一种数字脉冲充电器及控制电路的制作方法

本实用新型属于电池充电技术领域，尤其涉及一种数字脉冲充电器及控制电路。

背景技术：

电池采用脉冲充电能有效减少电池长时间充电逐渐极化，可有效延长电池使用周期。现有技术中脉冲充电控制器主要由脉宽调制器(PWM)、定时器、比较器、放电开关等众多模拟元件组成，通过定时器、比较器电平翻转控制PWM脉冲以及放电，充电时启动PWM脉冲对电池充电，放电时启动放电开关对电池放电，从而实现了脉冲充电。

现有技术控制方法单一，难以实现定点、定量精准调控，存在脉冲周期、脉冲次数难以精准控制，因此现有技术存在充电效果不佳的缺点。

现有技术控制方法单一，电池脉冲充电时需频繁启停充电，由于频繁启动未采取有效措施，启动时有较高的电压、电流冲击硬力，由于过高的冲击力会对部件造成损伤，甚至无法对电池进行正常充电，因此现有技术存在稳定性差缺点。

技术实现要素：

发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种数字脉冲充电器及控制电路。

技术方案：为实现上述设计目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种数字脉冲充电器，包括电源、整流滤波电路、功率变换器、脉冲整流滤波电路、充电电路；电源输入顺序连接整流滤波电路、功率变换器、脉冲整流滤波电路和充电电路；所述充电电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、开关管、反并联二极管、第二电阻和电池；第一分压电阻和第二分压电阻串联后并联于脉冲整流滤波电路的输出端，且并联于电池两端；开关管串联第二电阻后并联于电池两端，且开关管反并联二极管。

进一步地，所述分压电阻支路与开关管支路之间串联第一电阻。

进一步地，还包括控制电路，所述控制电路连接功率变换器和充电电路。

一种数字脉冲充电器的控制电路，包括信号采集电路、滤波电路、AD转换电路、 CPU、隔离放大器；信号采集电路采集电池电压、充电电流和放电电流，采集信号经滤波电路送至AD转换电路，通过CPU计算得到充电脉冲，脉冲信号由脉宽调制模块输出，并通过隔离放大器送至功率变换器和充电电路。

进一步地，所述控制电路还包括存储器。

进一步地，所述脉冲信号控制功率变换器和开关管。

有益效果：本实用新型的优势：

(1)精准控制、充电效果好：由于可实现对电池脉冲充电，具有定点、定量调节特点，实时调整脉冲参数，从而获得极佳的充电效果，有效延长了电池使用周期，因此充电效果好。

(2)稳定性高：由于充电、放电频繁交替工作过程中增设了软起动，有效减小频繁启动时电压、电流的硬力，因此具有干扰较小、稳定性高特点。

附图说明

图1是本实用新型的充电电路及充电控制电路示意图；

图2是充电控制电路逻辑波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，数字脉冲充电器包括电源、整流滤波电路、功率变换器、脉冲整流滤波电路、充电电路，电源输入后顺序经过整流滤波电路、功率变换器、脉冲整流滤波电路和充电电路。

充电电路包括第一分压电阻RV1、第二分压电阻RV2、开关管S1、反并联二极管、第二电阻R2和电池BAT；第一分压电阻和第二分压电阻串联后并联于脉冲整流滤波电路的输出端，且并联于电池两端；开关管S1串联第二电阻R2后并联于电池两端，且开关管S1反并联二极管。分压电阻支路与开关管支路之间串联第一电阻R1。

本实用新型通过DSP的采集模块实时采集电压反馈信号Vfb1、电流反馈信号Ifb1、 Ifb2与电压基准Vref1、电流基准Iref1进行数据运算处理，由DSP运算处理得出相应的数字脉冲调节信号G1、G2、G3驱动变换器、放电开关S1交替工作，从而实现了脉冲充电。

如图1所示，数字脉冲充电器的控制电路包括信号采集电路、滤波电路、AD转换电路、CPU、隔离放大器；信号采集电路采集电池电压、充电电流和放电电流，采集信号经滤波电路送至AD转换电路，通过CPU计算得到充电脉冲，脉冲信号由脉宽调制模块输出，并通过隔离放大器送至功率变换器和充电电路。控制电路还包括存储器RAM 和FLASH。

Vout1为充电电压，Vbat1为电池电压。信号采集电路采集电池电压反馈信号Vfb1、充电电流信号Ifb1、放电电流信号Ifb2，信号Vfb1、Ifb1、Ifb2经滤波电路送至DSP 模数转换器AD转换得到相应的数字量，通过DSP运算判断对电池进行脉冲充电。通过CPU计算得到充电脉冲，脉冲信号由DSP脉宽调制模块PWM经隔离放大器输出所得，得到脉冲信号G1、G2、G3。

如图2所示，T1时刻DSP关闭脉冲信号G2、G3停止脉冲充电，启动脉冲信号 G1驱动放电开关S1开始对电池进行脉冲放电，T2时刻放电结束。T1→T2时段为放电过程，放电电流、放电次数、放电时长由DSP精准实时控制。

T2时刻DSP关闭脉冲数字信号G1停止放电，启动脉冲信号G2、G3驱动变换器开始对电池进行脉冲充电，充电电压Vout1开始从电池电压Vbat1递增上升至稳态电压，T3时刻软起动结束，T2→T3时段为递增软起动过程，T3→T4时段为脉冲稳态充电， T2→T4时段为充电过程，软起动时间、充电电压、充电电流、充电次数、充电时长由DSP 精准实时控制。

放电脉冲频率F1小于充电脉冲频率F2、F3且充电脉冲频率F2、F3为互补对称工作，放电脉冲频率F1与充电脉冲频率F2、F3交替工作。

由于充电、放电频繁交替工作，从而实现了脉冲充电。由于脉冲充电过程中增设了递增软起动，有效减小频繁启动时电压、电流的硬力，极大提高了系统的稳定性。由于充电、放电过程中，充电电流、放电电流、充电次数、放电次数、充电时长、放电时长由DSP精准控制，实时调整脉冲参数，从而获得极佳的充电效果。