CN205489733U - 一种基于单片机控制的充电器 - Google Patents

Abstract

一种基于单片机控制的充电器，包括电源整流滤波电路、双管反激电路、驱动电路、输出整流滤波电路和单片机控制电路，电源整流滤波电路的输入端经充电器的输入端外接市电，电源整流滤波电路的输出端与双管反激电路的输入端相连，双管反激电路的输出端与输出整流滤波电路的输入端相连，输出整流滤波电路的输出端经充电器的输出端与电动车蓄电池相连；驱动电路的输入端与单片机控制电路的输出端相连，驱动电路的输出端与双管反激电路的开关管相连，电动车蓄电池与单片机控制电路的输入端相连，驱动电路的另一输出端与充电器的输出端相连，单片机控制电路还与输出整流滤波电路相连。本实用新型通过单片机控制充电放电过程，充电稳定可靠。

Description

一种基于单片机控制的充电器

技术领域

本实用新型涉及一种充电器，尤其是涉及一种基于单片机控制的充电器。

背景技术

目前，充电器大多没有采用单片机进行控制，大部分是通过模拟电路进行控制，充电速度慢，工作可靠性低。且传统的充电器只有简单的充电功能而没有维护功能，如：一般电动车电瓶是四块电瓶串联使用，当某一电瓶产生任何问题的时候，打破了电池组的平衡，如果不通过任何方法对单个电瓶进行维护和维修，这样，整组电瓶就开始趋向不平衡状态，而且劣化趋势越来越严重。且，电池硫化问题严重，电池充电时，电压升压过快，很快达到电池的充满电压，而此时由于电池内阻还没有达到充满的阻值致使电池在高压时，充电电流过大，这样就会产生过充现象，过充时电瓶温度过高，电池容易脱水和变形，或者电池板上的铅粉脱落，直接导致电瓶劣化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种充电速度快，工作可靠性高的基于单片机控制的充电器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于单片机控制的充电器，包括电源整流滤波电路、双管反激电路、驱动电路、输出整流滤波电路和单片机控制电路，电源整流滤波电路的输入端经充电器的输入端外接市电，电源整流滤波电路的输出端与双管反激电路的输入端相连，双管反激电路的输出端与输出整流滤波电路的输入端相连，输出整流滤波电路的输出端经充电器的输出端与电动车蓄电池相连；驱动电路的输入端与单片机控制电路的输出端相连，驱动电路的输出端与双管反激电路的开关管相连，电动车蓄电池与单片机控制电路的输入端相连，驱动电路的另一输出端与充电器的输出端相连，单片机控制电路还与输出整流滤波电路相连。

进一步，所述电源整流滤波电路包括电源滤波电感、电源整流桥和滤波电容，电源滤波电感的输入端经充电器的输入端外接市电，电源滤波电感的输出端与电源整流桥的输入端相连，电源整流桥的输出端与滤波电容的输入端相连，滤波电容的输出端接地，交流电经电源滤波电感滤波后送入电源整流桥整流。

进一步，所述输出整流滤波电路包括整流二极管、输出滤波电感，整流二极管和输出滤波电感串接。

进一步，所述双管反激电路包括两开关管和反激变压器，两开关管并联后接于反激变压器的初级绕组端，反激变压器的次级绕组端与输出整流滤波电路的整流二极管、输出滤波电感串接后再与充电器的输出端相连。

进一步，所述驱动电路包括驱动芯片、驱动变压器、驱动整流桥和稳压管，双管反激电路的两开关管均与驱动变压器的输出端相连，驱动芯片的输出端与驱动变压器的输入端相连，驱动芯片的另一输出端还经稳压管与驱动整流桥的输入端相连，驱动整流桥的输出端与充电器的输出端相连。

进一步，所述单片机控制电路包括单片机芯片、***发光二极管和稳压芯片，稳压芯片的输入端与电动车蓄电池相连，稳压芯片的输出端与单片机芯片的输入端相连，单片机芯片的输出端与***发光二极管相连，单片机芯片的另一输出端与驱动电路的驱动芯片的输入端相连。

进一步，所述单片机芯片的型号可为HT46R47。驱动芯片的型号可为UC3844BN。

本实用新型通过单片机控制充电放电过程，有利于避免因过充现象而使得电池受损，充满电后可自动断电，充电稳定可靠，工作可靠性高，全程高效变频正负脉冲式充电，可修复电池，延长电池使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型基于单片机控制的充电器的电路框图；

图2为图1所示基于单片机控制的充电器的电源整流滤波电路的电路框图；

图3为图1所示基于单片机控制的充电器的输出整流滤波电路的电路框图；

图4为图1所示基于单片机控制的充电器的双管反激电路的电路框图；

图5为图1所示基于单片机控制的充电器的驱动电路的电路框图；

图6为图1所示基于单片机控制的充电器的单片机控制电路的电路框图；

图7为本实用新型基于单片机控制的充电器的的具体主电路图；

图8为本实用新型基于单片机控制的充电器的单片机控制电路的具体电路图。

图中：1——电源整流滤波电路；2——双管反激电路；3——驱动电路；4——输出整流滤波电路；5——单片机控制电路；6——充电器的输入端；7——充电器的输出端；8——电动车蓄电池。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参照图1，一种基于单片机控制的充电器，包括电源整流滤波电路1、双管反激电路2、驱动电路3、输出整流滤波电路4和单片机控制电路5，电源整流滤波电路1的输入端经充电器的输入端6外接市电，电源整流滤波电路1的输出端与双管反激电路2的输入端相连，双管反激电路2的输出端与输出整流滤波电路4的输入端相连，输出整流滤波电路4的输出端经充电器的输出端7与电动车蓄电池8相连；驱动电路3的输入端与单片机控制电路5的输出端相连，驱动电路3的输出端与双管反激电路2的开关管相连，电动车蓄电池8与单片机控制电路5的输入端相连，驱动电路3的另一输出端与充电器的输出端7相连，单片机控制电路5还与输出整流滤波电路4相连。

参照图2，所述电源整流滤波电路包括电源滤波电感L5、电源整流桥ZL1和滤波电容C14，电源滤波电感L5的输入端经充电器的输入端外接AC交流电（市电），电源滤波电感L5的输出端与电源整流桥ZL1的输入端相连，电源整流桥ZL1的输出端与滤波电容C14的输入端相连，滤波电容C14的输出端接地，交流电经电源滤波电感L5滤波后送入电源整流桥ZL1整流。

参照图3，所述输出整流滤波电路包括整流二极管D7、输出滤波电感L2，整流二极管D7和输出滤波电感L2串接。

参照图4，所述双管反激电路包括开关管Q4、开关管Q5和反激变压器，开关管Q4和开关管Q5并联后接于反激变压器的初级绕组端，反激变压器的次级绕组端与输出整流滤波电路的整流二极管D7、输出滤波电感L2串接后再与充电器的输出端相连。

参照图5，所述驱动电路包括驱动芯片U13、驱动变压器、驱动整流桥ZL2和稳压管D9，双管反激电路的开关管Q4和开关管Q5均与驱动变压器的输出端相连，驱动芯片U13的输出端与驱动变压器的输入端相连，驱动芯片U13的另一输出端还经稳压管D9与驱动整流桥ZL2的输入端相连，驱动整流桥ZL2的输出端与充电器的输出端相连。

参照图6，所述单片机控制电路包括单片机芯片U15、***发光二极管和稳压芯片U1，稳压芯片U1的输入端与电动车蓄电池相连，稳压芯片U1的输出端与单片机芯片U15的输入端相连，单片机芯片U15的输出端与***发光二极管相连，单片机芯片U15的另一输出端与驱动电路的驱动芯片U13的输入端相连。VCC经过稳压芯片U1稳压后得到12V电压供给单片机芯片U15，单片机芯片U15分别控制***发光二极管和驱动芯片U13。

图7给出了一实施本实用新型之基于单片机控制的充电器的的具体主电路图。下面结合图7给出的具体电路图对本实用新型作进一步说明。

市电220V50HZ经电容C3、电源滤波电感L5滤波后再由电源整流桥ZL1整流为电压390V，再经滤波电容C14滤波后供给开关管Q5和开关管Q4；由此完成整流滤波。

本实用新型采用双管反激，当开关管Q4、Q5同时导通时，AC经整流滤波后的电源和反激变压器初级绕组T3-A组成回路，反激变压器初级的电流上升，反激变压器的磁通密度从初始的剩余磁通上升到峰值，并将能量存储在反激变压器中，这时，由于次级的二极管D7为共阴极双二极管，一边导通一边截止，导通一边与充电器的输出端OUT+、OUT-通过蓄电池和开关管Q8组成回路，但不经过次级绕组，单纯的给蓄电池组合成一个瞬间放电的电路，由于次级绕组不参与回路，使得反激变压器不能向次级传送能量，而当开关管Q4、Q5同时关断的时候，由于反激的作用，反激变压器初级的电压反向，嵌位二极管D4、D5导通，以把原边绕组的反激电压和开关管上的电压钳制在AC经整流滤波后的电源电压，此时，存储在反激变压器的能量一部分向副边传递，副边绕组与整流二极管D7和开关Q8经蓄电池组成回路，能够给蓄电池充电，另一部分通过嵌位二极管D4、D5返回给电容C14，因而在反激时间内，反激变压器的磁通密度从峰值下降到剩余磁通。经过一段时间，开关管Q4、Q5又同时开通，以进入下一个周期，整个电路通过连续地开关管Q4、Q5，就可以得到稳定的输出供蓄电池充电。由此完成双管反激主拓扑。

图7中，驱动芯片U13作为开关管的驱动芯片，工作电源由蓄电池经过降压提供，当充电器的输出端OUT+和OUT-连接蓄电池后，驱动芯片U13有了工作电压，驱动芯片U13的6脚输出一个矩形波到驱动变压器T2-A的初级绕组，次级绕组T2-B和T2-C感应得到驱动波形分别提供给开关管Q5、Q4。由此，通过变压器驱动开关管。

输出整流滤波电路由整流二极管D7、输出滤波电感L2完成。

图8给出了本实用新型基于单片机控制的充电器的单片机控制电路的具体电路图。单片机控制电路可用于检测充电电压是否达到所要充满的电压，判断电压的同时控制***发光二极管的亮灯情况（如亮红灯、黄灯或是绿灯），并以输出高地电平来调节驱动芯片U13，达到灵活控制开关管的驱动，避免电池因过充而导致电池寿命变短，图8中两个网络S1和S5，分别为单片机输出控制放电和电流限制，单片机芯片U15的18脚输出高低电平来控制三极管Q2的导通和截止，从而让S1网络的电压来驱动图7中的Q7MOS管，达到充电的同时还能保护放电，这样可以很好的保护电池。

电流限制：单片机芯片U15的16脚输出高低电平来控制三极管Q1的导通和截止，从而让S5输出稳定的12V左右的电压驱动开关管Q8，当充电后电池的电压升高，SW4这个点的电压升高，R14、R15和R16三个为电流采样电阻，SW4这个点电压也就是驱动芯片U13的3脚电压，驱动芯片U13的3脚电压超过1V，驱动芯片U13就停止输出，停止给开关管Q4、Q5提供驱动电压，从而实现因充电电流过大而停止充电的保护功能。

在上述的保护功能实现时，同时单片机芯片U15的1脚和2脚配合输出，使***发光二极管呈现各种颜色，用户可以通过查看***发光二极管知道充电器的充电状态。

以上对本实用新型的一种优选具体实施方式作了详细介绍。所述具体实施方式只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于单片机控制的充电器，其特征在于，包括电源整流滤波电路、双管反激电路、驱动电路、输出整流滤波电路和单片机控制电路，电源整流滤波电路的输入端经充电器的输入端外接市电，电源整流滤波电路的输出端与双管反激电路的输入端相连，双管反激电路的输出端与输出整流滤波电路的输入端相连，输出整流滤波电路的输出端经充电器的输出端与电动车蓄电池相连；驱动电路的输入端与单片机控制电路的输出端相连，驱动电路的输出端与双管反激电路的开关管相连，电动车蓄电池与单片机控制电路的输入端相连，驱动电路的另一输出端与充电器的输出端相连，单片机控制电路还与输出整流滤波电路相连。

2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的充电器，其特征在于，所述电源整流滤波电路包括电源滤波电感、电源整流桥和滤波电容，电源滤波电感的输入端经充电器的输入端外接市电，电源滤波电感的输出端与电源整流桥的输入端相连，电源整流桥的输出端与滤波电容的输入端相连，滤波电容的输出端接地。

3.根据权利要求2所述的基于单片机控制的充电器，其特征在于，所述输出整流滤波电路包括整流二极管、输出滤波电感，整流二极管和输出滤波电感串接。

4.根据权利要求3所述的基于单片机控制的充电器，其特征在于，所述双管反激电路包括两开关管和反激变压器，两开关管并联后接于反激变压器的初级绕组端，反激变压器的次级绕组端与输出整流滤波电路的整流二极管、输出滤波电感串接后再与充电器的输出端相连。

5.根据权利要求4所述的基于单片机控制的充电器，其特征在于，所述驱动电路包括驱动芯片、驱动变压器、驱动整流桥和稳压管，双管反激电路的两开关管均与驱动变压器的输出端相连，驱动芯片的输出端与驱动变压器的输入端相连，驱动芯片的另一输出端还经稳压管与驱动整流桥的输入端相连，驱动整流桥的输出端与充电器的输出端相连。

6.根据权利要求5所述的基于单片机控制的充电器，其特征在于，所述单片机控制电路包括单片机芯片、***发光二极管和稳压芯片，稳压芯片的输入端与电动车蓄电池相连，稳压芯片的输出端与单片机芯片的输入端相连，单片机芯片的输出端与***发光二极管相连，单片机芯片的另一输出端与驱动电路的驱动芯片的输入端相连。