一种电池充电控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种电池充电控制器，其包括依次连接的信号调理模块、A/D转换模块、数字信号处理模块及模拟信号输出模块；所述信号调理模块用于采集电池组的充电电压、充电电流并对充电电压、充电电流进行调理形成第一模拟信号及第一数字信号；所述A/D转换模块用于接收第一模拟信号并将其转换成第二数字信号；所述数字信号处理模块根据第一数字信号及第二数字信号分析出电池组的充电电压、充电电流的大小及充电电压的频率并发送控制信号至模拟信号输出模块；所述模拟信号输出模块根据控制信号控制电池组的充电电压及充电电流。上述方案实现了对电池组恒流、恒压、浮充的三段式充电管理，保证了蓄电池组充电的快速安全及蓄电池的寿命。
【专利说明】
一种电池充电控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池组充电技术领域，尤其是一种电池充电控制器。
【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池以其技术成熟、成本低，是使用最广泛的一种电池。目前在电动车、UPS不间断电源等领域，它已经成为最重要的关键系统部件之一。由于蓄电池的充放电时一个复杂的电化学过程，尽管很多厂商的蓄电池号称有10年的浮充寿命，在实际应用中，由于充电方式的简单，这些蓄电池的实际浮充寿命还不到标称寿命的一半。充放电时若不均衡，会导致有些电池容量损失，寿命较短。所以安全、正确、有效的充电管理尤为重要。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提出一种解决蓄电池组充电过程不安全及充电过程导致蓄电池组寿命受损的问题的电池充电控制器。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现的:
[0005]本实用新型提出一种电池充电控制器，其包括依次连接的信号调理模块、A/D转换模块、数字信号处理模块及模拟信号输出模块；
[0006]所述信号调理模块用于采集电池组的充电电压、充电电流并对充电电压、充电电流进行调理形成第一模拟信号及第一数字信号；
[0007]所述A/D转换模块用于接收第一模拟信号并将其转换成第二数字信号；
[0008]所述数字信号处理模块根据第一数字信号及第二数字信号分析出电池组的充电电压、充电电流的大小及充电电压的频率并发送控制信号至模拟信号输出模块；
[0009]所述模拟信号输出模块根据控制信号控制电池组的充电电压及充电电流。
[0010]进一步的，所述数字信号处理模块由ARM芯片及串行EEPROM芯片组成。
[0011 ]进一步的，所述信号调理模块包括霍尔电流互感器、电压信号放大电路、电流信号放大电路及电压过零检测电路;所述霍尔电流互感器用于检测充电电流的大小，所述电流信号放大电路及电压信号放大电路用于放大充电电流、充电电压形成所述第一模拟信号，所述电压过零检测电路用于把充电电压转换成所述第一数字信号。
[0012]进一步的，所述A/D转换模块内置于ARM芯片。
[0013]进一步的，所述模拟信号输出模块包括可调直流电压输出电路，所述模拟信号输出模块输出直流可调电压。
[0014]进一步的，所述电池充电控制器还包括人机界面模块，所述人机界面模块与所述数字信号处理模块连接，所述人机界面模块包括触摸屏，所述人机界面模块用于电池充电过程中各参数的显示。
[0015]进一步的，所述电池充电控制器连接发电机，所述发电机为电池组充电，所述电池充电控制器根据电池组的充电状态控制发电机的输出电压及输出电流，发电机的输出电压及输出电流即为电池组的充电电压及充电电流。
[0016]进一步的，所述电池充电控制器与发电机之间连接有自动电压调节器，所述自动电压调节器根据控制器发出的直流可调电压调节发电机的励磁电流，从而调节发电机的输出电压及输出电流。
[0017]本实用新型的有益效果:
[0018]本实用新型采用了ARM芯片作为主控制芯片，其数据处理功能强大，电压、电流数据测量准确，具有良好的输出电压控制性能，使发电机对蓄电池进行充电的过程严格按照三段式步骤进行，既保证了充电的快速高效，又延长了蓄电池的使用寿命。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电池组充电系统原理图；
[0020]图2为本实用新型的原理框图；
[0021]图3包括图3A、3B、3C为本实用新型信号调理模块的电路原理图；
[0022]图4包括图4A、4B为本实用新型数字信号处理模块的电路原理图；
[0023]图5为本实用新型模拟信号输出模块的电路原理图；
[0024]图6包括图6A、6B、6C、6D、6E、6F为本实用新型人机界面模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]为了更加清楚、完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0026]请参考图1，为本实施方式中提出一种电池充电控制器的具体应用实施方式，图1为一个电池组充电系统原理图，电池组充电系统包括电池组30、电池充电控制器1、自动电压调节器40及发电机20。其中，所述发电机20用于给电池组30充电，所述电池充电控制器10用于采集电池组20的充电电压6及充电电流7并进行分析计算，从而计算出电池组30的充电状态，所述电池充电控制器10根据电池组30的充电状态发出直流可调充电电压至自动电压调节器40，所述自动电压调节器40根据电池充电控制器10发出的直流可调充电电压调节发电机20的励磁电流，从而改变发电机20的输出电压。
[0027]请参考图2，为本实施方式中的电池充电控制器10的原理图，其包括信号调理模块
1、A/D转换模块2、数字信号处理模块3及模拟信号输出模块4，所述信号调理模块1、A/D转换模块2、数字信号处理模块3及模拟信号输出模块4依次连接。
[0028]在本实施方式中，请参考图3A、3B、3C信号调理模块I的电路原理图，所述信号调理模块I用于采集电池组30的充电电压6及充电电流7并对所述充电电压6及充电电流7进行放大形成第一模拟信号，同时对充电电压6进行过零处理形成第一数字信号，所述信号调理模块I分别把第一模拟信号发送到A/D转换模块2及把第一数字信号发送到数字信号处理模块
3。具体的，所述信号调理模块I包括霍尔电流互感器、电压信号放大电路、电流信号放大电路及电压过零检测电路，所述霍尔电流互感器用于检测充电电流的大小，所述电压信号放大电路及电流信号放大电路用于把电压、充电电流放大处理形成第一模拟信号，而所述电压过零检测电路把经过此电路的充电电压转换成第一数字信号，其中所述第一数字信号可被所述数字信号处理模块用于计算充电电压的频率。
[0029]在本实施方式中，所述A/D转换模块2把从信号调理模块I接收到的第一模拟信号转化为第二数字信号并发送到数字信号处理模块3。
[0030]在本实施方式中，请参考图4A、4B数字信号处理模块3的电路原理图，所述数字信号处理模块3由ARM芯片及串行EEPROM芯片组成。具体的，所述数字信号处理模块3通过第一数字信号计算出充电电压6的频率，并根据第二数字信号分析计算出充电电压6及充电电流7的大小，所述数字信号处理模块3对电压的频率及电压、电流的大小进行分析处理并发出控制信号至模拟信号输出模块4，所述数字信号处理模块3通过模拟信号输出模块4对发电机20输出电压进行实时控制;进一步的，所述数字信号处理模块3通过人机界面模块5实现控制充电过程所需各种参数的修改，以及取得对发电机20的实时控制指令。本实施方式中的所述ARM芯片作为主控制芯片，其数据处理功能强大，对电压、电流数据测量准确，具有良好的输出电压控制性能，使发电机20对蓄电池进行充电的过程严格按照三段式步骤进行，既保证了充电的快速高效，又延长了蓄电池的使用寿命。
[0031 ]在本实施方式中，所述A/D转换模块2内置于所述ARM芯片。
[0032]在本实施方式中，请参考图5模拟信号输出模块4的电路原理图，所述模拟信号输出模块4包括可调直流电压输出电路，所述模拟信号输出模块4根据数字信号处理模块3的控制信号输出0-5V的直流可调电压至自动电压调节器40，使得自动电压调节器40控制发电机20的励磁电流，从而控制发电机20的输出电压，即为电池组30的充电电压6。
[0033]在本实施方式中，请参考6A、6B、6C、6D、6E、6F人机界面模块5的电路原理图，所述人机界面模块5由4.3寸彩色触摸屏组成，其分辨率为480*272，用于电池充电过程中各参数的显示，具有显示面积大、显示结果直观的特点。
[0034]当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
【主权项】
1.一种电池充电控制器，其特征在于，所述电池充电控制器包括依次连接的信号调理模块、A/D转换模块、数字信号处理模块及模拟信号输出模块； 所述信号调理模块用于采集电池组的充电电压、充电电流并对充电电压、充电电流进行调理形成第一模拟信号及第一数字信号； 所述A/D转换模块用于接收第一模拟信号并将其转换成第二数字信号； 所述数字信号处理模块根据第一数字信号及第二数字信号分析出电池组的充电电压、充电电流的大小及充电电压的频率并发送控制信号至模拟信号输出模块； 所述模拟信号输出模块根据控制信号控制电池组的充电电压及充电电流。2.根据权利要求1所述的电池充电控制器，其特征在于，所述数字信号处理模块由ARM芯片及串行EEPROM芯片组成。3.根据权利要求1所述的电池充电控制器，其特征在于，所述信号调理模块包括霍尔电流互感器、电压信号放大电路、电流信号放大电路及电压过零检测电路;所述霍尔电流互感器用于检测充电电流的大小，所述电流信号放大电路及电压信号放大电路用于放大充电电流、充电电压形成所述第一模拟信号，所述电压过零检测电路用于把充电电压转换成所述第一数字信号。4.根据权利要求1所述的电池充电控制器，其特征在于，所述A/D转换模块内置于ARM芯片。5.根据权利要求1所述的电池充电控制器，其特征在于，所述模拟信号输出模块包括可调直流电压输出电路，所述模拟信号输出模块输出直流可调电压。6.根据权利要求1所述的电池充电控制器，其特征在于，所述电池充电控制器还包括人机界面模块，所述人机界面模块与所述数字信号处理模块连接，所述人机界面模块包括触摸屏，所述人机界面模块用于电池充电过程中各参数的显示。7.根据权利要求1所述的电池充电控制器，其特征在于，所述电池充电控制器连接发电机，所述发电机为电池组充电，所述电池充电控制器根据电池组的充电状态控制发电机的输出电压及输出电流，发电机的输出电压及输出电流即为电池组的充电电压及充电电流。8.根据权利要求7所述的电池充电控制器，其特征在于，所述电池充电控制器与发电机之间连接有自动电压调节器，所述自动电压调节器根据控制器发出的直流可调电压调节发电机的励磁电流，从而调节发电机的输出电压及输出电流。
【文档编号】H02J7/14GK205544440SQ201620217489
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】罗秀卿, 徐海林, 王祖金, 朱新祯, 李德深, 黎小菊
【申请人】深圳市宇和电能科技有限公司, 上海市水利工程设计研究院有限公司