一种多重安全防护及节能充电的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术所述的一种多重安全防护及节能充电的控制方法，其在充电系统的前、中、后设置三级可控制开关，同时在充电系统置入电池管理电路(BMS)，将电池状态与充电工作作为控制的对象，当电池与充电状态符合要求则进行充电，当电池状态异常，则按其先后顺序实现充电的关闭操作，首先关断中级控制开关，使充电系统处于轻载状态，然后关断前后级开关，如此可避免重载大电流在触点上产生拉弧现象而损坏触点，延长了触点的工作寿命。本发明专利技术还提供了实现上述方法的装置，其能实现大功率充电待机时的输入“零功耗”、充电端口输出“零电压”的节能、防护控制技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电路领域，具体涉及一种多重安全防护及节能充电的控制方法及装置O
技术介绍
国际电气安全标准规定的安全电压应低于或等于42V。而众多领域需要42V以上 的电池组方能满足动力需求，充电待机时充电端口外露，难免接触到人体，这时必须采取措 施，防止超过安全规范的电压发生电击伤人的安全事故。大功率充电的对象电池价格昂贵， 并且存在爆炸性安全隐患，常有充电控制防护不足发生电池爆炸事故，且大功率充电系统 的无功消耗大、待机时间长，其节能问题突出。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大功率充电待机输入“零功耗”、充电端口输 出“零电压”的节能、防护控制技术及实现其技术的装置，其在充电系统的前、中、后设置三 级可控制开关，同时在充电系统置入电池管理电路(BMS)，将电池状态与充电工作作为控制 的对象。本专利技术所述的多重安全防护及节能充电的控制方法，包括以下步骤1)制备一交流输入端、启动限流电阻器、输入整流滤波电路、输入PFC电路、功率 转换电路、电源管理电路、输出整流滤波电路、充电管理电路、电池管理电路、耦合反馈电 路、充电端口和电池组；2)在交流输入端与启动限流电阻器之间、功率转换电路与电源管理电路之间、输 出整流滤波电路与充电端口之间、电源管理电路与提供电源管理电路的电压端之间分别设 置一可控制开关器件，并设置一可控制开关器件与启动限流电阻器并联，各可控制开关器 件控制各处电流电压的通断；3)当所述电池管理电路侦测到充电端口接入电池时，所述交流输入端与启动限流 电阻器之间的可控制开关器件闭合向后级供电；4)充电系统启动时进行充电启动限流，充电启动限流完毕时所述与启动限流电阻 器并联的可控制开关器件闭合旁路所述启动限流电阻器；5)当所述电池管理电路侦测到充电端口接入电池且判定待充电池的初始状态符 合充电设定的条件时，所述电源管理电路与电压供应端之间与功率转换电路与电源管理电 路之间的可控制开关器件闭合；6)当输出整流滤波电路有输出电压、所述电池管理电路侦测到充电端口接入电池 且输出整流滤波电路输出电压与待充电池的初始状态匹配时，所述输出整流滤波电路与充 电端口之间的可控制开关器件闭合。本专利技术所述的多重安全防护及节能充电的控制装置，包括交流输入端、启动限流 电阻器、输入整流滤波电路、输入PFC电路、功率转换电路、电源管理电路、提供电源管理电4路的电压端、输出整流滤波电路、充电管理电路、电池管理电路、耦合反馈电路、充电端口和 电池组，其特征在于，还包括连接交流输入端与启动限流电阻器的第一控制开关、与启动限 流电阻器并联的第二控制开关、连接输出整流滤波电路与充电端口的第五控制开关，输出 整流滤波电路经处理后的直流电压连接所述电池管理电路。所述装置还包括连接电源管理电路与提供电源管理电路工作电压的电压端Vcc 之间的第三控制开关和连接功率转换电路与电源管理电路之间的第四控制开关，或者只包 括所述两个控制开关的其中之一。所述第一控制开关包括一继电器、导通开关、设置指令开关及电池管理控制开关， 交流输入端经处理后的直流电压经一电阻依次连接所述设置指令开关管、电池管理控制开 关管和地端，同时依次连接继电器线圈、设置指令开关管及电池管理控制开关管同时连通 而导通的导通开关、电阻和地端，所述设置指令开关连接定时充电信号端及消费定额信号 端，电池管理控制开关连接电池管理控制电路，继电器的触点开关连接于交流输入端与启 动限流电阻器之间。所述第二控制开关包括一继电器，所述继电器经一电阻连接处理整流滤波电路输 出后的直流电压端，触点开关连接于第一控制开关与启动限流电阻器之间。所述第三控制开关包括一导通开关、设置指令开关及电池管理控制开关，PFC电 路经处理后的直流电压经一电阻依次连接所述设置指令开关管、电池管理控制开关管和地 端，同时依次连接一电阻、设置指令开关管及电池管理控制开关管同时连通而导通的导通 开关和电源管理电路，所述设置指令开关连接定时充电信号端及消费定额信号端，电池管 理控制开关连接电池管理电路。所述第四控制开关包括一导通开关、设置指令开关及电池管理控制开关，功率转 换电路依次连接一电阻、设置指令开关管、电池管理控制开关管和地端，同时依次连接设置 指令开关管及电池管理控制开关管同时连通而导通的导通开关、电源管理电路，所述设置 指令开关连接定时充电信号端及消费定额信号端，电池管理控制开关连接电池管理电路。所述第五控制开关包括一继电器及三极管，所述三极管基极连接电池管理电路的 最终状态输出端，发射极接地，集电极依次连接所述继电器、电阻及输出整流滤波电路输出 端，所述继电器的触点连接于输出整流滤波电路输出端与充电端口之间。本专利技术在电池管理电路BMS侦测到充电端口接入电池且判定电池状态符合启动 充电的条件时闭合K1，且闭合K3或K4，D点输出电压Vd ；将侦测到的电池状态信号与预 先设定的标准进行比较、分析并发出不同的控制指令，在分析判定完成前K5仍处于关断状 态，分析比较符合所有条件则闭合K5进行充电。其侦测到的电池状态有欠压、严重欠压、 电池开路、电池短路、电池温度异常、电池电压变化异常等，可执行相应的动作。使用本专利技术能够达到的有益效果是根椐类别划分控制次序，在电池未接入充电 端口时，即使其它启动充电的控制指令发生，供电开关依然关断，输入“零功耗”；同时后级 开关分别关断电源输出和端口通路，使充电端口 “零电压”。充电时，只要充电完成、电池状 态异常的信号有一个激活，可控开关会依次序断开，即使充电电压高于安全电压、人体接触 到充电端口的金属端子，也不会发生电击伤人的安全事故，且恢复“零功率”、“零电压”状 态。下面结合附图与实施例，对本专利技术作进一步的详细说明附图说明图1为本专利技术总的设计电路方框图；图2为控制开关K2的电路图；图3-1为Kl中Ql用PNP三极管的电路图；图3-2为Kl中Ql用P-MOS管的电路图；图4-1 4-3为Kl中Ql用NPN三极管的各种变换电路图；图5-1为利用光电耦合器代替三极管时的引脚指示；图5-2和图5-3为Q2、Q3共同或单一使用光电耦合器的电路示意图；图6-1 6-3为K3中Ql用NPN三极管的各种变换电路图；图7-1为K3中Ql用PNP三极管的电路图；图7-2为K3中Ql用P-M0S管的电路图；图8为控制开关K5的电路图。具体实施例方式实施例1 如图1所示，本专利技术所述的多重安全防护及节能充电的控制方法，包括以下步骤1)制备一交流输入端、启动限流电阻器RT、输入整流滤波电路、输入PFC电路、功 率转换电路、电源管理电路BMS、输出整流滤波电路、充电管理电路、电池管理电路、耦合反 馈电路、充电端口和电池组；2)在交流输入端与启动限流电阻器之间、电源管理电路与提供电源管理电路、功 率转换电路与电源管理电路之间、输出整流滤波电路与充电端口之间的电压端之间分别设 置一可控制开关器件Kl、K3、K4、K5，并设置一可控制开关器件K2与启动限流电阻器并联， 各可控制开关器件控制各处电流电压的通断；3)当所述电池管理电路BMS侦测到充电端口接入电池时，所述交流输入端与启动 限流电阻器之间的可控制开关器件Kl闭合向后级供电；4)充电系统启动工作前，K2处于断开状态，系统后级呈现低阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重安全防护及节能充电的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：１）制备一交流输入端、启动限流电阻器、输入整流滤波电路、输入ＰＦＣ电路、功率转换电路、电源管理电路、输出整流滤波电路、充电管理电路、电池管理电路、耦合反馈电路、充电端口和电池组；２）在交流输入端与启动限流电阻器之间、功率转换电路与电源管理电路之间、输出整流滤波电路与充电端口之间、电源管理电路与提供电源管理电路的电压端之间分别设置一可控制开关器件，并设置一可控制开关器件与启动限流电阻器并联，各可控制开关器件控制各处电流电压的通断。

【技术特征摘要】
1.一种多重安全防护及节能充电的控制方法，其特征在于，包括以下步骤1)制备一交流输入端、启动限流电阻器、输入整流滤波电路、输入PFC电路、功率转换 电路、电源管理电路、输出整流滤波电路、充电管理电路、电池管理电路、耦合反馈电路、充 电端口和电池组；2)在交流输入端与启动限流电阻器之间、功率转换电路与电源管理电路之间、输出整 流滤波电路与充电端口之间、电源管理电路与提供电源管理电路的电压端之间分别设置一 可控制开关器件，并设置一可控制开关器件与启动限流电阻器并联，各可控制开关器件控 制各处电流电压的通断。2.根据权利要求1所述的产品老化测试的节能方法，其特征在于，包括以下步骤3)当所述电池管理电路侦测到充电端口接入电池时，所述交流输入端与启动限流电阻 器之间的可控制开关器件闭合向后级供电；4)充电系统启动时进行充电启动的限流，充电启动限流完毕时所述与启动限流电阻器 并联的可控制开关器件闭合旁路启动限流电阻器；5)当所述电池管理电路侦测到充电端口接入电池且判定待充电池的初始状态符合充 电设定的条件时，所述电源管理电路与电压供应端之间与功率转换电路与电源管理电路之 间的可控制开关器件闭合；6)当输出整流滤波电路有输出电压、所述电池管理电路侦测到充电端口接入电池且输 出整流滤波电路输出电压与待充电池的初始状态匹配时，所述输出整流滤波电路与充电端 口之间的可控制开关器件闭合。3.一种实施权利要求1所述的多重安全防护及节能充电的控制装置，包括交流输入 端、启动限流电阻器、输入整流滤波电路、输入PFC电路、功率转换电路、电源管理电路、供 应电源管理电路的工作电压端、输出整流滤波电路、充电管理电路、电池管理电路、耦合反 馈电路、充电端口和电池组，其特征在于，还包括连接交流输入端与启动限流电阻器的第一 控制开关、与启动限流电阻器并联的第二控制开关、连接输出整流滤波电路与充电端口的 第五控制开关，输出整流滤波电路经处理后的直流电压连接所述电池管理电路。4.根据权利要求3所述的多重安全防护及节能充电的控制装置，其特征在于，所述装 置还包括所述供应电源管理电路的工作电压端与电源管理电路之间连接的第三控制开关 和所述功率转换电路与电源管理电路之间连接的第四控制开关。5.根据权利要求3所述的多重安全防护及节能充电的控制装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：申清甫，张家书，
申请(专利权)人：东莞市奇立电源有限公司，
类型：发明
国别省市：44