專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)車(chē)智能充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車(chē)充電器，具體地講，涉及一種電動(dòng)車(chē)智能充電器。
背景技術(shù)：
“鉛酸蓄電池”是現(xiàn)今為止世界上廣泛使用的一種無(wú)機(jī)化學(xué)電源，該產(chǎn)品具有良好的可逆性，電壓特性平穩(wěn)，使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣，原材料豐富(且可再生使用)及造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于國(guó)防、通信、鐵路、交通、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)。目前，我國(guó)的電動(dòng)車(chē)用動(dòng)力蓄電池大多也采用了鉛酸蓄電池。但是，如果蓄電池使用不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致其壽命大大縮短。影響鉛酸蓄電池壽命的因素有很多，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)由于充電方法不正確，充電技術(shù)不能適應(yīng)鉛蓄電池的特殊需求，造成電池很難達(dá)到規(guī)定的循環(huán)壽命。也就是說(shuō)，絕大多數(shù)的蓄電池不是用壞的，而是“充壞”的！由此可見(jiàn)，一個(gè)好的充電器對(duì)蓄電池的使用壽命具有舉足輕重的作用！雖然近年來(lái)蓄電池自身的技術(shù)有了不小的進(jìn)步，但作為其能量再次補(bǔ)充的充電器的發(fā)展卻非常緩慢，傳統(tǒng)的充電器只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的恒壓或者恒流充電——以致充電時(shí)間很長(zhǎng)，充電效率降低。除此之外，充電結(jié)束時(shí)，傳統(tǒng)的充電器不能在電池充滿(mǎn)后自動(dòng)斷電，人們往往忘記將充電器拔下從而導(dǎo)致蓄電池過(guò)沖，影響其使用壽命，更甚會(huì)將產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象，直接報(bào)廢。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電動(dòng)車(chē)智能充電器，延長(zhǎng)了充電器使用壽命。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的一種電動(dòng)車(chē)智能充電器，包括充電電路，其特征是所述充電電路連接控制電路和檢測(cè)電路，所述控制電路和檢測(cè)電路都連接微控制器，所述控制電路連接蓄電池組。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述微控制器連接顯示電路和定時(shí)電路。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述檢測(cè)電路包括四運(yùn)算放大器LM3M和電壓比較器0P07。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述控制電路包括繼電器M和兩個(gè)三極管 9014。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述微控制器為AT89S52單片機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型采用AT89S52單片機(jī)為控制核心，實(shí)時(shí)將電壓比較器0P07所采集的信號(hào)接收處理并配合繼電器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的斷電功能。本實(shí)用新型的充電電路還以UC3842驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管的單管開(kāi)關(guān)電源配合LM324 運(yùn)放電路為充電模塊，智能采集電壓、電流信號(hào)，并以紅綠燈顯示充電狀態(tài)和充滿(mǎn)狀態(tài)。本實(shí)用新型還添加了正確充電保護(hù)功能，確保充電器與電池先連接后，再將充電器與市電連接才能對(duì)電池充電，順序錯(cuò)誤將導(dǎo)致不能對(duì)電池進(jìn)行充電，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。
圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例充電電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例電路檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖4為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例定時(shí)電路和顯示電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖5為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例控制電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖6為本實(shí)用新型的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1-圖6，本實(shí)用新型包括單片機(jī)AT89S52、充電電路、檢測(cè)電路、控制電路、 定時(shí)電路和顯示電路。所述檢測(cè)電路包括四運(yùn)算放大器LM3M和電壓比較器0P07，所述控制電路包括繼電器M和兩個(gè)三極管9014.充電電路如圖3所示，220v交流電經(jīng)過(guò)整流變?yōu)闉槊}動(dòng)直流，再經(jīng)電容濾波形成穩(wěn)定的300V左右的直流電。Ul為UC3842脈寬調(diào)制集成電路。其5腳為電源負(fù)極，7腳為電源正極，6腳為脈沖輸出直接驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管5N60T，3腳為最大電流限制，通過(guò)調(diào)節(jié)相連電阻的阻值來(lái)調(diào)整充電器的最大電流。2腳為電壓反饋，可以調(diào)節(jié)充電器的輸出電壓。4腳外接振蕩電阻和振蕩電容。T為高頻脈沖變壓器，其作用有三個(gè)。第一是把高壓脈沖將壓為低壓脈沖。第二是起到隔離高壓的作用，以防觸電。第三是為各種芯片及其外圍電路提供工作電源。D9(TL431)為基準(zhǔn)電壓源，配合U2(光耦合器JC817)起到自動(dòng)調(diào)節(jié)充電器電壓的作用。通電開(kāi)始時(shí)，經(jīng)整流和濾波得到的300V左右的直流電通過(guò)大功率電阻降壓送到 Ul的第7腳，使Ul啟動(dòng)。Ul的6腳輸出方波脈沖，送到VMOS管5N60T的柵極，同時(shí)300V 左右的高壓直流經(jīng)過(guò)變壓器T的原邊送到5N60T的漏極，6腳的振蕩信號(hào)控制5N60T的導(dǎo)通與關(guān)斷。同時(shí)T輸出線(xiàn)圈的第一路電壓為Ul提供可靠電源。第二路電壓經(jīng)整流濾波得到穩(wěn)定的電壓，經(jīng)快恢復(fù)二極管UGP50G (此二極管起到防止電池的電流倒灌給充電器的作用)給電池充電。第三路電壓經(jīng)整流二極管FR104輸出，為L(zhǎng)M324(四運(yùn)算放大器，4腳為電源正，11腳為電源地)及其外圍電路提供12V工作電源。同時(shí)再流經(jīng)78p05降壓至5V，來(lái)為單片機(jī)及其外圍電路提供5V工作電源。正常充電時(shí)，充電電流在取樣電阻上形成負(fù)極性電流取樣電壓此負(fù)電壓加在 lm3M第9腳，使8腳輸出高電平，使紅色LED (充電)的指示燈亮，表示正在恒流充電；為確保充電器具有恒流恒壓特性，必須根據(jù)蓄電池的充放電曲線(xiàn)作閉環(huán)控制，蓄電池組放電完畢后處于欠壓狀態(tài)，再充電時(shí)，初充電流會(huì)很大，如不加限制，對(duì)電池組及充電器均不利。 此模塊的恒流控制利用VMOS管源極電阻上的壓降控制UC3842d 3腳(電流敏感端)，當(dāng)輸出端的電流過(guò)大時(shí)，源極限流電阻壓降增大，送給3腳的電壓也增大，當(dāng)3腳的電壓達(dá)到1 V 時(shí)，會(huì)迫使6腳的脈寬變窄，最終使輸出電流降下來(lái)，達(dá)到原先設(shè)定值，也即達(dá)到恒流目的。 必須指出，當(dāng)輸出端短路或極性反接時(shí)，源極的限流電阻壓降會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)IV，這時(shí)6腳的輸出脈寬會(huì)變得極窄，最終會(huì)使輸出電壓、電流均處在最小值，保護(hù)了充電器本身。當(dāng)電池電壓上升到44. 2V左右時(shí)，充電器進(jìn)入恒壓充電階段。充電器輸出端得到的電壓必須嚴(yán)格控制在蓄電池組標(biāo)稱(chēng)電壓的1. 3倍左右，本這部分主要由可調(diào)基準(zhǔn)源TL431承擔(dān)。當(dāng)充電器的
4輸出電壓偏高時(shí)，TL431的控制端電壓也偏高，當(dāng)高到某一點(diǎn)時(shí)，會(huì)使它的輸出端控制的信號(hào)幅度下降，從而使光耦中的發(fā)光二極管增亮，光敏三極管集電極控制信號(hào)下降，即UC3842 的1腳電位降低。6腳的調(diào)制脈寬變窄，最終使輸出電壓回落到原來(lái)的數(shù)值，充電器進(jìn)入恒壓充電階段，電流逐漸減小。當(dāng)充電電流減小到200mA—300mA時(shí)，取樣電阻兩端的電壓下降，LM358的10腳電壓低于9腳，8腳輸出低電壓使紅色LED (充電)熄滅。同時(shí)7腳輸出高電壓，此電壓一路使綠色LED點(diǎn)亮，另一路到達(dá)反饋電路，使電壓降低。充電器進(jìn)入涓流充電階段。半小時(shí)后結(jié)束。 檢測(cè)電路如圖4所示，當(dāng)充電器在未接入蓄電池以及恒壓充電階段后期電流減少到一定程度時(shí)，取樣電阻兩端電壓為低，LM324第8腳輸出低電壓，將此電壓信號(hào)接在0P07 (此處當(dāng)電壓比較器使用)的反向輸入端，正向輸入端接地。由于0P07外加5V直流電壓， 此時(shí)輸出端會(huì)輸出一個(gè)5V左右的高電平信號(hào)(0P07在輸入兩端都為低時(shí)默認(rèn)輸出電源電壓)。將此高信號(hào)反饋給單片機(jī)的P0.4 口，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到該信號(hào)時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的程序，作用于繼電器，進(jìn)而切斷充電器正極輸出端，實(shí)現(xiàn)正確充電保護(hù)及充滿(mǎn)自動(dòng)斷電功能。考慮到電池的老化和損耗問(wèn)題我們?cè)O(shè)定了有效時(shí)間為8小時(shí)的充電時(shí)間，如果在8小時(shí)內(nèi)單片機(jī)沒(méi)有檢測(cè)到0P07輸出端的高信號(hào)，此時(shí)將會(huì)執(zhí)行防過(guò)充保護(hù)程序，使繼電器切斷正極輸出端電源，從而有效地對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)。為了防止插上交流電再插充電插頭時(shí)電池端產(chǎn)生的火花對(duì)電池造成損害，系統(tǒng)也將對(duì)先插電源插頭，或先插電池插頭進(jìn)行判斷，當(dāng)先插電源插頭時(shí)，充電器不工作，0P07檢測(cè)到的是低電平信號(hào)，輸出高電平作用于單片機(jī)的 P0.0 口，進(jìn)而作用繼電器切斷正向輸出端，不對(duì)蓄電池進(jìn)行充電?？刂齐娐啡鐖D5所示，此模塊由單片機(jī)輸出高低電平來(lái)控制繼電器的開(kāi)合以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電功能。繼電器由兩個(gè)三極管9014來(lái)驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)三極管接在繼電器的一端，另一端接5V直流電源，作用于充電器的正向輸出端。由單片機(jī)的P0.0 口輸出高低電平信號(hào)來(lái)控制三極管的通斷以實(shí)現(xiàn)繼電器的開(kāi)合。為了滿(mǎn)足不同人群對(duì)充電時(shí)間及充電方式的需求，例如有的人不管電池是否充滿(mǎn)，就想充電2小時(shí)或3小時(shí)，我們?cè)O(shè)定了一個(gè)自動(dòng)定時(shí)功能，只對(duì)電池按設(shè)定的時(shí)間來(lái)充電。此模塊由AT89S52單片機(jī)檢測(cè)按鍵來(lái)設(shè)定定時(shí)時(shí)間，然后執(zhí)行倒計(jì)時(shí)程序，同時(shí)由數(shù)碼管顯示即時(shí)數(shù)值，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)停止時(shí)單片機(jī)控制繼電器切斷正向輸出端，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電，電路如圖6所示。用單片機(jī)編程控制數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管的段選占用單片機(jī)Pl 口，位選占用單片機(jī)的P3 口。實(shí)時(shí)顯示自動(dòng)功能時(shí)的充電時(shí)間以及定時(shí)功能的倒計(jì)時(shí)時(shí)間。當(dāng)工作在自動(dòng)模式時(shí)，AT89S52單片機(jī)的目的是控制電池在充滿(mǎn)電之后自動(dòng)斷電， 當(dāng)工作在定時(shí)模式時(shí)AT89S52單片機(jī)目的是在設(shè)定的時(shí)間結(jié)束之后自動(dòng)斷電。當(dāng)電池用該智能充電器充電時(shí)，我們可以在無(wú)人看管的情況下讓充電器自由充電，充滿(mǎn)后自動(dòng)切斷充電電源，防止蓄電池過(guò)充。而且使用價(jià)格便宜的數(shù)碼管來(lái)顯示充電時(shí)間，實(shí)時(shí)顯示充電的時(shí)間參見(jiàn)圖7，本實(shí)用新型的使用流程為開(kāi)始充電時(shí)，延時(shí)3秒，單片機(jī)判斷是否有高信號(hào)送入，若是，切斷輸出，充電結(jié)束，若不是，選擇工作方式，若選擇自動(dòng)充電，開(kāi)啟定時(shí)器 1，判斷8小時(shí)內(nèi)是否有高信號(hào)送入，若是，延時(shí)半小時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器，切斷單片機(jī)AT89S52輸出，充電結(jié)束；若不是，直接切斷切斷單片機(jī)AT89S52輸出，充電結(jié)束。若選擇定時(shí)模式，開(kāi)啟定時(shí)器2，設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)結(jié)束，關(guān)閉定時(shí)器，充電結(jié)束。[0026] 當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車(chē)智能充電器，包括充電電路，其特征是所述充電電路連接控制電路和檢測(cè)電路，所述控制電路和檢測(cè)電路都連接微控制器，所述控制電路連接蓄電池組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動(dòng)車(chē)智能充電器，其特征是所述微控制器連接顯示電路和定時(shí)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述充電器，其特征是所述檢測(cè)電路包括四運(yùn)算放大器LM3M和電壓比較器0P07。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述充電器，其特征是所述控制電路包括繼電器M和兩個(gè)三極管 9014。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述充電器，其特征是所述微控制器為AT89S52單片機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)車(chē)智能充電器，包括充電電路，其特征是所述連接控制電路和檢測(cè)電路，所述控制電路和檢測(cè)電路都連接控制器，所述控制電路連接蓄電池組。本實(shí)用新型采用AT89S52單片機(jī)為控制核心，實(shí)時(shí)將電壓比較器OP07所采集的信號(hào)接收處理并配合繼電器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的斷電功能。本實(shí)用新型的充電電路還以UC3842驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管的單管開(kāi)關(guān)電源配合LM324運(yùn)放電路為充電模塊，智能采集電壓、電流信號(hào)，并以紅綠燈顯示充電狀態(tài)和充滿(mǎn)狀態(tài)。本實(shí)用新型還添加了正確充電保護(hù)功能，確保充電器與電池先連接后，再將充電器與市電連接才能對(duì)電池充電，順序錯(cuò)誤將導(dǎo)致不能對(duì)電池進(jìn)行充電，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/10GK202034816SQ20112016782
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者張之超, 張成亮, 曹偉, 李衛(wèi)兵, 殷海旭, 王樹(shù)斌, 蘇娜娜 申請(qǐng)人:濱州學(xué)院