智能充电均衡分配器制造技术

一种智能充电均衡分配器，属于蓄电池充电技术领域。包括电源接口，均衡主电路，多路分配开关电路，充电接口和微控单元，均衡主电路连接电源接口，并与多路分配开关电路和微控单元相连，多路分配开关电路连接充电接口，并与微控单元相连。采用本发明专利技术的充电分配开关电路，将蓄电池组的整体充电模式转变为单体蓄电池的独立充电模式，做到了对单体蓄电池的独立管理，真正做到保持蓄电池组充电的均衡性；本发明专利技术方便灵活的外部电源接口，可以方便用户根据充电蓄电池组的具体容量，灵活调整充电功率的大小，且将蓄电池组的整体充电变为针对单体蓄电池的充电，可以有效的提升充电效率，加快充电速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种智能充电均衡分配器，属于蓄电池充电

技术介绍
众所周知目前的蓄电池充电
，尤其是铅酸蓄电池的充电
，对于蓄电池的均衡充电和快速充电技术异常关注。经过多年的努力和研发，各充电器制造商和相关研发単位，成功开发出了各式各样的均衡充电器和快速充电器，但效果均不理想，通过市场上用户反馈的信息来看，作为大众主要消费对象的铅酸蓄电池其二次利用的效果相当悲观，以至于人们对于这种古老电池的前景失去了信心；究其原因在于，许多研究者大都以整体充电的策略为基础进行均衡充电器和快速充电器的研发，自然受限于充电器功率体积和单体电池管理方面的种种物理限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对蓄电池充电存在的不足，提供一种基于单体循环充电的思想，可以有效的提升充电效率，也便于充电功率的提升，加快充电速度的智能充电均衡分配器。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是该包括电源接ロ，均衡主电路，多路分配开关电路，充电接ロ和微控单元，均衡主电路连接电源接ロ，并与多路分配开关电路和微控单元相连，多路分配开关电路连接充电接ロ，并与微控单元相连。微控单元根据其内嵌的充电逻辑算法，以及从均衡主电路和多路分配开关电路获得的电压和电流信号A/D采样值，具体控制均衡主电路和多路分配开关电路的工作。所述的均衡主电路，包括电阻R1-R5，电容C1-C6，ニ极管D1-D5，功率开关管Q0，保险管Fl，微控单元接ロ MCU1-MCU2，外部电源接ロ VDD，内部电源接ロ VCC，电感LI，光电隔离器件Ul，功率开关管驱动芯片U2,数字地DGND和电源地，外部电源接ロ VDD根据实际充电需要搭配，内部电源接ロ VCC由外部电源接ロ VDD提供，微控单元接ロ MCUl用于控制充电电压输出端Vch数值，微控单元接ロ MCU2用于实时采集充电电压A/D进行微控单元内部反馈，微控单元接ロ MCUl经由光电隔离器件Ul，并通过连接电阻Rl接数字地DGND ;微控单元接ロ MCU2在电阻R4与R5的连接处进行实时采样，电阻R4和电阻R5并联在电容C4的两端；电阻R4的一端接电源地；电阻R5的一端为充电电压输出端Vch ;内部电源接ロ VCC的一端经由光电隔离器件U1，并通过连接电阻R2接电源地；内部电源接ロ VCC的另一端接功率开关管驱动芯片U2的I脚；功率开关管驱动芯片U2的4脚和5脚悬空，功率开关管驱动芯片U2的I脚和3脚之间并接有电容Cl，C2，功率开关管驱动芯片U2的2脚接电阻R2远离电源地的一端，功率开关管驱动芯片U2的6脚和8脚之间接电容C3，功率开关管驱动芯片U2的I脚和8脚之间接ニ极管D1，功率开关管驱动芯片U2的7脚通过电阻R3接功率开关管QO的门极，功率开关管驱动芯片U2的6脚接功率开关管QO的源极；外部电源接ロVDD 一端通过保险管Fl接功率开关管QO的漏扱，另一端通过电容C5接电源地；电阻R3的两端并接有ニ极管D3和电容C6 ;功率开关管QO的源极和漏极之间再并接ニ极管D2 ;功率开关管的源极一端通过ニ极管D4接电源地，另一端接电感LI的连接功率开关管驱动芯片U2的6脚ー侧；电感LI的另ー侧通过ニ极管D5到达充电电压输出端Vch。所述多路分配开关电路具体路数由充电对象的数量决定，各路分配开关电路的拓扑结构一致，其中一路包括电阻R6-R12，ニ极管D6-D9，功率开关管Q1-Q2，微控单元接ロMCU3-MCU5，光电隔离器件U3，U4，功率开关管Ql和Q2的门极驱动信号K+和K-，充电电压输出端Vch，功率开关管Ql的源极连接単体蓄电池Bat正极，功率开关管Q2的漏极连接同一単体蓄电池Bat负极，功率开关管Ql和Q2的源极和漏极之间分别接有ニ极管D6和D7，微控单元接ロ MCU3接电阻R6-R8并联的一端，电阻R6-R8并联的另一端接地，微控单元接ロ MCU4经光电隔离器件U3串接电阻R9后接数字地DGND ;微控单元接ロ MCU5经光电隔离器件U4串接电阻Rl I后接数字地DGND ;外部电源接ロ VDD经光电隔离器件U3串接电阻RlO后接电源地，充电电压输出端Vch经光电隔离器件U4串接电阻R12后接电源地。功率开关管Ql的门极驱动信号K+由电阻RlO的远电源地端输出，由外部电源接 ロ VDD配合光电隔离器件U3和微控单元接ロ MCU4提供；功率开关管Q2的门极驱动信号K-由电阻R12的远电源地端输出，由充电电压输出端Vch配合光电隔离器件U4和微控单兀接ロ MCU5提供；ニ极管D8和ニ极管D9在电路中起到电流隔离的作用，微控单元接ロ MCU3用于采样充电电流A/D值，充电电流的硬件采样电路通过电阻R6-R8的并联方式实现。工作过程充电过程开始后，微控单元分时监测各単体蓄电池的分时充电输出电压和分时充电电流；当微控单元根据其内嵌的充电逻辑算法确定某特定时刻为某一单体充电时，则微控单元发出电平信号通过多路分配开关电路分别控制与此单体蓄电池正负极连接的功率开关管处于导通状态；同吋，微控单元根据其内嵌的充电逻辑算法发送电平信号依次控制其他単体蓄电池的各功率开关管的门极驱动信号来确保其他各単体的功率开关管处于关断状态；与此同时，微控単元通过其内嵌的充电逻辑算法不断采样当前充电单体蓄电池的充电电压A/D值和充电电流A/D值，并根据采样值不断调整充电模式，直至微控单元判断当前单体蓄电池达到充电截止条件后，发出电平信号控制当前连接单体蓄电池正负极的功率开关管处于关断状态，同时发出电平信号控制下一个连接充电单体蓄电池正负极的功率开关管处于导通状态，其他功率开关管状态不变，进入当前単体蓄电池的充电过程，如此循环直至所有单体蓄电池均满足充电截止条件，进入下一充电循环，直至单体蓄电池的充电过程结束。与现有技术相比，本专利技术的智能充电均衡分配器具有的有益效果是首先，采用本专利技术的充电分配开关电路，将蓄电池组的整体充电模式转变为单体蓄电池的独立充电模式，做到了对单体蓄电池的独立管理，真正做到保持蓄电池组充电的均衡性；其次，本专利技术方便灵活的外部电源接ロ，可以方便用户根据充电蓄电池组的具体容量，灵活调整充电功率的大小，且将蓄电池组的整体充电变为针对単体蓄电池的充电，单体充电电压要求相对于整体电池组充电要求低，可以有效的提升充电效率，充电功率约可提升60%以上，加快充电速度，较常规充电可缩短1-2小吋。附图说明图I本专利技术智能充电均衡分配器电路拓扑结构框图；图2本专利技术均衡主电路原理图；图3本专利技术多路分配开关电路原理图；图4本专利技术智能充电均衡分配器电路原理图。图1-4为本专利技术智能充电均衡分配器的最佳实施例。其中电阻R1-R21 电容C1-C6 ニ极管D1-D21 功率开关管Q0-Q8保险管Fl微控单元接ロ MCU1-MCU5外部电源接ロ VDD内部电源接ロ VCC电感LI光电隔离器件Ul, U3, U4功率开关管驱动芯片U2数字地DGND单体蓄电池Bat，Batl，Bat2，Bat3，Bat40 具体实施例方式下面结合说明书附图1-4对本专利技术的智能充电均衡分配器做进ー步详细说明。如图I所示为本专利技术智能充电均衡分配器电路拓扑结构框图，整个分配器包括电源接ロ，均衡主电路，多路分配开关电路，充电接口和微控单元；均衡主电路连接电源接ロ，并与多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种智能充电均衡分配器，其特征在于包括电源接ロ，均衡主电路，多路分配开关电路，充电接ロ和微控单元，均衡主电路连接电源接ロ，并与多路分配开关电路和微控单元相连，多路分配开关电路连接充电接ロ，并与微控单元相连。2.根据权利要求I所述的智能充电均衡分配器，其特征在于所述的均衡主电路包括电阻R1-R5，电容C1-C6，ニ极管D1-D5，功率开关管Q0，保险管F1，微控单元接ロMCU1-MCU2，外部电源接ロ VDD，内部电源接ロ VCC，电感LI，光电隔离器件Ul，功率开关管驱动芯片U2，微控单元接ロ MCUl经光电隔离器件Ul和电阻Rl接数字地DGND ；电阻R4和电阻R5并联在电容C4的两端；电阻R4的一端接电源地；内部电源接ロ VCC的一端经光电隔离器件Ul和电阻R2接电源地；内部电源接ロ VCC的另一端接功率开关管驱动芯片U2的I脚；功率开关管驱动芯片U2的4脚和5脚悬空，功率开关管驱动芯片U2的I脚和3脚之间并接有电容Cl和电容C2，功率开关管驱动芯片U2的2脚接电阻R2的一端，功率开关管驱动芯片U2的6脚和8脚之间接电容C3，功率开关管驱动芯片U2的I脚和8脚之间接ニ极管D1，功率开关管驱动芯片U2的7脚通过电阻R3接功率开关管QO的门极，功率开关管驱动芯片U2的6脚接功率开关管QO的源极；外部电源接ロ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：高小群，姜振华，李为，刘东林，高述辕，
申请(专利权)人：山东申普交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：