CN104362720B - 一种蓄电池充电*** - Google Patents

Abstract

一种蓄电池充电***，包括：第一整流电路；逆变电路，其与第一整流电路连接；电压隔离电路，其与逆变电路连接；第二整流电路，其与电压隔离电路连接；电量检测电路，其与第一整流电路和逆变电路连接；控制电路，其与第一整流电路、电量检测电路和逆变电路连接，用于根据第一整流电路输入端和输出端的电压产生整流控制信号，以控制整流电路输出相应的直流电，还根据逆变电路输入端和输出端的电流产生逆变控制信号，以控制逆变电路产生相应的交流电。该***通过对第一整流电路和逆变电路的控制来的提升安全性和可靠性，噪声小、体积小。

Description

一种蓄电池充电***

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体地说，涉及一种蓄电池充电***。

背景技术

广泛使用的一种蓄电池充电***，采用简单的相控直接整流形式，导致控制精度不高，输出电压波动大、纹波大，输入电压与输出电压没有电气隔离，安全性差。为了克服这些的问题，普遍采用变压器先对工频交流电进行降压，再对降压后的交流电进行整流，这样虽然解决了电气隔离问题，但变压器具有体积大、比较重缺点导致整套充电***集成度低，而且变压器能产生较大的工频噪音。另外的，某些领域对蓄电池充电***的安全性和可靠性的要求也越来越高。

发明内容

针对上述问题，一种蓄电池充电***，包括：

第一整流电路，其用于将输入的第一交流电转化成第一直流电并输出；

逆变电路，其与所述第一整流电路连接，用于将所述第一直流电转换成第二交流电并输出；

电压隔离电路，其与所述逆变电路连接，用于将所述第二交流电进行电压隔离，得到第三交流电并输出；

第二整流电路，其与所述电压隔离电路连接，用于将所述第三交流电转换成第二直流电，来为蓄电池充电；

电量检测电路，其与所述第一整流电路和逆变电路连接，用于检测所述第一整流电路输入端和输出端的电压，以及所述逆变电路输入端和输出端的电流；

控制电路，其与所述第一整流电路、电量检测电路和逆变电路连接，用于根据所述第一整流电路输入端和输出端的电压产生整流控制信号，以控制所述第一整流电路输出需要的第一直流电，还用于根据所述逆变电路输入端和输出端的电流产生逆变控制信号，以控制所述逆变电路产生需要的第二交流电。

在一个具体的实施例中，所述第一整流电路包括：

整流触发电路，其与所述控制电路连接，用于根据所述整流控制信号中的整流触发信号产生触发脉冲，根据所述整流控制信号中的整流停止信号停止产生触发脉冲；

半控桥式整流电路，其与所述整流触发电路连接，用于根据所述触发脉冲将所述第一交流电转换为所述第一直流电；

缓冲电路，其并联在所述半控桥式整流电路的输出端的两端，用于减小所述半控桥式整流电路的输出端的电压突变。

在一个具体的实施例中，所述半控桥式整流电路包括：

多个晶闸管，所述若干晶闸管的阴极作为所述半控桥式整流电路的输出端正极，或所述若干晶闸管的阳极作为所述半控桥式整流电路的输出端负极。

在一个具体的实施例中，所述第一整流电路还包括：

预充电电路，其连接于所述半控桥式整流电路的输入端以及由所述若干晶闸管构成的输出端正极或输出端负极，用于对所述缓冲电路进行预充电。

预充电触发电路，其与所述控制电路连接，用于根据所述整流控制信号中的预充电触发信号，控制所述预充电电路对所述缓冲电路进行预充电，根据所述整流控制信号中的预充电停止信号，控制所述预充电电路停止预充电；

在一个具体的实施例中，当所述预充电触发电路正常时，所述预充电触发电路向所述控制电路发送预充电反馈信号；

当所述整流触发电路正常时，所述整流触发电路向所述控制电路发送整流反馈信号。

在一个具体的实施例中，所述控制电路判断所述第一整流电路的输入端电压是否正常，如果正常，则向所述预充电触发电路发出所述预充电触发信号，否则发出预充电停止信号；

如果发出所述预充电触发信号后，所述控制电路未接收到所述预充电反馈信号，则向所述预充电触发电路发出预充电停止信号；

所述控制电路接收到预充电反馈信号并检测到所述第一整流电路的输出端电压达到预设充电阈值后，向所述整流触发电路发出整流触发信号，以控制所述整流触发电路进行整流；

如果发出整流触发信号后，所述控制电路未接收到所述整流反馈信号，则向所述整流触发电路发出整流停止信号。

在一个具体的实施例中，所述控制电路判断所述逆变电路的输入和/或输出电量是否超过预设电量阈值，如果超过，则发出整流停止信号。

在一个具体的实施例中，所述逆变电路包括并联在其输入端两端的串联的第一换向电容和第二换向电容，其中，所述电量检测电路与第一换向电容连接，以检测所述第一换向电容两端的电压。

在一个具体的实施例中，所述控制电路判断所述第一换向电容与第二换向电容的电压值之和是否超过预设电压范围，如果超过，则发出整流停止信号，

在一个具体的实施例中，所述控制电路计算第一换向电容与第二换向电容的电压的差值，并在所述差值的绝对值超出预设电压差值后，向所述第一整流电路发出整流停止信号。

在一个具体的实施例中，所述逆变电路根据所述逆变控制信号中的逆变触发信号，产生所述第二交流电，根据所述逆变控制信号中的逆变停止信号，停止产生所述第二交流电。

在一个具体的实施例中，所述逆变电路包括：

逆变触发电路，其与所述控制电路连接，用于根据逆变控制信号中的逆变触发信号产生驱动信号，根据逆变控制信号中的逆变停止信号，停止产生驱动信号；

半桥逆变电路，其与所述第一整流电路和逆变触发电路连接，用于根据所述驱动信号将所述第一直流电转换为所述第二交流电。

在一个具体的实施例中，所述控制电路判断所述逆变电路的输入电流的两倍与所述逆变电路输出电流的差值的绝对值是否大于的预设电流差值，如果是，则发出逆变停止信号。

在一个具体的实施例中，所述控制电路判断出所述逆变电路输出电流值超过预设电流阈值后，向所述逆变电路发出逆变停止信号。

本发明的第一整流电路将将电网交流电源直接整流为较平滑的第一直流电，逆变电路将第一直流电逆变为频率较高的第二交流电，因为第二交流电的频率较高，所以既可以用体积较小的电压隔离电路进行电气隔离，还使得电压隔离电路所产生的噪声比较小。另外的，控制电路根据第一整流电路输入端和输出端的电压以及逆变电路输入端和输出端的电流来分别调整第一直流电和第二交流电，使得该***各部分承受的电流或电压在安全的范围，以提升该***的安全性和可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明的一种实施方式的蓄电池充电***的电路示意图。

图2是本发明的一种实施方式的蓄电池充电***的第一整流电路的示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。图1为本发明一种实施方式的蓄电池充电***的电路连接示意图。在本实施例中，蓄电池充电***包括主电路以及控制电路。主电路包括用于将输入的第一交流电转化成第一直流电并输出的第一整流电路，连接于第一整流电路且用于将第一直流电转换成第二交流电的逆变电路，连接于逆变电路且用于将第二交流电经电气隔离后并转换成第三交流电的电压隔离电路，连接于电压隔离电路且用于将第三交流电转换第二直流电输出的第二整流电路，连接于第二整流电路且用于将第二直流电进行滤波并输出到蓄电池的滤波电路。具体连接方式如下：

图2示意性的表示了第一整流电路。对应于图1可以看出，端子U1、V1、W1分别为对应于限流电阻R3、R2、R1的输入端，触发端子U2、V2、W2分别对应于继电器26、27、28的常开触点，充电端子21对应于继电器29的常开触点，控制及反馈端22对应于预充电控制端401、预充电反馈接收端402、整流触发控制端403、整流触发反馈接收端404。在本实施例中，第一整流电路包括半控桥式整流电路1。半控桥式整流电路1包括3个晶闸管11～13，3个二极管14～16，晶闸管11～13的阴极连接在一起构成半控桥式整流电路1的输出阳极D1，二极管14～16的阳极连接在一起构成半控桥式整流电路1的输出阴极D2。各个晶闸管的阳极与各个二极管的阴极对应相连，即附图标记中的11与14,12与15,13与16相互连接。二极管与晶闸管相连处分别为蓄电池充电***的三相输入端口U、V、W，输入端口U、V、W外接三相供电电网。晶闸管11～13的门极分别连接于第一触发电路2的触发端子U2、V2、W2。二极管和晶闸管的单向导通特性限定三相电网输送的电流只能流向阳极D1，所以半控桥式整流电路1能将输入蓄电池充电***的三相交流电转化成直流输出。第一触发电路2在触发端口U2与限流整流端口U1之间加超过晶闸管阀值的正向电压，则晶闸管11导通，否则晶闸管11断开。同理，晶闸管12、13的导通与断开也是受第一触发电路2控制。晶闸管的可控导通特性决定了半控桥式整流电路1的导通和断开是可控的。

在本实施例中，第一整流电流还包括第一触发电路2。第一触发电路2包括分别连接于三相输入端口W、V、U的限流电阻R1～R3，阳极分别对应连接于限流电阻R1～R3另一端的二极管23～25，动触点分别连接于二极管23～25阴极的继电器28～26，以及动触点连接于继电器28～26的常闭触点且常开触点连接于半控桥式整流电路1的输出阳极D1继电器29。继电器29的线圈一端接地GND、另一端连接控制电路4的预充电控制端401，继电器29的线圈的常闭反馈信号输出端连接控制电路4的预充电反馈接收端402。继电器26～28的线圈一端接地GND、另一端连接控制电路4的整流触发控制端403，继电器26～28的线圈的常闭反馈信号输出端连接控制电路4的整流触发反馈接收端404，继电器26～28的常开触点分别连接于晶闸管11～13的门极。

控制电路4从预充电控制端401发送一个电流到继电器29，继电器29的常开触点与动触点闭合，外接三相交流电经过R1～R3限流和二极管23～25、14～15整流后，向支撑电容36中进行预充电。继电器29的常开触点与动触点正常闭合后，向预充电反馈接收端402发送常闭触点反馈信号，即向控制电路4反馈预充电反馈信号。控制电路4从整流触发控制端403发出一个电流到继电器26～28，继电器26～28的常开触点与动触点闭合，停止预充电，并向半控桥式整流电路2的晶闸管11～13发出触发脉冲，半控桥式整流电路2开始将输入的三相交流电整流。继电器26～28的常开触点与动触点正常闭合后，向预充电反馈接收端404发送常闭触点反馈信号，即向控制电路4反馈整流反馈信号。对支撑电容36预充电可以避免晶闸管和二极管因晶闸管开启导致的电流突变使得晶闸管和二极管损坏。支撑电容36作为半桥逆变电路3和半控桥式整流电路1的缓冲电路。

在本实施例中，逆变电路包括半桥逆变电路3。半桥逆变电路3包括两端分别连接阳极D1、阴极D2端的支撑电容36，两个串联后与支撑电容36并联的两个换向电容37、38，集电极与阳极D1端相接的IGBT 32(IGBT为绝缘栅双极型晶体管的简称)，发射极与阴极D2端相接且集电极与IGBT 32的发射极相连的IGBT 33，阴极与IGBT 32的集电极相接且阳极与IGBT 32发射极相接的二极管34，阴极与IGBT 33的集电极相接且阳极与IGBT 33发射极相接的二极管35，以及第一驱动脉冲输出接口的第一端子和第二端子分别连接IGBT 32的门极和发射极且第二驱动脉冲输出接口的第一端子和第二端子分别连接IGBT 33的门极和发射极的门极触发电路31。两个电容37、38相连端、两个IGBT 32、33相连端构成逆变电路3的两个输出端子，这两个输出端子分别连接到变压器T1的高压侧的两个端子。

门极触发电路31可以从第一驱动脉冲输出接口的第一端子与第二端子之间输出一个周期性正负间隔变换的第一驱动脉冲，该驱动脉冲的电压的数值A超过IGBT 32的阀值的数值B。第一驱动脉冲输出接口在一个周期内输出正电压的时间小于或等于输出负电压的时间，输出为正电压是则导通IGBT 32，输出为负电压时则截止IGBT 32，一个周期内导通时间小于或等于截止时间。第二驱动脉冲输出接口的第一输出端子和第二输出端子之间输出一个与第一驱动脉冲形状相同但时间上相差半个周期的第二驱动脉冲，第二驱动脉冲为正电压时导通IGBT33。这样驱动脉冲轮流导通两个IGBT，且在导通一个IGBT时截止另一个IGBT，使得两个转向电容37、38轮流地一个充电一个放电，同时每个换向电容37、38两端的电压不断变化，从而使逆变电路3的输出端口输出单相交变电流。优选地，该驱动脉冲为矩形波，B大于1.5倍至3倍的A，这样选取的好处在于驱动脉冲能迅速导通IGBT，使变压器高压侧的输入电压趋向矩形波。调整两个驱动脉冲的占空比可以调整一个周期内IGBT的导通时间，进而调整变压器T1高压侧的输入电压。

在本实施例中，变压器T1将逆变电路3的输出的单相交流电的电压降压。若电压器T1的输入电压越高，则其输出的单相交流电的电压越高。

在本实施例中，第二整流电路包括单相桥式整流电路5。单相桥式整流电路5包括4个二极管51～54，4个二极管51～54分成两组，第一组二极管51、53的阴极连接在一起构成单相整流电路5的输出高压端子，第二组二极管52、54的阳极连接在一起构成单相整流电路5的输出低压端子，第一组的各个二极管的阳极一一与第二组的二极管的阴极对应相连，即附图标记中的51与52、53与54对应相连，第一组二极管与第二组二极管相连处分别与变压器T1低压端的两个端口相接。二级管单向导通的特性限定了变压器T1的输出的电流只能流向高压端子，所以单相桥式整流电路5能将输入的单相交流电转换成直流电输出。

在本实施例中，滤波电路6为倒L型滤波电路。在单相整流电路5的输出高压端串联一个电感61构成该蓄电池充电***的输出阳极DC1。单相整流电路5的低压输出端构成该蓄电池充电***的输出阴极DC2。输出阳极DC1与输出阴极DC2之间连接一个电容62。当流过电感L2的电流变化时，电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中。当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且单相整流电路5中二极管51～54的导通角增大，残余的少量交流成分再经过后面的电容滤波，进一步被削弱。

蓄电池充电***的阳极DC1连接蓄电池组7的正极，蓄电池充电***的阴极DC2连接蓄电池组7的负极。

本实施例中，控制电路4包括逻辑控制器41、PWM脉冲产生器42、电压采集器电路43。

电压采集电路43对半控桥式整流电路1的输入电压、换向电容37的电压、换向电容38的电压进行电压值信息采集，并将电压值信息输入到逻辑控制器41。具体地，电压采集电路43对被采集的电路的进行高压隔离，再经电压变换后将取得记载了该电路电压信息的模拟信号，最后将该模拟信号转换为数字信号传送到逻辑控制器41。采集到的半控桥式整流电路1的输入电压a，换向电容37的电压b，换向电容38的电压c。

PWM脉冲产生器42产生触发信号控制门极触发电路31。当PWM脉冲产生器42接收到逻辑控制器41发出的逆变触发信号后，向门极触发电路31发出持续的脉冲信号。当PWM脉冲产生器42接收到逻辑控制器41发出的逆变停止信号后停止产生脉冲信号。门极触发电路31接收到该脉冲信号的同时，产生第一驱动脉冲和第二驱动脉冲来驱动半桥逆变电路33工作。门极触发电路31没有接收到脉冲信号后则不产生第一驱动脉冲和第二驱动脉冲，使得半桥逆变电路33的两个IGBT停止导通，限制IGBT集电极与发射极之间的电流值，从而保护IGBT不至于因通过的电流过大而损毁。

逻辑控制器41连接于设置在半桥逆变电路3输入端用于检测半桥逆变电路3的输入电流c的第一电流采集元件SC1，设置在半桥逆变电路3输出端用于检测半桥逆变电路3输出端的电流值d的第二电流采集元件TA。优选地，第二电流采集元件TA是快速响应互感器，检测变压器高压侧平均电流的响应时间小于10μs。逻辑控制器41用于接收电压采集电路42、第一电流采集元件SC1和第二电流采集元件TA采集到的各类电量信息，并按照预定的控制程序对执行电路直接或间接地进行控制。控制流程如下：

三相输入端口U、V、W接入三相电网后，电压采集电路43向逻辑控制器41传送半控桥式整流电路的输入电压值a。逻辑控制器41判断该电压不在正常范围则不进行进一步动作。逻辑控制器41判断该电压在正常范围内则向开关及反馈电路发出预充电触发信号。第一触发电路2接收到预充电触发信号后向支撑电容36充电并向逻辑控制器41发出预充电反馈信号。

逻辑控制器41根据预充电反馈信号判断第一触发电路2中的继电器29的常开触点与动触点是否闭合。若继电器29的常开触点与动触点未闭合则向开关及反馈电路发出预充电停止信号。若继电器29的常开触点与动触点闭合则检测半控桥式整流电路1的输出电压的值(即支撑电容36两端的值)是否达到预设值。若支撑电容36的电压，达到预设值则发出预充电停止信号、整流触发信号以及逆变触发信号。若支撑电容36的没有达到预设值，则向第一触发电路2发出预充电停止信号。

当逻辑控制器41判断半控桥式整流电路1的输入电压值不在正常范围内则不进行充电，这样可以避免蓄电池充电***被过高的电压击穿。当逻辑控制器41判断结果为继电器29的常开触点与动触点未闭合时，第一触发电路2损坏，必须终止充电以保护蓄电池。当逻辑控制器41判断支撑电容36的电压达不到预设值时，则半控桥式整流电路1或者逆变电路3损坏，终止充电以保护蓄电池。

对于该发明的进一步改进，电压采集电路43采集到的半控桥式整流电路1的输入电压a，换向电容37的电压b，换向电容38的电压为c，控制电路41判断所述换向电容的电压值之和是否超过预设电压范围，如果超过，则发出整流停止信号，预设电压范围包括[(1-A)·B·U_in，(1+A)·B·U_in]，其中A和B表示系数，U_in表示第一整流电路输入电压的有效值。其中A和B表示正系数，其中A≤1，U_in表示第一整流电路输入电压的有效值。A的取值范围为[0,0.3]，B的取值范围为[1.2，1.5]。本领域的技术人员可以根据组成该***的元件的承压能力来选取A的具体数值，A表示该***对电压的承载能力。B表示第一整流电路测得输入电压的有效值转换为输入电压的峰值电压的误差。

理论上，半控桥式整流电路1的输入电压值的1.4倍等于两个换向电容37、38的电压值之和，但是实际应用中会有一定的偏差。两个换电容电压之和超出或小于第一整流电路输入电压的预设值，则晶闸管11～13工作故障或第一触发电路2故障异常，逻辑控制器41向第一触发电路2发出整流停止信号并向PWM脉冲产生器42发出逆变停止信号，使得主电路停止工作，起到保护作用。

对于该发明的进一步改进，逻辑控制器41比较两个换向电容37、38上的电压值，之差的绝对值超出预设电压差值后，逻辑控制器41向第一触发电路2发出整流停止信号并向PWM脉冲产生器42发出逆变停止信号，使得主电路停止工作，预设电压差值的范围为5～30V。

AC200V/30Hz～AC500V/90Hz输入电压转变为DC74V输出的应用中，两个换向电容37、38上的电压差的绝对值小于某一值时则***正常，本领域的技术人员可以根据实际应用在5V～30V范围内选定预设电压差值。两个换向电容37、38电压之差的绝对值超出预设电压差值后，两个换向电容37、38或两个IGBT 32、33或门极触发电路中的元件损坏，这时逻辑控制器41向第一触发电路2发出整流停止信号并向PWM脉冲产生器42发出逆变停止信号，使得主电路停止工作，起到保护作用。

对于该发明的进一步改进，逻辑控制器41比较半桥逆变电路33的输入平均电流值c与半桥逆变电路33的输出的平均电流d，半桥逆变电路33的输入电流的两倍与所述逆变电路输出电流的差值的绝对值大于的预设值，逻辑控制器41向第一触发电路2发出整流停止信号并向PWM脉冲产生器42发出逆变停止信号，使得主电路停止工作。其中逆变电路输出电流的预设值由可以由式(1)计算出，

I₁＝E×I_out (1)

式(1)中：

I₁为半桥逆变电路输出电流的预设值，单位为安培；

E为常数，所选范围为0.1～0.3；

I_out为逆变电路输出电流值，单位为安培。

理论上，半桥逆变电路33的输入平均电流值c是半桥逆变电路33的输出平均电流d的两倍，但是实际应用中会有一定的偏差。半桥逆变电路33的输入电流的两倍超出或小于半桥逆变电路输出电流的预设值后，很可能会击穿IGBT 32、33，这时需要在经过IGBT的电流的击穿峰值到来之前增加IGBT的阻抗。本领域的技术员可以根据实际应用选定E为10％～30％范围内的某个数值。所以向PWM脉冲产生器42发出逆变停止信号，禁止PWM脉冲42产生器产生触发信号给门极触发电路31，避免IGBT损坏。另外的，检测半桥逆变电路33的输出电流d的响应时间小于10μs，直接通过逻辑控制器、PWM脉冲产生器42、门极触发电路31的通道来完成，比采用软件进行检测和保护缩短了响应时间，使得IGBT得到有效的保护。

对于该发明的进一步改进，在触发阶段，逻辑控制器41对半桥逆变电路33的输出电流d与预设阈值进行比较，若超过其预设阈值，则向第一触发电路2发出整流停止信号并向PWM脉冲产生器发出逆变停止信号。

IGBT常常因电流过大而被击穿，需要限制IGBT的电流值，即需要限定半桥逆变电路33的输出电流d，使其小于IGBT的击穿电流值。这时设置一个小于IGBT的击穿电流值的预设阈值，给蓄电池充电***留下冗余量，当半桥逆变电路33的输出电流d超过其限定值时，逻辑控制器41向PWM脉冲产生器发出逆变停止信号，增加IGBT的阻抗，从而保护IGBT不被击穿。

在本实施例中，控制电路4还包括闭环优先级PID控制器44。PWM脉冲产生器42还接收闭环优先级PID控制器44发出的逆变调压信号，逆变调压信号用来调整PWM脉冲产生器42发出的脉冲信号的宽度来控制门极触发电路31发出的第一驱动脉冲和第二驱动脉冲的占空比，从而调节半桥逆变电路3的输出电压，进而调整第二整流电路5的输出电压，进而调整滤波电路6的输出电流、输出电压。

在本实施例中，闭环优先级PID控制器44连接于电量检测电路、PWM脉冲产生器42以及逻辑控制器41。电量检测电路包括设置在在滤波电路6的输出端用于检测滤波电路6输出电流的第三电流采集元件SC2，以及连接于滤波电路6输出端用于检测滤波电路6输出电压的检测电路。

闭环优先级PID控制器44用于预设滤波电路6的输出电压、输出电流这两个参数的预设目标值，周期性比较这两个参数与其预设目标值。若均未超出其预设目标值则不进入修正环节，否则选择其中一个在上周期未进行修正且超出其预设目标值的数值最大的参数进入本周期的修正环节。修正环节为闭环优先级PID控制器44根据进入修正环节的参数超出其预设目标值的程度向PWM脉冲产生器42发出调压信号。PWM脉冲产生器42根据调压信号减小或增加脉冲信号的宽度，从而减小或增加门极触发电路31发出的第一驱动脉冲和第二驱动脉冲的的占空比，进而减小或增加逆变电路3的输出电压，使得超出或小于预设目标值的参数减小或增加到预设目标值。

作为本发明的进一步改进，该***还包括连接于闭环优先级PID控制器44的剩余容量检测器件和温度检测电路。剩余容量检测电路可以检测蓄电池7的剩余容量值，并将其传输到闭环优先级PID控制器44。温度检测电路可以检测到蓄电池7的温度值，并将其传输到闭环优先级PID控制器44。闭环优先级PID控制器44可以根据蓄电池7的剩余容量值自动计算滤波电路6的输出电流的预设目标值。闭环优先级PID控制器44可以根据蓄电池7的温度值自动计算滤波电路6的输出电压的预设目标值。具体如下：

闭环优先级PID控制器44接收到剩余容量检测电路发送的剩余容量数据后，将剩余容量与额定容量相除，得到剩余容量占额定容量的百分比。然后，根据百分比值来决定滤波电路6的输出电流的预设目标值，滤波电路6的输出电流的预设目标值随着百分比值减小而减小。例如：当该百分比大于50％时，闭环优先级PID控制器44则将滤波电路6的输出电流的预设目标值调至一个较大的值，从而对蓄电池7进行大电流快速充电，防止蓄电池7因亏电时间过长而降低蓄电池7的性能；当该百分比值小于50％且大于5％时，闭环优先级PID控制器44则把滤波电路6的输出电流的预设目标值调至一个较小的值，从而防止长时间大电流充电损坏蓄电池7；当该百分比小于5％时，将滤波电路6的输出电流的预设目标值减小到零，从而防止对蓄电池7过量充电造成蓄电池7损坏或性能下降。

对本发明的进一步改进，闭环优先级PID控制器44上可以基于以蓄电池7的剩余电容和滤波电路6的输出电流为变量最佳充电曲线方程、剩余容量检测电路检测到的蓄电池7的剩余电容计算出滤波电路6的输出电流的预设目标值。发明人发现，蓄电池7具有以蓄电池7的剩余容量为自变量、以滤波电路6的输出电流为因变量且滤波电路6的输出电流随着蓄电池7的剩余容量减小而减小且连续变化的最佳充电曲线。如果滤波电路6的输出电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。本领域的技术员可以对蓄电池7进行试验，拟合出该最佳充电曲线方程。

当闭环优先级PID控制器44检测到蓄电池7的温度低于预设温度时，闭环优先级PID控制器44提高滤波电路6的输出电压的预设目标值。当闭环优先级PID控制器44检测到蓄电池7的温度高于预设温度时，闭环优先级PID控制器44降低滤波电路6的输出电压的预设目标值。闭环优先级PID控制器44对滤波电路6的输出电压的预设目标值设置安全上限，即当蓄电池7的温度下降到一定程度时不再提高滤波电路6的输出电压的预设目标值，以避免该***其他元器件损毁。

该预设温度一般为额定温度。例如，该预设温度值为25℃时。随着环境温度降低，蓄电池7的电解液流动性降低，化合反应放缓，当环境温度低于25℃时，使蓄电池7容量难以达到额定容量。当环境温度高于25℃时，蓄电池7容量高压额定容量，对蓄电池7进行充电时，相当一部分充电电流转化为热能，使蓄电池7内部温度加剧，造成恶性循环，致使蓄电池7损坏。过高的温度会导致充电流增加，由于过充电量的累积，从而使得蓄电池7循环寿命缩短。已被证明，当环境温度在25℃时，温度每升高6～10℃，蓄电池7寿命缩短一半。随着蓄电池7的温度变化调整蓄电池7的充电电压(即滤波电路6的输出电压)，可以避免电池的过充电和欠充电，延长蓄电池7寿命。本领域的技术人员可以测得预设温度下单个蓄电池7的最佳充电压电值。

作为本发明的进一步改进，闭环优先级PID控制器44设定滤波电路6的输出电流、输出电压以及滤波电路6的输出电流的预设阈值，闭环优先级PID控制器44周期性的比较定滤波电路6的输出电流、输出电压以及滤波电路6的输出电流与其阈值，当其中任一项超过其预设阈值则向逻辑控制器41发出停止信号，逻辑控制器41根据停止信号向第一触发电路2发出整流停止信号并向PWM脉冲产生器42发出逆变停止信号，使得主电路停止工作，从而蓄电池充电***和蓄电池7得到保护。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的元件。尤其是，只要不存在冲突，实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种蓄电池充电***，包括：

第一整流电路，其用于将输入的第一交流电转化成第一直流电并输出；

逆变电路，其与所述第一整流电路连接，用于将所述第一直流电转换成第二交流电并输出；

电压隔离电路，其与所述逆变电路连接，用于将所述第二交流电进行电压隔离，得到第三交流电并输出；

第二整流电路，其与所述电压隔离电路连接，用于将所述第三交流电转换成第二直流电，来为蓄电池充电；

电量检测电路，其与所述第一整流电路和逆变电路连接，用于检测所述第一整流电路输入端和输出端的电压，以及所述逆变电路输入端和输出端的电流；

控制电路，其与所述第一整流电路、电量检测电路和逆变电路连接，用于根据所述第一整流电路输入端和输出端的电压产生整流控制信号，以控制所述第一整流电路输出需要的第一直流电，还用于根据所述逆变电路输入端和输出端的电流产生逆变控制信号，以控制所述逆变电路产生需要的第二交流电，

所述第一整流电路包括：

整流触发电路，其与所述控制电路连接，用于根据所述整流控制信号中的整流触发信号产生触发脉冲，根据所述整流控制信号中的整流停止信号停止产生触发脉冲；

半控桥式整流电路，其与所述整流触发电路连接，用于根据所述触发脉冲将所述第一交流电转换为所述第一直流电；

缓冲电路，其并联在所述半控桥式整流电路的输出端的两端，用于减小所述半控桥式整流电路的输出端的电压突变。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述半控桥式整流电路包括：

多个晶闸管，若干所述晶闸管的阴极作为所述半控桥式整流电路的输出端正极，或若干所述晶闸管的阳极作为所述半控桥式整流电路的输出端负极。

3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述第一整流电路还包括：

预充电电路，其连接于所述半控桥式整流电路的输入端以及由所述若干晶闸管构成的输出端正极或输出端负极，用于对所述缓冲电路进行预充电；

预充电触发电路，其与所述控制电路连接，用于根据所述整流控制信号中的预充电触发信号，控制所述预充电电路对所述缓冲电路进行预充电，根据所述整流控制信号中的预充电停止信号，控制所述预充电电路停止预充电。

4.如权利要求3所述的***，其特征在于，

当所述预充电触发电路正常工作时，所述预充电触发电路向所述控制电路发送预充电反馈信号；

当所述整流触发电路正常工作时，所述整流触发电路向所述控制电路发送整流反馈信号。

5.如权利要求4所述的***，其特征在于，

所述控制电路判断所述第一整流电路的输入端电压是否在预设的正常范围内，如果在预设的正常范围内，则向所述预充电触发电路发出所述预充电触发信号，否则发出预充电停止信号；

如果发出所述预充电触发信号后，所述控制电路未接收到所述预充电反馈信号，则向所述预充电触发电路发出预充电停止信号；

所述控制电路接收到预充电反馈信号并检测到所述第一整流电路的输出端电压达到预设充电阈值后，向所述整流触发电路发出整流触发信号，以控制所述整流触发电路进行整流；

如果发出整流触发信号后，所述控制电路未接收到所述整流反馈信号，则向所述整流触发电路发出整流停止信号。

6.如权利要求1～5中任一项所述的***，其特征在于，所述控制电路判断所述逆变电路的输入和/或输出电量是否超过预设电量阈值，如果超过，则发出整流停止信号。

7.如权利要求1～5中任一项所述的***，其特征在于，所述逆变电路包括并联在其输入端两端的串联的第一换向电容和第二换向电容，其中，所述电量检测电路与第一换向电容、第二换向电容连接，以分别检测所述第一换向电容、所述第二换向电容的电压。

8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述控制电路判断所述第一换向电容与第二换向电容的电压值之和是否超过预设电压范围，如果超过，则发出整流停止信号。

9.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述控制电路计算第一换向电容与第二换向电容的电压的差值，并在所述差值的绝对值超出预设电压差值后，向所述第一整流电路发出整流停止信号。

10.如权利要求1～5中任一项所述的***，其特征在于，所述逆变电路根据所述逆变控制信号中的逆变触发信号，产生所述第二交流电，根据所述逆变控制信号中的逆变停止信号，停止产生所述第二交流电。

11.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述逆变电路包括：

逆变触发电路，其与所述控制电路连接，用于根据逆变控制信号中的逆变触发信号产生驱动信号，根据逆变控制信号中的逆变停止信号，停止产生驱动信号；

半桥逆变电路，其与所述第一整流电路和逆变触发电路连接，用于根据所述驱动信号将所述第一直流电转换为所述第二交流电。

12.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述控制电路判断所述逆变电路的输入电流的两倍与所述逆变电路输出电流的差值的绝对值是否大于的预设电流差值，如果是，则发出逆变停止信号。

13.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述控制电路判断出所述逆变电路输出电流值超过预设电流阈值后，向所述逆变电路发出逆变停止信号。