专利名称：一种高效智能光电控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种高效智能光电控制器。
背景技术：
随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，在镍氢电池高效智能光电控制器中也经常采用的脉宽PWM法。它是把每ー脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。 可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。PWM软件法控制充电电流本方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端ロ，在不改变PWM方波周期的前提下，通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比，从而控制充电电流。本方法所要求的单片机必须具有ADC端ロ和PWM端ロ这两个必须条件，另外ADC的位数尽量高，单片机的工作速度尽量快。在调整充电电流前，单片机先快速读取充电电流的大小，然后把设定的充电电流与实际读取到的充电电流进行比较，若实际电流偏小则向增加充电电流的方向调整PWM的占空比；若实际电流偏大则向减小充电电流的方向调整PWM的占空比。在软件PWM的调整过程中要注意ADC的读数偏差和电源工作电压等引入的纹波干扰，合理采用算木平均法等数字滤波技木。由于单片机的工作频率一般都在4MHz左右，由单片机产生的PWM的工作频率是很低的，再加上单片机用ADC方式读取充电电流需要的时间，因此用软件PWM的方式调整充电电流的频率是比较低的，为了克服以上的缺陷，可以采用外部高速PWM的方法来控制充电电流。现在高效智能光电控制器中采用的PWM控制芯片主要有TL494等。现有技术的缺点在于电流控制精度低。充电电流的大小的感知是通过电流采样电阻来实现的，采样电阻上的压降传到单片机的ADC输入端ロ，单片机读取本端ロ的电压就可以知道充电电流的大小。若设定采样电阻为Rsample (单位为Q ),采样电阻的压降为Vsample (单位为mV),10位ADC的參考电压为5. 0V。则ADC的ILSB对应的电压值为5000mV/1024 = 5mV。ー个5mV的数值转换成电流值就是50mA，所以软件PWM电流控制精度最大为50mA。若想增加软件PWM的电流控制精度，可以设法降低ADC的參考电压或采用10位以上ADC的单片机。PWM采用软启动的方式。在进行大电流快速充电的过程中，充电从停止到重新启动的过程中，由于磁芯上的反电动势的存在，所以在重新充电时必须降低PWM的有效占空比，以克服由于软件调整PWM的速度比较慢而带来的无法控制充电电流的问题。充电效率不是很高。在快速充电时，因为采用了充电软启动，再加上单片机的PWM调整速度比较慢，所以实际上停止充电或小电流慢速上升充电的时间是比较大的。硬件的价格比较贵。TL494的使用在带来以上优点的同时，增加了产品的成本，可以采用LM358或LM393的方式进行克服。[0009]涓流控制简单，并且是脉动的。电池充电结束后，一般采用涓流充电的方式对电池维护充电，以克服电池的自放电效应带来的容量损耗。单片机的普通I/o控制端ロ无法实现PWM端ロ的功能，即使可以用软件模拟的方法实现简单的PWM功能，但由于单片机工作的实时性要求，其软件模拟的PWM频率也比较低，所以最终采用的还是脉冲充电的方式，例如在10%的时间是充电的，在另外90%时间内不进行充电。这样对充满电的电池的冲击较小。
实用新型内容为了解决以上的技术问题，本实用新型提供一种高效智能光电控制器。 本实用新型公开了ー种高效智能光电控制器，包括将充电电流从模拟量转化为数字量的ADC单元，与所述的ADC单元相连的PWM端ロ，与所述的PWM端ロ相连接的用于对所述的高效智能光电控制器进行充/停电的第一 PWM単元，还包括与所述的PWM端ロ相连接的用于恒流大电流快速充电的第二 PWM单元。在本实用新型所述的高效智能光电控制器中，所述的第一 PWM模块的充电时间与停止充电时间之比值为35至50。在本实用新型所述的高效智能光电控制器中，所述的第一 PWM模块的充电时间与停止充电时间之比值为40。在本实用新型所述的高效智能光电控制器中，还包括与ADC相连的用于实现电池充电恒流限压作用的阻容元件。在本实用新型所述的高效智能光电控制器中，还包括与所述的ADC单元相连接的用于实现充电电流大小的采样电阻。实施本实用新型的一种高效智能光电控制器，具有以下有益的技术效果解决涓流的脉动性，并且充电效率较高。
图I是本实用新型一种高效智能光电控制器结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请參阅图1，一种高效智能光电控制器，包括采样电阻10、阻容元件20、ADC単元30、PWM 端 ロ 40、第一 PWM 单元 50、第二 PWM 单元 60。图中采样电阻10用于感知充电电流的大小，采样电阻10上的压降通过阻容元件20传到单片机的ADC单元30，单片机读取ADC单元30的电压就可以知道充电电流的大小。若设定米样电阻10为Rsample (单位为Q ),米样电阻10的压降为Vsample (单位为mV)，10位ADC的參考电压为5. 0V。则ADC的ILSB对应的电压值为5000mV/1024 =5mV。ー个5mV的数值转换成电流值就是50mA，所以软件PWM电流控制精度最大为50mA。若想增加软件P画的电流控制精度，可以设法降低ADC的參考电压或采用10位以上ADC的单片机。[0023]第一 PWM单元50 (PWM控制芯片)的工作频率可以达到300kHz以上，外加阻容元件20就可以实现对电池充电过程中的恒流限压作用。[0024]对于单纯硬件PWM的涓流充电的脉动问题，可以采用具有PWM端ロ 40的单片机，再结合第二 PWM単元60 (外部PWM芯片)即可解决涓流的脉动性。在充电过程中可以这样控制充电电流采用恒流大电流快速充电时，可以把单片机的外部PWM芯片全部为高电平或低电平当进行涓流充电时，可以把单片机的PWM端ロ40输出PWM信号，然后通过测试电流采样电阻上的压降来调整PWM的占空比，直到符合要求为止。为了提高充电效率，我们可以采用充电时间比较长，而停止充电时间比较短的充电方式，第一 PWM单元50的充电时间与停止充电时间之比值为35至50，较佳地，第一 PWM单元50的充电时间与停止充电时间之比值为40。例如充2s停50ms，再加上软启动时的电流慢速启动折合成的停止充电时间，设定为5Oms，则实际充电效率为(2000ms-100ms)/2000ms = 95%，这样也可以保证充电效率在90%以上。本实用新型的高效智能光电控制器可以作智能充电器用。实施本实用新型的一种高效智能光电控制器，具有以下有益的技术效果解决涓流的脉动性，并且充电效率较高。上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗g和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高效智能光电控制器，包括将充电电流从模拟量转化为数字量的ADC单元，与所述的ADC单元相连的PWM端口，与所述的PWM端口相连接的用于对所述的高效智能光电控制器进行充/停电的第一 PWM单元，其持征在于，还包括与所述的PWM端口相连接的用于恒流大电流快速充电的第二 PWM单元。
2.根据权利要求I所述的高效智能光电控制器，其特征在于，所述的第一PWM模块的充电时间与停止充电时间之比值为35至50。
3.根据权利要求2所述的高效智能光电控制器，其特征在于，所述的第一PWM模块的充电时间与停止充电时间之比值为40。
4.根据权利要求I所述的高效智能光电控制器，其特征在于，还包括与ADC相连的用于 实现电池充电恒流限压作用的阻容元件。
5.根据权利要求I所述的高效智能光电控制器，其特征在于，还包括与所述的ADC单元相连接的用于实现充电电流大小的采样电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种高效智能光电控制器，包括将充电电流从模拟量转化为数字量的ADC单元，与所述的ADC单元相连的PWM端口，与所述的PWM端口相连接的用于对所述的高效智能光电控制器进行充/停电的第一PWM单元，还包括与所述的PWM端口相连接的用于恒流大电流快速充电的第二PWM单元。本实用新型解决涓流的脉动性，并且充电效率较高。
文档编号H02J7/00GK202395479SQ20112052523
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者黄婉 申请人:黄婉