一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器及其实现方法，充电器包括顺次连接的市电接口、功率变换电路、继电器和充电接口，待充电的电池通过充电接口充电；还包括恒压恒流输出控制模块：包括单片机模块、供电模块、电池电压采集模块和输出电流采集模块，其中，电池电压采集模块和输出电流采集模块用于采集电池的电压电流传输至单片机模块，单片机模块发送控制信号至继电器；电池电压采集模块包括电压偏置电路，采集的电压信号通过该电压偏置电路增加正向电压偏置，使单片机模块可以采集电池的负电压信号；本发明专利技术在电池发生过放保护时也能准确识别出电池的连接状态，从而启动充电，适用面更广，使用便捷性更优更智能。

An intelligent charger capable of detecting the connection of the over put protection battery and automatically starting and charging and its implementation method

The invention discloses an intelligent charger and its realization method which can detect and release the battery group connection and automatically start charging. The charger includes the electricity interface, power conversion circuit, relay and charging interface. The battery to be charged is charged through the charging interface; it also includes constant voltage and constant current output control module. It includes the single chip module, the power supply module, the battery voltage acquisition module and the output current acquisition module, in which the battery voltage acquisition module and the output current acquisition module are used to collect the battery voltage and current to the single-chip module, the MCU module sends the control signal to the relay, and the battery voltage acquisition module includes the electricity. The voltage offset circuit, the acquisition voltage signal increases the forward voltage offset through the voltage bias circuit, so that the single-chip module can collect the negative voltage signal of the battery; the invention can identify the connection state of the battery accurately when the battery has been over protected, so that the charging is started, the application is more wide, and the convenience is better and better. Intelligence.

【技术实现步骤摘要】
一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器及其实现方法
本专利技术属于大功率锂电池充电器
，具体涉及一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器。
技术介绍
目前市场上的大功率充电器，为了实现反接、短路和开路保护，充电器内部输出端使用继电器作保护开关，此开关需要在正确连接电池后，由电池端取一定大小的电流(通常为数十mA)来激活继电器，以此启动充电。若需要充电的锂电池已经发生了过放电保护，则因为电池不能提供此保护开关的激活电流，从而造成无法充电的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器及其实现方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，包括顺次连接的市电接口、功率变换电路、继电器和充电接口，待充电的电池通过充电接口充电；还包括恒压恒流输出控制模块，该恒压恒流输出控制模块包括单片机模块、供电模块、电池电压采集模块和输出电流采集模块，其中，电池电压采集模块和输出电流采集模块的采集端接到继电器的输出端用于采集电池的电压电流且采集输出端接到单片机模块的信号采集端，单片机模块的控制输出端还与继电器的控制输入端连接，用于发送控制信号至继电器；所述电池电压采集模块包括电压偏置电路，所述采集的电压信号通过该电压偏置电路增加正向电压偏置，使单片机模块可以采集电池的负电压信号；所述输出电流采样模块包括采集电池电流的采集端IS+、采样电阻和差分放大器，采样电阻的两端分别连接采集端IS+和地，采集端IS+通过电阻R613连接差分放大器的同相输入端，对采样电阻得到的信号经过差分放大器后传输至单片机模块的信号采集端。智能充电器由AC输入交流市电(110V或220V)，经过EMC滤波器整流得到约300V直流电压，然后由PWM芯片控制在功率变换器内将直流电压斩波为交流方波，然后通过变压器转换到次级，最后通过整流输出模块整流滤波得到需要的直流电能量。输出电流采样模块的主要功能就是将采集端IS+和地之间的电压差(就是采样电阻两端的电压差)放大到适合单片机采样的范围。以提高电流采样的精确度，也节约了单片机计算实际电流所需的软件资源。具体地，所述电压偏置电路包括相互串联后连接于直流电与地之间的采集电阻R802和采集电阻R804以及与采集电阻R804并联的稳压二极管ZD801，电压偏置电路还包括与采集电阻R802串联的分压二极管D801；所述采集电阻R802和采集电阻R804之间的节点通过相互串联的分压电阻R303和分压电阻R304连接至电池用于采集电池的电压信号，并将采集的电池电压信号传输至单片机模块的信号采集端。分压二极管D801、采集电阻R802和采集电阻R804增加了正向电压偏置，可使单片机可以采集负电压信号。进一步地，所述功率变换电路包括顺次连接的EMC滤波器、整流滤波器、功率变换器和整流输出模块；所述EMC滤波器的电压输入端与市电接口连接，整流输出模块的电压输出端与继电器的电压输入端连接，继电器的电压输出端与充电接口的电压输入端连接；所述功率变换器的输入端还连接有PWM芯片。更进一步地，所述单片机模块包括由单片机、复位、供电以及外部晶振构成的最小系统，所述单片机采用芯片STM8S103。更进一步地，所述单片机还连接有快充开关。实现快速充电。所述单片机还连接有程序仿真和下载接口；所述单片机还连接有指示灯模块；所述单片机还连接有通讯模块，该通讯模块包括通信芯片ADM483和与通信芯片ADM483连接的RS485通讯接口。一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器还包括温度采集模块，所述温度采集模块的采集端接到功率变换电路用于采集功率变换电路的温度且采集输出端与单片机模块连接用于传输温度信号至单片机模块内，单片机模块的控制输出端还连接有散热风扇。所述温度采集模块包括温度传感器，该温度传感器连接至单片机模块的信号采集端，所述温度传感器采用NTC。一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器的实现方法，包括步骤：S1、每个系统工作周期中，底层任务对充电状态信号实时采集；S2、中层任务对步骤S1中采集得到的充电状态信号作计算并分析，然后传输至顶层；S3、顶层任务对该智能充电器作控制；所述步骤S1-S3通过如下主程序流程实现，主程序流程，包括步骤：A1、开始，延时等待系统稳定；A2、采集按键消息，根据键值作相应控制，退出按键采集，继续采集充电状态信号；A3、采集RTC(实时时钟)消息，刷新指示灯状态，退出RTC采集，继续采集充电状态信号；A4、采集电压采集消息，换算实际电压值0.1V/bit，退出电压采集，继续采集充电状态信号；A5、采集电流采集消息，换算实际电流值0.1A/bit，退出电流采集，继续采集充电状态信号；A6、采集温度采集消息，换算温度值，执行充电控制程序，退出温度采集，继续采集充电状态信号；A7、若均未采集到步骤A2-A6中的消息，则喂狗，退出，继续采集充电状态信号。根据底层任务传递的消息执行相应的应用程序，以实现不同的功能。进一步地，所述充电控制程序流程，包括步骤：B1、开始，执行风扇控制子程序；B2、判断温度是否高于过温度保护值，若是，则进入过温度保护状态ChgMode＝OTP，关闭PWM芯片，关闭输出端继电器，返回主程序；若否，则执行步骤B3；B3、判断是否检测到负电压，若是，则进入反接保护状态ChgMode＝RCP，关闭PWM芯片，关闭输出继电器，返回主程序；若否，则执行步骤B4；B4、检测电压是否低于0.5V，若是，则无电池连接，关闭PWM芯片，关闭输出继电器，返回主程序；若否，则执行步骤B5；B5、等待，设置一个小电流充电，若实际充电电流大于充满电电流的一半，则认为电池连接正确，执行标准充电模式，并返回主程序；B6、在过温度保护状态或者反接保护状态下，等待故障解除后，执行等待，并返回主程序；B7、标准充电模式，若充电电流小于充满电流，则电池充满，断开充电回路，若快充开关按下，则进入快充模式，并返回主程序；B8、快充模式，若充电电流小于充满电流，则电池充满，断开充电回路，若快充开关断开，则进入标准充电模式，并返回主程序；B9、电池充满，延时后检测电池电压，若大于2.5V，执行等待，并返回主程序；B10、测试模式，使能PWM，闭合输出端继电器，设置为最大电流输出，并返回主程序；B11、若未执行步骤B5-B10，则返回主程序。更进一步地，所述系统工作周期由Timer1的2ms中断服务程序设定，所述Timer1的2ms中断服务程序设定流程，包括步骤：C1、标志位清零，等待下次中断；C2、判断计数是否达250次，若是，则先进入RTC子程序，然后再进入底层任务循环；若否，则直接进入底层任务循环，并返回主程序。再进一步地，所述电压采集、电流采集和温度采集按系统工作周期每10ms进行一次，每次采集值存入对应数组中。本专利技术的有益效果为：本专利技术可以在电池发生过放保护时也能准确识别出电池的连接状态，从而启动充电，相对现有的大功率充电器而言，适用面更广，使用便捷性更优，更智能。本专利技术硬件上具有以下创新点：第一、由于电池电压采集增加了正向电压偏置，使单片机可以采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：包括顺次连接的市电接口、功率变换电路、继电器和充电接口，待充电的电池通过充电接口充电；还包括恒压恒流输出控制模块，该恒压恒流输出控制模块包括单片机模块、供电模块、电池电压采集模块和输出电流采集模块，其中，电池电压采集模块和输出电流采集模块的采集端接到继电器的输出端用于采集电池的电压电流且采集输出端接到单片机模块的信号采集端，单片机模块的控制输出端还与继电器的控制输入端连接，用于发送控制信号至继电器；所述电池电压采集模块包括电压偏置电路，所述采集的电压信号通过该电压偏置电路增加正向电压偏置，使单片机模块可以采集电池的负电压信号；所述输出电流采样模块包括采集电池电流的采集端IS+、采样电阻和差分放大器，采样电阻的两端分别连接采集端IS+和地，采集端IS+通过电阻R613连接差分放大器的同相输入端，对采样电阻得到的信号经过差分放大器后传输至单片机模块的信号采集端。

【技术特征摘要】
1.一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：包括顺次连接的市电接口、功率变换电路、继电器和充电接口，待充电的电池通过充电接口充电；还包括恒压恒流输出控制模块，该恒压恒流输出控制模块包括单片机模块、供电模块、电池电压采集模块和输出电流采集模块，其中，电池电压采集模块和输出电流采集模块的采集端接到继电器的输出端用于采集电池的电压电流且采集输出端接到单片机模块的信号采集端，单片机模块的控制输出端还与继电器的控制输入端连接，用于发送控制信号至继电器；所述电池电压采集模块包括电压偏置电路，所述采集的电压信号通过该电压偏置电路增加正向电压偏置，使单片机模块可以采集电池的负电压信号；所述输出电流采样模块包括采集电池电流的采集端IS+、采样电阻和差分放大器，采样电阻的两端分别连接采集端IS+和地，采集端IS+通过电阻R613连接差分放大器的同相输入端，对采样电阻得到的信号经过差分放大器后传输至单片机模块的信号采集端。2.根据权利要求1所述的一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：所述电压偏置电路包括相互串联后连接于直流电与地之间的采集电阻R802和采集电阻R804以及与采集电阻R804并联的稳压二极管ZD801，电压偏置电路还包括与采集电阻R802串联的分压二极管D801；所述采集电阻R802和采集电阻R804之间的节点通过相互串联的分压电阻R303和分压电阻R304连接至电池用于采集电池的电压信号，并将采集的电池电压信号传输至单片机模块的信号采集端。3.根据权利要求1所述的一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：所述功率变换电路包括顺次连接的EMC滤波器、整流滤波器、功率变换器和整流输出模块；所述EMC滤波器的电压输入端与市电接口连接，整流输出模块的电压输出端与继电器的电压输入端连接，继电器的电压输出端与充电接口的电压输入端连接；所述功率变换器的输入端还连接有PWM芯片。4.根据权利要求3所述的一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：所述单片机模块包括由单片机、复位、供电以及外部晶振构成的最小系统，所述单片机采用芯片STM8S103。5.根据权利要求4所述的一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：所述单片机还连接有快充开关；所述单片机还连接有程序仿真和下载接口；所述单片机还连接有指示灯模块；所述单片机还连接有通讯模块，该通讯模块包括通信芯片ADM483和与通信芯片ADM483连接的RS485通讯接口。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器，其特征在于：一种可检测过放保护电池组连接并自动启动充电的智能充电器还包括温度采集模块，所述温度采集模块的采集端接到功率变换电路用于采集功率变换电路的温度且采集输出端与单片机模块连接用于传输温度信号至单片机模块内，单片机模块的控制输出端还连接有散热风扇；所述温度采集模块包括温度传感器，该温度传感器连接至单片机模块的信号采集端，所述温度传感器采用NTC。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：石渊爱，
申请(专利权)人：广州云阳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44