一种双环连续控制充电电路的控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及充电电路，具体是一种双环连续控制充电电路的控制方法。
【背景技术】
[0002]目前市场上的电池充电模式主要有二种，一种是离线充电，如电瓶车充电的模式；另一种是在线充电，如电信机房电源对后备电池系统充电。在线充电电源设备的输出电流一般都比较大，要求大于负载电流和电池充电电流之和，即要给电池充电，同时还需要给系统负载供电。
[0003]随着电池在工商业中的应用越来越广泛，新的电池应用越来越多，有些应用的日常负载电流不大，但是偶尔会需要短时间的大电流输出。如一些做冷数据记录的硬盘柜设备，大部分硬盘只有在需要检索相关信息的时候才会加电运转，多数时间是不加电的。所以设备日常用电很少，仅在有突发检索需求的时候才有大电流需求。此类应用中一般希望对后备电池采用在线充电的模式，此时只能使用大功率充电电源，成本高且能源转换效率低。
[0004]用开关电源对二次电池充电时，一般至少有恒流充电和恒压充电两个阶段。当恒压充电时，对电池的放电电流突然增大，电池电压就有可能突然低于恒压电压，此时充电电路检测到电池电压低于恒压电压值，就切换到恒流充电模式。待电池放电电流减小，电压回升，再切换回恒压模式。两种模式不断切换过程中，如果不能保证充电电流的连续性，而出现充电电流突变，系统输出就出现较大电压抖动。目前很多电子设备工作电流波动很大，如果应用中需要对电池充电同时放电，这个问题就很容易出现。
[0005]这个问题的关键原因是恒流充电控制与恒压控制是完全独立的两个控制环路，在不同阶段使用完全不同的控制方式，在一些应用条件下，会出现在不同控制方式之间频繁切换导致的电压频繁跳变的问题。
【发明内容】
[0006]本发明正是鉴于上述恒流充电控制与恒压控制使用时会出现频繁切换的问题，提出一种新的技术方案，一种双环连续控制充电电路的控制方法。该控制方法为双环连续控制方式，电池充电电路在恒流充电和恒压充电过程中，出现电池放电时，仍然保持稳定工作。
[0007]为了解决上述问题，本发明设计了一种双环连续控制充电电路的控制方法，其特征在于，包括电压环控制和电流环控制，所述电流环控制是采用电流反馈控制PWM导通时间Ton的方式，电压环控制是采用电压反馈控制电流环设定电流值的方式，结合每个环路的控制策略，使得不论在恒流还是恒压充电阶段出现负载电流波动时，充电电源都能正常工作；功率输入与功率输出之间安装有一个功率开关电路，电流环控制包括电流反馈和PMff控制策略，电压环控制包括电压反馈和电流值控制策略，电流反馈和电压反馈均接在功率输出端，电压反馈将功率输出端的电压信号发送到电流值控制策略，结合设定电压值，对电流环控制环路设定电流值；电流反馈将功率输出端的电流信号发送给PMff控制策略，PMff控制策略驱动功率开关电路进行调控。
[0008]本发明有益效果在于:在恒流充电阶段，电池电压没有达到恒压充电电压值，电压环控制环路将电流环控制环路的电流设定值稳定在恒流充电的电流值上。当电池电压达到恒压充电电压时，电压环控制电流环的设定电流逐渐减小，使充电电压始终稳定在设定值上。当电池在恒压充电阶段，出现对外放电的情况时，电压低于了恒压充电的电压设定值，在双环控制作用下，系统回到恒流充电阶段，电流会在当前设定值的基础上逐渐加大到恒流充电电流值。整个过程是个连续可控的调节过程，不会出现电压环控制和电流环控制来回切换导致的电压频繁跳变的现象。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一种双环连续控制充电电路的控制方法一种实施例的控制原理示意图。
[0010]图2为本发明一种双环连续控制充电电路的控制方法一种实施例的控制流程图。
【具体实施方式】
[0011]以下将结合附图对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。
[0012]为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
[0013]本发明设计了一种双环连续控制充电电路的控制方法，其特征在于，包括电压环控制和电流环控制，电流环的电流设定值由电压环来控制。所述电压环控制具体为:充电开始后，控制器获取输出电压传感器读数Vout，恒压充电电压设定值为VMt，电流设定值为Iset，电压误差值为AV = Vout-Vset,电压控制增益为K1，则Iset= I set-Kl*AV,当Iset>
时，所述电流环控制具体为:充电开始后，控制器获取输出电流传感器读数1ut,电流误差值为Al = 1ut-1set,电流控制增益为K2，PffM输出的导通时间为TOT，Ton =Τοη-Κ2*ΔΙ,当Iciut小于最小浮充电流时，充电结束；当I _不小于最小浮充电流时，重复充电开始阶段，直到Iciut小于最小浮充电流时，充电结束。
[0014]所述电流环控制是采用电流反馈控制PWM导通时间Ton的方式，电压环控制是采用电压反馈控制电流环设定电流值的方式，结合每个环路的控制策略，使得不论在恒流还是恒压充电阶段出现负载电流波动时，充电电源都能正常工作。功率输入与功率输出之间安装有一个功率开关电路，电流环控制包括电流反馈和PMff控制策略，电压环控制包括电压反馈和电流值控制策略，电流反馈和电压反馈均接在功率输出端，电压反馈将功率输出端的电压信号发送到电流值控制策略，结合设定电压值，对电流环控制环路设定电流值；电流反馈将功率输出端的电流信号发送给PMff控制策略，PMff控制策略驱动功率开关电路进行调控。
[0015]在恒流充电阶段，电池电压没有达到恒压充电电压值，电压环控制环路将电流环控制环路的电流设定值稳定在恒流充电的电流值上。当电池电压达到恒压充电电压时，电压环控制电流环的设定电流逐渐减小，使充电电压始终稳定在设定值上。当电池在恒压充电阶段，出现对外放电的情况时，电压低于了恒压充电的电压设定值，在双环控制作用下，系统回到恒流充电阶段，电流会在当前设定值的基础上逐渐加大到恒流充电电流值。整个过程是个连续可控的调节过程，不会出现电压环控制和电流环控制来回切换导致的电压频繁跳变的现象。通过双环连续控制方式，电池充电电路在恒流充电和恒压充电过程中，出现电池放电时，仍然保持稳定工作。
[0016]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
[0017]本发明未述及之处适用于现有技术。
【主权项】
1.一种双环连续控制充电电路的控制方法，其特征在于，包括电压环控制和电流环控制，所述电流环控制是采用电流反馈控制PWM导通时间Ton的方式，电压环控制是采用电压反馈控制电流环设定电流值的方式，结合每个环路的控制策略，使得不论在恒流还是恒压充电阶段出现负载电流波动时，充电电源都能正常工作；功率输入与功率输出之间安装有一个功率开关电路，电流环控制包括电流反馈和PMff控制策略，电压环控制包括电压反馈和电流值控制策略，电流反馈和电压反馈均接在功率输出端，电压反馈将功率输出端的电压信号发送到电流值控制策略，结合设定电压值，对电流环控制环路设定电流值；电流反馈将功率输出端的电流信号发送给PMff控制策略，PMff控制策略驱动功率开关电路进行调控。2.根据权利要求1所述的一种双环连续控制充电电路的控制方法，其特征在于，在恒流充电阶段，电池电压没有达到恒压充电电压值，电压环控制环路将电流环控制环路的电流设定值稳定在恒流充电的电流值上；当电池电压达到恒压充电电压时，电压环控制电流环的设定电流逐渐减小，使充电电压始终稳定在设定值上；当电池在恒压充电阶段，出现对外放电的情况时，电压低于了恒压充电的电压设定值，在双环控制作用下，系统回到恒流充电阶段，电流会在当前设定值的基础上逐渐加大到恒流充电电流值；整个过程是个连续可控的调节过程。
【专利摘要】本发明公开了一种双环连续控制充电电路的控制方法，该控制方法在恒流充电阶段，电池电压没有达到恒压充电电压值，电压环控制环路将电流环控制环路的电流设定值稳定在恒流充电的电流值上。当电池电压达到恒压充电电压时，电压环控制电流环的设定电流逐渐减小，使充电电压始终稳定在设定值上。当电池在恒压充电阶段，出现对外放电的情况时，电压低于了恒压充电的电压设定值，在双环控制作用下，系统回到恒流充电阶段，电流会在当前设定值的基础上逐渐加大到恒流充电电流值。整个过程是个连续可控的调节过程，不会出现电压环控制和电流环控制反复切换导致的电压频繁跳变的现象。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105207309
【申请号】CN201510701518
【发明人】王史君
【申请人】深圳市明泽微科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月23日