一种基于线路电流变化的智能充电电路及控制方法技术

本申请提供了一种基于线路电流变化的智能充电电路及控制方法。该电路包括电池充电电路、控制单元；电池充电电路还包括：数字电位器；控制单元用于对输电线路的电流进行采样，得到输电线路的当前一次侧电流采样值，并对电池的电压进行采样，得到电池的当前电压采样值；控制单元用于根据当前一次侧电流采样值、当前电压采样值，确定数字电位器的电阻值；电池充电电路与控制单元连接，以在输电线路感应取电的电流不同时，通过控制数字电位器的不同电阻值，使电池恒流充电。本申请实现了多级恒流充电，防止配电监测装置因配电线路电流较小，感应取能不足而导致充电芯片频繁的关断、开通。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线路电流变化的智能充电电路及控制方法
本专利技术主要涉及输电线路在线监测设备取电领域，具体涉及一种基于线路电流变化的智能充电电路及控制方法。
技术介绍
现有的在线监测装置在输电线路上进行感应充电时，由于输电线路电流较小，输入端提供的能量有限，通常采用单一限流处理，例如直接设定在线监测装置的充电启动电流。一般在电流大于等于20A时，电源系统才开始工作。由于输电线路在线监测装置感应充电采用单一限流处理，在线路中电流较大时，本可以提供更多的能量，却因为单一限流处理导致充电效率相对较低。只能通过延长在线监测装置的工作周期来解决问题，而工作周期的延长会给输电线路监测带来一定的监测盲区，增加了电网的运行风险。此外，由于单一限流处理往往会把充电启动电流设置的较大，会导致电流达不到限流额时无法开始为在线监测装置充电，导致在线监测装置的电池无法获得充足的能量，进而导致电池充电芯片处于断续间隔的工作状态，轻则影响充电效率，重则出现充电芯片烧坏的情况，致使在线监测装置无法正常工作，给输电线路的运行带来很大的隐患。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于线路电流变化的智能充电电路及控制方法，解决了现有的配电线路检测装置因配电线路电流较小，感应取能不足而导致充电芯片频繁关断、开通的问题。一方面，本申请提供了一种基于线路电流变化的智能充电电路。该基于线路电流变化的智能充电电路，包括电池充电电路、控制单元；所述电池充电电路还包括：数字电位器；所述控制单元用于对输电线路的电流进行采样，得到输电线路的当前一次侧电流采样值，并对电池的电压进行采样，得到所述电池的当前电压采样值；所述控制单元还用于根据所述当前一次侧电流采样值、所述当前电压采样值，确定所述数字电位器的电阻值；其中，所述数字电位器的电阻值与所述输电线路当前一次侧电流值负相关；所述电池充电电路与所述控制单元连接，以在所述输电线路感应取电的电流不同时，通过控制所述数字电位器的不同电阻值，使所述电池恒流充电。本申请实施例实现了多级恒流充电。本申请实施例通过控制数字电位器的阻值，保证配电监测装置可以不间断地从输电线路感应取能并进行充电，防止配电监测装置因输电线路电流较小，感应取能不足而导致充电芯片频繁的关断、开通，不仅保护了配电监测装置的充电芯片，延长了配电监测装置的使用寿命，还保证了配电监测装置不会发生因为输电线路电流较小而无法充电从而导致关机的情况，保证了配电监测装置实时运行，保证了配电监测装置能够实时监测输电线路。在一个示例中，所述电池充电电路还用于监测所述电池的当前电压，并在所述电池的当前电压值在第一电压阈值与第二电压阈值之间时，进入恒流充电模式；其中，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。本申请实施例通过电池充电电路实现了电池的恒流充电模式充电，既可以缩短充电时间，也提高了电池的使用寿命。在一个示例中，所述控制单元还用于根据所述当前一次侧电流采样值、所述当前电压采样值，确定所述数字电位器的电阻值，具体为：所述控制单元根据所述当前一次侧电流采样值，得到所述输电线路的二次侧所能获取的总功率；根据所述二次侧所能获取的总功率以及所述当前电压采样值，得到所述电池充电电路对所述电池的充电电流值；根据所述充电电流值，得到所述数字电位器的电阻值。在一个示例中，所述根据所述当前一次侧电流采样值，得到所述输电线路的二次侧所能获取的总功率，具体为：根据得到所述输电线路的二次侧所能获取的总功率；所述根据所述二次侧所能获取的总功率以及所述当前电压采样值，得到所述电池充电电路对所述电池的充电电流值，具体为：根据IBAT＝P2η/VBAT得到所述充电电流值；所述根据所述充电电流值，得到数字电位器的电阻值，具体为：根据RL＝1200VPROG/IBAT得到所述数字电位器的电阻值；其中，P2为输电线路的二次侧所能获取的总功率值；f为输电线路交流电频率；B为输电线路的交流电磁感应强度；S为输电线路的磁芯截面积；I1当前一次侧电流采样值；IBAT为充电电流值；VBAT为当前电压采样值；η为能量传递效率；RL为数字电位器的电阻值，VPROG为预设的恒流充电电压。本申请实施例的控制单元基于上述式子计算数字电位器的电阻值，以使电池充电电路在接收到电流变化的恒压直流电时，通过数字电位器提供的不同阻值，实现恒流充电。在一个示例中，所述电池充电电路还用于在监测到所述电池的当前电压值低于或者等于所述第一电压阈值时，进入涓流充电模式；以及在监测到所述电池的当前电压值高于或等于所述第二电压阈值时，进入恒压充电模式。本申请实施例的电池充电电路设置了几种不同的充电模式，缩短电池的充电时间，提高充电效率，同时提高了电池的使用寿命。在一个示例中，所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，还包括：取能电路、电流采样电路；所述取能电路包括取能线圈、整流电路、滤波电路、稳压电路；所述整流电路、滤波电路、稳压电路，分别用于对所述取能线圈从输电线路获取的电能进行整流、滤波、稳压处理，以得到恒压直流电；所述电流采样电路包括罗氏线圈、积分电路、放大电路、采样输出电路；所述罗氏线圈用于感应所述输电线路的电流变化，得到电流变化信号；所述积分电路和放大电路分别用于对所述电流变化信号进行积分及放大；所述采样输出电路用于调整所述电流变化信号的幅值，使所述电流变化信号进入所述控制单元的测量范围。本申请实施例提供的取能电路，为电池充电电路提供恒压直流电，且电流采样电路使得控制单元获取输电线路的当前电流采样值，便于进一步计算数字电位器的电阻值。在一个示例中，所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，所述电池充电电路还包括：充电管理芯片HM4056、恒压直流电源VBUS、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电容C10、第十一电容C11；其中：所述恒压直流电源VBUS与所述充电管理芯片HM4056的第四引脚与第八引脚相连，通过所述第二电阻R2与所述充电管理芯片HM4056的第七引脚相连，通过所述第三电阻R3与所述充电管理芯片HM4056的第六引脚相连；所述电池BAT与所述充电管理芯片HM4056的第五引脚相连；所述第十电容C10和第十一电容C11并联，并连接在所述电池BAT与所述充电管理芯片HM4056之间；所述和充电管理芯片HM4056的第二引脚与所述数字电位器ISL23318的第七引脚相连，所述恒压直流电源VBUS所述数字电位器ISL23318的第九引脚相连；所述数字电位器ISL23318的第一引脚连接所述控制单元MCU；所述数字电位器ISL23318的第二引脚通过所述第九电阻R9与所述控制单元MCU连接；所述数字电位器ISL23318的第三引脚通过所述第八电阻R8与所述控制单元MCU连接。在一个示例中，所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，还包括，电池电压采样电路，所述电池电压采样电路包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十二电容C12；所述第十三电阻R13与所述第十二电容C12连接；所述第十二电阻R12与所述第十二电容C12并联；所述第十二电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于，包括电池充电电路、控制单元；所述电池充电电路还包括：数字电位器；/n所述控制单元用于对输电线路的电流进行采样，得到输电线路的当前一次侧电流采样值，并对电池的电压进行采样，得到所述电池的当前电压采样值；/n所述控制单元还用于根据所述当前一次侧电流采样值、所述当前电压采样值，确定所述数字电位器的电阻值；其中，所述数字电位器的电阻值与所述输电线路当前一次侧电流值负相关；/n所述电池充电电路与所述控制单元连接，以在所述输电线路感应取电的电流不同时，通过控制所述数字电位器的不同电阻值，使所述电池恒流充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于，包括电池充电电路、控制单元；所述电池充电电路还包括：数字电位器；
所述控制单元用于对输电线路的电流进行采样，得到输电线路的当前一次侧电流采样值，并对电池的电压进行采样，得到所述电池的当前电压采样值；
所述控制单元还用于根据所述当前一次侧电流采样值、所述当前电压采样值，确定所述数字电位器的电阻值；其中，所述数字电位器的电阻值与所述输电线路当前一次侧电流值负相关；
所述电池充电电路与所述控制单元连接，以在所述输电线路感应取电的电流不同时，通过控制所述数字电位器的不同电阻值，使所述电池恒流充电。


2.如权利要求1所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于，所述电池充电电路还用于监测所述电池的当前电压，并在所述电池的当前电压值在第一电压阈值与第二电压阈值之间时，进入恒流充电模式；其中，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。


3.如权利要求1所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于，所述控制单元还用于根据所述当前一次侧电流采样值、所述当前电压采样值，确定所述数字电位器的电阻值，具体为：
所述控制单元根据所述当前一次侧电流采样值，得到所述输电线路的二次侧所能获取的总功率；
根据所述二次侧所能获取的总功率以及所述当前电压采样值，得到所述电池充电电路对所述电池的充电电流值；
根据所述充电电流值，得到所述数字电位器的电阻值。


4.如权利要求3所述一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于：
所述根据所述当前一次侧电流采样值，得到所述输电线路的二次侧所能获取的总功率，具体为：根据得到所述输电线路的二次侧所能获取的总功率；
所述根据所述二次侧所能获取的总功率以及所述当前电压采样值，得到所述电池充电电路对所述电池的充电电流值，具体为：根据IBAT＝P2η/VBAT得到所述充电电流值；
所述根据所述充电电流值，得到数字电位器的电阻值，具体为：根据RL＝1200VPROG/IBAT得到所述数字电位器的电阻值；
其中，P2为输电线路的二次侧所能获取的总功率值；f为输电线路交流电频率；B为输电线路的交流电磁感应强度；S为输电线路的磁芯截面积；I1当前一次侧电流采样值；IBAT为充电电流值；VBAT为当前电压采样值；η为能量传递效率；RL为数字电位器的电阻值；VPROG为预设的恒流充电电压。


5.如权利要求2所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于，所述电池充电电路还用于在监测到所述电池的当前电压值低于或者等于所述第一电压阈值时，进入涓流充电模式；以及在监测到所述电池的当前电压值高于或等于所述第二电压阈值时，进入恒压充电模式。


6.如权利要求1所述的一种基于线路电流变化的智能充电电路，其特征在于，还包括：取能电路、电流采样电路；
所述取能电路包括取能线圈、整流电路、滤波电路、稳压电路；所述整流电路、滤波电路、稳压电路，分别用于对所述取能线圈从输电线路获取的电能进行整流、滤波、稳压处理，以得到恒压直流电；
所述电流采样电路包括罗氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣俊，王成，李全用，蔡富东，陈雷，陈健，丁明轩，陈德娟，朱硕，马海峰，
申请(专利权)人：山东信通电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37