CN214227917U - 一种用于叉车的大功率智能充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于新能源设备电池通信技术领域,尤其涉及一种用于叉车的大功率智能充电器。包括交流输入开关、整流桥、两个电阻、两个接触器、三个电感、三个电容、触摸显示屏、四个开关管、六个二极管、变压器、电流传感器和单片机控制BMS通信板。本实用新型的用于叉车的大功率智能充电器,采用全隔离设计,智能充电器控制部分与输入、输出主电路全隔离设计,保证当由于外部因素对叉车大功率智能充电器的输入、输出部分产生过电压时,智能充电器内部控制电路不会损坏,具有输入输出欠压过压、过流、短路、防雷电、电池防反接等全功能保护,调整范围大,适合不同阶段的锂电池充电,单片机实时检测电压、电流和温度,确保充电过程的安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源设备电池通信技术领域,尤其涉及一种用于叉车的大功率智能充电器。
背景技术
目前市面的铅酸电池高频充电机主要有三个方面缺点,一是输出电压电流范围窄,只适合固定负载的电池充电;二是充电时,充电机只是单一检测电池的端电压而做为电池被充满电的唯一依据,三是铅酸蓄电池没有管理功能,充不满电或有时将电池充鼓包,存在安全隐患。这种充电方式的充电机,不可能保证蓄电池完全充满,该充电机的电压电流可调整范围小,不能适合不同阶段的充电。不能满足不过充、不欠充的要求,也不能实时监控***电路的故障,整个充电过程的安全得不到保障。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种用于叉车的大功率智能充电器,应用拓扑综和方法,解决已有充电机通用性差的问题,以满足充电需求配置不同输出能力的充电机麻烦,避免因无电池管理***造成锂电池损坏的风险。
本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器,包括交流输入开关K1、整流桥D1、第一电阻R0、第二电阻R2、第一接触器K2、第二接触器K4、第一电感L0、第二电感Rf、第三电感L1、第一电容C0、第二电容Cf、第三电容C2、触摸显示屏,第一开关管QA、第二开关管Qb、第三开关管Qc、第四开关管Qd、第一二极管D5、第二二极管D6、第三二极管D7、第四二极管D8、第五二极管D9、第六二极管D10、变压器T0、电流传感器RL和单片机控制BMS通信板;
所述的交流输入开关K1的一端A、B、C分别相连高压整流桥D1的三个交流输入端,所述的高压整流桥D1的正极同时连接第一电阻R0的一端和第一接触器K2的一端,高压整流桥D1的负极同时连接第一电容的负极、第二开关管Qb的发射极、第四开关管Qd的发射极、第二二极管D6的正极和第四二极管D8的正极,第一电阻R0的另一端和接触器 K2的另一端分别连接电感L0的一端,电感L0的另一端同时连接第一开关管Qa的集电极、第三开关管Qc的集电极、第一二极管D5的负极和第三二极管D7的负极;所述的第一开关管Qa的发射极和第一二极管D5的正极分别连接第二开关管Qb的集电极和第二二极管 D6的负极;所述的第三开关管Qc的发射极和第三二极管D7的正极分别连接第四开关管 Qd的集电极和第四二极管D8的负极;所述的第一开关管Qa、第二开关管Qb、第三开关管 Qc、第四开关管Qd的集电极分别连接单片机控制BMS通信板;所述的第一开关管Qa的发射极与第二开关管Qb的集电极连接处的中点A连接第二电感Rf的一端,第二电感Rf的另一端连接高频变压器T0初级线包一端,高频变压器T0初级线包的另一端连接第三开关管Qc的发射极与第四开关管Qd的集电极连接处的中点B,变压器T0次级线包的两边分别连接第五二极管D9的正极和第六二极管D10的正极,变压器T0次级线包的中心点C分别连接第三电容C2的负极和电流传感器RL的输入端,第五二极管D9和第六二极管D10的负极连接第三电感L1的一端,第三电感L1的另一端同时连接第三电容C2的正极和第二接触器K4的一端,第二接触器K4的另一端连接大功率智能充电器的输出V+和第二电阻 R2的一端,第二电阻R2的另一端连接单片机控制BMS通信板,电流传感器RL的输出端连接大功率智能充电器的输出V0;电流传感器RL的信号端连接单片机控制BMS通信板。
本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器,其优点是:
本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器,采用全隔离设计,充电机内置单片机CAN通信***,与锂电池BMS控制***通信握手,实时根据电池***BMS发送的数据需求,调整智能充电机的输出电压,电流和充电曲线等。本实用新型的大功率智能充电器的控制部分与输入、输出主电路的全隔离设计,可以有效地保证当由于外部因素对大功率智能充电器的输入、输出部分产生过电压时,大功率智能充电器内部控制电路不会损坏,因此具有输入输出欠压、过压、过流、短路、防雷电、电池防反接等全功能保护,调整范围大,适合不同阶段的锂电池充电,充满自动停机,可以实现充电全程无人值守,单片机可以实时检测蓄电池电压、电流和温度,确保完全满充电和整个充电过程的安全可靠。大功率智能充电器的所有电路板及器件外露部分做三防处理,从而延长电池的使用寿命和大功率智能充电器使用寿命。本实用新型的大功率智能充电器,可以用于各种容量大小不同的电池组或不同的应用场合,输出功率大,充电速度快,控制精度高,安全可靠,能有效解决叉车锂电池引发的相关问题。
附图说明
图1是本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器的电路原理图。
图2是本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器的使用状态图。
图2中,1是交流输入接线盒,2是触摸显示屏,3提手,4是输出充电线接线端子, 5是充电线及通信线,6是充电插头,7交流输入开关。
具体实施方式
本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器,其电路原理如图1所示,包括交流输入开关K1、整流桥D1、第一电阻R0、第二电阻R2、第一接触器K2、第二接触器K4、第一电感L0、第二电感Rf、第三电感L1、第一电容C0、第二电容Cf、第三电容C2、触摸显示屏(图中未示出)、第一开关管QA、第二开关管Qb、第三开关管Qc、第四开关管Qd、第一二极管D5、第二二极管D6、第三二极管D7、第四二极管D8、第五二极管D9、第六二极管D10、变压器T0、电流传感器RL和单片机控制BMS通信板;
所述的交流输入开关K1的一端A、B、C分别相连高压整流桥D1的三个交流输入端,所述的高压整流桥D1的正极同时连接第一电阻R0的一端和第一接触器K2的一端,高压整流桥D1的负极同时连接第一电容的负极、第二开关管Qb的发射极、第四开关管Qd的发射极、第二二极管D6的正极和第四二极管D8的正极,第一电阻R0的另一端和接触器 K2的另一端分别连接电感L0的一端,电感L0的另一端同时连接第一开关管Qa的集电极、第三开关管Qc的集电极、第一二极管D5的负极和第三二极管D7的负极;所述的第一开关管Qa的发射极和第一二极管D5的正极分别连接第二开关管Qb的集电极和第二二极管 D6的负极;所述的第三开关管Qc的发射极和第三二极管D7的正极分别连接第四开关管 Qd的集电极和第四二极管D8的负极;所述的第一开关管Qa、第二开关管Qb、第三开关管 Qc、第四开关管Qd的集电极分别连接单片机控制BMS通信板的8、9、13、14引脚;所述的第一开关管Qa的发射极与第二开关管Qb的集电极连接处的中点A连接第二电感Rf的一端,第二电感Rf的另一端连接高频变压器T0初级线包一端,高频变压器T0初级线包的另一端连接第三开关管Qc的发射极与第四开关管Qd的集电极连接处的中点B,变压器 T0次级线包的两边分别连接第五二极管D9的正极和第六二极管D10的正极,变压器T0次级线包的中心点C分别连接第三电容C2的负极和电流传感器RL的输入端,第五二极管D9 和第六二极管D10的负极连接第三电感L1的一端,第三电感L1的另一端同时连接第三电容C2的正极和第二接触器K4的一端,第二接触器K4的另一端连接大功率智能充电器的输出V+(正极)和第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端连接单片机控制BMS通信板的 3引脚,电流传感器RL的输出端连接大功率智能充电器的输出V0(负极);电流传感器RL 的信号端连接单片机控制BMS通信板的5引脚。
本实用新型提出的用于叉车的大功率智能充电器的使用状态图,如图2所示,在本大功率智能充电器外壳上安装交流输入接线盒1、交流输入开关K1即图2中的7、触摸显示屏2和充电整流器(图中未示出),通过提手3、输出充电线接线端子4、充电线及通信线 5和充电插头6组成直流输出接入电池组。
以下结合图1与图2详细介绍本实用新型的叉车大功率智能充电器的工作原理:
交流输入开关K1闭合,AC380V电压加到高压整流桥D1交流输入端~,高压整流桥的输出(+)正极输出脉动DC550V电压,经第一接触器K2和第二电阻R0组成的缓启动电路限流延时,加到输入第一电感L0储能输入一端,另一输出的脉动DC550V电压加到第一电容C0的正极,同时高压整流桥D1的输出(-)负极连接第一电容C0的负极,滤波后的DC550V 正极电压加到全桥变换器的第一开关管Qa与第三开关管Qc的D极上,滤波后的DC550V 负极电压加到全桥变换器的第二开关管Qb与第四开关管Qd的S极上。变换器采用全桥电路,在单片机控制BMS通信板的驱动控制下,第一开关管Qa与第二开关管Qb导通/截止(第三开关管Qc与第四开关管Qd导通/截止)。通过单片机控制BMS通信板驱动信号控制第一开关管Qa和第二开关管Qb的导通/截止(第三开关管Qc和第四开关管Qd导通/截止)的宽度,第一周期电压经过第一开关管Qa导通变成高频电压,经第二电感Rf谐振和第二电容 Cf谐振加到高频变压器T0的初级一端,流过变压器T0初级另端加到第四开关管Qd的D 极,第四开关管Qd导通回馈到高压地完成第一周期变换;第二周期电压经过第三开关管 Qc导通变成高频电压,加到高频变压器T0的初级一端,流过变压器T0初级另端加到第二电容Cf谐振和第二电感Rf谐振到第二开关管Qb的D极,第二开关管Qb导通回馈到高压地完成第二周期变换。接收到锂电池BMS通信数据以控制变压器T0次级输出电压幅度大小,根据单片机指令控制实现直流功率的传递,第五二极管D9和第六二极管D10轮流整流输出低压脉动电压,经第三电感L1储能和第三电容C2滤波电路,加到电池防反接第二接触器K4的A1;变压器T0次级中心点C经第三电容C2负极到电流传感器RL的1;电流传感器RL的3脚电流采集信号送到单片机控制BMS通信板的5脚,控制直流输出电流大小使充电器工作于恒流状态;第二接触器K4的A2一路到输出V+(正极),另一路经电压采集第二电阻R2到单片机控制BMS通信板的3脚,控制直流输出电压幅度大小使充电器工作于恒压状态;电流传感器RL的2到V0(负极)。全桥变换器采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式,电压外环经单片机控制BMS通信板受控,稳定直流母线电压产生参考电流信号。再通过电流内环经单片机控制BMS通信板受控实现调节输出电流大小,以提高充电***的动态性能并实现限流保护,实现无人值守完成充电。
将AC380V供电接入本大功率智能充电器外壳上的交流输入接线盒1上,闭合交流输入开关7,上电等待触摸显示屏2自检完成,首次使用叉车大功率智能充电器须根据电池组的参数进行预设置:输入密码123456进入设置界面,设置输出功率、充电电压、充电电流、充电方式(手动或自动)、通信协议等,然后再将充电插头6与锂电池充电口连接,充电机接收到电池BMS发送的通信信号充电机自动开启进入充电工作状态,蓄电池充满电时充电机自动退出充电状态,整个充电进行全程无人值守。
本实用新型的一个实施例中,使用的单片机控制BMS通信板中的单片机由美国爱特梅尔公司生产公司生产,ATmega128是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器,产品型号为ATmega128。
Claims (1)
1.一种用于叉车的大功率智能充电器,其特征在于,包括交流输入开关K1、整流桥D1、第一电阻R0、第二电阻R2、第一接触器K2、第二接触器K4、第一电感L0、第二电感Rf、第三电感L1、第一电容C0、第二电容Cf、第三电容C2、触摸显示屏、第一开关管QA、第二开关管Qb、第三开关管Qc、第四开关管Qd、第一二极管D5、第二二极管D6、第三二极管D7、第四二极管D8、第五二极管D9、第六二极管D10、变压器T0、电流传感器RL和单片机控制BMS通信板;
所述的交流输入开关K1的一端A、B、C分别相连高压整流桥D1的三个交流输入端,所述的高压整流桥D1的正极同时连接第一电阻R0的一端和第一接触器K2的一端,高压整流桥D1的负极同时连接第一电容的负极、第二开关管Qb的发射极、第四开关管Qd的发射极、第二二极管D6的正极和第四二极管D8的正极,第一电阻R0的另一端和接触器K2的另一端分别连接电感L0的一端,电感L0的另一端同时连接第一开关管Qa的集电极、第三开关管Qc的集电极、第一二极管D5的负极和第三二极管D7的负极;所述的第一开关管Qa的发射极和第一二极管D5的正极分别连接第二开关管Qb的集电极和第二二极管D6的负极;所述的第三开关管Qc的发射极和第三二极管D7的正极分别连接第四开关管Qd的集电极和第四二极管D8的负极;所述的第一开关管Qa、第二开关管Qb、第三开关管Qc、第四开关管Qd的集电极分别连接单片机控制BMS通信板;所述的第一开关管Qa的发射极与第二开关管Qb的集电极连接处的中点A连接第二电感Rf的一端,第二电感Rf的另一端连接高频变压器T0初级线包一端,高频变压器T0初级线包的另一端连接第三开关管Qc的发射极与第四开关管Qd的集电极连接处的中点B,变压器T0次级线包的两边分别连接第五二极管D9的正极和第六二极管D10的正极,变压器T0次级线包的中心点C分别连接第三电容C2的负极和电流传感器RL的输入端,第五二极管D9和第六二极管D10的负极连接第三电感L1的一端,第三电感L1的另一端同时连接第三电容C2的正极和第二接触器K4的一端,第二接触器K4的另一端连接大功率智能充电器的输出V+和第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端连接单片机控制BMS通信板,电流传感器RL的输出端连接大功率智能充电器的输出V0,电流传感器RL的信号端连接单片机控制BMS通信板。
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Cited By (1)
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CN114379394A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-22 | 天长市森林电器科技有限公司 | 一种具有散热结构的电动车充电器 |
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2020
- 2020-12-28 CN CN202023212250.1U patent/CN214227917U/zh active Active
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