一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统，由主电路和分电路组成，主电路包括单片机、电压输入电路、电源电路、振荡电路、键盘输入及显示报警电路、信号采集处理电路和信号输出电路，电源电路另外连接分电路；与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1)具有对电池进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、计算剩余容量、放电功率、报告SOC、SOH、DOD状态功能；2)具有过压保护、电池热管理等多种功能；3)不同类型的储能电池设计相应的充电方法，使每种储能电池都能在最佳充电方法下充电；4)对于电动车还可实现控制最大输出功率等功能；5)具有设备简单、体积小重量轻、反应速度快、成本低、使用寿命长等优点。
【专利说明】—种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及储能电池控制和快速充电【技术领域】，尤其涉及一种对多种类型储能电池实现多种功能充电的智能控制系统。
【背景技术】
[0002]储能电池为电动叉车、电动汽车提供动力，而储能电池充、放电性能直接影响它的使用和寿命。储能电池一般分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池及磷酸铁锂电池等。由于储能电池种类繁多且容量不一，而锂离子电池、磷酸铁锂等电池，还不能采用单支电池而用电池组形式使用。因此，不同种类和容量的储能电池往往需要不同的充电匹配器。
[0003]在储能电池的使用过程中对其最有影响的就是对电池的过充电和过放电，一旦过充、过放电时，电池就要损坏，容量降低，寿命减少，严重的情况下，还会发生爆裂和起火燃烧。锂电池单体容量过大，容易产生高温，诱发不安全因素，因此大容量电池必须通过串并联的方式形成电池组。由于电池组是由单体电池组成，而单体电池本身的状态不一致性和使用环境的细微差别，均会造成电池寿命的差别，大大影响整个电池组的寿命和性能。电池成组后主要的问题有以下几个方面:1)过充或过放。串联的电池组充电/放电时，部分电池可能先于其他电池充满/放完，继续充电/放电就会造成过充/过放，锂电池的内部副反应将导致电池容量下降、热失控或者内部短路等问题。2)过大电流。并联、老化、低温等情况均会导致部分电池的电流超过其承受能力降低电池的使用寿命。3)温度过高。局部温度过高会使电池的各项性能下降，最终导致内部短路和热失控产生安全问题。4)短路或者漏电。因为震动、湿热、灰尘等因素造成电池短路或漏电，威胁驾乘人员的人身安全。
[0004]BMS(电池管理系统)作为实时监控、自动均衡、智能充放电的电子部件起到保障安全、延长寿命、估算剩余电量等重要功能，是动力和储能电池组中不可或缺的重要部件。BMS功能需要动态监测动力电池组的工作状态，实时采集每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，估算出各电池的荷电状态(state of charge SOC)、安全状态(stateof health SOH)和电化学状态(state of electroformat1n S0E),然后通过控制其他器件，防止电池发生过充电或过放电现象，同时能够及时给出电池状况，并挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种由高密度集成单片机8XC196KC20控制的，不仅适用于电源电压范围很宽的单电源，也适用于双电源工作模式的，能够为各类储能电池充电的多功能安全快速充电系统。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0007]—种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统，由主电路和分电路组成，主电路包括单片机、电压输入电路、电源电路、振荡电路、键盘输入及显示报警电路、信号采集处理电路和信号输出电路，电源电路另外连接分电路；
[0008]单片机型号为8XC196KC20，其第I引脚(Vcc)与第37引脚(Vpp)、第64引脚(Busw)及第2引脚(EA)连接后接第43电阻R43的2脚；第4引脚(P0.3)连接第43电阻R43的I脚后接P03端；第5引脚(P0.1)接ACl端；第6引脚(P0.0)连接第8电容C8的I脚、第16电容E16的I脚、第I电阻Rl的2脚、第3 二极管的2脚、第5可调电位器P5的I脚及2脚(滑动触点)连接后接ACO端；第7引脚(P0.2)与第9电容C9的I脚、第6电容E6的I脚连接后接AC7端；第9引脚(P0.7)接BUSY端；第13引脚(VREF)连接第26电阻R26的I脚；第16引脚(RESET)连接第25电阻R25的2脚、第15电容E15的I脚及电源管理芯片UlO的第I引脚；第19引脚(P1.0)连接按键控制芯片U8的第2引脚(IAl);第20引脚(P1.D连接按键控制芯片U8的第4引脚(1A2);第21引脚(P1.2)连接按键控制芯片U8的第6引脚(1A3);第22引脚(P1.3)连接按键控制芯片U8的第8引脚(1A4);第24引脚(HS1.0)连接第28电阻R28的2脚；第25引脚(HS1.1)连接第45电阻R45的2脚；第28引脚(HS0.0)连接信号采集处理芯片U13的第I引脚(IA)和第2引脚(IB);第30引脚(P1.5)连接按键控制芯片U8的第13引脚(2A2);第31引脚(P1.6)连接按键控制芯片U8的第15引脚(2A3);第32引脚(P1.7)连接按键控制芯片U8的第17引脚(2A4);第35引脚((HS0.3)连接按键控制芯片U8的第11引脚((2A1);第38引脚(P2.7)连接BUSY端；第40引脚(WRL/WR)连接WR端；第42引脚(P2.4)连接第38电阻R38的I脚和接线端子J6的第I引脚后接接线端子J6的P24端；第43引脚(READY)连接第53电阻R53的I脚；第11引脚(P0.4)连接R41电阻R41的I脚和接线端子J6的第5引脚后接接线端子J6的P04端；第10引脚(P0.5)连接第40电阻R40的I脚和接线端子J6的第4引脚后接接线端子J6的P05端；第8引脚(P0.6)连接第42电阻R42的I脚和接线端子J6的第3引脚后接接线端子J6的P06端；第44引脚(P2.3)连接第39电阻R39和接线端子J6的第2引脚后接接线端子J6的P23端；第45引脚(AD15/P4.7)连接AD15端；第46引脚(AD14/P4.6)连接AD14端；第47引脚(AD13/P4.5)连接AD13端；第48引脚(AD12/P4.4)连接AD12 端；第49 引脚(AD11/P4.3)连接 ADll 端；第 50 引脚(AD10/P4.2)连接 ADlO 端;第 51引脚(AD9/P4.1)连接AD9端；第52引脚(AD8/P4.0)连接AD8端；第53引脚(AD7/P3.7)连接AD7端?’第54引脚(AD6/P3.6)连接AD6端；第55引脚(AD5/P3.5)连接AD5端；第56引脚(AD4/P3.4)连接AD4端；第57引脚(AD3/P3.3)连接AD3端；第58引脚(AD2/P3.2)连接AD2端；第59引脚(AD1/P3.1)连接ADl端；第60引脚(AD0/P3.0)连接ADO端；第61引脚(RD)连接RD端；第62引脚(ALE)连接ALE端；第66引脚连接晶体振荡器XTALl的一端、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚；第67引脚连接晶体振器XTALl的另一端、第30电阻R30的I脚和第13电容C13的I脚；单片机的第12引脚(ANGND)、第14引脚(VSS)、第15引脚(P2.2)、第36引脚(GND)、第3引脚(NMI)、第68引脚(Vss)接地；单片机的第17引脚(P2.1)、第18引脚(P2.0)、第23引脚(PL 4/PWM2)、第26引脚(HS0.4)、第27引脚(HS0.5)、第29引脚(HS0.1)、第33引脚(P2.6)、第34引脚(HS0.2)、第39引脚(P2.5)、第 41 引脚(WRH/BHE)、第 63 引脚(INST)和第 65 引脚(CLKOUT)悬空；
[0009]电压输入电路包括二极管Z3和Z2、可调电位器P5、电阻R1、R26、R27和R29，电容C7、C8、C9、E6、E13和E16，二极管Z2的型号是TL431，二极管Z3的型号是1N5994A ;电容C7、C8、C9是电解电容，电容E6、E13和E16是瓷片电容；所述第3 二极管Z3的I脚(阳极)连接可调电位器P5的3脚后接地，第3 二极管Z3的2脚(阴极)连接第5可调电位器P5的I脚和2脚(滑动触点)、第I电阻Rl的2脚、第16电容E16的I脚、第8电容C8的I脚和单片机的第6引脚后接ACO端；第6电容E6的I脚、第9电容C9的I脚和单片机的7引脚后接ACO端?’第16电容E16的2脚、第8电容C8的2脚、第6电容E6的2脚、第9电容C9的2脚连接后接地；第I电阻Rl的I脚接ZD-端；第2 二极管Z2的I脚连接第7电容C7的I脚、第13电容E13的I脚后接第29电阻R29的2脚；第2 二极管Z2的2脚连接第26电阻R26的2脚和第27电阻R27的I脚；第2 二极管的3脚连接第13电容E13的2脚、第7电容C7和第27电阻R27的2端；第2 二极管2的2脚连接第27电阻的I脚和第26电阻R26的2脚；第26电阻R26的I脚连接单片机的第13引脚；
[0010]电源电路包括电源管理芯片U10、电阻R25和电容E15，E15为瓷片电容；电源管理芯片UlO的型号为MC34064，其第I引脚(RESET)连接第25电阻的2脚、第15电容E15的I脚和单片机的第16引脚；第2引脚(IN)连接第25电阻R25的I脚和电源电压+5V端；第3引脚(GND)连接第15电容E15的2脚后接地；
[0011]振荡电路包括晶体振荡器XTALl、电阻R30和电容C12、C13，电容C12、C13是电解电容；晶体振荡器XTALl的一端连接单片机的第67引脚、第30电阻R30的I脚和第13电容C13的I脚，另一端连接单片机的第66引脚、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚，第12电容C12的I脚连接第13电容C13的2脚；
[0012]键盘输入及显示报警电路包括按键控制芯片U8、三极管P8、电阻R28、R44、R45和R49、电容Cll和E8以及扬声器B4，按键控制芯片U8的型号为74HC244，三极管P8的型号为2SA1013，电容Cll为电解电容，电容E8为瓷片电容；按键控制芯片U8的第2引脚(IAl)连接单片机的第19引脚；第3引脚(2Y4)连接LCMCS2端；第4引脚(1A2)连接单片机的第20引脚；第5引脚(2Y3)连接LCMRS端；第6引脚(1A3)连接单片机的第21引脚；第7引脚(2Y2)连接LREST端；第8引脚(1A4)连接单片机的第22引脚；第9引脚(2Y1)连接第49电阻R49的2脚；第I引脚(IG)连接第10引脚(GND)和第19引脚(2G)后接地；第11引脚(2A1)连接单片机的第35引脚；第12引脚(1Y4)连接CDDLLB端；第13引脚(2A2)连接单片机的第30引脚；第14引脚(1Y3)连接FDKE端；第15引脚(2A3)连接单片机的第31引脚；第16引脚(1Y2)连接MCFD端；第17引脚(2A4)连接单片机的第32引脚；第18引脚(IYl)连接信号采集处理芯片U13的第5、第6引脚后连接图像传感器MC⑶端；第20引脚(VCC)连接+5V电源；三极管P8的型号为2SA1013 ?’第49电阻R49的I脚连接第44电阻R44的I脚和三极管P8的基极；第44电阻R44的2脚连接三极管P8的发射极、第11电容Cll的I脚和第8电容E8的I脚后接+5V电源；三极管P8的集电极连接扬声器B4的一端，扬声器B4的另一端连接第11电容Cll的2脚和第8电容E8的2脚后接地；
[0013]信号采集处理电路包括信号采集处理芯片U13、U14、光电隔离片G5和电阻R47，光电隔离片G5的型号是PC817C，信号采集处理芯片U13的型号是74HC21，信号采集处理芯片U14的型号是74HC138 ;信号采集处理芯片U13的第I引脚(IA)连接第2引脚(IB)后接单片机的第28引脚；第4引脚(IC)连接第5引脚(ID)、按键控制芯片U8的第18引脚后接图像传感器MCXD端；第6引脚(IY)连接第47电阻R47的I脚后接KGDYKZ端；第8引脚(2Y)接CN端；第9引脚(2A)连接信号采集处理芯片U14的第7引脚(Y7);第10引脚(2B)连接U14的第9引脚(Y6);第12引脚(2C)连接U14的第10引脚(Y5);第13引脚(2D)连接U14的第11引脚(Y4);第14引脚(Vcc)连接U14的第O引脚(El)和第16引脚(Vcc)后接+5V电源；信号采集处理芯片U14的第I引脚(AO)接AD13端；第2引脚(Al)接AD14端；第3引脚(A2)接AD15端；第12引脚(Y3)接LCMCN端;第4引脚(Fl)连接第5引脚(F2)、第6引脚(GND)和U13的第7引脚(GND)后接地；信号采集处理芯片U13的第3引脚(NC)、信号采集处理芯片U14的第13引脚(Y2)、第14引脚(Yl)和第15引脚(YO)悬空；第47电阻R47的2脚接第5光电隔离片G5的2脚；第5光电隔离片G5的I脚接+5电源；3脚接CDKl端；4脚接+5A电源；
[0014]信号输出电路包括接线端子J6、电阻R38?R42，接线端子J6的第3引脚连接单片机的第8引脚、第42电阻R42的I脚后接P06端；第5引脚连接单片机的第11引脚、第41电阻R41的I脚后接P04端；第I引脚连接单片机的第42引脚、第38电阻R38的I脚后接P24端；第6引脚接P03端；第4引脚连接单片机的第10引脚、第40电阻R40的I脚后接P05端；第2引脚连接单片机第44引脚、第39电阻R39的I脚后接P23端；第9引脚、第10引脚连接后接地；第7引脚、第8引脚悬空；第38电阻R38的2脚连接第41电阻R41的2脚、第40电阻R40的2脚、第42电阻R42的2脚和第39电阻R39的2脚后接+5V电源；
[0015]分电路包括光电隔离驱动芯片U9、运算放大器Ul和U4、光电隔离片G1、G2和G6、三极管 N1、二极管 Z4、可调电位器 Pl 和 P6、电阻 R2、R4、R5、R19、R31 ?R34、R36、R46、R48、R59和R60，电容E5、E17、E21、C4和C19 ;光电隔离驱动芯片U9的型号是MCI4066，光电隔离片的型号是PC817C，运算放大器的型号是LM358，二极管的型号是TL431，三极管的型号是2N5551，电容E5、E17、E21是瓷片电容，电容C4和C19是电解电容；所述光电隔离驱动芯片U9的第3引脚(0ut2)连接第2引脚(Outl)、第10引脚(0ut4)和第8引脚(IN3)后接CDK3端；第I引脚(IN3)连接第4引脚(IN2)、第9引脚(0ut3)、第11引脚(IN4)及第34电阻R34的I脚后接CDK2端；第6引脚(Ctrl3)连接第5引脚(Ctrl2)、第13引脚(Ctrll)、第12引脚(Ctrl4)及第46电阻R46的2脚后接CDKl端；第14引脚(VCC)接+5A电源；第7脚(GND)接地；第34电阻R34的2脚连接第4运算放大器U4的I脚；第46电阻R46的I脚连接第4运算放大器U4的4脚后接ZD-端；第4运算放大器U4的8脚接+5V电源；U4的2脚连接7脚、第60电阻R60的2脚、运算放大器Ul的6脚后接⑶DLFD端；U4的3脚连接第59电阻R59的2脚、第6可调电位器P6的I脚及2脚(滑动触点)；U4的5脚连接第32电阻R32的I脚后接CE端；U4的6脚连接第60电阻R60的I脚和第33电阻R33的2脚；第32电阻R32的2脚和第33电阻R33的I脚连接后接ZD-端；第6可调电位器P6的3脚连接第4 二极管Z4的I脚及2脚、第19电容C19的I脚、第21电容E21的I脚和第31电阻R31的2脚；第31电阻R31的I脚接+5电源；第59电阻R59的I脚连接第4 二极管Z4的3脚、第19电容C19的2脚和第21电容E21的2脚后接地；第I运算放大器Ul的I脚连接2脚和第48电阻R48的2脚；U1的3脚连接第17电容E17的I脚、第36电阻的2脚后接⑶K3端；U1的4脚连接第I可调电位器Pl的3脚、第17电容E17的2脚、第36电阻R36的I脚后接ZD-端;U1的5脚连接第I可调电位器Pl的2脚(滑动触点);U1的7脚连接第2电阻R2的I脚；第I可调电位器Pl的I脚接+5A电源；第48电阻R48的I脚接第6光电隔离片G6的I脚；G6的2脚接ZD-端；G6的3脚接DYKE-端；G6的4脚接DYKE+端；第2电阻R2的2脚连接第5电容E5的I脚和第I光电隔离片Gl的4脚；第5电容E5的2脚接ZD-端；第I光电隔离片Gl的3脚接CB端；G1的I脚连接第2光电隔离片G2的I脚及G2的4脚后接+5V电源；G1的2脚连接王的3脚和第19电阻R19的2脚；第19电阻R19的I脚接MCXD端；第2光电隔离器G2的2脚连接第4电阻R4的2脚；第4电阻R4的I脚连接第I三极管NI的3脚(集电极)；第I三极管NI的I脚9 (基极)连接第5电阻R5的I脚；第5电阻R5的2脚连接第4电容C4的2脚后接FB端；第4电容C4R I脚连接第I三极管NI的2脚(发射极)后接地。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0017]I)本实用新型具有对电池进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、计算剩余容量、放电功率、报告SOC、SOH、DOD状态显示管理功能。
[0018]2)本实用新型具有过压保护功能(OV)、电池热管理功能、电池均衡管理功能、电池状态指示及报警功能、通讯功能、BMS板自检及日志、电池荷电状态、电池组/电芯健康状态显示评价功能；
[0019]3)本实用新型通过软件针对不同类型的储能电池设计了相应的充电方法，使每种储能电池都能在最佳充电方法下充电；对于不同容量的储能电池，在选择好充电方法时只要设定充电参数即可快速稳定地为储能电池充电；
[0020]4)本实用新型对于电动车还可根据电池的电压电流及温度，用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，还可通过CAN总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通讯；
[0021]5)本实用新型具有设备简单、体积小重量轻、反应速度快、运用灵活、可靠性高、成本低、使用寿命长等优点，适合输出的直流电压平稳、纹波小，充电过程控制精度高，能快速稳定地为各类蓄电池充电，并在蓄储能电池充满电后及时停止充电，有实际应用推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的系统结构示意图。
[0023]图2是本实用新型的主电路图。
[0024]图3是本实用新型的分电路图。
[0025]图4是本实用新型的充电程序流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0027]见图1，是本实用新型的系统结构示意图；见图2-图3，是一实用新型的主电路图和分电路图。本实用新型一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统，由主电路和分电路组成，主电路包括单片机、电压输入电路、电源电路、振荡电路、键盘输入及显示报警电路、信号采集处理电路和信号输出电路，电源电路另外连接分电路；
[0028]单片机型号为8XC196KC20，其第I引脚(Vcc)与第37引脚(Vpp)、第64引脚(Busw)及第2引脚(EA)连接后接第43电阻R43的2脚；第4引脚(P0.3)连接第43电阻R43的I脚后接P03端；第5引脚(P0.1)接ACl端；第6引脚(P0.0)连接第8电容C8的I脚、第16电容E16的I脚、第I电阻Rl的2脚、第3 二极管的2脚、第5可调电位器P5的I脚及2脚(滑动触点)连接后接ACO端；第7引脚(P0.2)与第9电容C9的I脚、第6电容E6的I脚连接后接AC7端；第9引脚(P0.7)接BUSY端；第13引脚(VREF)连接第26电阻R26的I脚；第16引脚(RESET)连接第25电阻R25的2脚、第15电容E15的I脚及电源管理芯片UlO的第I引脚；第19引脚(P1.0)连接按键控制芯片U8的第2引脚(IAl);第20引脚(P1.D连接按键控制芯片U8的第4引脚(1A2);第21引脚(P1.2)连接按键控制芯片U8的第6引脚(1A3);第22引脚(P1.3)连接按键控制芯片U8的第8引脚(1A4);第24引脚(HS1.0)连接第28电阻R28的2脚；第25引脚(HS1.1)连接第45电阻R45的2脚；第28引脚(HS0.0)连接信号采集处理芯片U13的第I引脚(IA)和第2引脚(IB);第30引脚(P1.5)连接按键控制芯片U8的第13引脚(2A2);第31引脚(P1.6)连接按键控制芯片U8的第15引脚(2A3);第32引脚(P1.7)连接按键控制芯片U8的第17引脚(2A4);第35引脚((HS0.3)连接按键控制芯片U8的第11引脚((2A1);第38引脚(P2.7)连接BUSY端；第40引脚(WRL/WR)连接WR端；第42引脚(P2.4)连接第38电阻R38的I脚和接线端子J6的第I引脚后接接线端子J6的P24端；第43引脚(READY)连接第53电阻R53的I脚；第11引脚(P0.4)连接R41电阻R41的I脚和接线端子J6的第5引脚后接接线端子J6的P04端；第10引脚(P0.5)连接第40电阻R40的I脚和接线端子J6的第4引脚后接接线端子J6的P05端；第8引脚(P0.6)连接第42电阻R42的I脚和接线端子J6的第3引脚后接接线端子J6的P06端；第44引脚(P2.3)连接第39电阻R39和接线端子J6的第2引脚后接接线端子J6的P23端；第45引脚(AD15/P4.7)连接AD15端；第46引脚(AD14/P4.6)连接AD14端；第47引脚(AD13/P4.5)连接AD13端；第48引脚(AD12/P4.4)连接AD12 端；第49 引脚(AD11/P4.3)连接 ADll 端；第 50 引脚(AD10/P4.2)连接 ADlO 端;第 51引脚(AD9/P4.1)连接AD9端；第52引脚(AD8/P4.0)连接AD8端；第53引脚(AD7/P3.7)连接AD7端；第54引脚(AD6/P3.6)连接AD6端?’第55引脚(AD5/P3.5)连接AD5端；第56引脚(AD4/P3.4)连接AD4端；第57引脚(AD3/P3.3)连接AD3端；第58引脚(AD2/P3.2)连接AD2端；第59引脚(AD1/P3.1)连接ADl端；第60引脚(AD0/P3.0)连接ADO端；第61引脚(RD)连接RD端；第62引脚(ALE)连接ALE端；第66引脚连接晶体振荡器XTALl的一端、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚；第67引脚连接晶体振器XTALl的另一端、第30电阻R30的I脚和第13电容C13的I脚；单片机的第12引脚(ANGND)、第14引脚(VSS)、第15引脚(P2.2)、第36引脚(GND)、第3引脚(NMI)、第68引脚(Vss)接地；单片机的第17引脚(P2.1)、第18引脚(P2.0)、第23引脚(PL 4/PWM2)、第26引脚(HS0.4)、第27引脚(HS0.5)、第29引脚(HS0.1)、第33引脚(P2.6)、第34引脚(HS0.2)、第39引脚(P2.5)、第 41 引脚(WRH/BHE)、第 63 引脚(INST)和第 65 引脚(CLKOUT)悬空；
[0029]电压输入电路包括二极管Z3和Z2、可调电位器P5、电阻R1、R26、R27和R29，电容C7、C8、C9、E6、E13和E16，二极管Z2的型号是TL431，二极管Z3的型号是1N5994A ;电容C7、C8、C9是电解电容，电容E6、E13和E16是瓷片电容；所述第3 二极管Z3的I脚(阳极)连接可调电位器P5的3脚后接地，第3 二极管Z3的2脚(阴极)连接第5可调电位器P5的I脚和2脚(滑动触点)、第I电阻Rl的2脚、第16电容E16的I脚、第8电容C8的I脚和单片机的第6引脚后接ACO端；第6电容E6的I脚、第9电容C9的I脚和单片机的7引脚后接ACO端；第16电容E16的2脚、第8电容C8的2脚、第6电容E6的2脚、第9电容C9的2脚连接后接地；第I电阻Rl的I脚接ZD-端；第2 二极管Z2的I脚连接第7电容C7的I脚、第13电容E13的I脚后接第29电阻R29的2脚；第2 二极管Z2的2脚连接第26电阻R26的2脚和第27电阻R27的I脚；第2 二极管的3脚连接第13电容E13的2脚、第7电容C7和第27电阻R27的2端；第2 二极管2的2脚连接第27电阻的I脚和第26电阻R26的2脚?’第26电阻R26的I脚连接单片机的第13引脚；
[0030]电源电路包括电源管理芯片U10、电阻R25和电容E15，E15为瓷片电容；电源管理芯片UlO的型号为MC34064，其第I引脚(RESET)连接第25电阻的2脚、第15电容E15的I脚和单片机的第16引脚；第2引脚(IN)连接第25电阻R25的I脚和电源电压+5V端；第3引脚(GND)连接第15电容E15的2脚后接地；
[0031]振荡电路包括晶体振荡器XTALl、电阻R30和电容C12、C13，电容C12、C13是电解电容；晶体振荡器XTALl的一端连接单片机的第67引脚、第30电阻R30的I脚和第13电容C13的I脚，另一端连接单片机的第66引脚、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚，第12电容C12的I脚连接第13电容C13的2脚；
[0032]键盘输入及显示报警电路包括按键控制芯片U8、三极管P8、电阻R28、R44、R45和R49、电容Cll和E8以及扬声器B4，按键控制芯片U8的型号为74HC244，三极管P8的型号为2SA1013，电容Cll为电解电容，电容E8为瓷片电容；按键控制芯片U8的第2引脚(IAl)连接单片机的第19引脚；第3引脚(2Y4)连接LCMCS2端；第4引脚(1A2)连接单片机的第20引脚；第5引脚(2Y3)连接LCMRS端；第6引脚(1A3)连接单片机的第21引脚；第7引脚(2Y2)连接LREST端；第8引脚(1A4)连接单片机的第22引脚；第9引脚(2Y1)连接第49电阻R49的2脚；第I引脚(IG)连接第10引脚(GND)和第19引脚(2G)后接地；第11引脚(2A1)连接单片机的第35引脚；第12引脚(1Y4)连接CDDLLB端；第13引脚(2A2)连接单片机的第30引脚;第14引脚(1Y3)连接FDKE端；第15引脚(2A3)连接单片机的第31引脚；第16引脚(1Y2)连接MCFD端；第17引脚(2A4)连接单片机的第32引脚；第18引脚(IYl)连接信号采集处理芯片U13的第5、第6引脚后连接图像传感器MC⑶端；第20引脚(VCC)连接+5V电源；三极管P8的型号为2SA1013 ?’第49电阻R49的I脚连接第44电阻R44的I脚和三极管P8的基极；第44电阻R44的2脚连接三极管P8的发射极、第11电容Cll的I脚和第8电容E8的I脚后接+5V电源；三极管P8的集电极连接扬声器B4的一端，扬声器B4的另一端连接第11电容Cll的2脚和第8电容E8的2脚后接地；
[0033]信号采集处理电路包括信号采集处理芯片U13、U14、光电隔离片G5和电阻R47，光电隔离片G5的型号是PC817C，信号采集处理芯片U13的型号是74HC21，信号采集处理芯片U14的型号是74HC138 ;信号采集处理芯片U13的第I引脚(IA)连接第2引脚(IB)后接单片机的第28引脚；第4引脚(IC)连接第5引脚(ID)、按键控制芯片U8的第18引脚后接图像传感器MCXD端；第6引脚(IY)连接第47电阻R47的I脚后接KGDYKZ端；第8引脚(2Y)接CN端；第9引脚(2A)连接信号采集处理芯片U14的第7引脚(Y7);第10引脚(2B)连接U14的第9引脚(Y6);第12引脚(2C)连接U14的第10引脚(Y5);第13引脚(2D)连接U14的第11引脚(Y4);第14引脚(Vcc)连接U14的第O引脚(El)和第16引脚(Vcc)后接+5V电源；信号采集处理芯片U14的第I引脚(AO)接AD13端；第2引脚(Al)接AD14端；第3引脚(A2)接AD15端；第12引脚(Y3)接LCMCN端;第4引脚(Fl)连接第5引脚(F2)、第6引脚(GND)和U13的第7引脚(GND)后接地；信号采集处理芯片U13的第3引脚(NC)、信号采集处理芯片U14的第13引脚(Y2)、第14引脚(Yl)和第15引脚(YO)悬空；第47电阻R47的2脚接第5光电隔离片G5的2脚；第5光电隔离片G5的I脚接+5电源；3脚接CDKl端；4脚接+5A电源；
[0034]信号输出电路包括接线端子J6、电阻R38?R42，接线端子J6的第3引脚连接单片机的第8引脚、第42电阻R42的I脚后接P06端；第5引脚连接单片机的第11引脚、第41电阻R41的I脚后接P04端；第I引脚连接单片机的第42引脚、第38电阻R38的I脚后接P24端；第6引脚接P03端；第4引脚连接单片机的第10引脚、第40电阻R40的I脚后接P05端；第2引脚连接单片机第44引脚、第39电阻R39的I脚后接P23端；第9引脚、第10引脚连接后接地；第7引脚、第8引脚悬空；第38电阻R38的2脚连接第41电阻R41的2脚、第40电阻R40的2脚、第42电阻R42的2脚和第39电阻R39的2脚后接+5V电源；
[0035]分电路包括光电隔离驱动芯片U9、运算放大器Ul和U4、光电隔离片G1、G2和G6、三极管 N1、二极管 Z4、可调电位器 Pl 和 P6、电阻 R2、R4、R5、R19、R31 ?R34、R36、R46、R48、R59和R60，电容E5、E17、E21、C4和C19 ;光电隔离驱动芯片U9的型号是MCI4066，光电隔离片的型号是PC817C，运算放大器的型号是LM358，二极管的型号是TL431，三极管的型号是2N5551，电容E5、E17、E21是瓷片电容，电容C4和C19是电解电容；所述光电隔离驱动芯片U9的第3引脚(0ut2)连接第2引脚(Outl)、第10引脚(0ut4)和第8引脚(IN3)后接CDK3端；第I引脚(IN3)连接第4引脚(IN2)、第9引脚(0ut3)、第11引脚(IN4)及第34电阻R34的I脚后接CDK2端；第6引脚(Ctrl3)连接第5引脚(Ctrl2)、第13引脚(Ctrll)、第12引脚(Ctrl4)及第46电阻R46的2脚后接CDKl端；第14引脚(VCC)接+5A电源；第7脚(GND)接地；第34电阻R34的2脚连接第4运算放大器U4的I脚；第46电阻R46的I脚连接第4运算放大器U4的4脚后接ZD-端；第4运算放大器U4的8脚接+5V电源；U4的2脚连接7脚、第60电阻R60的2脚、运算放大器Ul的6脚后接⑶DLFD端；U4的3脚连接第59电阻R59的2脚、第6可调电位器P6的I脚及2脚(滑动触点)；U4的5脚连接第32电阻R32的I脚后接CE端；U4的6脚连接第60电阻R60的I脚和第33电阻R33的2脚；第32电阻R32的2脚和第33电阻R33的I脚连接后接ZD-端；第6可调电位器P6的3脚连接第4 二极管Z4的I脚及2脚、第19电容C19的I脚、第21电容E21的I脚和第31电阻R31的2脚；第31电阻R31的I脚接+5电源；第59电阻R59的I脚连接第4 二极管Z4的3脚、第19电容C19的2脚和第21电容E21的2脚后接地；第I运算放大器Ul的I脚连接2脚和第48电阻R48的2脚;U1的3脚连接第17电容E17的I脚、第36电阻的2脚后接⑶K3端;U1的4脚连接第I可调电位器Pl的3脚、第17电容E17的2脚、第36电阻R36的I脚后接ZD-端;U1的5脚连接第I可调电位器Pl的2脚(滑动触点);U1的7脚连接第2电阻R2的I脚；第I可调电位器Pl的I脚接+5A电源；第48电阻R48的I脚接第6光电隔离片G6的I脚；G6的2脚接ZD-端；G6的3脚接DYKE-端；G6的4脚接DYKE+端;第2电阻R2的2脚连接第5电容E5的I脚和第I光电隔离片Gl的4脚；第5电容E5的2脚接ZD-端；第I光电隔离片Gl的3脚接CB端；G1的I脚连接第2光电隔离片G2的I脚及G2的4脚后接+5V电源；G1的2脚连接王的3脚和第19电阻R19的2脚；第19电阻R19的I脚接MCXD端；第2光电隔离器G2的2脚连接第4电阻R4的2脚；第4电阻R4的I脚连接第I三极管NI的3脚(集电极)；第I三极管NI的I脚9 (基极)连接第5电阻R5的I脚；第5电阻R5的2脚连接第4电容C4的2脚后接FB端；第4电容C4R I脚连接第I三极管NI的2脚(发射极)后接地。
[0036]本实用新型的核心元件是单片机8XC196KC20、LM358运算放大器和驱动芯片MC14066,高密度集成单片机8XC196KC20是属于24位CPU特殊功能寄存器、48字节RAM寄存器、8MHzl6位总线速度的动态配置，5个8位I/O端口、16位看门狗定时器、可实现一次性编程并带温度扩展通道。配合具有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器LM358，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。因此，本实用新型具有内部频率补偿、直流电压增益高(约10dB)，单位增益频带宽(约IMHz)、电源电压范围宽、单电源(3—30V)、双电源(±1.5一土 15V)、低功耗电流适合于电池供电、低输入偏置电流、低输入失调电压和失调电流、共模输入电压范围宽等特点，能实现为各类储能电池充电的多功能安全快速充电。本实用新型还采用具有四个独立的具有双向信号选通可控数字或模拟信号开关，实现对信号的调制、解调、斩波的COMS逻辑电路MC14066，该电路通过光电隔离系统可以实现对输入信号电流的整定，又可以工作在较大功率场合，发挥了全桥电路的优势。
[0037]本实用新型一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统对充电过程中的充电电压、电流通过单片机实时控制，整个充电系统为反馈控制系统，单片机通过实时检测充电过程中的电流、电压及温度监测整个充电过程，有效地避免了充电过程中过流、过压及过热现象，使充电过程安全稳定地进行。
[0038]由于信号采集需用光电隔离驱动，本实用新型选用PC817C专用光电隔离片、驱动芯片MC14066组成分电路。
[0039]本实用新型一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统，采用BMS电池管理系统的基本保护功能，包括以下几种电池保护控制回路:
[0040]I)充电控制回路
[0041]选用飞思卡尔8XC196KC20单片机作为控制核心进行数据采集和控制，采用四位三态数据缓冲器74HC244八同相三态缓冲/线驱动器，通过光电隔离器与MC14066双向可控数字或模拟信号连接。
[0042]程序存储器在CPU中运算速度快，处理能力大。该芯片集成了 16路24位高精度的A/D转换器，能直接对蓄电池的充电电压、电流及温度进行检测，2路PWM可直接输出到MC14066芯片控制LM358的通断，简化了单片机外围电路的设计。在充电时，含制动能量回收，任一电池的充电电压超过设定值时，充电电压自动减小，防止电池过充电。
[0043]2)电压检测回路
[0044]本实用新型选用电阻分压式结构，并联在充电电路中监测电压信号，电压信号从PADO 口经单片机自带A/D转换器传至单片机进行处理，这种结构能根据外面的实际电压自动选用相应的量程检测电压，使电压越小时，检测到的电压精度越高，有助于更精确地控制充电过程中的充电电压的变化。同时具备低压保护功能(UV)，放电时，任一电池的放电电压低于设定值时，停止放电，防止电池过放电。
[0045]3)电流检测回路
[0046]本实用新型选用霍尔式电流传感器检测充电电流信号，并将检测到的电流信号经过一定的换算处理从PADl 口经单片机自带的A/D转换器传至单片机进行处理，该传感器精度高，能精确的检测到充电电流0.1A的变化。同时具备过流保护功能(OC)，充、放电时，电池的电流超过设定值，自动限制电流的增长。另外还具备短路保护功能(SC)，充、放电时和停车休眠状态，遇到电池发生短路，自动切断电路。
[0047]4)温度检测回路
[0048]本实用新型选用热敏电阻检测充电过程中电池温度信号，实际应用时将热敏电阻贴在电池上检测电池温度，该热敏电阻能准确检测到充电过程中电池温度的变化量，温度信号经PAD2 口传至单片机进行处理，防止充电过程中电池过热，使充电过程能平稳、安全的进行。具有高温保护功能(OT)，无论是充电还是放电时或者停车休眠状态，任一电池的温度超过设定值时启动电池热管理系统，降低电池温度，在超过允仵的最高温度时，要立即自动切断电路。具有低温保护功能(UT)，充电时，电池的温度低于设定值时，自动改变充电流，一般要减少到充电电流的1/3 ;放电时，电池的温度低于设定值时，启动电池热管理系统，提高电池温度。
[0049]本实用新型选用带中文字库的12864液晶屏，液晶屏模块与单片机的PA、PB 口相连，能实时显示充电过程中的充电电压、充电电流以及电池的端电压和温度，并在空闲时能显示日历、4路PWM波的占空比等。
[0050]本实用新型选用4x4矩阵键盘。通过按键可切换到蓄电池充电方法选择、充电参数设定、日历调整、4路PWM波的占空比显示及充电电压、充电电流、电池的端电压和温度显示等界面。
[0051]PWM的输出频率由一个定时器/计数器设定的高频交流电交变周期决定，本系统PWM 波形的占空比可表示为:[(PWMPERx — PWMDTYx)/PWMPERx] X 100%，其中 PWMPERx 表示PWM通道寄存器，PWMDTYx表示PWM通道占空比寄存器。
[0052]本实用新型一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统的系统软件用C语言编写，经过汇编、仿真调试写入单片机的内部程序存储器中，实现系统软件的结构层次化、功能模块化，软件的可读性、可维护性和可扩展性强。
[0053]本实用新型一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统的工作原理是:先将220V单相工频交流电进行整流，再经过大电容滤波得到300V左右的直流电，通过电容滤波和稳压处理得到电压可调，经电感电容滤波最后得到纹波很小的直流电为储能电池充电。数据采集电路首先采集电池状态信息数据，再由电子控制单元(ECU(车载电脑)、CPU)进行数据处理和分析，根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令，并向外界传递信息。每个MC14066芯片需要3个电压等级即6.5V、9V、5V为其供电，其中5V电压同时为8XC196KC20单片机供电。
[0054]本实用新型一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统针对不同类型的蓄电池，设计了相应的充电方法，软件主要由初始化、充电前电池好坏检测、充电阶段和充电保护等部分组成。
[0055]本实用新型主要应用磷酸铁锂进行试验，其充电阶段由小电流充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段3部分组成，其程序流程图如图4所示。
[0056]充电阶段:电池检测程序完成后，开始对电池进行小电流充电，充电速率约为1/5C左右；当小电流充电至电池电压达到参考值时，系统进入恒流充电阶段，此阶段为储能电池的快速充电阶段，充电速率为1-2C ;当充电电压达到设定的电池的最大充电电压时，系统进入恒压充电阶段，随着电池电压逐渐上升，充电电流逐渐减小；当充电电流减小到设定参考值时，系统判断储能电池充足停止充电。
[0057]充电保护部分:充电过程中不断监测电池电压是否超过安全值、温度或温度变化率是否达到限定值，如有上述情况立即终止充电。检测电池电压是为了防止锂离子电池和铅蓄电池过充，检测温度和温度变化率是否达到限定值，是为了防止镍氢和镍镉电池过充。
[0058]上述充电阶段是针对锂离子电池设计的，实际中主要用磷酸铁锂电池组进行实验，对于其它类型储能电池，在软件上设定了相应的充电方法；铅蓄电池充电阶段同锂离子电池，即先小电流预充，再恒流充电、最后恒压充电，当恒压充电电流小到一定程度时，系统判断电池充足并停止充电；镍镉电池，先小电流预充，再快速恒流充电，当检测到电池电压第一次下降时，系统判断电池充足并停止充电；镍氢电池，先小电流预充，再快速恒流充电，当电池电压出现零增长时，判断电池充足并停止充电。
[0059]铅蓄电池和锂离子电池自放电率低，电池充满后可直接停止充电，镍氢和镍镉电自放电率高，如夜间无人看守充电时，可在电池充足后采用涓流充电方式给电池补充电荷，使储能电池保持充足电状态。
【权利要求】
1.一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统，其特征在于，由主电路和分电路组成，主电路包括单片机、电压输入电路、电源电路、振荡电路、键盘输入及显示报警电路、信号采集处理电路和信号输出电路，电源电路另外连接分电路； 单片机型号为8XC196KC20，其第I引脚(Vcc)与第37引脚（Vpp)、第64引脚(Busw)及第2引脚（EA)连接后接第43电阻R43的2脚；第4引脚（PO. 3)连接第43电阻R43的I脚后接P03端；第5引脚（PO. I)接ACl端；第6引脚（PO. O)连接第8电容C8的I脚、第16电容E16的I脚、第I电阻Rl的2脚、第3 二极管的2脚、第5可调电位器P5的I脚及2脚（滑动触点）连接后接ACO端；第7引脚(PO. 2)与第9电容C9的I脚、第6电容E6的I脚连接后接AC7端；第9引脚(PO. 7)接BUSY端；第13引脚(VREF)连接第26电阻R26的I脚?’第16引脚（RESET)连接第25电阻R25的2脚、第15电容E15的I脚及电源管理芯片UlO的第I引脚；第19引脚(P1. O)连接按键控制芯片U8的第2引脚(IAl);第20引脚(PI. D连接按键控制芯片U8的第4引脚(1A2);第21引脚(P1. 2)连接按键控制芯片U8的第6引脚(1A3);第22引脚(P1. 3)连接按键控制芯片U8的第8引脚(1A4);第24引脚（HSI. O)连接第28电阻R28的2脚；第25引脚（HSI. I)连接第45电阻R45的2脚；第28引脚(HSO. O)连接信号采集处理芯片U13的第I引脚(IA)和第2引脚(IB);第30引脚（P1. 5)连接按键控制芯片U8的第13引脚（2A2);第31引脚（P1. 6)连接按键控制芯片U8的第15引脚(2A3);第32引脚(P1. 7)连接按键控制芯片U8的第17引脚(2A4);第35引脚((HSO. 3)连接按键控制芯片U8的第11引脚(2A1);第38引脚(P2. 7)连接BUSY端；第40引脚(WRL/WR)连接WR端；第42引脚(P2. 4)连接第38电阻R38的I脚和接线端子J6的第I引脚后接接线端子J6的P24端；第43引脚（READY)连接第53电阻R53的I脚；第11引脚（PO. 4)连接R41电阻R41的I脚和接线端子J6的第5引脚后接接线端子J6的P04端；第10引脚(PO. 5)连接第40电阻R40的I脚和接线端子J6的第4引脚后接接线端子J6的P05端；第8引脚（PO. 6)连接第42电阻R42的I脚和接线端子J6的第3引脚后接接线端子J6的P06端；第44引脚（P2. 3)连接第39电阻R39和接线端子J6的第2引脚后接接线端子J6的P23端；第45引脚(AD15/P4. 7)连接AD15端；第46引脚(AD14/P4. 6)连接 ADlUj^ ;第47 引脚(AD13/P4. 5)连接 AD13 端；第 48 引脚(AD12/P4. 4)连接 AD12 端；第49引脚(AD11/P4. 3)连接ADll端；第50引脚(AD10/P4. 2)连接ADlO端；第51引脚(AD9/P4. I)连接AD9端；第52引脚(AD8/P4. O)连接AD8端；第53引脚(AD7/P3. 7)连接AD7端?’第54引脚(AD6/P3. 6)连接AD6端；第55引脚(AD5/P3. 5)连接AD5端；第56引脚(AD4/P3. 4)连接AD4端；第57引脚(AD3/P3. 3)连接AD3端；第58引脚(AD2/P3. 2)连接AD2端?’第59引脚(AD1/P3. I)连接ADl端；第60引脚(AD0/P3. O)连接ADO端；第61引脚（RD)连接RD端；第62引脚（ALE)连接ALE端；第66引脚连接晶体振荡器XTALl的一端、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚；第67引脚连接晶体振器XTALl的另一端、第30电阻R30的I脚和第13电容C13的I脚；单片机的第12引脚（ANGND)、第14引脚(VSS)、第15引脚(P2. 2)、第36引脚(GND)、第3引脚(NMI)、第68引脚(Vss)接地；单片机的第17引脚(P2. I)、第18引脚(P2. O)、第23引脚(PL 4/PWM2)、第26引脚(HS0. 4)、第27引脚(HS0. 5)、第29引脚(HS0. I)、第33引脚(P2. 6)、第34引脚(HS0. 2)、第39引脚(P2. 5)、第 41 引脚(WRH/BHE)、第 63 引脚(INST)和第 65 引脚(CLKOUT)悬空； 电压输入电路包括二极管Z3和Z2、可调电位器P5、电阻Rl、R26、R27和R29，电容C7、C8、C9、E6、E13和E16，二极管Z2的型号是TL431，二极管Z3的型号是1N5994A ;电容C7、C8、C9是电解电容，电容E6、E13和E16是瓷片电容；所述第3 二极管Z3的I脚(阳极)连接可调电位器P5的3脚后接地，第3 二极管Z3的2脚(阴极)连接第5可调电位器P5的I脚和2脚(滑动触点)、第I电阻Rl的2脚、第16电容E16的I脚、第8电容C8的I脚和单片机的第6引脚后接ACO端；第6电容E6的I脚、第9电容C9的I脚和单片机的7引脚后接ACO端；第16电容E16的2脚、第8电容C8的2脚、第6电容E6的2脚、第9电容C9的2脚连接后接地；第I电阻Rl的I脚接ZD-端；第2 二极管Z2的I脚连接第7电容C7的I脚、第13电容E13的I脚后接第29电阻R29的2脚；第2 二极管Z2的2脚连接第26电阻R26的2脚和第27电阻R27的I脚；第2 二极管的3脚连接第13电容E13的2脚、第7电容C7和第27电阻R27的2端；第2 二极管2的2脚连接第27电阻的I脚和第26电阻R26的2脚；第26电阻R26的I脚连接单片机的第13引脚； 电源电路包括电源管理芯片U10、电阻R25和电容E15，E15为瓷片电容；电源管理芯片UlO的型号为MC34064，其第I引脚(RESET)连接第25电阻的2脚、第15电容E15的I脚和单片机的第16引脚；第2引脚(IN)连接第25电阻R25的I脚和电源电压+5V端；第3引脚(GND)连接第15电容E15的2脚后接地； 振荡电路包括晶体振荡器XTAL1、电阻R30和电容C12、C13，电容C12、C13是电解电容；晶体振荡器XTALl的一端连接单片机的第67引脚、第30电阻R30的I脚和第13电容C13的I脚，另一端连接单片机的第66引脚、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚，第.12电容C12的I脚连接第13电容C13的2脚； 键盘输入及显示报警电路包括按键控制芯片U8、三极管P8、电阻R28、R44、R45和R49、电容Cll和E8以及扬声器B4，按键控制芯片U8的型号为74HC244，三极管P8的型号为.2SA1013,电容Cll为电解电容，电容E8为瓷片电容；按键控制芯片U8的第2引脚(IAl)连接单片机的第19引脚；第3引脚(2Y4)连接LCMCS2端；第4引脚(1A2)连接单片机的第.20引脚；第5引脚(2Y3)连接LCMRS端；第6引脚(1A3)连接单片机的第21引脚；第7引脚(2Y2)连接LREST端；第8引脚(1A4)连接单片机的第22引脚；第9引脚(2Y1)连接第.49电阻R49的2脚；第I引脚(IG)连接第10引脚(GND)和第19引脚(2G)后接地；第11引脚(2A1)连接单片机的第35引脚；第12引脚(1Y4)连接CDDLLB端；第13引脚(2A2)连接单片机的第30引脚；第14引脚(1Y3)连接FDKE端；第15引脚(2A3)连接单片机的第31引脚；第16引脚(1Y2)连接MCFD端；第17引脚(2A4)连接单片机的第32引脚；第18引脚(IYl)连接信号采集处理芯片U13的第5、第6引脚后连接图像传感器MC⑶端；第20引脚(VCC)连接+5V电源；三极管P8的型号为2SA1013 ?’第49电阻R49的I脚连接第44电阻R44的I脚和三极管P8的基极；第44电阻R44的2脚连接三极管P8的发射极、第11电容Cll的I脚和第8电容E8的I脚后接+5V电源；三极管P8的集电极连接扬声器B4的一端，扬声器B4的另一端连接第11电容Cll的2脚和第8电容E8的2脚后接地； 信号采集处理电路包括信号采集处理芯片U13、U14、光电隔离片G5和电阻R47，光电隔离片G5的型号是PC817C，信号采集处理芯片U13的型号是74HC21，信号采集处理芯片U14的型号是74HC138 ;信号采集处理芯片U13的第I引脚(IA)连接第2引脚(IB)后接单片机的第28引脚；第4引脚(IC)连接第5引脚(ID)、按键控制芯片U8的第18引脚后接图像传感器MCCD端；第6引脚(IY)连接第47电阻R47的I脚后接KGDYKZ端；第8引脚(2Y)接CN端;第9引脚(2A)连接信号采集处理芯片U14的第7引脚(Y7);第10引脚(2B)连接U14的第9引脚(Y6);第12引脚(2C)连接U14的第10引脚(Y5);第13引脚(2D)连接U14的第11引脚(Y4);第14引脚(Vcc)连接U14的第O引脚(El)和第16引脚(Vcc)后接+5V电源；信号采集处理芯片U14的第I引脚(AO)接AD13端；第2引脚(Al)接AD14端；第3引脚(A2)接AD15端；第12引脚(Y3)接LCMCN端;第4引脚(Fl)连接第5引脚(F2)、第6引脚(GND)和U13的第7引脚(GND)后接地；信号采集处理芯片U13的第3引脚(NC)、信号采集处理芯片U14的第13引脚(Y2)、第14引脚(Yl)和第15引脚(YO)悬空；第47电阻R47的2脚接第5光电隔离片G5的2脚；第5光电隔离片G5的I脚接+5电源；3脚接CDKl端；4脚接+5A电源； 信号输出电路包括接线端子J6、电阻R38?R42，接线端子J6的第3引脚连接单片机的第8引脚、第42电阻R42的I脚后接P06端；第5引脚连接单片机的第11引脚、第41电阻R41的I脚后接P04端；第I引脚连接单片机的第42引脚、第38电阻R38的I脚后接P24端；第6引脚接P03端；第4引脚连接单片机的第10引脚、第40电阻R40的I脚后接P05端;第2引脚连接单片机第44引脚、第39电阻R39的I脚后接P23端；第9引脚、第10引脚连接后接地；第7引脚、第8引脚悬空；第38电阻R38的2脚连接第41电阻R41的2脚、第40电阻R40的2脚、第42电阻R42的2脚和第39电阻R39的2脚后接+5V电源； 分电路包括光电隔离驱动芯片U9、运算放大器Ul和U4、光电隔离片G1、G2和G6、三极管 N1、二极管 Z4、可调电位器 Pl 和 P6、电阻 R2、R4、R5、R19、R31 ?R34、R36、R46、R48、R59和R60,电容E5、E17、E21、C4和C19 ;光电隔离驱动芯片U9的型号是MCI4066，光电隔离片的型号是PC817C，运算放大器的型号是LM358，二极管的型号是TL431，三极管的型号是2N5551，电容E5、E17、E21是瓷片电容，电容C4和C19是电解电容；所述光电隔离驱动芯片U9的第3引脚(Out2)连接第2引脚(Outl)、第10引脚(0ut4)和第8引脚(IN3)后接CDK3端；第I引脚(IN3)连接第4引脚(IN2)、第9引脚(0ut3)、第11引脚(IN4)及第34电阻R34的I脚后接CDK2端；第6引脚(Ctrl3)连接第5引脚(Ctrl2)、第13引脚(Ctrll)、第.12引脚(Ctrl4)及第46电阻R46的2脚后接CDKl端；第14引脚(VCC)接+5A电源；第7脚(GND)接地；第34电阻R34的2脚连接第4运算放大器U4的I脚；第46电阻R46的I脚连接第4运算放大器U4的4脚后接ZD-端；第4运算放大器U4的8脚接+5V电源；U4的.2脚连接7脚、第60电阻R60的2脚、运算放大器Ul的6脚后接⑶DLFD端；U4的3脚连接第59电阻R59的2脚、第6可调电位器P6的I脚及2脚(滑动触点)；U4的5脚连接第32电阻R32的I脚后接CE端；U4的6脚连接第60电阻R60的I脚和第33电阻R33的2脚；第32电阻R32的2脚和第33电阻R33的I脚连接后接ZD-端；第6可调电位器P6的3脚连接第4 二极管Z4的I脚及2脚、第19电容C19的I脚、第21电容E21的I脚和第31电阻R31的2脚；第31电阻R31的I脚接+5电源；第59电阻R59的I脚连接第4 二极管Z4的3脚、第19电容C19的2脚和第21电容E21的2脚后接地；第I运算放大器Ul的I脚连接2脚和第48电阻R48的2脚；U1的3脚连接第17电容E17的I脚、第36电阻的2脚后接⑶K3端;U1的4脚连接第I可调电位器Pl的3脚、第17电容E17的2脚、第36电阻R36的I脚后接ZD-端;U1的5脚连接第I可调电位器Pl的2脚(滑动触点);U1的7脚连接第2电阻R2的I脚；第I可调电位器Pl的I脚接+5A电源；第48电阻R48的I脚接第6光电隔离片G6的I脚；G6的2脚接ZD-端；G6的3脚接DYKE-端；G6的4脚接DYKE+端；第2电阻R2的2脚连接第5电容E5的I脚和第I光电隔离片Gl的4脚；第5电容E5的2脚接ZD-端；第I光电隔离片Gl的3脚接CB端；G1的I脚连接第2光电隔离片G2的I脚及G2的4脚后接+5V电源；G1的2脚连接王的3脚和第19电阻R19的2脚；第19电阻R19的I脚接MCXD端；第2光电隔离器G2的2脚连接第4电阻R4的2脚；第4电阻R4的I脚连接第I三极管NI的3脚(集电极)；第I三极管NI的I脚9 (基极)连接第5电阻R5的I脚；第5电阻R5的2脚连接第4电容C4的2脚后接FB端；第4电容C4R I脚连接第I三极管NI的2脚(发射极)后接地。
【文档编号】H02J7/00GK204118795SQ201420518994
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】韩宝忠, 孟令旗, 李晓辉, 李春文, 杨曾光, 赵 卓, 沈剑莹 申请人:鞍山通尊科技企业孵化器有限公司