一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，包括单片机控制器、继电器报警单元、开关电源、PWM驱动单元、晶闸管通断控制单元、蓄电池、电压电流采集单元、ADC转换单元、通信单元，该系统借助PWM波的反馈控制来实现蓄电池快速充电，该系统通过对蓄电池充电过程的实时监控不断改变PWM波占空比，进行变电压间歇充电，即是在刚开始充电时保持电压固定不变，充电一段时间后采用减少一级的恒定电压进行充电，达到蓄电池在充电电流在逐渐缩小的情况下的最佳充电效果，且系统结构简单，能实时对蓄电池进行状态监控，安全可靠性高、寿命得到一定的保证。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统
本专利技术涉及PWM充电
，具体是一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统。
技术介绍
蓄电池是一种广泛运用于各工业场所的重要能源装置，其容量大，价格低廉，但不合理的电池管理技术及充放电模式造成了电池寿命的缩短及使用效率的降低。传统的充电模式主要是采用恒压、恒流等模式，然而任何采用固定不变电流或电压的充电系统，其适用范围都相当有限，甚至只适应一种蓄电池的一个阶段。同时这些快速充电技术大多是采用传统的控制方法和思想，从评价快速充电技术性能的几个指标(即充电的时间长短、充电的效率、温升的大小和寿命的长短)来看，还存在一些不理想之处，不能满足蓄电池对充电系统提出的性能要求。为了提高蓄电池的使用效率，快速充电技术近年来得到了快速发展，其设计原则是使充电曲线尽可能地逼近蓄电池的最佳充电曲线。蓄电池的容量在使用大电流恒充后已得到很大的补充，电池本身的接受能力已有了一定的限制，再次充电时使用同样的电压恒充，充电效率会下降，另一方面也会影响电池的寿命及安全可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，包括单片机控制器、继电器报警单元、开关电源、PWM驱动单元、晶闸管通断控制单元、蓄电池、电压电流采集单元、ADC转换单元、通信单元，所述单片机控制器连接继电器报警单元，单片机控制器用于充电过程中充电电流和电压的监控，实时反馈并改变充电电压的大小和通断，所述继电器报警单元通过开关电源连接晶闸管通断控制单元，开关电源用于提供电量，所述晶闸管通断控制单元连接蓄电池与电压电流采集单元，晶闸管通断控制单元用于接收PWM波驱动控制晶闸管的通断，所述电压电流采集单元用于在充电过程中对蓄电池进行实时电压电流的采集，所述电压电流采集单元通过ADC转换单元连接单片机控制器，用于将采集的电压电流数据经过ADC转换单元送入单片机控制器中，单片机控制器连接PWM驱动单元，所述PWM驱动单元连接晶闸管通断控制单元，所述通信单元连接单片机控制器。作为本专利技术进一步的方案：所述单片机控制器采用8位AVR微处理器单片机，所述8位AVR微处理器单片机设置有3通道PWM与8路10位ADC转换。作为本专利技术进一步的方案：所述PWM驱动单元设置有PWM波驱动控制电路，所述PWM波驱动控制电路包括电源VCC接口、PWM波控制接口、电阻R1、三极管Q1、电阻R2、功率场效应管Q2、电感L1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、极性电容C1、电容C2，所述电源VCC接口与功率场效应管Q2源极连接，功率场效应管Q2栅极连接三极管Q1集电极，三极管Q1发射极接地，三极管Q1基极通过电阻R1连接PWM波控制接口，电阻R2一端接在电源VCC接口，另一端接在功率场效应管Q2栅极，功率场效应管Q2漏极连接电感L1一端，电感L1另一端连接稳压二极管D2正极，电感L1两端并联稳压二极管D1，且稳压二极管D1负极接功率场效应管Q2漏极，极性电容C1与稳压二极管D1串联，极性电容C1负极接稳压二极管D1正极，且极性电容C1负极接地，电容C2并联在极性电容C1两端。作为本专利技术进一步的方案：所述PWM驱动单元设置有PWM波形控制器，所述PWM波形控制器采用快速PWM模式，用于产生高频PWM波形。作为本专利技术进一步的方案：所述电压电流采集单元设置有充电电流采样电路，所述充电电流采样电路包括蓄电池接口BAT、标准电阻R3、电阻R4、电容C3、功放器A、电阻R5、电阻R6、电源VCC接口、IP接口，所述蓄电池接口BAT连接标准电阻R3、电阻R4的一端，电阻R4另一端连接功放器A的正输入端，功放器A的同相输入端连接电容C3，电容C3接地，标准电阻R3另一端连接电阻R5，电阻R5连接功放器A反相输入端与电阻R6，电阻R6连接IP接口，功放器A输出端连接IP接口，功放器A的公共端一个接电源VCC接口，一个接地。作为本专利技术进一步的方案：所述通信单元设置有RS485接口。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该系统借助PWM波的反馈控制来实现蓄电池快速充电，该系统通过对蓄电池充电过程的实时监控不断改变PWM波占空比，进行变电压间歇充电，即是在刚开始充电时保持电压固定不变，充电一段时间后采用减少一级的恒定电压进行充电，达到蓄电池在充电电流在逐渐缩小的情况下的最佳充电效果，且系统结构简单，能实时对蓄电池进行状态监控，安全可靠性高，寿命得到一定的保证。附图说明图1为一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统框图；图2为PWM波驱动控制电路图；图3为充电电流采样电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，包括单片机控制器1、继电器报警单元2、开关电源3、PWM驱动单元4、晶闸管通断控制单元5、蓄电池6、电压电流采集单元7、ADC转换单元8、通信单元9，所述单片机控制器1连接继电器报警单元2，单片机控制器1用于充电过程中充电电流和电压的监控，实时反馈并改变充电电压的大小和通断，所述继电器报警单元2通过开关电源3连接晶闸管通断控制单元5，开关电源3用于提供电量，所述晶闸管通断控制单元5连接蓄电池6与电压电流采集单元7，晶闸管通断控制单元5用于接收PWM波驱动控制晶闸管的通断，所述电压电流采集单元7用于在充电过程中对蓄电池6进行实时电压电流的采集，所述电压电流采集单元7通过ADC转换单元8连接单片机控制器1，用于将采集的电压电流数据经过ADC转换单元8送入单片机控制器1中，完成反馈控制，单片机控制器1连接PWM驱动单元4，所述PWM驱动单元4连接晶闸管通断控制单元5，单片机控制器1通过实时电压电流与标准电压电流的比较，不断调整PWM波形，并把PWM波形传递给晶闸管通断控制单元5，所述通信单元9连接单片机控制器1。所述单片机控制器1采用8位AVR微处理器单片机，所述8位AVR微处理器单片机设置有3通道PWM与8路10位ADC转换，通过输出比较单元4种工作模式可满足不同场合下PWM波形的产生，且能很好地在充电过程中对蓄电池充电电流和电压的监控。所述PWM驱动单元4设置有PWM波驱动控制电路，所述PWM波驱动控制电路包括电源VCC接口、PWM波控制接口、电阻R1、三极管Q1、电阻R2、功率场效应管Q2、电感L1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、极性电容C1、电容C2，所述电源VCC接口与功率场效应管Q2源极连接，功率场效应管Q2栅极连接三极管Q1集电极，三极管Q1发射极接地，三极管Q1基极通过电阻R1连接PWM波控制接口，电阻R2一端接在电源VCC接口，另一端接在功率场效应管Q2栅极，功率场效应管Q2漏极连接电感L1一端，电感L1另一端连接稳压二极管D2正极，电感L1两端并联稳压二极管D1，且稳压二极管D1负极接功率场效应管Q2漏极，极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，其特征在于，包括单片机控制器（1）、继电器报警单元（2）、开关电源（3）、PWM驱动单元（4）、晶闸管通断控制单元（5）、蓄电池（6）、电压电流采集单元（7）、ADC转换单元（8）、通信单元（9），所述单片机控制器（1）连接继电器报警单元（2），单片机控制器（1）用于充电过程中充电电流和电压的监控，实时反馈并改变充电电压的大小和通断，所述继电器报警单元（2）通过开关电源（3）连接晶闸管通断控制单元（5），开关电源（3）用于提供电量，所述晶闸管通断控制单元（5）连接蓄电池（6）与电压电流采集单元（7），晶闸管通断控制单元（5）用于接收PWM波驱动控制晶闸管的通断，所述电压电流采集单元（7）用于在充电过程中对蓄电池（6）进行实时电压电流的采集，所述电压电流采集单元（7）通过ADC转换单元（8）连接单片机控制器（1），用于将采集的电压电流数据经过ADC转换单元（8）送入单片机控制器（1）中，单片机控制器（1）连接PWM驱动单元（4），所述PWM驱动单元（4）连接晶闸管通断控制单元（5），所述通信单元（9）连接单片机控制器（1）。

【技术特征摘要】
1.一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，其特征在于，包括单片机控制器（1）、继电器报警单元（2）、开关电源（3）、PWM驱动单元（4）、晶闸管通断控制单元（5）、蓄电池（6）、电压电流采集单元（7）、ADC转换单元（8）、通信单元（9），所述单片机控制器（1）连接继电器报警单元（2），单片机控制器（1）用于充电过程中充电电流和电压的监控，实时反馈并改变充电电压的大小和通断，所述继电器报警单元（2）通过开关电源（3）连接晶闸管通断控制单元（5），开关电源（3）用于提供电量，所述晶闸管通断控制单元（5）连接蓄电池（6）与电压电流采集单元（7），晶闸管通断控制单元（5）用于接收PWM波驱动控制晶闸管的通断，所述电压电流采集单元（7）用于在充电过程中对蓄电池（6）进行实时电压电流的采集，所述电压电流采集单元（7）通过ADC转换单元（8）连接单片机控制器（1），用于将采集的电压电流数据经过ADC转换单元（8）送入单片机控制器（1）中，单片机控制器（1）连接PWM驱动单元（4），所述PWM驱动单元（4）连接晶闸管通断控制单元（5），所述通信单元（9）连接单片机控制器（1）。2.根据权利要求1所述的一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，其特征在于，所述单片机控制器（1）采用8位AVR微处理器单片机，所述8位AVR微处理器单片机设置有3通道PWM与8路10位ADC转换。3.根据权利要求1所述的一种基于PWM反馈控制的蓄电池快速充电系统，其特征在于，所述PWM驱动单元（4）设置有PWM波驱动控制电路，所述PWM波驱动控制电路包括电源VCC接口、PWM波控制接口、电阻R1、三极管Q1、电阻R2、功率场效应管Q2、电感L1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雨，
申请(专利权)人：合肥正美电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34