CN109617200A - 一种智能模块化充电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能模块化充电机，属于车载充电机领域，旨在提供一种当动力电池充满后，可以切断充电的的车载充电机，其技术方案要点是包括主回路和控制电路，所述主回路包括依次设置的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、全桥变换电路、整流滤波输出电路，所述控制电路包括MCU、辅助电源、电压反馈电路、电流反馈电路，还包括智能控制模块，所述智能控制模块包括主控单元、电量检测单元、电源电路、充电开关电路。通过在充电机中设置智能模块，减少充电电池处于浮充状态，使得动力电池更加安全，延长动力电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及车载充电机的技术领域，特别涉及一种智能模块化充电机。
背景技术
目前，环境和能源是当今社会两大难题，汽车是现代化生活的主要出行工具，但是汽车排放的大量尾气进入到大气中，导致二氧化碳气体增加，酸雨面积扩大，臭氧层被破坏以及其他一系列的环境问题，因此电动汽车越来越受到人们的青睐，电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。
电动汽车充电机，按照是否固定在汽车上，划分为车载充电机和非车载充电机两类。非车载充电机又分成交流充电桩和直流充电桩两种。
车载充电机，以交流电源作为输入，输出为直流，直接给动力电池充电；非车载直流充电机，交流输入，直流输出，可以直接给动力电池充电。前者功率较小，后者较大。另外一种，交流充电桩，交流作为输入，输出也是交流，不能直接给动力电池充电，需要连接车载充电机，进行交直流转换，才能实现充电。交流充电桩内部比较简单，基本功能就是将电网交流电引出到方便电动汽车充电的位置，并提供一个标准的充电接口。受到车载充电机能力的限制，交流充电桩功率一般也不需要太大。
动力电池充满电后，改用小电流给动力电池继续充电，此时就称为浮充电，也称为涓流充电。改小电流一般不是人为设定的，而是在电压设定为浮充电压后，动力电池因已充足电，能够接受的电流的很小了，就自动形成了浮充电流。一般在电池基本充满后浮充一到两小时即可。但是如果继续充电，多余的电能就会转换成热能，长时间处于浮充状态导致动力电池进一步加热，这样不仅会导致动力电池寿命变短，严重的话可能导致火灾。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能模块化充电机，具有当动力电池充满后，可以切断充电的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种智能模块化充电机，包括主回路和控制电路，所述主回路包括依次设置的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、全桥变换电路、整流滤波输出电路，所述控制电路包括MCU、辅助电源、电压反馈电路、电流反馈电路，还包括智能控制模块，所述智能控制模块包括主控单元、电量检测单元、电源电路、充电开关电路，
电量检测单元，与动力电池耦接用于检测动力电池是否充满；
电源电路，其输入端接稳压源经转换给主控单元供电和电量检测单元供电；
充电开关电路，接入主回路用于通断主回路与动力电池的连接，
其中，电量检测单元检测到动力电池充满电后向主控单元发送充电完成信号，主控单元根据设置的浮充时间，当浮充时间达到设定的时间后，启动充电开关电路切断主回路与动力电池的连接，停止浮充。
通过采用上述技术方案，当电量检测单元检测动力电池充满电后，向主控单元发送充电完毕信号，主回路继续对动力电池进行浮充，当达到浮充时间后，启动充电开关电路切断主回路与动力电池的连接，停止浮充，避免电池过热烧坏电池。
进一步的，所述电源电路包括两个稳压芯片7812、7805，电阻R2，二极管D1，电容C5、C4，稳压源依次通过电阻R2、二极管D1接入稳压芯片7812的输入端，稳压芯片7812输出端接入稳压芯片7805输入端，稳压芯片7805的输出端输出供主控单元工作的工作电压。
通过采用上述技术方案，稳压芯片7812的输入端接入24V稳压源经转换在7812的输出端输出12V直流电压，12V直流电压与稳压芯片7805连接并在其输出端输出5V直流电压。
进一步的，所述主控单元包括控制芯片STC12C2052AD。
通过采用上述技术方案，采用STC12系列单片机可以省掉复位电路、外部数据存储器（如24Cxx系列芯片），某些场合还可以省掉晶振，电路简单、价格低廉。
进一步的，所述智能控制模块还包括蜂鸣器报警电路，所述蜂鸣器报警电路包括第一开关电路和蜂鸣器，第一开关电路包括开关管Q1，开关管Q1的基极接入主控单元，集电极接入蜂鸣器负极，蜂鸣器正极与电源电路输出端连接。
通过采用上述技术方案，当动力电池达到浮充时间后，主控单元通过第一开关电路启动蜂鸣器提醒用户停止充电。
进一步的，所述智能控制模块还包括电量检测指示灯电路，所述电量检测指示灯电路包括发光二极管D3，电阻R6，发光二极管D3的正极接稳压芯片7805的输出端，发光二极管D3的负极通过电阻R6接入主控单元。
通过采用上述技术方案，电量检测指示灯电路和电量检测单元同时接到控制芯片STC12C2052AD的ADC7端口，发光二极管D3用于电量检测单元是否处于正常工作状态。
进一步的，所述稳压芯片7812的输入端连接电源工作指示电路，电源工作指示电路包括电阻R1和发光二极管D2。
通过采用上述技术方案，发光二极管D2用于显示稳压源是否输入正常，方便排查故障。
进一步的，所述充电开关电路包括继电器K1，继电器K1线圈一端接控制芯片STC12C2052AD的VCC端，另一端接控制芯片STC12C2052AD的ADC2端，继电器K1的动触点接稳压芯片7812的输出端；继电器K1的常闭触点连接主回路。
通过采用上述技术方案，控制芯片STC12C2052AD的ADC2端输出信号使得继电器K1关闭，切断供电电路从而停止向动力电池供电。
进一步的，所述主控单元为DSP。
通过采用上述技术方案，DSP具有强大数据处理能力和高运行速度，使得电路运行更加快速。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过在充电机中设置智能模块，减少充电电池处于浮充状态，使得动力电池更加安全，延长动力电池的使用寿命。
附图说明
图1是实施例中主回路和控制电路的***框图；
图2是实施例中智能模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种智能模块化充电机，如图1所示，包括主回路和控制电路，主回路包括依次设置的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、全桥变换电路、整流滤波输出电路。
如图2所示，控制电路包括MCU、辅助电源、电压反馈电路、电流反馈电路。车载充电机将220V市电输入经全桥整流滤波后，将220V交流电转换为直流电信号，PFC电路对整流后的直流电压进行DC/DC变换，通过PFC电路使输入电流平均值跟随全波整流电压基准值，且为相同相位的正弦波。经全桥变换电路后，直流电信号转换为交流电信号并将能量通过变压器原边传递至副边后，整流输出。同时，根据电压反馈电路和电流反馈电路采集输出的电流电压并结合硬件PI控制，改变PWM驱动控制信号占空比，以实现电流电压的实时调控。
充电机还包括智能控制模块，智能控制模块包括主控单元、电量检测单元、电源电路、充电开关电路、蜂鸣器报警电路。本实施例中主控单元优选控制芯片STC12C2052AD，也可采用DSP。控制芯片STC12C2052AD的GND端接地，RST端通过电阻R1接地。电量检测单元与动力电池耦接用于检测动力电池是否充满，电源电路的输入端接24V的稳压源经转换给主控单元供电和电量检测单元供电，充电开关电路接入主回路用于通断主回路与动力电池的连接。
电量检测单元检测到动力电池充满电后向主控单元发送充电完成信号，主控单元根据设置的浮充时间，当浮充时间达到设定的时间后，启动充电开关电路切断主回路与动力电池的连接，停止浮充。
电源电路包括两个稳压芯片7812、7805，电阻R2，二极管D1，电容C5、C4。稳压源为24V直流电压源，稳压源通过电阻R2、二极管D1接入稳压芯片7812的输入端，稳压芯片7812的输出端输出12V直流电压。稳压芯片7812输出端接入稳压芯片7805的输入端，稳压芯片7805的输出端输出5V直流电压，并接入控制芯片STC12C2052AD的VCC端。
电源电路中二极管D1的负极连接有电源工作指示电路，电源工作指示电路包括电阻R1和发光二极管D2，发光二极管D2的负极接地。当稳压源正常供电时，发光二级管D2发光表示稳压源正常供电。
蜂鸣器报警电路包括第一开关电路和蜂鸣器，第一开关电路包括与第一控制芯片STC12C2052AD的ADC3端连接的电阻R11，电阻R11连接开关管Q1的基极，开关管Q1的发射极接地，开关管Q1的集电极接蜂鸣器的负极，蜂鸣器的正极接稳压芯片7805的输出端。
蜂鸣器报警电路包括第一开关电路和蜂鸣器，第一开关电路包括与控制芯片STC12C2052AD的ADC3端连接的电阻R11，电阻R11连接开关管Q1的基极，开关管Q1的发射极接地，开关管Q1的集电极接蜂鸣器的负极，蜂鸣器的正极接稳压芯片7805的输出端。
智能控制模块还包括电量检测指示灯电路，电量检测指示灯电路包括发光二极管D3，电阻R6，发光二极管D3的正极接稳压芯片7805的输出端，发光二极管D3的负极通过电阻R6接第一控制芯片STC12C2052AD的ADC7端，并通过电容C3接地。
充电开关电路包括继电器K1，继电器K1线圈一端接控制芯片STC12C2052AD的VCC端，另一端接控制芯片STC12C2052AD的ADC2端，继电器K1的动触点接稳压芯片7812的输出端；继电器K1的常闭触点连接主回路。控制芯片STC12C2052AD的ADC2端输出信号使得继电器K1关闭，切断供电电路从而停止向动力电池供电。
具体实施过程：当电量检测单元检测动力电池充满电后，向主控单元发送充电完毕信号，主回路继续对动力电池进行浮充，当达到浮充时间后，启动充电开关电路切断主回路与动力电池的连接，停止浮充，避免电池过热烧坏电池。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种智能模块化充电机，包括主回路和控制电路，所述主回路包括依次设置的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、全桥变换电路、整流滤波输出电路，所述控制电路包括MCU、辅助电源、电压反馈电路、电流反馈电路，其特征在于：还包括智能控制模块，所述智能控制模块包括主控单元、电量检测单元、电源电路、充电开关电路，
电量检测单元，与动力电池耦接用于检测动力电池是否充满；
电源电路，其输入端接稳压源经转换给主控单元供电和电量检测单元供电；
充电开关电路，接入主回路用于通断主回路与动力电池的连接，
其中，电量检测单元检测到动力电池充满电后向主控单元发送充电完成信号，主控单元根据设置的浮充时间，当浮充时间达到设定的时间后，启动充电开关电路切断主回路与动力电池的连接，停止浮充。
2.根据权利要求1所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述电源电路包括两个稳压芯片7812、7805，电阻R2，二极管D1，电容C5、C4，稳压源依次通过电阻R2、二极管D1接入稳压芯片7812的输入端，稳压芯片7812输出端接入稳压芯片7805输入端，稳压芯片7805的输出端输出供主控单元工作的工作电压。
3.根据权利要求2所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述主控单元包括控制芯片STC12C2052AD。
4.根据权利要求3所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述智能控制模块还包括蜂鸣器报警电路，所述蜂鸣器报警电路包括第一开关电路和蜂鸣器，第一开关电路包括开关管Q1，开关管Q1的基极接入主控单元，集电极接入蜂鸣器负极，蜂鸣器正极与电源电路输出端连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述智能控制模块还包括电量检测指示灯电路，所述电量检测指示灯电路包括发光二极管D3，电阻R6，发光二极管D3的正极接稳压芯片7805的输出端，发光二极管D3的负极通过电阻R6接入主控单元。
6.根据权利要求5所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述稳压芯片7812的输入端连接电源工作指示电路，电源工作指示电路包括电阻R1和发光二极管D2。
7.根据权利要求6所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述充电开关电路包括继电器K1，继电器K1线圈一端接控制芯片STC12C2052AD的VCC端，另一端接控制芯片STC12C2052AD的ADC2端，继电器K1的动触点接稳压芯片7812的输出端；继电器K1的常闭触点连接主回路。
8.根据权利要求1所述的一种智能模块化充电机，其特征在于：所述主控单元为DSP。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190412 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |