一种可以多个并列运行的充电器的制作方法

本发明充电器设备技术领域，具体为一种可以多个并列运行的充电器。

背景技术：

电力发电机组(或柴油发电机组)的启动电源来自蓄电池，其特点的就是启动电流大、启动时间短，所以需配套大容量的蓄电池(约100-240a·h)，平时为了自动补充蓄电池电量损耗和发动机启动后进行快速充电，常需安装一个大功率的充电器。目前的所使用充电器大部份是以高频开关电源以传统的模拟电路原理设计，其缺点不能并列运行使用、效率低、生产困难、体积大、可靠性差。

柴油发电机组也常作为一种备用电源广泛应用数据中心、银行、工厂、矿山、商场、医院、大厦、轮船等地方，平时柴油发电机组处于自动待机状态，蓄电池的电能需保持充足状态，但也常因充电器异常而不能充电，人们没能及时发现，当市电供电异后因蓄电池没有足够的电能而无法启动机组。优其是作为消防或数据中心的备用电源，若不能及时启动机组，这将产生严重的后果和损失。所以人们在设计充电装置时除了考虑需要自动快速充电外，还将考虑冗余方式采用多个充电器输出并列起来充电，即使有一个异常了，其它的充电器还能继续给蓄电池充电。但是模拟电路设计的充电器不能确保每个输出的充电电压确保完全一致，导致各个充电器的输出电流不一样，甚至有可能会使其中一个长期重载运行，而另一个轻载运行，不但不能起到良好的充电作用，反而缩短了其寿命。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，模拟电路控制充电器并列使用不能分配充电电流的缺点，而本发明一种可以多个并列运行的充电器，其具有设计科学、充电效率高、易生产、使用方便、并列运行可自动均衡分配充电电流。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可以多个并列运行的充电器，包括开关电源主回路、pwm信号驱动放大控制电路、微型处理器、can接口、usb通讯端口、电压测量回路、电流测量回路、电流采样电阻、报警端口、电流a/d转换器、电压a/d转换器、电流比较器、数字pid控制电路、通讯信号线。

优选的，所述微型处理器采用高精度模数转换的高速单片机，将电流测量回路的模拟信号通过电流a/d转换器转换成电流数据，将电压测量回路的模拟信号通过电压a/d转换器转换成电压数据。

优选的，所述can通讯接口连接其它充电器，并在通讯总线上获取其它充电器充电电流的数据、并列运行充电器数量和发送其本身充电电流的数据。

优选的，所述can接口通过两芯屏蔽线连接其它充电器。

优选的，所述电流比较器计算can通讯总线上的充电电流总和除以充电器数量求出充电电流平均值。

优选的，所述pid控制电路为一个数字比例积分微分控制电路，充电器的充电曲线命令输入到数字pid控制电路的一端，该数字pid控制电路还分别接收来自电压a/d转换器的电压数据和电流比较器的充电电流平均值数据，比例积分微分pid控制回路的参数和充电曲线命通过usb通讯端口进行设定。

优选的，所述数字pid控制电路通过软件的形式实现，该比例积分微分控制回路对充电曲线命令期望的充电电压值和充电电流值与充电器的测量回来的蓄电池电压值和输出的电流平均值进行比较，产生一个偏差值，该偏差值通过数学算法和数字pid算法产生数字调整命令，所述数字调整命令量化为脉冲宽度调制pwm信号并通过pwm信号驱动放大电路驱动开关电源主回路的大功率mos管来控制开关变压器的振荡，实现调节充电器的输出电压，从而达到调节输出电流目的，使各个充电器实现均衡分配充电电流。

优选的，所述报警端口在充电器充电异常时发出一个无源的开关量信号，用于连接外部故障指示或声光报警。

(三)有益效果

本发明提供了一种可以多个并列运行的充电器。具备以下有益效果：

以微型处理器为核心，通过can通讯技术，获取can总线上的充电电流总和及充电器数量，再通过数字pid控制电路实现调节充电器的输出电压和电流，以达到均衡分配充电电流的目的。其具有科学设计、效率高、体积小、使用方便、可根据电容量规定所需的充电电流大小灵活选择充电器的数量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明充电曲线示意图。

图中，1-微型处理器、2-开关电源主回路、3-pwm信号驱动放大控制电路、4-电压测量回路、5-电流测量回路、6-电流取样电阻、7-can总线、8-报警端口、9-usb通讯端口、10-电流a/d转换器、11-电压a/d转换器、12-电流比较器、13-数字pid控制电路、14通讯信号线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种可以多个并列运行的充电器，包括开关电源主回路、pwm信号驱动放大控制电路、微型处理器、can接口、usb通讯端口、电压测量回路、电流测量回路、电流采样电阻、报警端口、电流a/d转换器、电压a/d转换器、电流比较器、数字pid控制电路、通讯信号线。

所述微型处理器采用高精度模数转换的高速单片机，将电流测量回路的模拟信号通过电流a/d转换器转换成电流数据，将电压测量回路的模拟信号通过电压a/d转换器转换成电压数据。

所述can通讯接口连接其它充电器，并在通讯总线上获取其它充电器充电电流的数据、并列运行充电器数量和发送其本身充电电流的数据。

所述can接口通过两芯屏蔽线连接其它充电器。

所述电流比较器计算can通讯总线上的充电电流总和除以充电器数量求出充电电流平均值。

所述pid控制电路为一个数字比例积分微分控制电路，充电器的充电曲线命令输入到数字pid控制电路的一端，该数字pid控制电路还分别接收来自电压a/d转换器的电压数据和电流比较器的充电电流平均值数据，比例积分微分pid控制回路的参数和充电曲线命通过usb通讯端口进行设定。

所述数字pid控制电路通过软件的形式实现，该比例积分微分控制回路对充电曲线命令期望的充电电压值和充电电流值与充电器的测量回来的蓄电池电压值和输出的电流平均值进行比较，产生一个偏差值，该偏差值通过数学算法和数字pid算法产生数字调整命令，所述数字调整命令量化为脉冲宽度调制pwm信号并通过pwm信号驱动放大电路驱动开关电源主回路的大功率mos管来控制开关变压器的振荡，实现调节充电器的输出电压，从而达到调节输出电流目的，使各个充电器实现均衡分配充电电流。

所述报警端口在充电器充电异常时发出一个无源的开关量信号，用于连接外部故障指示或声光报警。

本发明的1-微型处理器、2-开关电源主回路、3-pwm信号驱动放大控制电路、4-电压测量回路、5-电流测量回路、6-电流取样电阻、7-can总线、8-报警端口、9-usb通讯端口、10-电流a/d转换器、11-电压a/d转换器、12-电流比较器、13-数字pid控制电路、14通讯信号线，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。