一种充电自动控制电路结构

1.本实用新型涉及充电控制技术领域，尤其是涉及一种充电自动控制电路结构。


背景技术：

2.随着经济和科技的不断发展，人们对电力的需求量也不断增大，日常使用的手机、电脑以及出行乘坐的电动汽车、电瓶车都需要及时补充电能，充电行为日趋频繁。现有的充电设备在电量不足时通常需要人为操作进行辅助充电，大多不能进行自动充电，也无法控制充电过程中的充电电压等级和充电电流。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种充电自动控制电路结构，以实现自动充电控制的目的。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种充电自动控制电路结构，包括主控制模块，所述主控制模块分别连接至光伏发电输出模块和电池模块，所述主控制模块还通过开关模块与电池模块连接，所述主控制模块中设置有mppt(maximum power point tracking，最大功率点跟踪)单元、用于调节恒流充电电流的恒流控制单元、用于调节恒压充电电压的恒压控制单元以及用于采集电池模块数据信息的信息采集单元。
5.进一步地，所述信息采集单元具体为温度采集单元。
6.进一步地，所述主控制模块具体为cn3722控制芯片。
7.进一步地，所述温度采集单元具体由主控制模块的temp管脚通过热敏电阻接地构成。
8.进一步地，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。
9.进一步地，所述恒流控制单元具体由主控制模块的csp管脚通过电流检测电阻与bat管脚连接构成。
10.进一步地，所述恒压控制单元具体由主控制模块的fb管脚外接电阻分压网络构成。
11.进一步地，所述开关模块具体为p通道场效应晶体管。
12.进一步地，所述开关模块具体为stm9435。
13.进一步地，所述开关模块的栅极与主控制模块的drv管脚连接。
14.与现有技术相比，本实用新型通过设置分别与光伏发电输出模块和电池模块连接的主控制模块，并将主控制模块通过开关模块与电池模块连接，利用主控制模块的mppt单元从光伏发电输出模块获取电力信息，结合主控制模块的恒流控制单元、恒压控制单元以及信息采集单元，能够根据电池电压和电池温度信息自动进行充电电压等级和充电电流的控制，从而可靠地实现自动充电控制的目的。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为实施例的具体电路结构示意图；
17.其中：1、主控制模块，2、光伏发电输出模块，3、电池模块，4、开关模块，101、mppt单元，102、恒流控制单元，103、恒压控制单元，104、信息采集单元。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
19.实施例：
20.如图1所示，一种充电自动控制电路结构，包括主控制模块1，主控制模块1分别连接至光伏发电输出模块2和电池模块3，主控制模块1还通过开关模块4与电池模块3连接，主控制模块1中设置有mppt单元101、用于调节恒流充电电流的恒流控制单元102、用于调节恒压充电电压的恒压控制单元103以及用于采集电池模块数据信息的信息采集单元104，其中，信息采集单元104具体为温度采集单元。
21.本实施例中，主控制模块1选用cn3722控制芯片，开关模块4具体为p通道场效应晶体管，选用stm9435。
22.如图2所示，温度采集单元具体由cn3722的temp管脚通过热敏电阻(r4：10kω)接地构成，该热敏电阻为负温度系数热敏电阻；
23.恒流控制单元102具体由cn3722的csp管脚通过电流检测电阻(r2)与bat管脚连接构成；
24.恒压控制单元103具体由cn3722的fb管脚外接电阻分压网络(r5和r6)构成；
25.开关模块stm9435的栅极g与cn3722的drv管脚连接。
26.本实施例中，主控制模块选用cn3722，其为pwm降压模式充电管理集成电路，具有充电电池最大功率点跟踪功能。cn3722具有恒流恒压充电模式，非常适合对单节或多节锂电池或磷酸铁锂电池的充电管理，恒流充电电流由连接于csp管脚和bat管脚之间的电流检测电阻设置；在恒压充电模式，恒压充电电压则由外部电阻分压网络设置。当vcc管脚电压同时满足下面三个条件时，
27.(1)vcc管脚电压大于低压锁存阈值；
28.(2)vcc管脚电压大于电池电压；
29.(3)vcc管脚电压不小于所设定的最大功率点电压；
30.充电器正常工作，对电池充电。
31.如果电池电压低于所设置的恒压充电电压的66.7％时，充电器自动进入涓流充电模式，此时充电电流为所设置的恒流充电电流的15％。
32.当电池电压大于所设置的恒压充电电压的66.7％时，充电器进入恒流充电模式，此时充电电流由内部的基准电压和一个外部电阻设置。
33.当电池电压继续上升接近恒压充电电压时，充电器进入恒压充电模式，充电电流逐渐减小，充电过程持续到充电电流减小到零。
34.cn3722采用恒电压法跟踪充电需求的最大功率点，最大功率点电压通过两个电阻分压后送到mppt管脚，在最大功率点跟踪状态，mppt管脚电压被调制在1.04v，而且mppt管
脚调制电压具有－0.4％℃的温度系数，同电池最大功率点电压的温度系数非常吻合。在充电状态，漏极开路输出stat1管脚或stat2管脚内部的漏极开路晶体管导通；否则内部的漏极开路晶体管关断，stat1管脚和stat2管脚输出高阻态。当输入电压掉电时，cn3722自动进入睡眠模式，内部电路被关断，这样可以减少电池的电流消耗，延长待机时间。为了监测电池温度，需要在temp管脚和gnd管脚之间连接一个10kω的负温度系数的热敏电阻。如果电池温度超出正常范围，充电过程将被暂停，直到电池温度回复到正常温度范围内为止。cn3722内部还有一个过压比较器，当bat管脚电压由于负载变化或者突然移走电池等原因而上升时，如果bat管脚电压上升到恒压充电电压的1.08倍时，过压比较器动作，关断片外的p沟道mos场效应晶体管，充电器暂时停止，直到bat管脚电压回复到恒压充电电压以下。在某些情况下，比如在电池没有连接到充电器上，或者电池突然断开，bat管脚的电压可能会达到过压保护阈值。
35.本实施例选用stm9435作为开关模块，将其设计为p沟道增强型场效应管，p沟道mos晶体管的空穴迁移率低，因而在mos晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下，pmos晶体管的跨导小于n沟道mos晶体管。此外，p沟道mos晶体管阈值电压的绝对值一般偏高，要求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性，与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容。pmos因逻辑摆幅大，充电放电过程长，加之器件跨导小，所以工作速度更低，在nmos电路(见n沟道金属—氧化物—半导体集成电路)出现之后，多数已为nmos电路所取代。只是，因pmos电路工艺简单、价格便宜，有些中规模和小规模数字控制电路仍采用pmos电路技术。pmos集成电路是一种适合在低速、低频领域内应用的器件。pmos集成电路采用-24v电压供电。cmos-pmos接口电路采用两种电源供电。采用直接接口方式，一般cmos的电源电压选择在10～12v就能满足pmos对输入电平的要求，以此来完成cn3722辅助测量与控制。
36.综上所述，本实用新型通过对采集到的充电设备信息的分析，能够进行调节操控、达到自动充电的效果；
37.能够根据现有电力信息进行分析及被充电电池的温度等信息，通过控制调节，达到控制充电电压等级和电流的效果。