[实用新型]蓄电池充电电路

说明书

本实用新型涉及一种蓄电池充电电路，该充电电路主电路采用LLC拓扑电路，具有电能转换效率高的优点，采用单片机对电压、电流、温度参数进行采样计算并控制LLC拓扑电路，为研究和探索新充电方式提供硬件基础；LLC拓扑电路的控制电路采用国产普通的PWM控制芯片，通过外围电路的拓展，实现了PFM+PWM功能，简化了电路结构，避免了采用国外专用LLC集成电路芯片带来的维护成本、购置成本及供货风险问题，同时也达到了比专用LLC集成电路芯片更好的工作效果。采用3个LED数码管集成显示充电电流、充电电压、环境温度、充电机内部温度及充电状态，方便使用者直观观察。

技术领域

本实用新型涉及蓄电池充电技术领域，具体的说是一种蓄电池充电电路。

背景技术

蓄电池广泛应用于生产和生活中的各个领域，蓄电池充电技术直接影响着电池的寿命和使用安全性。常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。

本案申请人研究蓄电池充电技术多年，认为现有的充电方式和充电电路存在如下几个问题，同时，本案申请人研发出了一种新的充电电路。

1）无论是常规充电还是快速充电，其充电电路均没有对温度进行检测的相关电路，使得在充电方法的设计和研发中无法涉及温度因素，而温度却是充电过程中的一个重要因素。

2）在AC-DC变化电路控制方面，本充电电路采用电能转换效率很高的LLC电路框架，通常的LLC电路采用PFM（频率调制）控制，在输出功率很小的时候采用“打嗝”的方式实现，本充电电路在AC-DC变换的LLC电路采用PFM（频率调制）和PWM（脉冲宽度调制）混合调制方法，对于LLC变换电路（AC-DC）实现在大功率输出时PFM（频率调制控制），小功率输出时PWM（脉冲宽度调制）控制，用一个国产的开关电源集成控制电路（PWM脉冲宽度调制电路）通过电路的拓展，变为PFM+PWM的控制方法的电路，替代了进口开关电源集成控制电路的功效。

3）在蓄电池充电显示方面，一般用LED灯显示，或者用LED数码管显示充电电流和电压，未对电池充电的三个主要参数电流、电压、温度全部进行显示，充电电路采用多位LED数码管分时段分别显示充电电路，充电电压，环境温度，机器内部温度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种安全可靠、稳定性高、实现方便、功能齐全的蓄电池充电电路。

为解决上述技术问题，本实用新型的蓄电池充电电路包括依次连接的交流输入端口、整流滤波输入电路、LLC谐振变换电路、整流滤波输出电路、充电输出接口，其结构特点是该电路还包括PWM-PFM控制电路、电流取样电路、电压取样电路，内部温度取样电路、外部温度取样电路、单片机电路和数码管显示电路；其中：LLC谐振变换电路与PWM-PFM控制电路连接，PWM-PFM控制电路与单片机电路连接；PWM-PFM控制电路包括PWM电源控制电路和外围扩展电路；电流取样电路的取样信号经运算放大器放大后分成三路，其中一路经滤波后与单片机的其中一个信号输入端口连接，第二路经电压比较器比较后向PWM电源控制电路输出高/低电平使能信号，第三路与PWM-PFM控制电路的外围扩展电路连接；电压取样电路、内部温度取样电路、外部温度取样电路经滤波后与单片机的信号输入端口对应连接；数码管显示电路与单片机的信号输出端口连接。

所述交流输入端口与整流滤波输入电路之间设置保险丝和防浪涌电流热敏电阻；整流滤波输入电路包括一个低通滤波电路和一个桥式整流电路。

所述LLC谐振变换电路包括功率驱动单元和LLC振荡单元；功率驱动单元包括多个电阻和一个变压器，LLC振荡单元包括两个MOS管、两个二极管、两个谐振电感和一个谐振电容。