一种充电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种充电机，解决了电器性能不够稳定，振荡噪音严重，较难在电池各电压和各负载阶段实现更稳定输出，而导致的影响产品性能的技术问题。本实用新型实施例充电机包括：MCU、移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元，所述MCU与所述移相软开关控制电路、所述输出电压检测反馈和所述电池管理单元电性连接，所述移相软开关控制电路与所述输出电压检测反馈电性连接。
【专利说明】
一种充电机
技术领域
[0001]本实用新型涉及充电机技术领域，尤其涉及一种充电机。
【背景技术】
[0002]电动汽车充电机是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备，是对电池充电时用到的有特定功能的电力转换装置。充电机是以微处理器(CPU芯片)作为处理控制中心，是将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中，以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此，体积大大缩小，重量大大降低，制造成本低，售价相对低。直流充电模式是以充电机输出的可控直流电源直接对动力蓄电池总成进行充电的模式。
[0003]目前的充电机基本没有功率因素处理，使电网电力使用率只50?60%，电器性能不够稳定，较难在电池各电压点和各负载阶段实现更稳定输出，振荡噪音严重，从而导致了影响产品性能的技术问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例提供的一种充电机，增加功率因素处理，使电网电力使用率大于95% (—般充电机电网使用率只有50?60%)，解决了电器性能不够稳定，较难在电池各电压点和各负载阶段实现更稳定输出，振荡噪音严重，而导致的影响产品性能的技术问题。
[0005]本实用新型实施例提供的一种充电机，包括控制电路，所述控制电路包括:
[0006]MCU、移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元，所述MCU与所述移相软开关控制电路、所述输出电压检测反馈和所述电池管理单元电性连接，所述移相软开关控制电路与所述输出电压检测反馈电性连接；
[0007]其中，所述MCU通过检测所述电池管理单元在通电情况下的电池电压，判断所述电池电压的情况，若处于第一基准电压对应的第一电压范围，则通过按照第一基准电压给电池进行充电，若处于第二基准电压对应的第二电压范围，则通过按照第二基准电压给电池进行充电，若处于第三基准电压对应的第三电压范围，则通过按照第三基准电压给电池进行充电，直到所述电池电压满足预置电压值，则停止充电。
[0008]可选地，所述MCU，具体用于通过MCU给出第一基准电压给电池进行充电，直到超过第一基准电压，按照第二基准电压电流给电池进行充电，直到超过第二基准电压，按照第三基准电压电流给电池进行充电，直到超过第三基准电压，按照第四基准电压对电池进行恒压限流充电，实时检测到充电电流是否不大于预置电流值，若是，则按照第五基准电压电池进行充电，直到超过第五基准电压，充电机停止充电，直到MCU检测到电池电压下降到预设电压值，按照第六基准电压电流给电池进行涓流充电，直到达到第六阶段充电预设时间，充电机关机充电结束；
[0009]所述MCU，还用于通过所述MCU检测到第一到第五阶段电流和电压小于预设值，第六阶段检测到的Vuf I和Vuf 2的差值大于2V，则判断为电池拔除，充电机停止充电；
[0010]所述MCU，还用于通过所述M⑶检测充电机温度，电池温度，输入AC电压，进行降额保护和过温度保护；
[0011]所述M⑶，还用于通过所述M⑶检测电池温度进行充电电压的温度补偿。
[0012]可选地，所述控制电路还包括:
[0013]电磁抑制回路、突入电流抑制软启动、APFC单元、移相软开关切换电路、电感、过功率保护电路、倍流整流电路、滤波电路、电池/异常及反接保护电路；
[0014]所述电磁抑制回路、所述突入电流抑制软启动、所述APFC单元、所述移相软开关切换电路、所述电感、所述过功率保护电路、倍流整流电路、滤波电路、电池/异常及反接保护电路串联连接。
[0015]可选地，所述M⑶通过温度保护电路和光耦合器件与所述APFC单元电性连接；
[0016]所述APFC单元还与辅助供电电路电性连接，所述辅助供电电路与输入欠电压保护电路连接；
[0017]所述M⑶与移相软开关主回路异常保护电路连接。
[0018]可选地，所述控制电路还包括:
[0019]检流电路、输出过压保护电路、充电机内部温度监测单元、电池温度补偿温度监测单元、风扇调速单元；
[0020]所述检流电路、所述输出过压保护电路、所述充电机内部温度监测单元、所述电池温度补偿温度监测单元、所述风扇调速单元均与所述MCU电性连接。
[0021]可选地，所述电池管理单元包括光耦合器件和通讯单元，用于通过BUS总线与电池连接。
[0022]从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点:
[0023]本实用新型实施例提供的一种充电机，包括MCU、移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元，MCU与移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元电性连接，移相软开关控制电路与输出电压检测反馈电性连接;其中，MCU通过检测电池管理单元在通电情况下的电池电压，判断电池电压的情况，若处于第一基准电压对应的第一电压范围，则通过按照第一基准电压给电池进行充电，若处于第二基准电压对应的第二电压范围，则通过按照第二基准电压给电池进行充电，若处于第三基准电压对应的第三电压范围，则通过按照第三基准电压给电池进行充电，直到电池电压满足预置电压值，则停止充电。本实施例中，通过判断电池电压的情况，若处于第一基准电压对应的第一电压范围，则通过MCU按照第一基准电压起始给电池进行充电；若处于第二基准电压对应的第二电压范围，则通过MCU按照第二基准电压起始给电池进行充电；若处于第三基准电压对应的第三电压范围，则通过MCU按照第三基准电压起始给电池进行充电，直到电池电压满足预置电压值，则停止充电，加入了功率因素处理，使电网电力使用率大于95%，解决了电器性能不够稳定，较难在电池各电压点和各负载阶段实现更稳定输出，振荡噪音严重，而导致的影响产品性能的技术问题。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025]图1为本实用新型实施例提供的一种充电机的控制电路的结构示意图；
[0026]图2为本实用新型实施例的充电机的外部结构示意图；
[0027]图3为本实用新型实施例的充电机的呼吸器拨码选择开关结构示意图；
[0028]图4为本实用新型实施例的充电机的剖面结构示意图；
[0029]图5为充电机的充电流程示意图；
[0030]图6为充电机的降额保护及电池温度保护流程示意图。
[0031]图示说明:M⑶1、移相软开关控制电路2、输出电压检测反馈3和电池管理单元4、电磁抑制回路5、突入电流抑制软启动6、APFC单元7、移相软开关切换电路8、电感9、过功率保护电路1、倍流整流电路11、滤波电路12、电池/异常及反接保护电路13、温度保护电路14、光耦合器件15、辅助供电电路16、输入欠电压保护电路17、移相软开关主回路异常保护电路18、检流电路19、输出过压保护电路20、充电机内部温度监测单元21、电池温度补偿温度监测单元22、风扇调速单元23、通讯单元24、呼吸器25、拨码选择开关26、固定功率晶体管螺丝27、阶梯绝缘粒进行安规绝缘28、PCB基材29、功率晶体管30、陶瓷散热绝缘片31、外壳铝基材32、交错升压电路71、升压控制电路72。
【具体实施方式】
[0032]本实用新型实施例提供的一种充电机，增加功率因素处理，使电网电力使用率大于95% (—般充电机电网使用率只有50?60%)，解决了电器性能不够稳定，较难在电池各电压点和各负载阶段实现更稳定输出，振荡噪音严重，而导致的影响产品性能的技术问题。
[0033]为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]请参阅图1至图4，本实用新型实施例中提供的一种充电机的一个实施例包括:
[0035]MCU、移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元，MCU与移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元电性连接，移相软开关控制电路与输出电压检测反馈电性连接；
[0036]其中，M⑶通过检测电池管理单元在通电情况下的电池电压，判断电池电压的情况，若处于第一基准电压对应的第一电压范围，则通过按照第一基准电压起始给电池进行充电，若处于第二基准电压对应的第二电压范围，则通过按照第二基准电压起始给电池进行充电，若处于第三基准电压对应的第三电压范围，则通过按照第三基准电压起始给电池进行充电，直到电池电压满足预置电压值，则停止充电。
[0037]进一步地，M⑶I，具体用于给出第一基准电压给电池进行充电，直到超过第一基准电压，按照第二基准电压电流给电池进行充电，直到超过第二基准电压，按照第三基准电压电流给电池进行充电，直到超过第三基准电压，按照第四基准电压对电池进行恒压限流充电，实时检测到充电电流是否不大于预置电流值，若是，则按照第五基准电压电池进行充电，直到超过第五基准电压，充电机停止充电，直到MCUl检测到电池电压下降到预设电压值，按照第六基准电压电流给电池进行涓流充电，直到达到充电预设时间，充电机关机充电结束。
[0038]M⑶I，还用于通过MCUl检测到电池电压满足第六电压范围，则按照第六基准电压对电池进行涓流充电；
[0039]M⑶I，还用于通过MCUl检测到电流和电压小于预设值，当检测到的Vuf I和Vuf 2的差值大于2V，则判断为电池拔除，充电机停止充电。M⑶I，还用于通过MCUI检测充电机温度，电池温度，输入AC电压，进行降额保护和过温度保护；
[0040]M⑶I，还用于通过M⑶I检测电池温度进行充电电压的温度补偿。
[0041 ] 进一步地，控制电路还包括:
[0042]电磁抑制回路5、突入电流抑制软启动6、APFC单元7、移相软开关切换电路8、电感
9、过功率保护电路1、倍流整流电路11、滤波电路12、电池/异常及反接保护电路13;
[0043]电磁抑制回路5、突入电流抑制软启动6回路、APFC单元7、移相软开关切换电路8、电感9、过功率保护电路1、倍流整流电路11、滤波电路12、电池/异常及反接保护电路13串联连接，电磁抑制回路5包括EMC滤波电路12、抑制和改善EMC特性，突入电流抑制软启动6回路在电源启动瞬间，控制输入电流。从而保护供电线路及减少对电源本身的冲击，APFC单元7采用先进的交错式APFC电路，减少开关元件的盈利，缩小电源提及，减少电解上的纹波电流，倍流整流电路11减少输出开关器件的同时，可以有效提高能量转换效率，移相软开关切换电路8先进的移相软开关谐振电路，让功率器件金融零压开通和零流关断，提高转换效率，同时拥有良好的EMC特性。
[0044]进一步地，M⑶I通过温度保护电路14和光耦合器件15与APFC单元7电性连接；
[0045]APFC单元7还与辅助供电电路16电性连接，辅助供电电路16与输入欠电压保护电路17连接，APFC单元7包括交错升压电路71与升压控制电路72;
[0046]M⑶I与移相软开关主回路异常保护电路18连接。
[0047]进一步地，控制电路还包括:
[0048]检流电路19、输出过压保护电路20、充电机内部温度监测单元21、电池温度补偿温度监测单元22、风扇调速单元23;
[0049]检流电路19、输出过压保护电路20、充电机内部温度监测单元21、电池温度补偿温度监测单元22、风扇调速单元23均与MCUl电性连接。
[0050]进一步地，电池管理单元4包括光耦合器件15和通讯单元24，用于通过BUS总线与电池连接。
[0051]图2为本实用新型实施例的充电机的外部结构。
[0052]如图2和图3所示，充电机外壳还设置有呼吸器2525与LED显示二合一的，且呼吸器25内藏拨码选择开关2626选择充电程序，运行状态LED指示:红色，绿色，黄色，三种颜色显示，电池充电程序拨码，选择开关，智能通讯接口，可通过该接口进行程序升级，充电机运行参数，电池参数监测。
[°°53]本实施例中，如图4所示，充电机包括:固定功率晶体管螺丝27、阶梯绝缘粒28进行安规绝缘、PCB基材29、功率晶体管30、陶瓷散热绝缘片31、外壳铝基材32。
[0054]如图5^(:通电侦测电池电压￥8。
[0055]35V〈VB〈60V，MCU给出充电基准电压62V，电流10A，直到电池电压充到VB> = 60V，充电过程拔除电池，充电A?E过程，MCU侦测到充电电流〈1A且电池电压〈30V判断为电池拔除，MCU断开续电器，并关闭PffM信号。
[0056]60V〈VB〈72V，MCU给出充电基准电压74V，电流30A，直到电池电压充到VB> = 72V。
[0057]72V〈VB〈74V，MCU给出充电基准电压74.5V电流20A，直到电池电压充到VB> = 74V，MCU给出充电基准电压74.1V，限电流1A，进行恒压限电流充电。
[0058]M⑶侦测到充电电流=<2A，M⑶给出充电基准电压81V，电流2A。
[0059]MCU侦测到电池电压掉到VB =〈69V，开机给出基准电压69V，电流2A涓流充电。
[0060]最后一阶段CV&CC ON 30S，0FF 0.5S，CV&CC OFF 0.5S 时，侦测输出 Vufl，当 Vufl〈68V时，将CV&CC OFF 2S，侦测输出Vuf 2，Vufl_Vuf2>2V时，判定为电池拔除，产品关机，继续侦测电池电压，依开机条件决定是否开机充电。
[0061 ] 需要说明的是，当Vufl>68V时，重复执行CV&CC ON 30S,0FF 0.5S动作，当Vufl-Vuf2 =〈2V时，重复执行CV&CC ON 30S,0FF 0.5S动作。
[0062]直到电池温度不小于55°，则停止充电。
[0063]如图6，AC通电侦测电池电压VB&电池温度，-30 °C〈电池温度〈_20 °C，开机延时2分钟，并用2六电流预充电1!1，35￥〈￥8〈60￥，]\10]给出充电基准电压62￥，电流1(^，60￥〈￥8〈72￥，M⑶给出充电基准电压74V，电流30A侦测AC输入电压，若Vac>160V，M⑶给出充电基准电压74V，电流30A，侦测AC输入电压，若Vac =〈 160V，MCU给出充电基准电压74V，电流20A，直到VB充到>72V，MCU给出充电基准电流10A(40 °C〈电池温度〈55 °C )，MCU关闭开机信号停止充电(55°C=〈电池温度)。
[0064]或AC通电侦测电池电压VB&电池温度，_30°C〈电池温度<_20°C，电池电压充到VB>= 74V，MCU给出充电基准电压74.1￥，电流1(^10]侦测到充电电流=〈24，10]侦测到电池电压充到VB = 80.1V,关机，M⑶侦测到电池电压掉到VB =〈69V，开机，给出基准电压69V，电流2A，MCU关闭开机信号停止充电。
[0065]六(:通电侦测电池电压￥8&电池温度，-20°(:〈电池温度〈30°(:，35￥〈￥8〈60￥，10]给出充电基准电压62V，电流10A，60V〈VB〈72V，MCU给出充电基准电压74V，电流30A侦测AC输入电压，若Vac> 160V，MCU给出充电基准电压74V，电流30A侦测AC输入电压，若Vac =〈 160 V，MCU给出充电基准电压74V，电流20A，直到VB充到>72V，MCU给出充电基准电流10A(40°C〈电池温度〈55 °C)，MCU关闭开机信号停止充电(55 °C =〈电池温度)。
[0066]需要说明的是，当Vufl>68V时，重复执行CV&CC ON 30S,0FF 0.5S动作，当Vufl-Vuf2 =〈2V时，重复执行CV&CC ON 30S,0FF 0.5S动作。
[0067]电池温度补偿；
[0068]为电池温度20°C，当电池每升高或降低1°C，电池充电电压就下降或升高0.09V(电压补偿温度下限截止为=〈10°c);
[0069]产品低温&过温保护；
[0070]A:产品温度低于_30°C停止开机充电；
[0071]B:充电机内> = 85°C时，B段充电由30A降为20A;
[0072]C:充电机内> = 95°C时，A-F各段关机停止充电。
[0073]风扇调速；
[0074]A:机内温度<35°C时，风扇=〈1350转/分钟；
[0075]B:机内温度35?40°C时，风扇=〈1740转/分钟；
[0076]C:机内温度40?60°C时，风扇=〈2880转/分钟；
[0077]D:机内温度>60°C时，风扇=〈4470转/分钟
[0078]当输出短路时，产品关机保护停止充电。
[0079]本实施例中，通过判断电池电压的情况，若处于第一基准电压对应的第一电压范围，则通过MCUl按照第一基准电压给电池进行充电；若处于第二基准电压对应的第二电压范围，则通过MCUl按照第二基准电压给电池进行充电；若处于第三基准电压对应的第三电压范围，则通过MCUl按照第三基准电压给电池进行充电，直到电池电压满足预置电压值，则停止充电，解决了目前的充电机没有功率因素处理，使电网电力使用率只50?60%，电器性能不够稳定，较难在电池各电压点和各负载阶段实现更稳定输出，振荡噪音严重，而导致的影响产品性能的技术问题，优化风道散热结构，降低产品过热风险。加入呼吸器25，即确保防水性能，又排出产品内产生气体平衡产品内部气压，避免爆炸隐患，提高产品安全。提高功率因素，提高电网使用效率以节能减排，提升产品稳定性，全负载&各电压阶段实现产品稳定输出。单片机内预置充电程序，通过呼吸器25内藏拨码选择开关26选择充电程序，移相全桥电路的应用，使产品在电池不同电压和电流充电时，降低噪音性能，稳定。
[0080]以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种充电机，包括控制电路，其特征在于，所述控制电路包括: MCU、移相软开关控制电路、输出电压检测反馈和电池管理单元，所述MCU与所述移相软开关控制电路、所述输出电压检测反馈和所述电池管理单元电性连接，所述移相软开关控制电路与所述输出电压检测反馈电性连接； 其中，所述MCU通过检测所述电池管理单元在通电情况下的电池电压，判断所述电池电压的情况，若处于第一基准电压对应的第一电压范围，则通过按照第一基准电压给电池进行充电，若处于第二基准电压对应的第二电压范围，则通过按照第二基准电压给电池进行充电，若处于第三基准电压对应的第三电压范围，则通过按照第三基准电压给电池进行充电，直到所述电池电压满足预置电压值，则停止充电。2.根据权利要求1所述的充电机，其特征在于， 所述MCU，具体用于通过MCU给出第一基准电压给电池进行充电，直到超过第一基准电压，按照第二基准电压电流给电池进行充电，直到超过第二基准电压，按照第三基准电压电流给电池进行充电，直到超过第三基准电压，按照第四基准电压对电池进行恒压限流充电，实时检测到充电电流是否不大于预置电流值，若是，则按照第五基准电压电池进行充电，直到超过第五基准电压，充电机停止充电，直到MCU检测到电池电压下降到预设电压值，按照第六基准电压电流给电池进行涓流充电，直到达到充电预设时间，充电机关机充电结束； 所述MCU，还用于通过所述MCU检测到所述电池电压满足第六电压范围，则按照第六基准电压对所述电池进行涓流充电； 所述MCU，还用于通过所述MCU检测到电流和电压小于预设值，当检测到的Vuf I和Vuf2的差值大于2V，则判断为电池拔除，充电机停止充电； 所述MCU，还用于通过所述M⑶检测充电机温度，电池温度，输入AC电压，进行降额保护和过温度保护； 所述MCU，还用于通过所述MCU检测电池温度进行充电电压的温度补偿。3.根据权利要求2所述的充电机，其特征在于，所述控制电路还包括: 电磁抑制回路、突入电流抑制软启动、APFC单元、移相软开关切换电路、电感、过功率保护电路、倍流整流电路、滤波电路、电池/异常及反接保护电路； 所述电磁抑制回路、所述突入电流抑制软启动、所述APFC单元、所述移相软开关切换电路、所述电感、所述过功率保护电路、倍流整流电路、滤波电路、电池/异常及反接保护电路串联连接。4.根据权利要求3所述的充电机，其特征在于，所述MCU通过温度保护电路和光耦合器件与所述APFC单元电性连接； 所述APFC单元还与辅助供电电路电性连接，所述辅助供电电路与输入欠电压保护电路连接； 所述MCU与移相软开关主回路异常保护电路连接。5.根据权利要求4所述的充电机，其特征在于，所述控制电路还包括: 检流电路、输出过压保护电路、充电机内部温度监测单元、电池温度补偿温度监测单元、风扇调速单元； 所述检流电路、所述输出过压保护电路、所述充电机内部温度监测单元、所述电池温度补偿温度监测单元、所述风扇调速单元均与所述MCU电性连接。6.根据权利要求5所述的充电机，其特征在于，所述电池管理单元包括光耦合器件和通讯单元，用于通过BUS总线与电池连接。
【文档编号】H02H7/18GK205544505SQ201520984157
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年11月30日
【发明人】屈祖权, 杨和林, 陈全东, 赖小明, 曾小林
【申请人】东莞市港奇电子有限公司