单片机控制的ＶＲＬＡ蓄电池组自均衡充电器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单片机控制的ＶＲＬＡ蓄电池组自均衡充电器，包括ＡＣ／ＤＣ转换电路、ＤＣ／ＤＣ变换电路、电压采样电路、温度测量电路、报警电路以及ＭＣＵ控制器，所述ＭＣＵ控制器包括电压和电流采样模块、温度采样模块、采样数据分析处理模块以及充电控制模块，所述报警电路包括蜂鸣电路以及语音提示电路，市电顺序经ＡＣ／ＤＣ转换电路、ＤＣ／ＤＣ变换电路后与蓄电池组连接，所述电压和电流采样电路与蓄电池组电连接，而ＭＣＵ控制器则分别与ＤＣ／ＤＣ变换电路、电压采样电路以及温度测量电路通信连接。因此，本实用新型专利技术充电时，充分地考虑了各单块蓄电池的荷电状态，有效地避免了蓄电池过充或者欠充，维持了蓄电池组容量以及蓄电池组的使用寿命。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种充电器，尤其是一种采用单片机控制的VRLA蓄电池(阀控式 密封铅酸蓄电池)组自均衡充电器，主要应用于电动车的动力蓄电池组充电。
技术介绍
作为绿色交通工具的电动车正逐步被人们接受，特别是电动自行车和电动摩托车 已经成为人们上/下班或短距离的代步工具。目前在电动自行车或电动摩托车上使用最多 的是36V或48V的铅酸蓄电池组。对其进行电能补充的是充电器，这类充电都是以3块或 4块电池串联而成的电池组作为一个整体来进行充电。充电过程中只关注整个电池组的充 电电压和充电电流。由于电池本身所存在的性能一致性差等原因，当用传统的充电器对串联而成的蓄 电池组进行充电时，组中各电池块所分得的充电电压通常是不相等的。也就是说每块电池 所分配到的充电电压是有大有小。电压差的大小与组中电池间的性能好坏直接相关。因此 使用传统的充电器对串联而成的蓄电池组进行充电，随着电池组循环次数的增加，必然会 导致某块电池过充、某块电池欠充，引起某块电池过放。如此循环，使串联电池组容量下降 加快，使用寿命缩短。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种单片机控制的VRLA蓄电池组自均衡 充电器，以解决传统充电器对蓄电池组进行充电时，不考虑组内各单块电池的荷电状态，引 起电池过充或欠充，造成蓄电池组容量下降、使用寿命缩短的问题。为实现以上的技术目的，本技术将采取以下的技术方案一种单片机控制的VRLA蓄电池组自均衡充电器，包括AC/DC转换电路、DC/DC变 换电路、电压和电流采样电路、温度测量电路、报警电路以及MCU控制器，所述MCU控制器 包括电压和电流采样模块、温度采样模块、采样数据分析处理模块以及充电控制模块，市电 顺序经AC/DC转换电路、DC/DC变换电路后与蓄电池组连接，所述电压和电流采样电路与组 内蓄电池电连接，而MCU控制器则分别与DC/DC变换电路、电压和电流采样电路以及温度测 量电路通信连接，所述MCU控制器通过采样数据分析处理模块分析处理电压采样模块所采 集的蓄电池组内各蓄电池电压信号、电流信号以及温度采样模块所采集的蓄电池组温度信 号，启动充电控制模块，自动调节DC/DC变换电路对蓄电池组的充电电压和电流，直到蓄电 池组各组内蓄电池电压皆 > 阀值a时，停止充电。所述报警电路包括蜂鸣电路以及语音提示电路，所述MCU控制器根据蓄电池组的 剩余电量估计控制蜂鸣电路和语音提示电路的通断。所述电压和电流采样电路通过与蓄电池组串联的采样电阻分压测得蓄电池组内 各蓄电池电压，以及蓄电池组的充电电流。还包括PWM功率驱动电路，所述DC/DC变换电路为带隔离的反激式变换器，该带隔离的反激式变换器由变压器、开关管和阻容二极管组成，蓄电池组充电时，所述MCU控制器 通过采样数据分析处理模块分析处理电压采样模块所采集的蓄电池组内各蓄电池电压信 号、蓄电池组的电流信号以及温度采样模块所采集的蓄电池组温度信号，启动充电控制模 ±夬，控制PWM功率驱动电路输出的PWM信号脉冲宽度，以控制开关管运行，调节充电电压和 电流。还包括温度报警电路和风扇电路，蓄电池组放电过程中，当温度测量电路所测量 的蓄电池组温度>阀值d时，在MCU控制器的自动控制下，温度报警电路和风扇电路接通。根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果本技术采用MCU控制器，充电时，根据蓄电池组温度和蓄电池组内各蓄电池 电压情况，自动调节充电电压和电流，由此可知，本技术充电时，充分地考虑了各单块 蓄电池的荷电状态，有效地避免了蓄电池过充或者欠充，维持了蓄电池组容量以及蓄电池 组的使用寿命。附图说明图1是本技术的组成框图；图2是本技术控制的流程图；图3是本技术AC/DC转换电路的结构框图；图4是本技术DC/DC变换电路的原理图；图5是本技术所述MCU的控制原理简图；图6是本技术的PWM功率驱动电路的原理图。具体实施方式附图非限制性地公开了本技术所涉及一个优选实施例的结构示意图，以下将 结合附图详细地说明本技术的技术方案。如图1至6所示，本技术所述单片机控制的VRLA蓄电池组自均衡充电器，包 括AC/DC转换电路、DC/DC变换电路、电压采样电路、温度测量电路、报警电路以及MCU控 制器，所述MCU控制器包括电压和电流采样模块、温度采样模块、采样数据分析处理模块以 及充电控制模块，所述报警电路包括蜂鸣电路以及语音提示电路，市电顺序经AC/DC转换 电路、DC/DC变换电路后与蓄电池组连接，所述电压和电流采样电路与蓄电池组电连接，而 MCU控制器则分别与DC/DC变换电路、电压采样电路以及温度测量电路通信连接，所述MCU 控制器通过采样数据分析处理模块分析处理电压采样模块所采集的蓄电池组内各蓄电池 电压信号、蓄电池组的电流信号以及温度采样模块所采集的蓄电池组温度信号，启动充电 控制模块，自动调节DC/DC变换电路对蓄电池组的充电电压和电流，直到蓄电池组各组内 蓄电池电压皆彡阀值a时，停止充电。具体地说，当未接入市电，即蓄电池组放电时，MCU控 制器根据电压采样电路所测量的蓄电池组内各蓄电池电压情况，通过电压采样模块传输到 MCU控制器的采样数据分析处理模块进行分析处理，以进行蓄电池组内各蓄电池剩余电量 估计，当蓄电池组内的任一组内蓄电池电压低于其额定值的90%时，在MCU的控制下，语音 提示电路接通；而当蓄电池组内的任一组内蓄电池电压低于其额定值的87. 5%时，在MCU 控制器的控制下，语音提示电路以及蜂鸣电路接通，提醒对蓄电池组进行充电；当接入市电对蓄电池组充电时，给出可充电信号，市电顺序经AC/DC转换电路、DC/DC变换电路后与蓄 电池组连接，MCU控制器根据温度测量电路所测量的蓄电池组温度以及电压采样电路所采 集的蓄电池组各组内蓄电池电压，自动调节DC/DC变换电路对蓄电池组的充电电压和充电 电流，直到蓄电池组各组内蓄电池电压皆>阀值a时，停止充电。所述各个阀值可根据用户要求由用户自己设置，也可根据所充电电池的型号由系 统自动设置。所述电压和电流采样电路通过与蓄电池组内电池相并联的采样电阻分压测得蓄 电池组的各组内蓄电池电压。电流采样则根据电阻的V-A特性得到。还包括PWM功率驱动电路，所述DC/DC变换电路为带隔离的反激式变换器，该带隔 离的反激式变换器由变压器、开关管和阻容二极管组成，蓄电池组充电时，所述MCU控制器 通过采样数据分析处理模块分析处理电压和电流采样模块所采集的蓄电池组组内各蓄电 池电压信号、蓄电池组电流信号以及温度采样模块所采集的蓄电池组温度信号，启动充电 控制模块，控制PWM功率驱动电路输出的PWM信号脉冲宽度，以控制开关管运行调节充电电 压和电流。还包括温度报警电路和风扇电路，蓄电池组放电过程中，当温度测量电路所测量 的蓄电池组温度> 阀值d时，在MCU控制器的控制下，温度报警电路和风扇电路接通。蓄电 池充电过程中，当MCU控制器接收到的蓄电池组温度> 阀值b，蓄电池组的任一组内蓄电池 电压> 阀值c时，MCU控制器降低PWM功率驱动电路输出的PWM信号脉冲宽度，以减小DC/ DC变换电路对蓄电池组的充电电流。使蓄电池组内的组内本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种单片机控制的ＶＲＬＡ蓄电池组自均衡充电器，其特征在于：包括ＡＣ／ＤＣ转换电路、ＤＣ／ＤＣ变换电路、电压和电流采样电路、温度测量电路、报警电路以及ＭＣＵ控制器，所述ＭＣＵ控制器包括电压采样模块、温度采样模块、采样数据分析处理模块以及充电控制模块，市电顺序经ＡＣ／ＤＣ转换电路、ＤＣ／ＤＣ变换电路后与蓄电池组连接，所述电压采样电路与蓄电池组电连接，而ＭＣＵ控制器则分别与ＤＣ／ＤＣ变换电路、电压采样电路、报警电路以及温度测量电路通信连接，所述ＭＣＵ控制器通过采样数据分析处理模块分析处理电压采样模块所采集的蓄电池组各组内蓄电池电压信号以及温度采样模块所采集的蓄电池组温度信号，启动充电控制模块，自动调节ＤＣ／ＤＣ变换电路对蓄电池组的充电电压，直到蓄电池组各组内蓄电池电压皆≥阀值ａ时，停止充电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，贾利忠，张其努，
申请(专利权)人：吴江合美新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]