[發明專利]一種智能船舶充電機及充電方法

有效

• 申請號: 201310591019.3
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103618366A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 陳松濤;渠吉朋;王宏波;章偉;王建華;嵇保健;陳乃富
• 申請（專利權）人: 鎮江賽爾尼柯自動化有限公司
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種充電機，還涉及一種充電方法。

背景技術

船舶是水上交通運輸和水上作業的主要工具，伴隨著社會的發展以及科學的進步，船舶的數目及種類越來越多，在運輸業中也起著越來越重要的作用。應急蓄電池用來在主電源斷電時給通信設備供電，對于海上救生有著決定性意義。應急蓄電池作為船上的應急電源，為應急照明、電話、報警系統、無線電設備等提供電力，并用來啟動應急發電機、救生艇等。而現有的應急蓄電池存在著充電管理不科學的問題，嚴重縮短了蓄電池的壽命，船舶一旦在運行途中停電，就會陷入無處充電的境地，大大影響了運輸安全；而且，現有的充電機主要采用硬開關技術，充電效率低，充電機中磁性元器件的體積和重量大，導致充電機的體積和重量無法減小。

發明內容

本發明提出一種智能船舶充電機及充電方法，解決了現有技術中應急蓄電池充電管理不科學、充電機體積大、充電效率低的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種智能船舶充電機，包括：依次連接的EMI濾波器、第一整流電路、第一濾波電路、全橋電路、變壓器、第二整流電路和第二濾波電路，所述EMI濾波器連接到三相交流輸入電壓，所述第二濾波電路連接到蓄電池組；

所述全橋電路包括第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管，第一開關管和第三開關管串聯連接，第二開關管和第四開關管串聯連接；

輸出采樣電路采樣蓄電池組的充電電壓和充電電流，輸出對應的電壓反饋值和電流反饋值；

單片機輸出電流給定值和電壓給定值，經過D/A轉換器轉換為模擬信號；

雙PI調節電路包括并聯連接的電流PI環和電壓PI環，電流PI環對電流反饋值和電流給定值進行PI調節，電壓PI環對電壓反饋值和電壓給定值進行PI調節，最小值選擇電路對電流PI環和電壓PI環的輸出信號的最小值進行選擇，雙PI調節電路的輸出信號耦接到PWM控制器，與PWM控制器內部的斜波電壓進行比較，調整PWM控制器輸出脈沖信號的寬度，PWM控制器輸出脈沖信號耦接到所述第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管的控制端；單片機還存儲有涓流參考值，當所述電流反饋值小于涓流參考值時，PWM控制器輸出脈沖信號控制所述全橋電路工作在涓流充電狀態。

可選地，所述第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管為IGBT晶體管。

可選地，所述第一開關管和第三開關管分別并聯有反向二極管和電容器，所述第二開關管和第四開關管為逆阻型IGBT管。

可選地，所述最小值選擇電路包括第一二極管和第二二極管，第一二極管的陰極連接到所述電流PI環的輸出端，第二二極管的陰極連接到所述電壓PI環的輸出端，第一二極管的陽極和第二二極管的陽極連接在一起，作為雙PI調節電路的輸出端。

可選地，所述PWM控制器為UC系列控制器。

可選地，所述PWM控制器為UCC3895控制器。

可選地，所述單片機為atmega64單片機。

基于上述充電機，本發明還提出了一種智能充電方法，包括以下步驟：

步驟(a)，充電電壓小于設定的電壓給定值，電壓PI環飽和，電流PI環起調節作用，對蓄電池組進行恒流充電；

步驟(b)，當充電電壓達到設定的電壓給定值時，電壓PI環退出飽和狀態，選擇電壓PI環和電流PI環的最小值作為輸出值，電壓PI環與電流PI環共同起調節作用；

步驟(c)，當電壓PI環的輸出低于電流PI環的輸出，輸出值取電壓PI環的輸出，電流PI環飽和，只有電壓PI環起作用,對蓄電池組進行恒壓充電；

步驟(d)，充電電流低于涓流參考值，對蓄電池組充電維持在涓流充電狀態。

可選地，所述電壓給定值和電流給定值通過單片機的DA口輸出。

本發明的有益效果是：

(1)采用軟開關技術并且運用單片機控制，能夠實現充電狀態自動切換，可以實現三段充電；

(2)軟開關降低了開關損耗，提高了整機效率，且控制簡單，能夠對充電機進行實時的監控，充電機體積變得更小、更加適合于大功率場合。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一種智能充電機的總體結構框圖；