一种具有自动断电保护功能的大功率充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及充电器领域，具体为一种具有自动断电保护功能的大功率充电器。
【背景技术】
[0002]锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型可连续充放电的电池。锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，在便携式电子设备中获得广泛应用。随着空间、微电子等高新技术的发展，对于移动能源，尤其是能够提供高能量密度和较长寿命的二次电池(电池组)的需求量越来越大。目前可充电二次电池系统中，锂离子电池具有提供能量密度大、节能环保、使用寿命长等特点，使得它在一些需要提供高密度能源的应用中已取代了镍氢、镍镉电池系统，如电动机车、航空航天技术、电子设备等许多方面，特别是在家用、电动工具方面的广泛应用很快成为欧美等发达国家及发展中国家的时尚。
[0003]由于充电器充电性能的好坏与被充电池的使用寿命、充电效率等息息相关。外界温度变化和电网电压波动，都会降低充电器的充电性能的稳定性。因此，充电器需要有一种能自我调节的系统，遇到外界的干扰能实时做出回应，保证充电的稳定性，从而避免损坏充电的电池。本发明提出一种大功率智能化锂电池充电系统的设计技术和解决方案，该充电系统适用于10串锂离子整组电池进行实时监控充电，实现了对电池组ID识别，电池电压检测控制，充电计时等智能化技术。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种具有自动断电保护功能的大功率充电器，以解决上述问题。
[0005]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006]一种具有自动断电保护功能的大功率充电器，包括开关电源、PFC功率因素矫正控制电路、LLC谐振变换器、滤波输出模块、MCU单片机智能化充电管理芯片、自动断电开关、电流取样、PFC和LLC控制模块、充电耦合模块、CC/CV控制模块，所述开关电源与AC输入端连接，所述PFC功率因素矫正控制电路与开关电源连接，所述LLC谐振变换器与PFC功率因素矫正控制电路连接，所述滤波输出模块与LLC谐振变换器连接，所述MCU单片机智能化充电管理芯片通过PFC和LLC控制模块、充电耦合模块、CC/CV控制模块与PFC功率因素矫正控制电路连接，所述自动断电开关与滤波输出模块连接，所述电流取样连接充电电池和自动断电开关。
[0007]作为优选，所述开关电源包括EMI整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路。
[0008]作为优选，所述EMI整流滤波电路包括两道EMI滤波电路，其中一路在电源插座处，另外一路在电源的PCB板上。
[0009]作为优选，所述LLC谐振变换器由两个主开关管Ql和Q2构成，其驱动信号是占空比固定为0.5的互补驱动信号，保证原边功率场效应晶体管MOS管及副边二极管的零电流开关ZCS都可以实现，LLC变换器工作在半个周期内可以分为三个工作模式。
[0010]作为优选，所述MCU管理软件设计除了完成充放电控制外，还具有ID_R、NTC检测、过压保护、过温保护等功能模块，电路采用高端进口专用充电管理芯片控制，电路具有高精度(输出电压精度+/-1%)、电池组识别ID-R检测、电池组保护唤醒，预充电，恒流，恒压充电及饱和关断，定时等功能，当电压超过设定值时，开启关闭功能，弹开充电器与外界电源的连接，从而保护充电器和充电电池。
[0011]作为优选，所述充电器中的交流电经过滤波整流后，流向PFC电路，集成的PFC是一款连续导通型(CCM)的功率因数校正(PFC)升压式的控制电路，CCM可以有效地减少了升压电感的峰值电流，减小了功率MOS管的电流应力，且极大地简化了 CCM型的PFC的操作，它还集成了高可靠的电路保护功能，包括有反馈环路失效侦测、快速与低速事件输入，以及可以避免在低输入电压下工作的电源电压过低侦测等，再经过LLC谐振变换器进行转化，集成的LLC控件内置了可调整且精确的最低开关频率，可以对电流电压实现优化谐调功能。
[0012]作为优选，所述充电器在反馈环节中引入PWM的方法控制充电，利用单片机的PWM端口，在不改变PWM波周期的前提下，通过电流及电压的反馈，用软件的方法调整充电开关，从而使电流或电压按预定的充电流程进行，因系统进入充电工作状态后，受锂电池终止充电电压的限制，其最高电压不得高于42.5V，为保证采样的准确，尽量避免由于ADC的读数偏差和电源工作电压等引入的波纹干扰，所有采样点都经过阻容滤波处理，并在软件PWM的调整过程中采用了数字滤波技术。
[0013]作为优选，所述充电器的充电过程分四阶段充电，零电池激活唤醒一低电压预充电一宽电压恒流充电--〖亘压充电，零电池电压激活是对BMS保护板动作或睡眠状态的锂电池组进行唤醒；预充电主要是完成对过放的锂电池进行修复；在恒流阶段充电器给电池提供大的恒定电流，同时电池电压持续上升；当电池电压临近饱和时，充电器转限压充电，同时充电电流逐渐下降，当电流下降到约0.1C时关断，结束充电。
[0014]作为优选，所述充电器的电路图中EMI整流滤波电路经过电桥和电阻连接PFC电感和谐振电容，再根据分压电阻和电压电流控制实现对充电器的安全性和电能转换效率的控制。
[0015]本实用新型的EMI整流滤波电路采用两道EMI电路，可以很好地滤除电网中的高频杂波和同相干扰电流，同时把电源中产生的电磁辐射削减到最低限度，使泄漏到电源外的电磁辐射量不至于对人体或其它设备造成不良影响，充分考虑电池的安全性、智能识别功能、开关电源的运行低功耗和电能转换效率，通过充电器，产品功率因数PF值约0.97，转换效率达到90%以上，产品更节能环保，智能化控制可以实现对锂电池的智能充电，方便于软件的调试与升级。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的原理框架图。
[0017]图2为本实用新型的主程序软件开发流程图。
[0018]图3为本实用新型的电路图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0020]如图1所示，一种具有自动断电保护功能的大功率充电器，包括开关电源1、PFC功率因素矫正控制电路2、LLC谐振变换器3、滤波输出模块4、MCU单片机智能化充电管理芯片5、自动断电开关6、电流取样7、PFC和LLC控制模块8、充电耦合模块9、CC/CV