[发明专利]一种应用于S4R型电路的防过充电路

权利要求书

1.一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征是，通过电路拓扑中的母线电压反馈电路、充电信号反馈电路、充电参数误差放大电路、三角波发生器电路、功率电子开关电路，对太阳电池输出及蓄电池的充电进行自动控制，防止电池过充，并提供了调节过充参数的对外接口；

充电过程采取先恒流、再限压的模式，当蓄电池电压较低时，电路控制太阳电流为蓄电池进行大电流恒流充电；当充电至蓄电池的设计终压时，限压充电功能起作用，控制电路逐步减小充电电流，将蓄电池电压恒定在设计终压值，直至充电电流小于0.9A后停止充电；

所述充电信号反馈电路，包括单体电池电压采样电路、充电电流采样电路、整组电池电压采样电路，可通过对外接口设定需要的电压、电流值，调节过充参数范围，实现覆盖锂电池不同寿命期间的工作需要；

所述充电参数误差放大电路，与母线误差放大电路通过逻辑控制芯片，确保电路在提供稳定的一次母线的前提下，直接将太阳电池阵富余的能量提供锂电池充电；

所述三角波发生器电路、功率电子开关电路，同时工作于充电信号反馈电路与母线电压反馈电路，确保整个电路拓扑工作在同一频率，工作电源电位一致，电子开关驱动信号无相位差，与母线供电互不干扰；

其中，母线电压反馈电路的输入与输出滤波器相连，母线电压反馈电路的输出与母线误差放大电路电路相连；母线误差放大电路的输入与母线电压反馈电路的输出相连，母线误差放大电路的输出与三角波发生器的输出进行比较；充电信号反馈电路的输入分别与蓄电池组电压、蓄电池单体最大电压以及充电电流信号相连，充电信号反馈电路输出与充电误差放大电路相连；充电误差放大电路输入与充电信号反馈电路的输出相连，充电误差放大电路输出与三角波发生器的输出进行比较；两路误差放大信号与三角波发生器的比较输出通过逻辑芯片CC4073进行逻辑关系控制，CC4073输出电子开关的驱动信号，与电子开关的驱动级相连；两个电子开关串联后，并联在太阳能功率输出的正线与回线之间，进行功率调节；二次电源模块的输入与输出滤波器相连，二次电源的输出提供整个电路拓扑的工作电源。

2.如权利要求1所述的一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征在于，所述充电信号反馈电路，通过采集蓄电池电压并变换为控制信号，经由充电控制误差放大电路进行误差放大，以精确控制电池的充电参数。

3.如权利要求1所述的一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征在于，所述充电参数误差放大电路，输出与三角波发生器电路共同作用，输出方波信号，同时受母线误差放大信号控制，由与门逻辑芯片CC4073进行优先级控制；当母线误差信号处于输出高电平时，充电功能处于允许状态，充电功率电子开关常导通，方波信号驱动分流功率电子开关，达到防止蓄电池过充的目的；若母线误差信号处于低电平，则电路优先提供一次母线能源需求，充电功能禁止。

4.如权利要求1所述的一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征在于，所述充电参数误差放大电路，将前级电压反馈电路的输出，作为本级电路的输入，与高精度基准电压比较，进行比例-积分的调节控制。

5.如权利要求1所述的一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征在于，所述三角波发生器电路，分别与母线误差分放大电路与充电参数误差放大电路的输出信号进行比较，生成各自独立的频率为8K、幅值12V的方波信号，两路方波信号经逻辑电路控制，最终生成功率电子开关的驱动信号，控制太阳电池阵的输出，转换为稳定的一次直流母线并为蓄电池充电。

6.如权利要求2所述的一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征在于，所述充电信号反馈电路，同时采集蓄电池当前电压、蓄电池当前最大单体电压以及蓄电池当前充电电流，所采集的三个信号通过集成电路LM158进行隔离变换，生成幅值不大于3V的充电控制信号。

7.如权利要求6所述的一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征在于，所述蓄电池电压的变换方式可以通过四个磁保持继电器TL26P进行切换，继电器线包由外部指令控制，每个继电器对应一个充电终压；充电电流采样设计有外部D/A输入接口，当外部电压输入信号由0~2.55V变换时，充电电流可在9~15A的恒流值变换。