一种镍镉蓄电池充电控制电路及充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型实施例涉及充电技术，尤其涉及一种镍镉蓄电池充电控制电路及充电器。
【背景技术】
[0002]蓄电池充电器是一种较为特殊的电源变换器，其输出特性应与蓄电池的化学特性相适应，以保证在实现对电池快速充电且能够充满电的条件下，延长电池的使用寿命。
[0003]镍镉蓄电池实现从恒流模式到浮充充电模式的切换一般采用检测其充电电压负斜率的方法，即在恒流模式下，充电电压持续升高，当电压达到拐点，开始下降时，认为电量较为充足，可以转为浮充充电模式。然而，能够检测电压负斜率的集成芯片大多只能直接应用于小功率充电器。而对于航空镍镉电池，特别是飞机主蓄电池，电池容量较大，其充电器功率较大，难以直接采用该类具有电压负斜率检测功能的集成芯片实施控制。并且由于充电器需要实现恒压控制和恒流控制，然而，由于采样电阻很小，通过所述采样电阻的电流为小电流，将检测到的小电流应用到充电器的恒压控制和恒流控制时，可能会产生空载或轻载(浮充充电模式)情况，此时控制环路不稳定，容易导致充电器的输出电压波动，进而影响蓄电池的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种镍镉蓄电池充电控制电路及充电器，以实现通过使用检测电压负斜率的集成芯片实现镍镉蓄电池充电电压的负斜率检测，还解决了浮充充电模式下充电器的输出电压不稳定的问题。
[0005]第一方面，本实用新型实施例提供了一种镍镉蓄电池充电控制电路，包括电源变换器、滤波器、电流检测子电路、电压负斜率检测子电路、涓流控制信号发生子电路、恒流控制信号发生子电路、双闭环控制子电路和电流检测饱和子电路；
[0006]所述电源变换器包括用于接收电源电压的输入端和用于输出转换后的电压的输出端，用于获取电源电压，对所述电源电压进行电压转换，输出符合预设要求的输出电压和输出电流至控制电路的输出端；
[0007]所述滤波器连接于所述电源变换器的输出端与控制电路的输出端之间，用于滤除所述输出电压和所述输出电流中的纹波信号；
[0008]所述电流检测子电路与控制电路的输出端相连，用于获取充电电流检测信号，通过同相放大器处理所述充电电流检测信号后输出至所述电压负斜率检测子电路，以及，通过反相放大器处理所述充电电流检测信号得到电流反馈信号，输出所述电流反馈信号至所述电流检测饱和子电路；
[0009]所述电压负斜率检测子电路包括用于接收充电电流检测信号的电流输入端、用于接收输出电压的电压检测信号输入端和负斜率检测信号输出端，通过同相放大器与所述电流检测子电路相连，以及与控制电路的输出端相连，用于获取同相放大处理的充电电流检测信号以及所述输出电压，输出负斜率检测信号至所述恒流控制信号发生子电路；
[0010]所述涓流控制信号发生子电路包括用于接收输出电压的电压检测信号输入端和涓流控制信号输出端，所述电压检测信号输入端与控制电路的输出端相连，用于获取所述输出电压，分别向所述双闭环控制子电路以及所述电流检测饱和子电路输出涓流控制信号；
[0011]所述恒流控制信号发生子电路包括用于接收输出电压的电压检测信号输入端、负斜率检测信号输入端和恒流控制信号输出端，所述负斜率检测信号输入端连接所述电压负斜率检测子电路，以及所述电压检测信号输入端与控制电路的输出端电连接，用于获取所述负斜率检测信号以及所述输出电压，输出恒流控制信号至所述双闭环控制子电路；
[0012]所述电流检测饱和子电路包括涓流控制信号输入端、电流反馈信号输入端和电流反馈电压信号输出端，电流反馈信号输入端通过反相放大器连接所述电流检测子电路，以及，涓流控制信号输入端与所述涓流控制信号子电路相连，用于获取所述电流反馈信号以及所述涓流控制信号，根据所述涓流控制信号取值为高电平或低电平调整所述电流反馈信号得到电流反馈电压信号，输出所述电流反馈电压信号至所述双闭环控制子电路；
[0013]所述双闭环控制子电路包括涓流控制信号输入端、恒流控制信号输入端、电压检测信号输入端和电流反馈电压信号输入端，所述涓流控制信号输入端与所述涓流控制信号发生子电路电连接、所述恒流控制信号输入端与所述恒流控制信号发生子电路电连接，所述电流反馈电压信号输入端与所述电流检测饱和子电路电连接，用于获取所述涓流控制信号、所述恒流控制信号、所述电流反馈电压信号和所述输出电压，输出反馈控制信号至所述电源变换器。
[0014]第二方面，本实用新型实施例还提供了一种充电器，所述充电器包括上述第一方面提供的控制电路。
[0015]本实用新型通过同相放大器输出放大后的充电电流检测信号至电压负斜率检测子电路，电压负斜率检测子电路根据输出电压和所述充电电流检测信号检测电压开始降低的临界点，在检测到该临界点时，输出控制信号至所述恒流控制信号发生子电路，恒流控制信号发生子电路输出恒流控制信号至双闭环控制子电路，涓流控制信号发生子电路输出涓流控制信号至所述双闭环控制子电路，通过反相放大器对检测电路进行反相直流偏置处理得到电流反馈信号，电流反馈信号输入至电流检测饱和子电路，通过双闭环控制子电路进行闭环反馈调节，使充电器工作于涓流充电模式、恒流充电模式或浮充充电模式，并在浮充充电模式下提供稳定的浮充电压。本实用新型解决大功率充电器难以直接采用具有电压负斜率检测功能的集成芯片实施控制的问题，并且解决了闭环控制电路不稳定，容易导致充电器的输出波动，进而影响镍镉蓄电池的使用寿命的问题，实现通过检测电压负斜率的集成芯片实现镍镉蓄电池充电电压的负斜率检测，降低充电器的成本，并且充电器输出稳定的效果，具有适航性好、可靠性高的优点。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例一中的一种镍镉蓄电池充电控制电路的结构框图；
[0017]图2a是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路的电路原理图；
[0018]图2b是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路中同相放大器的电路原理图；
[0019]图2c是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路中反相放大器的电路原理图；
[0020]图2d是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路中电压负斜率检测子电路的电路原理图；
[0021]图2e是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路中涓流控制信号发生子电路的电路原理图；
[0022]图2f是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路中恒流控制信号发生子电路的电路原理图；
[0023]图2g是本实用新型实施例二中一种镍镉蓄电池充电控制电路中电流检测饱和子电路及双闭环控制子电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0025]实施例一
[0026]图1为本实用新型实施例一提供的一种镍镉蓄电池充电控制电路的结构框图，具体包括:
[0027]电源变换器1、滤波器2、电流检测子电路3、电压负斜率检测子电路6、涓流控制信号发生子电路7、恒流控制信号发生子电路8、双闭环控制子电路9和电流检测饱和子电路10。
[0028]所述电源变换器1，用于获取电源电压，对所述电源电压进行电压转换，输出符合预设要求的输出电压和输出电流至控制电路的输出端。
[0029]所述滤波器2连接于所述电源变换器1与控制电路的输出端之间，用于滤除所述输出电压和所述输出电流中的纹波信号。
[0030]所述电流检测子电路3与控制电路的输出端相连，用于获取充电电流检测信号，通过同相放大器5处理所述充电电流检测信号后输出至所述电压负斜率检测子电路6，以及，通过反相放大器4处理所述充电电流检测信号得到电流反馈信号，输出所述电流反馈信号至所述电流检测饱和子电路10，其中，所述充电电流为充电电路检测电阻上的电流。
[0031]所述电压负斜率检测子电路6通过同相放大器5与所述电流检测子电路3相连，以及与控制电路的输出端相连，用于获取同相放大处理的充电电流检测信号以及所述输出电压，根据所述充电电流检测信号随时间的变化曲线，以及所述输出电压随时间的变化曲线确定在为蓄电池充电过程中产生负斜率的临界点，在检测到所述临界点时输出负斜率检测信号至所述恒流控制信号发生子电路8。
[0032]所述涓流控制信号发生子电路7与控制电路的输出端相连，用于获取所述输出电压，将所述输出电压与涓流充电门槛值(预设的基准电压)进行比较，