320F28026晶片的2路脈衝寬度調製信號PWMl和PWM2分別與第一光電耦合器(U42)和第二光電耦合器(U43)的引腳2相連，第四十一電阻(R41)接在3. 3V電源和第一光電耦合器(U42)的引腳I之間，第四十四電阻(R44)接在3. 3V電源和第二光電耦合器(U43)的引腳I之間，第四十二電阻(R42)和第四十五電阻(R45)的一端接12V電源、另一端分別接第一光電耦合器(U42)和第二光電耦合器(U43)的4引腳，第四十三電阻(R43)和第四十六電阻(R46)的一端接12V電源參考地(GND12)、另一端分別接第一光電耦合器(U42)和第二光電耦合器(U43)的3引腳，半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳11、引腳13和引腳2接12V電源參考地(GND12)，半橋驅動晶片IR2110 (U41)引腳3和9接12V電源第四i^一電容(C41)正極接在半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳9、負極接在半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳13，第四十二電容(C42正極接在半橋驅動晶片IR2110 (U41的引腳6、負極接在半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳5，第四十三電容(C43)正極接在半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳3、負極接在半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳2，第四i^一二極體(D41)的陽極接半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引腳I、陰極接半橋驅動晶片IR2110(U41)的引腳6，半橋驅動晶片IR2110 (U41)的引出端接半橋電路的第一和第二主功率開關管(Ql和Q2)上。
全文摘要
本發明提供的是一種智能鉛酸電池充電器。包括充電主電路、控制電路和驅動電路。所述充電主電路由整流濾波電路、軟開關式半橋電路、高頻變壓器和二次整流濾波電路組成。所述控制電路的微處理器採用TMS320F28026晶片，通過引腳37和引腳5輸出2路脈衝寬度調製信號PWM1和PWM2，2路脈衝寬度調製信號經過驅動電路後分別作用到半橋電路的兩個主功率開關管上。本發明結構簡單，整機效率可以達到85%；通過微處理器對鉛酸蓄電池進行三段式最優充電，能有效延長蓄電池的使用壽命；充電容量、充電電流和電池電壓能通過液晶顯示；整個充電過程中對輸出電壓和電流進行監控，出現異常時切斷電池，並進行報警。
文檔編號H02H7/18GK102751777SQ20121022023
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者徐廣瑞, 王宇野, 項巍 申請人:哈爾濱工程大學