一种智能快速充电仪制造技术

本实用新型专利技术一种智能快速充电仪，充电电路稳定可靠，延长了超级电容组的使用寿命，缩短了电容组充电时间，提高了充电效率。其包括主电路和控制电路；所述的主电路包括依次连接的380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接超级电容组；所述的控制单路包括单片机和IGBT驱动电路，单片机通过IGBT驱动电路连接IGBT全桥逆变电路的控制端；通过其中设置的IGBT驱动电路，可以防止变压器的单向磁饱和，提高IGBT的关断速度，驱动电路的稳定性和可靠性得到了改善。

An intelligent fast charging instrument

The utility model is an intelligent fast charging instrument, and the charging circuit is stable and reliable, which prolongs the service life of the super capacitor group, shortens the charging time of the capacitor bank, and improves the charging efficiency. It includes the main circuit and control circuit; the main circuit includes 380V power supply, connected rectifier, filter circuit, voltage regulator IGBT full bridge inverter circuit, high-frequency transformer and rectifier circuit, output rectifier filter circuit is connected with the super capacitor group; single channel control includes MCU and IGBT drive circuit. The control end microcontroller IGBT full bridge inverter circuit by the driving circuit of IGBT; by which the set of IGBT drive circuit, unidirectional magnetic transformer can prevent saturation, raise the turn off speed of IGBT drive circuit, stability and reliability have been improved.

【技术实现步骤摘要】
一种智能快速充电仪
本技术涉及超级电容控制领域，具体为一种智能快速充电仪。
技术介绍
当今电子设备电源容量越来越大，电路越来越精密，但因充电设备而造成的损失却不容小觑，其中的核心问题便是充电电路的设计和保护电路设计。而在充电电路中最为关键的就是驱动电路，以下是现有技术中几种比较常见的IGBT功率管驱动电路。第一，IGBT直接驱动电路，如图1所示，利用由三极管组成的推挽电路来实现对IGBT的驱动，其中双向稳压管D是为了保护IGBT的驱动电压不至于过大，虽然这种电路构造简单，价格便宜，但是电路的输入与输出不能够电气隔离，而且在IGBT关断时电路提供负栅压的能力不强。第二，光耦隔离驱动电路，如图2所示，它将光电耦合器和三极管组成的推挽电路完美的结合在了一起，它实现了逆变器和控制回路的有效隔离，但受限于光耦，光耦隔离驱动电路的速度不可能高于光电耦合器的开关速度，因此在应用中也有一定的局限性。第三，变压器隔离驱动电路，如图3所示，电路采用了变压器隔离，开关速度相对于光耦隔离驱动电路得到了大大的提高。而且驱动功率大，提供IGBT的负栅压能力强，但电路稳定性仍比较差。现有的驱动电路中，都存在稳定性差，IGBT关断速度慢，无法满足目前越来越高的使用需求；加之现有的充电电路中，因为电网电压不稳定或者其它的原因造成的虚假过流现象，很容易让控制电路误操作，进而中断充电过程，损害超级电容组的使用寿命，使得充电电路整体的性能受到严重制约。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种智能快速充电仪，充电电路稳定可靠，延长了超级电容组的使用寿命，缩短了电容组充电时间，提高了充电效率。本技术是通过以下技术方案来实现：一种智能快速充电仪，包括主电路和控制电路；所述的主电路包括依次连接的380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接超级电容组；所述的控制单路包括单片机和IGBT驱动电路，单片机通过IGBT驱动电路连接IGBT全桥逆变电路的控制端；所述的IGBT驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、脉冲变压器T1和双向稳压管D5；三极管Q1的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极连接+15v电源，发射极经电容C1连接脉冲变压器T1原边的A端；三极管Q2的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极接地并连接脉冲变压器T1原边的另一端，发射极连接三极管Q1的发射极；脉冲变压器T1副边的a端依次经二极管D3、二极管D4和电阻R4连接IGBT的门极，脉冲变压器T1副边的另一端连接IGBT的发射极；IGBT的集电极连接输入电源；三极管Q3基极分别连接T1副边的a端和二极管D3与二极管D4之间，集极连接T1副边的另一端，发射极连接在二极管D4和电阻R4之间；双向稳压管D5的两端分别连接IGBT的门极和集电极；其中，脉冲变压器T1原边的A端和副边的a端为同名端。优选的，三极管Q1的集极和发射极之间连接稳压二极管D1，稳压二极管D1的负极连接三极管Q1的集极；三极管Q2的集极和发射极之间连接稳压二极管D2，稳压二极管D2的负极连接三极管Q2的发射极；三极管Q3的基极通过电阻R2连接脉冲变压器T1副边的a端，通过电阻R3连接脉冲变压器T1副边的另一端。优选的，双向稳压管D5两端并联设置电阻R5。优选的，所述的控制电路还包括连接在单片机上的过流检测保护电路；过流检测保护电路包括电流互感器T、整流桥D6、电阻R8、滑动变阻器R9、三极管Q4和稳压二极管D7；整流桥D6的输入端连接电流互感器T，输出端连接稳压二极管D7；稳压二极管D7的负极经电阻R7连接整流桥D6输出端正极，正极经滑动变阻器R9的固定端连接整流桥D6输出端负极；电阻R8一端连接在稳压二极管D7负极，另一端连接整流桥D6输出端负极；滑动变阻器R9滑动端经电阻R10连接三极管Q4的基极；三极管Q4的基极经电容C4接地，集极连接+15V电源，发射极接地且作为输出端。进一步，整流桥D6的输入端之间连接电阻R6，输出端之间分别连接电容C2和电容C3。进一步，三极管Q4的集极经电阻R11连接+15V电源，发射极经电阻R12接地。优选的，所述的单片机上设置数据采集电路；数据采集电路的输入端连接整流桥输出端进行电压检测，并连接高频变压器的输出端采集电压电流。优选的，所述的单片机上还分别连接有按键电路、LCD显示电路、报警电路和通讯模块。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术智能快速充电仪，通过其中设置的IGBT驱动电路，可以防止变压器的单向磁饱和，提高IGBT的关断速度，驱动电路的稳定性和可靠性得到了改善；采用三相380V/50Hz电源给充电仪供电，以单片机作为系统的控制核心，通过IGBT全桥逆变电路和高频变压器对超级电容组提供充电电压；电路的稳定性和可靠性得到了进一步的改善，延长了超级电容组的使用寿命，同时缩短了电容充电时间，提高了充电效率。进一步的，通过设置的过流保护电路，能够解决电网电压不稳定或者其它的原因造成的充电电路中虚假过流现象，采用这种电流检测保护电路，可以屏蔽充电电路中的虚假过流现象，有效的保护了超级电容组。进一步的，通过调节滑动变阻器R9来调节保护动作的阈值电流，通过调节电阻R10来调节保护的灵敏度。附图说明图1为现有技术中IGBT直接驱动电路结构图。图2为现有技术中光耦隔离驱动电路结构图。图3为现有技术中变压器隔离驱动电路结构图。图4为本技术实例中所述的充电仪的结构框图。图5为本技术实例中所述的IGBT驱动电路结构图。图6为本技术实例中所述的过流检测保护电路结构图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。本技术一种智能快速充电仪包括IGBT驱动电路和过流检测保护电路。所述的IGBT驱动电路能够防止变压器的单向磁饱和，提高IGBT的关断速度，驱动电路的稳定性和可靠性得到了改善。针对因为电网电压不稳定或者其它的原因造成的充电电路中虚假过流现象，通过过流检测保护电路，能够屏蔽充电电路中的虚假过流现象，有效的保护了超级电容组。如图4所示，本技术一种智能快速充电仪包括主电路和控制电路。主电路包括380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，主要的作用是为超级电容组提供幅值可变的电压、电流。控制电路包括单片机最小系统电路、IGBT驱动电路、通讯模块、LCD显示电路、按键电路、报警电路和数据采集电路，主要的作用是由单片机发出控制信号，协调充电仪各个子系统的工作。本优选实例中，单片机采用dsPIC30F3014单片机。其中，IGBT驱动电路主要由推挽电路、脉冲变压器、二极管、三极管、双向稳压管、IGBT等部分组成，主要的作用是IGBT的快速导通与关断。具体的如图4所示，C1为隔直电容，防止脉冲变压器T1单向磁饱和，D5为双向稳压管，它可以抑制IGBT驱动电压过冲，保护IGBT。电路的工作原理如下：当输入为高电平时，三极管Q1导通，脉冲变压器T1原边的A端为高电平，A端和副边的a端为同名端，故a端也为高电平。此时二极管D3、D4导通，电源经过D3、D4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能快速充电仪，其特征在于，包括主电路和控制电路；所述的主电路包括依次连接的380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接超级电容组；所述的控制单路包括单片机和IGBT驱动电路，单片机通过IGBT驱动电路连接IGBT全桥逆变电路的控制端；所述的IGBT驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、脉冲变压器T1和双向稳压管D5；三极管Q1的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极连接+15v电源，发射极经电容C1连接脉冲变压器T1原边的A端；三极管Q2的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极接地并连接脉冲变压器T1原边的另一端，发射极连接三极管Q1的发射极；脉冲变压器T1副边的a端依次经二极管D3、二极管D4和电阻R4连接IGBT的门极，脉冲变压器T1副边的另一端连接IGBT的发射极；IGBT的集电极连接输入电源；三极管Q3基极分别连接T1副边的a端和二极管D3与二极管D4之间，集极连接T1副边的另一端，发射极连接在二极管D4和电阻R4之间；双向稳压管D5的两端分别连接IGBT的门极和集电极；其中，脉冲变压器T1原边的A端和副边的a端为同名端。...

【技术特征摘要】
1.一种智能快速充电仪，其特征在于，包括主电路和控制电路；所述的主电路包括依次连接的380V电源、整流桥、稳压滤波电路、IGBT全桥逆变电路、高频变压器和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接超级电容组；所述的控制单路包括单片机和IGBT驱动电路，单片机通过IGBT驱动电路连接IGBT全桥逆变电路的控制端；所述的IGBT驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、脉冲变压器T1和双向稳压管D5；三极管Q1的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极连接+15v电源，发射极经电容C1连接脉冲变压器T1原边的A端；三极管Q2的基极经电路R1连接IGBT驱动电路输入端，集极接地并连接脉冲变压器T1原边的另一端，发射极连接三极管Q1的发射极；脉冲变压器T1副边的a端依次经二极管D3、二极管D4和电阻R4连接IGBT的门极，脉冲变压器T1副边的另一端连接IGBT的发射极；IGBT的集电极连接输入电源；三极管Q3基极分别连接T1副边的a端和二极管D3与二极管D4之间，集极连接T1副边的另一端，发射极连接在二极管D4和电阻R4之间；双向稳压管D5的两端分别连接IGBT的门极和集电极；其中，脉冲变压器T1原边的A端和副边的a端为同名端。2.根据权利要求1所述的一种智能快速充电仪，其特征在于，三极管Q1的集极和发射极之间连接稳压二极管D1，稳压二极管D1的负极连接三极管Q1的集极；三极管Q2的集极和发射极之间连接稳压二极管D2，稳压二极管D2的负极连接三极管Q2的发射极；三极管Q3的基极通过电阻R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马源泽，张秀霞，樊荣，丁振伟，张立龙，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：新型
国别省市：宁夏,64