CN209738834U - 一种保护显示型电动车智能充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电技术领域，公开了一种保护显示型电动车智能充电器。包括第一滤波单元、整流单元、第二滤波单元、脉宽调制集成电路、高频脉冲变压器、光电耦合器、精密基准电压源、第一运放、第二运放、第三运放、微处理器以及显示屏；第二滤波单元的输出端连接高频脉冲变压器，高频脉冲变压器与脉宽调制集成电路连接，为其提供电源，同时连接光电耦合器的输出端，光电耦合器的输入端连接精密基准电压源；脉宽调制集成电路的输出端连接第一运放，第一运放与高频脉冲变压器相连；所述微处理器的I/O口分别通过第二运放、第三运放分别连接散热风扇、连接控制电池组通断的继电器；所述微处理器通过段码驱动IC与显示屏连接。本技术能够实现多重保护，可视性能好。

Description

一种保护显示型电动车智能充电器

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，更具体地，涉及一种保护显示型电动车智能充电器。

背景技术

现有市场上流通的电动车充电器没有充电状态实时电压、电流、电量等充电参数的实时显示，不能直观的了解电池的充电状态，以及电池自身的健康状态。

且大多数都是采用模拟电路组成的，由于元器件本身参数的离散性，使得充电器不可能完全按照电池的充电曲线对电池进行充电，从而导致电池过充，出现电池鼓胀的情况，严重影响电池的使用寿命。

再者，现有的电动车充电器因为采用模拟电路，致使到多数充电器，在充电过充中对电池的保护功能过少，一般只有过流、过压、短路等保护，由于保护功能少严重影响电池本身的健康。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种具有多重保护功能，且可视性能好的保护显示型电动车智能充电器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

提供一种保护显示型电动车智能充电器，包括第一滤波单元、整流单元、第二滤波单元、脉宽调制集成电路、高频脉冲变压器、光电耦合器、精密基准电压源、第一运放、第二运放、第三运放、微处理器以及显示屏；所述第一滤波单元外接220v交流电，经过整流单元整流为脉动直流，经过第二滤波单元滤波成稳定直流；第二滤波单元的输出端连接高频脉冲变压器，高频脉冲变压器与脉宽调制集成电路连接，为其提供电源，同时连接光电耦合器的输出端，光电耦合器的输入端连接精密基准电压源；脉宽调制集成电路的输出端连接第一运放，第一运放与高频脉冲变压器相连；所述微处理器的I/O口分别通过第二运放、第三运放分别连接散热风扇、连接控制电池组通断的继电器；所述微处理器通过段码驱动IC与显示屏连接。

进一步地，所述第一滤波单元为电感T1；所述整流单元采用桥式整流，包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；所述第二滤波单元包括并联连接的电容C1、电容C2。

进一步地，所述脉宽调制集成电路的引脚4通过振荡电阻R17与引脚8连接，引脚8通过电容C12接地；引脚4通过振荡电容C11接地；引脚1通过电容C10连接引脚2，电容C10并联有电阻R18，电阻R18通过电阻R19接地；引脚7接第二滤波单元的输出端；引脚5接地；引脚6驱动第一运放；所述第一运放为场效应管Q1。

进一步地，所述高频脉冲变压器的输出线圈通过高频整流管D7与电池组的正极连接；其次级绕组并联有低压滤波电容C6。

进一步地，所述精密基准电压源IC3的引脚1与微处理器相连；引脚2接地；引脚3与光电耦合器IC2的输入端的负端连接；所述光电耦合器IC2输入端的正端与高频脉冲变压器连接；光电耦合器IC2的输入端的正端、负端之间连接有彼此依次串联的电容C8和电阻R9、电阻R8；电容C8和电阻R9之间连接有变阻器W1的一端，变阻器W1的另一端接地；光电耦合器IC2的输出端的负端接地，其正端与第二滤波单元的输出端相连。

进一步地，高频脉冲变压器T2输出线圈第二路经电阻R15,二极管D8,电容C7, 为微处理器及其***电路提供工作电源；继电器的常开开关K1与电池组的负极连接，常开开关K1的另一端通过电阻R5接地，电阻R5与常开开关K1的公共点与微处理器相连。

进一步地，所述第二运放为三极管Q2；其集电极与光电耦合器IC2输入端的正端连接，其基极通过电阻R7连接微处理器的IO口，发射极连接散热风扇。

进一步地，所述第三运放为三极管Q3；其集电极通过继电器线圈与光电耦合器输入端的正端连接，其基极通过电阻R6连接微处理器IO口。

本实用新型的有益效果：

能保护电动车在正常充电下，防止其因工作温度过高而导致电池鼓胀，致使电瓶使用寿命降低。

能对电池组进行反接保护、短路保护、过流保护、过压保护、超时保护使用性能及寿命参数进行五重保护；

对电池组的充电电压、充电电流、充电的容量进行实施显示，同时具备显示电池组故障的功能；

电池组充满后能自动断开对电池的充电。

附图说明

图1为实施例1电路原理示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种保护显示型电动车智能充电器。包括第一滤波单元、整流单元、第二滤波单元、脉宽调制集成电路、高频脉冲变压器、光电耦合器、精密基准电压源、第一运放、第二运放、第三运放、微处理器以及显示屏；所述第一滤波单元外接220v交流电，经过整流单元整流为脉动直流，经过第二滤波单元滤波成稳定直流；第二滤波单元的输出端连接高频脉冲变压器，高频脉冲变压器与脉宽调制集成电路连接，为其提供电源，同时连接光电耦合器的输出端，光电耦合器的输入端连接精密基准电压源；脉宽调制集成电路的输出端连接第一运放，第一运放与高频脉冲变压器相连；所述微处理器的I/O口分别通过第二运放、第三运放分别连接散热风扇、连接控制电池组通断的继电器；所述微处理器通过段码驱动IC与显示屏连接。

本实施例中，显示屏采用液晶显示屏。

作为一个具体实施方式，所述第一滤波单元为电感T1；所述整流单元采用桥式整流，包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；所述第二滤波单元包括并联连接的电容C1、电容C2。

所述脉宽调制集成电路的引脚4通过振荡电阻R17与引脚8连接，引脚8通过电容C12接地；引脚4通过振荡电容C11接地；引脚1通过电容C10连接引脚2，电容C10并联有电阻R18，电阻R18通过电阻R19接地；引脚7接第二滤波单元的输出端；引脚5接地；引脚6驱动第一运放；所述第一运放为场效应管Q1。

所述高频脉冲变压器的输出线圈通过高频整流管D7与电池组的正极连接；其次级绕组并联有低压滤波电容C6。

所述精密基准电压源IC3的引脚1与微处理器相连；引脚2接地；引脚3与光电耦合器IC2的输入端的负端连接；所述光电耦合器IC2输入端的正端与高频脉冲变压器连接；光电耦合器IC2的输入端的正端、负端之间连接有彼此依次串联的电容C8和电阻R9、电阻R8；电容C8和电阻R9之间连接有变阻器W1的一端，变阻器W1的另一端接地；光电耦合器IC2的输出端的负端接地，其正端与第二滤波单元的输出端相连。

高频脉冲变压器T2输出线圈第二路经电阻R15,二极管D8,电容C7, 为微处理器及其***电路提供工作电源；继电器的常开开关K1与电池组的负极连接，常开开关K1的另一端通过电阻R5接地，电阻R5与常开开关K1的公共点与微处理器相连。

所述第二运放为三极管Q2；其集电极与光电耦合器IC2输入端的正端连接，其基极通过电阻R7连接微处理器的IO口，发射极连接散热风扇。

所述第三运放为三极管Q3；其集电极通过继电器线圈与光电耦合器输入端的正端连接，其基极通过电阻R6连接微处理器IO口。

本实施例的工作原理：220v交流电经T1双向滤波抑制干扰，D1-D4整流为脉动直流，再经C1、C2滤波形成稳定的300V左右的直流电。IC1 为脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极，7脚为电源正极，6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1,3脚为最大电流限制，调整R12(1欧姆)的阻值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈，可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R17,和振荡电容C11。T2为高频脉冲变压器，其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用，以防触电。第三是为IC1提供工作电源。D7为高频整流管（16A60V）C6为低压滤波电容，Z1为12V稳压二极管,IC3为精密基准电压源，配合IC2光电耦合器起到自动调节充电器电压的作用。调整w1(微调电阻)可以细调充电器的电压。R5是电流取样电阻（0.1欧姆）做为微处理器电流实时取样端,通电开始时，C1上有300v左右电压此电压一路经T2加载到Q1。第二路经R1,C4 达到IC1的第7脚，给IC1一个启动电压。IC1的6脚输出方波脉冲，Q1工作，电流经R12到地。同时T2副线圈产生感应电压，经D6,R16给IC1提供可靠电源。T2输出线圈的电压经D7,C6整流滤波得到稳定的电压,微处理器通过R20、R21采集电池组端电压闭合继电器K1。此电压经K1、R5接地（K1起到反接保护等作用）给电池充电。T2输出线圈第二路经R15,D8,C7, 为微处理器及其***电路提供工作电源。微处理器通过R5采集电流信号，使得充电器进入恒流充电阶段，保持恒流充电。当电池电压上升到56.2V左右时, 微处理器通过R20、R21采集的电压信号，使得充电器转换进入到恒压充电阶段，输出电压维持在56.2V左右，充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时，R5上端的电压下降，该信号通过R5被微处理器采集到，微处理器使得电压降低，充电器进入涓流充电阶段，1－2小时后微处理器控制断开继电器K1，充电结束。在充电过程中微处理器通过液晶屏实时显示采集到的电压、电流参数，并且微处理器能把收集到的电压、电流、充电时间等参数，将充电的电量值通过液晶屏实时显示出来。由于充电器能完美的按照电池组要求的充电曲线进行充电，并且微处理器根据电池组实时充电状态参数，能对电池组的使用性能及寿命参数进行五重保护，同时完善了反接、过流、过压、短路、超时等保护，能保护电池组的健康，保证电池组的使用寿命。

作为一个具体实施方式，微处理器采用通用微处理器STC12C5A32S，通过其***电路采集电池组的充电电流、电压等实时参数，驱动段码屏驱动IC（HT1621B）,通过液晶显示屏显示相关的电流、电压、电量等实时数据。

本实施例能对电池组的使用性能及寿命参数进行五重保护，保证电池组使用寿命，液晶屏能对电池组充电状态进行实时监控。能充分利用微处理器的智能控制能完美的控制对电池组的充电曲线。本电路是采用以数字电路控制为主，在生产过程中能大幅减少电路的调整工序，能降低批量生产的人工成本。本实施例成功通过样件实验及批量生产结果验证，满足产品设计要求。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，包括第一滤波单元、整流单元、第二滤波单元、脉宽调制集成电路、高频脉冲变压器、光电耦合器、精密基准电压源、第一运放、第二运放、第三运放、微处理器以及显示屏；所述第一滤波单元外接220v交流电，经过整流单元整流为脉动直流，经过第二滤波单元滤波成稳定直流；第二滤波单元的输出端连接高频脉冲变压器，高频脉冲变压器与脉宽调制集成电路连接，为其提供电源，同时连接光电耦合器的输出端，光电耦合器的输入端连接精密基准电压源；脉宽调制集成电路的输出端连接第一运放，第一运放与高频脉冲变压器相连；所述微处理器的I/O口分别通过第二运放、第三运放分别连接散热风扇、连接控制电池组通断的继电器；所述微处理器通过段码驱动IC与显示屏连接。

2.根据权利要求1所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，所述第一滤波单元为电感T1；所述整流单元采用桥式整流，包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；所述第二滤波单元包括并联连接的电容C1、电容C2。

3.根据权利要求2所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，所述脉宽调制集成电路的引脚4通过振荡电阻R17与引脚8连接，引脚8通过电容C12接地；引脚4通过振荡电容C11接地；引脚1通过电容C10连接引脚2，电容C10并联有电阻R18，电阻R18通过电阻R19接地；引脚7接第二滤波单元的输出端；引脚5接地；引脚6驱动第一运放；所述第一运放为场效应管Q1。

4.根据权利要求3所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，所述高频脉冲变压器的输出线圈通过高频整流管D7与电池组的正极连接；其次级绕组并联有低压滤波电容C6。

5.根据权利要求4所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，所述精密基准电压源IC3的引脚1与微处理器相连；引脚2接地；引脚3与光电耦合器IC2的输入端的负端连接；所述光电耦合器IC2输入端的正端与高频脉冲变压器连接；光电耦合器IC2的输入端的正端、负端之间连接有彼此依次串联的电容C8和电阻R9、电阻R8；电容C8和电阻R9之间连接有变阻器W1的一端，变阻器W1的另一端接地；光电耦合器IC2的输出端的负端接地，其正端与第二滤波单元的输出端相连。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，高频脉冲变压器T2输出线圈第二路经电阻R15,二极管D8,电容C7, 为微处理器及其***电路提供工作电源；继电器的常开开关K1与电池组的负极连接，常开开关K1的另一端通过电阻R5接地，电阻R5与常开开关K1的公共点与微处理器相连。

7.根据权利要求6所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，所述第二运放为三极管Q2；其集电极与光电耦合器IC2输入端的正端连接，其基极通过电阻R7连接微处理器的IO口，发射极连接散热风扇。

8.根据权利要求7所述的保护显示型电动车智能充电器，其特征在于，所述第三运放为三极管Q3；其集电极通过继电器线圈与光电耦合器输入端的正端连接，其基极通过电阻R6连接微处理器IO口。