[實用新型]一種適于鋰離子電池的充電控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720006768.9
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN206517089U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 王紅玲;王武
• 申請（專利權）人: 許昌學院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 深圳茂達智聯(lián)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)44394
• 代理人: 胡慧

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，具體涉及充電控制器設計，主要應用于鋰離子電池充電系統(tǒng)。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高，工作安全可靠，使用壽命長和充放電電壓穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛應用于電動汽車等領域。應用小電流充電法可以延長電池的使用壽命，但耗時過長，使其應用受限；采用大電流脈沖充電，可以有效減少充電時間，提高效率，但往往存在欠充現(xiàn)象，使其使用率降低。尋找更加高效的鋰離子電池充電方法，對加快鋰離子電池應用具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種新型的一種適于鋰離子電池的充電控制器。

本實用新型通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：一種適于鋰離子電池的充電控制器，包括全橋電路、控制電路和檢測電路；

所述全橋電路包括主開關管Q1、主開關管Q2、主開關管Q3、主開關管Q4、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、變壓器，主開關管Q1~Q4兩端反并聯(lián)了二極管D1~D4，主要用于變換電路中提供續(xù)流通路；

主開關管Q1~Q4兩端并聯(lián)電容C1~C4，主要用于和諧振電感發(fā)生諧振，實現(xiàn)零電壓開關；

T1為二次側(cè)帶有中心抽頭的變壓器，變壓器二次側(cè)通過VD1、VD2構成全波整流電路，經(jīng)Lf、Cf濾波后接輸出負載。

優(yōu)選的，所述主開關管采用開關頻率較高的MOSFET。

優(yōu)選的，所述檢測電路通過電阻和可調(diào)電位器進行分壓，通過電阻接入運算放大器的同相輸入端，放大器的輸出通過電阻反饋至放大器的反相輸入端，構成比例運算輸出，經(jīng)濾波和穩(wěn)壓后，得到適合于送入DSP的電壓，可以接入DSP的A/D輸入端。電流檢測單元中，通過電阻實現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換，該電壓通過電阻接至放大器輸入端，經(jīng)放大、濾波和穩(wěn)壓后，得到適合于送入DSP的電壓，可以接入DSP的A/D輸入端。系統(tǒng)中運算放大器采用LM358，偏置電壓為。

有益效果在于：本實用新型采用移相式零電壓全橋電路作為主功率變換電路，鋰離子充電控制采用恒流—恒壓控制策略，通過DSP設計控制系統(tǒng)，進行了軟件設計，所設計的充電器具有結(jié)構簡單、控制方便、變換效率高、體積小，可靠性高。

附圖說明

圖1為本實用新型的主功率變換電路拓撲圖；

圖2為本實用新型的充電控制策略圖；

圖3為本實用新型的數(shù)字控制系統(tǒng)結(jié)構圖。

具體實施方式

為了使從事電力電子技術、鋰離子電池充電系統(tǒng)相關技術人員能更好地理解本發(fā)明方案，下面參照附圖對本發(fā)明實施方式進行詳細說明。

參見圖1，本系統(tǒng)提供了主功率變換電路拓撲圖，采用移相式零電壓全橋電路作為主功率變換電路，其中Q1~Q4為主開關管，采用開關頻率較高的MOSFET作為功率開關元件，連接成全橋電路，其中Q1、Q4為一對橋臂，Q2、Q3構成另一對橋臂，全橋電路在變壓器的一次側(cè)。在變壓器一次側(cè)加入諧振電感和兩只鉗位二極管，實現(xiàn)軟開關運行，并能夠有效除去輸出整流管反向恢復引起的電壓尖峰。主開關管Q1~Q4兩端反并聯(lián)了二極管D1~D4，主要用于變換電路中提供續(xù)流通路，主開關管兩端并聯(lián)電容C1~C4，主要用于和諧振電感發(fā)生諧振，實現(xiàn)零電壓開關。T1為二次側(cè)帶有中心抽頭的變壓器，變壓器二次側(cè)通過VD1、VD2構成全波整流電路，經(jīng)Lf、Cf濾波后接輸出負載。

參見圖2，給出了充電控制策略圖。鋰離子充電控制采用恒流—恒壓控制策略，通過實時檢測鋰離子電池兩端電壓，判斷該電壓和系統(tǒng)所設電壓大小，使其運行于恒流充電和恒壓充電模式。在系統(tǒng)中，根據(jù)電池運行工作實際，設定兩個電壓限值，其中設VL為系統(tǒng)電池電壓下限，VH為電池電壓上限，通過進行實測電壓檢測，給出具體的充電模式。當實測電壓V<VL時，系統(tǒng)以涓流充電，當VL<V<VH，進入恒流充電階段，當電池兩端電壓逐漸上升，達到V>VH時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入恒壓充電階段，保持V=VH，直至電池充滿。