一種基于移相全橋的智能充電器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于移相全橋的智能充電器，它是基于移相全橋工作原理，采用恒壓、恒流的控制的一種智能充電電源，在充電初期使用恒流充電方式，在充電后期采用恒壓充電方式，采用雙閉環(huán)控制策略，硬件電路的設(shè)計(jì)基于STM32F407IG，采用數(shù)字PI位置式算法，實(shí)現(xiàn)了控制信號(hào)對(duì)移相全橋的控制，使充電器輸出穩(wěn)定的電壓、電流。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)充電器采用恒流或恒壓充電方式而造成蓄電池過沖、充電不足或充電時(shí)間過長從而在一定程度上縮短蓄電池使用壽命的弊端， 提高了電池的經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】
—種基于移相全橋的智能充電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能充電器，尤其是基于移相全橋原理的恒壓恒流兩階段充電方式的智能充電器。

【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池以其輸出電壓穩(wěn)定、供電可靠、經(jīng)濟(jì)性能好等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在通信、輪船、汽車、各種電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中，伴隨著電池技術(shù)的發(fā)展，合理的改變充電策略，使用科學(xué)的充電方法，從而縮短電池充電時(shí)間，延長電池的使用壽命顯得十分必要。
[0003]傳統(tǒng)的充電器采用的充電方法主要是恒流或者恒壓充電方式。恒流充電方式充電后期會(huì)消耗部分電能,并使電池的溫度升高,造成電池極板彎曲，同時(shí)使極板上活性物質(zhì)大量脫落，使得電池提前報(bào)廢；恒壓充電方式在充電初期充電電流過大使電極活性物質(zhì)體積變化收縮太快，造成脫落，而在充電后期充電電流又過小，極板伸出的活性物質(zhì)得不到充電反應(yīng)。這兩種充電方式會(huì)造成蓄電池過沖或者充電不足等情況，從而在一定程度上縮短了蓄電池的使用壽命。本發(fā)明采用恒壓恒流充電方式相結(jié)合的方案，綜合了兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，在充電初期使用較大的電流對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，充電末期改用較小的電流充電，使充電比較徹底，延長了蓄電池使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于移相全橋的采用恒壓恒流兩階段充電方式的智能充電器，使電池的充電時(shí)間縮短，使用壽命延長，提高電池的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
1、充電器主電路采用全橋變換器，輸入直流電壓由220V/50HZ市電經(jīng)單相全橋整流后由電容濾波得到，包括濾波器、前級(jí)整流電路、全橋變換器、高頻變壓器、后級(jí)整流濾波電路、采樣濾波電路，采用雙閉環(huán)的控制策略；濾波器采用EMI濾波器；前級(jí)整流橋取10倍裕量，選取工頻全橋整流器KBPC3510 ;全橋變換器逆變器開關(guān)管選用IGBT模塊F4-50R12MS4 ；高頻變壓器的選擇為原副邊變比K=4;后級(jí)整流電路中選擇肖特基二極管作為整流二極管；后級(jí)濾波LC濾波；電流采樣電路采用霍爾元件，選用電流傳感器HNC-161 ；
2、充電器控制回路采用數(shù)字控制方案，包括主控制芯片、外圍電路、控制軟件；主控制芯片選取STM32F407IG ;外圍電路由晶振電路、電源轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路、采樣信號(hào)濾波電路、驅(qū)動(dòng)電路、主電路輔助電源組成；控制軟件主要完成DC/DC變換器的啟動(dòng)。
[0006]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及有益效果:
1、該發(fā)明采用恒壓恒流的充電方式，縮短了充電時(shí)間，延長了電池壽命。
[0007]2、本發(fā)明采用了移相全橋DC/DC變換器，提高了充電器的可靠性。
[0008]3、充電電源的移相全橋電路采用了雙閉環(huán)控制策略，保證了充電器的穩(wěn)定性，使其輸出穩(wěn)定的電壓、電流。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的AC/DC變換器原理方框圖；
圖2為本發(fā)明的移相全橋變換器電路控制器框圖；
圖3為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
圖4為本發(fā)明程序結(jié)構(gòu)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和具體連接關(guān)系做更詳細(xì)地描述:
實(shí)施例1
結(jié)合圖1，圖1是本發(fā)明的AC/DC變換器原理方框圖；單相交流輸入電源經(jīng)輸入單相整流變成直流，全橋變換電路經(jīng)過DC/AC變換，然后經(jīng)高頻變壓器變壓隔離，經(jīng)全波整流電路，濾波電路轉(zhuǎn)換成48V的直流輸出。
[0011]實(shí)施例2
圖2為本發(fā)明的移相全橋變換器電路控制器框圖；包括主控芯片STM32F407IG、濾波電路、采樣電路、外圍電路和驅(qū)動(dòng)電路；主控芯片來控制和調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器所產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而使電路中的功率開關(guān)安全可靠地按照輸出電壓的要求產(chǎn)生所對(duì)應(yīng)的移相角；采樣信號(hào)濾波電路主要負(fù)責(zé)將傳感器采樣信號(hào)通過電阻變成電壓信號(hào)，再經(jīng)適當(dāng)放大后進(jìn)入二階壓控有源濾波網(wǎng)絡(luò)，然后送給控制器的AD轉(zhuǎn)換器；驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用HCPL3123作為驅(qū)動(dòng)芯片；外圍電路是構(gòu)成STM32F407IG最小系統(tǒng)的電路。
[0012]實(shí)施例3
圖3為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路原理圖；結(jié)合圖1和圖3，控制芯片STM32F407IG輸出的PWM控制信號(hào)的高電平為3.3V,經(jīng)過芯片HCPL3120將3.3V的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?5V的電壓，來驅(qū)動(dòng)IGBT工作，并實(shí)現(xiàn)控制電路與主電路的隔離。
[0013]實(shí)施例4
圖4為本發(fā)明的程序結(jié)構(gòu)流程圖；當(dāng)系統(tǒng)上電后開始進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，包括時(shí)鐘配置、I/O端口配置、中斷優(yōu)先級(jí)管理配置、看門狗設(shè)置、定時(shí)器配置、ADC設(shè)置；然后AD進(jìn)行采樣，進(jìn)行邏輯判斷；對(duì)于一個(gè)待充電電池來說，充電初期采樣電壓低于設(shè)定值，為恒流充電，充電后期，當(dāng)采樣電壓高于設(shè)定值，則為恒壓充電，若電壓傳感器測(cè)得電壓異常，則控制器關(guān)斷所有開關(guān)管。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移相全橋的智能充電器，其特征在于:采用兩階段的恒壓恒流充電方式，基于STM32F407IG控制的移相全橋智能充電器，包括充電主電路和充電器控制回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移相全橋的智能充電器，其特征在于:所述充電主電路為移相全橋變換器，單相交流輸入電源經(jīng)輸入單相整流變成直流，全橋變換電路經(jīng)過DC/AC變換，然后經(jīng)高頻變壓器變壓隔離，經(jīng)全波整流電路，濾波電路轉(zhuǎn)換成48V的直流輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移相全橋的智能充電器，其特征在于:所述的充電器控制回路采用STM32F407IG數(shù)字處理芯片結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字控制方案，控制和調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生輸出電壓所對(duì)應(yīng)移相角的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02J7/10GK104319862SQ201410468540
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】費(fèi)浚純 申請(qǐng)人:哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司