一种自适应双闭环充电控制方法及充电器技术

本发明专利技术属于镍镉蓄电池充电器领域，具体为一种自适应双闭环充电控制方法及充电器。充电器对镍镉蓄电池进行充电，充电模式涉及为恒流

【技术实现步骤摘要】
一种自适应双闭环充电控制方法及充电器


[0001]本专利技术属于镍镉蓄电池充电器领域，具体为一种自适应双闭环充电控制方法及充电器。

技术介绍

[0002]镍镉蓄电池充电器实现从恒流充电模式到恒压充电模式的切换一般采用电压外环、电流内环的串联环路结构，其中电压环的输出作为电流环的参考值。然而，串联环路设计无法独立设计两个短路截止频率，不利于充电器的动态响应设计，且电流值受电压环输出饱和电压值影响，精确度不高。模式切换设计时，一般充电器只考虑恒流
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恒压
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浮充的单向切换逻辑，而对浮充模式返回恒压模式的逻辑设计不关注。对于镍镉蓄电池，进入浮充充电模式后，充电器输出电压迅速降为浮充限压值，蓄电池电压缓慢下降导致充电停止。当电池电压下降低于充电器浮充限压值时，因下降速率差异使充电器对电池输出脉冲充电电流，继而导致充电器返回到高的恒压限压值，继而更高的脉冲充电电流出现。充电器重新对蓄电池进行充电，由于电池为满电量，很快重新进入浮充充电模式，继而发生周期性的脉冲电流，影响蓄电池的使用寿命。
[0003]在检索得到的结果中，进行判别，筛选，找到了4篇相关的专利。
[0004]1.具有多种充电模式的电池充电器
[0005]2.具有恒压恒流控制电路的高频充电器
[0006]3.具有温度控制环路的快速充电器
[0007]4.一种充电器恒流恒压恒功率控制模块电路
[0008]一种按3种不同充电模式对可再充电电流充电的电池充电器，包括响应反馈电压的调节器，它按电流或电流电压充电模式产生对应于反馈电压的第1和第2电压电平的开关信号；响应电池检测信号和电池电压设定模式的装置，它产生充电电压的第2电压电平；和响应第3充电模式设定信号的装置，它确定加到调节器的电池电压水平。
[0009]分析：此专利专利技术时间较早，更多是通用性描述的三种充电模式，采用的硬件电路采用多个MOS实现，结构复杂，与准备申请专利中模式切换方式不同，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节。
[0010]一种具有恒压恒流控制电路的高频充电器，其包括：输入电路、开关电路、 PWM电路、输出电路、电压控制电路和电流控制电路；该电流控制电路包括：电流采样电阻从高频充电器输出端将采样电流信号转化为电压信号，控制三极管的导通率，从而控制光耦二极管亮度的变化，通过光耦二极管亮度的变化达到将取样信号反馈至PWM电路，实现恒流控制。本专利技术能有效对高频充电器输出电流进行控制，电路简洁，采用元件少，可大大节省成本。
[0011]分析：此专利采用光耦二极管实现恒流恒压切换，与准备申请专利不同，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节
[0012]本专利技术公开了一种具有温度控制环路的快速充电器，包括输入电源、输入电源控
制模块、主变压器、电流电压双环控制模块、温度控制环路、电池，其中输入电源与主变压器初级b端连接，主变压器次级分别与电流电压双环控制模块和电池连接，电流电压双环控制模块与电池连接。本专利技术具有温度控制环路配合输入电源控制模块获得控制输出充电电流保持在最佳大小的技术效果。
[0013]分析：此专利采用热敏电阻加入电流反馈参考值，注重对电流随温度的调节过程，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节
[0014]本专利技术公开一种充电器恒流恒压恒功率控制模块电路，其包括：2.5V 基准回路；电流电压反馈控制回路，其包括第一、第二比较器及与第一比较器和第二比较器的输出端均连接的第一电阻和光耦；电流基准回路，其连接2.5V 基准回路，电流回路还连接第一比较器的反向输入端。
[0015]分析：此专利切换方式与准备申请专利不同，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节

技术实现思路

[0016]本专利技术提供一种自适应双闭环充电控制方法及充电器，恒流充电模式和恒压充电模式都具备较快的动态响应，且充电电流实现较高的控制精度，同时解决了浮充充电模式返回恒压充电模式时的周期性冲击电流问题。
[0017]技术方案
[0018]一种自适应双闭环充电控制方法及充电器
[0019]本专利技术提供了一种自适应双闭环充电控制方法，基于镍镉蓄电池充电控制电路而实现，所述镍镉蓄电池充电控制电路包括电源变换器、滤波器、电流检测子电路、电压检测子电路、电流环子电路、电压环子电路、电池温度检测子电路、PWM产生子电路、风冷过温故障检测子电路和模式切换子电路。
[0020]所述电源变换器用于对输入电源进行电压转换，输出要求的输出电压和输出电流；将输出电压和输出电流经滤波器滤除纹波信号；经过滤波的输出电流进入电流检测子电路进行检测，转化为要求的电压信号后输出至电流环子电路和模式切换子电路；经过滤波的输出电压进入电压检测子电路进行检测，转化为要求的电压信号后输出至电压环子电路；电流环子电路将经过转化的输出电流信号与来自模式切换子电路的电流参考信号进行调制后输出到与电压环子电路输出相连接的二极管阴极；电压环子电路将经过转化的输出电压信号与来自模式切换子电路的电压参考信号进行调制后输出到PWM产生电路和与电流环子电路相连接的二极管阳极；PWM产生电路将电压环子电路输出的信号进行处理后得到驱动信号送给电源变换器；电池温度检测子电路将检测到的电池温度转化为要求的电压信号输出给模式切换子电路；风冷、过温故障检测子电路将风冷设备故障和过温故障转化为逻辑信号输出给模式切换子电路；
[0021]所述模式切换子电路包括恒压转浮充模式识别电路、浮充转恒压模式识别电路、正常或故障模式识别电路、电压环参考切换电路和电流环参考切换电路。恒压转浮充模式识别电路将经转化的输出电流信号和经转化的电池温度进行逻辑运算后输出给电压环参考切换电路；浮充转恒压模式识别电路同样将经转化的输出电流信号和经转化的电池温度进行逻辑运算后输出给电压环参考切换电路；电压环参考切换电路将输入的两路模式识别
信号进行处理后输出给电压环子电路；正常或故障模式识别电路将输入的风冷、过温故障检测子电路输出的逻辑信号处理后输出给电流环参考切换电路，经电环流参考切换电路处理后输出给电流环子电路；
[0022]进一步的，正常或故障模式识别电路识别到风冷、过温故障检测电路输出逻辑判断为正常模式时，输出逻辑0给电流环参考切换电路，电流环参考切换电路收到正常或故障模式识别电路输出的逻辑0，输出设置充电电流为C的信号给电流环子电路；正常或故障模式识别电路识别到风冷、过温故障检测电路输出逻辑判断为故障模式时，输出逻辑1给电流环参考切换电路，电流环参考切换电路收到正常或故障模式识别电路输出的逻辑1，输出设置充电电流为C0 的信号给电流环子电路；
[0023]其中，C为选用的镍镉蓄电池额定容量RAh中容量R的90％
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110％，C0为正常模式时电流环参考切换电路设置的充电电流值C的30％
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50％；
[0024]进一步的，所述恒压转浮充模式识别电路包括电流值判断1电路、电流值判断2电路、定时器1电路、电池温度判断1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应双闭环充电控制方法，其特征在于，基于镍镉蓄电池充电控制电路而实现，所述镍镉蓄电池充电控制电路包括电源变换器、滤波器、电流检测子电路、电压检测子电路、电流环子电路、电压环子电路、电池温度检测子电路、PWM产生子电路、风冷过温故障检测子电路和模式切换子电路；所述电源变换器用于对输入电源进行电压转换，输出要求的输出电压和输出电流；将输出电压和输出电流经滤波器滤除纹波信号；经过滤波的输出电流进入电流检测子电路进行检测，转化为要求的电压信号后输出至电流环子电路和模式切换子电路；经过滤波的输出电压进入电压检测子电路进行检测，转化为要求的电压信号后输出至电压环子电路；电流环子电路将经过转化的输出电流信号与来自模式切换子电路的电流参考信号进行调制后输出到与电压环子电路输出相连接的二极管阴极；电压环子电路将经过转化的输出电压信号与来自模式切换子电路的电压参考信号进行调制后输出到PWM产生电路和与电流环子电路相连接的二极管阳极；PWM产生电路将电压环子电路输出的信号进行处理后得到驱动信号送给电源变换器；电池温度检测子电路将检测到的电池温度转化为要求的电压信号输出给模式切换子电路；风冷、过温故障检测子电路将风冷设备故障和过温故障转化为逻辑信号输出给模式切换子电路；所述模式切换子电路包括恒压转浮充模式识别电路、浮充转恒压模式识别电路、正常或故障模式识别电路、电压环参考切换电路和电流环参考切换电路；恒压转浮充模式识别电路将经转化的输出电流信号和经转化的电池温度进行逻辑运算后输出给电压环参考切换电路；浮充转恒压模式识别电路同样将经转化的输出电流信号和经转化的电池温度进行逻辑运算后输出给电压环参考切换电路；电压环参考切换电路将输入的两路模式识别信号进行处理后输出给电压环子电路；正常或故障模式识别电路将输入的风冷、过温故障检测子电路输出的逻辑信号处理后输出给电流环参考切换电路，经电环流参考切换电路处理后输出给电流环子电路。2.根据权利要求1所述的一种自适应双闭环充电控制方法，其特征在于，正常或故障模式识别电路识别到风冷、过温故障检测电路输出逻辑判断为正常模式时，输出逻辑0给电流环参考切换电路，电流环参考切换电路收到正常或故障模式识别电路输出的逻辑0，输出设置充电电流为C的信号给电流环子电路；正常或故障模式识别电路识别到风冷、过温故障检测电路输出逻辑判断为故障模式时，输出逻辑1给电流环参考切换电路，电流环参考切换电路收到正常或故障模式识别电路输出的逻辑1，输出设置充电电流为C0的信号给电流环子电路；其中，C为选用的镍镉蓄电池额定容量RAh中容量R的90％
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110％，C0为正常模式时电流环参考切换电路设置的充电电流值C的30％
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50％。3.根据权利要求1所述的一种自适应双闭环充电控制方法，其特征在于，所述恒压转浮充模式识别电路包括电流值判断1电路、电流值判断2电路、定时器1电路、电池温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘沙沙，王健，高兴林，臧思田，冯英琦，
申请(专利权)人：天津航空机电有限公司，
类型：发明
国别省市：