專利名稱：牽引式蓄電池用充電機充電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能充電控制器，特別涉及一種全自動牽引式蓄電 池用充電機充電控制器。
背景技術(shù)：
充電機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)和日常生活的各個領(lǐng)域中，如應(yīng)用于電動 助力車、汽車、^&船、通訊塔、工礦企業(yè)等領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于大部分 此類需要充電的設(shè)備體積都比較大，相對要求充電機的充電時間比較長，現(xiàn)有充電機在充電過程中對電能的利用率低，造成了資源的浪費；并且缺乏完 善的保護功能，可靠性差，充電期間必須有人工值守，不斷地進行充電電流 的調(diào)整；也很難兼顧保證蓄電池既充足電又避免過充電；另外，蓄電池的過 放電、過充電和長期欠充足電都會造成蓄電池的極板提前老化，影響蓄電池 的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服已有技術(shù)的缺點，提供一種低 成本、無人值守的小型化全自動牽引式蓄電池用充電機充電控制器。本實用新型所采用的技術(shù)方案是牽引式蓄電池用充電機充電控制器， 包括CPU主電路、液晶模塊電路、串口通訊電路、電流電壓檢測模塊-A/D 輸入電路、穩(wěn)壓電路、繼電器切換電路、三相切換電路、驅(qū)動電路和三相電 源檢測電路，所述CPU輸出端分別與三相切換電路、繼電路切換電路、驅(qū)動 電路、JTAG接口和液晶模塊電路輸入端電連接，所述A/D輸入電路、編程 口電路、按鈕電路、三相電源檢測電路和穩(wěn)壓電路的輸出端分別與CPU主電路的輸入端電連接，由電流、電壓檢測模塊對充電過程中所采集的電流、電壓的數(shù)據(jù)，通過A/D輸入電路輸入到CPU的12和13管腳，其中采集的電 流數(shù)據(jù)輸入到13管腳，電壓數(shù)據(jù)輸入到12管腳；CPU對輸入的數(shù)據(jù)進行 A/D轉(zhuǎn)換，所得數(shù)據(jù)通過外設(shè)LCD電路顯示在液晶顯示器上；PWM1和 PWM2通過所采集的數(shù)據(jù)對充電狀態(tài)進行控制，CPU通過TxD和RxD輸出 管腳來進行串口通訊。所述CPU主電路采用MC68HC908MR32單片集成電路；所述串口通訊 電路由MAX232CPE芯片構(gòu)成，外接DB9串口；所述穩(wěn)壓電路由提供穩(wěn)壓 的二極管1N4007和IRF840場效應(yīng)管組成，提供18V穩(wěn)壓電源；所述精確 5V電路由兩塊REF02AP并聯(lián)而成；所述驅(qū)動電路由ULN2004A高電壓、大 電流達林頓晶體管陣列組成；所述三相電電源檢測電路采用TLP521光電偶 合電路與CPU相連。本實用新型的有益效果是本實用新型由于采用基于WSA曲線+脈沖 電流充電曲線的智能充控制技術(shù)，使充電機小型化的同時，成本及工程造價 降低，有效提高了充電設(shè)備的可靠性，并延長了設(shè)備的使用壽命，操作更加 安全方便。


圖1是本實用新型組成原理框圖；圖2是本實用新型CPU主電路； 圖3是本實用新型液晶模塊電路； 圖4是本實用新型LED顯示電路； 圖5是本實用新型串口通訊電路； 圖6是本實用新型電流、電壓檢測，A/D輸入電路；圖7是本實用新型穩(wěn)壓電路；圖8是本實用新型精確5V電路；圖9是本實用新型繼電器切換電路；圖10是本實用新型三相電源切換電路；圖ll是本實用新型編程口；圖12是本實用新型驅(qū)動電路；圖13是本實用新型三相電源檢測電路。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明 如圖1所示，智能控制器主要包括以下幾個部分CPU及CPU外圍電路、 液晶模塊電路、A/D輸入電路、驅(qū)動電路、編程口、按鈕電路、三相切換電 路、串口通訊電路、穩(wěn)壓電路、三相電源檢測電路、繼電器切換電路、JTAG 電路等。CPU采用Motorola公司生產(chǎn)的MC68HC908MR32單片集成電路，共有 56個引腳，集成有32K的FLASH存儲器，768字節(jié)的RAM， 240字節(jié)的R0M， 16位尋址方式，擁有豐富的外設(shè)接口資源和多種節(jié)電工作模式，非常適合工 業(yè)控制方面的應(yīng)用，CPU外圍電路主要包括晶振電路、A/D電路、啟動配置跳 線、電源引腳等，這些電路通常沒有太大變化，主要根據(jù)芯片手冊來連接， 由電流、電壓檢測模塊對充電過程中所采集的電流、電壓的數(shù)據(jù)，通過A/D 輸入電路輸入到CPU的12和13管腳，其中采集的電流數(shù)據(jù)輸入到13管腳， 電壓數(shù)據(jù)輸入到12管腳；CPU對輸入的數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換，所得數(shù)據(jù)通過 外設(shè)LCD電路顯示在液晶顯示器上；PWM1和PWM2通過所采集的數(shù)據(jù)對 充電狀態(tài)進行控制，CPU通過TxD和RxD輸出管腳來進行串口通訊。如圖2所示，MC68HC908MR32是一種專門用于電機驅(qū)動的高性能8位單片 微機，它具有以下功能32KFlash存貯器、768字節(jié)RAM、 10路10位A/D、 一 個六路12位PWM模塊、具有3個電流檢測輸入端和四個錯誤信號輸入端、支持中心和邊沿調(diào)整模式、 一個串行通訊口SCI和一個串行外圍接口SPI、 一個4路16位定時器和一個兩路16位定時器，時鐘發(fā)生器模塊(可由較低頻率 晶振產(chǎn)生各種高頻率內(nèi)部時鐘)。其貯存溫度范圍為一55"C + 15(TC及工 作溫度范圍為一4(TC +85"，能適應(yīng)室外機組的惡劣環(huán)境要求，并且 MC68HC908MR32Vb型正常工作溫度范圍在一40。C + 105。C之間，即使在沙漠 地帶環(huán)境下也能正常工作。其在掩膜前可采用FLASH型芯片，有利于開發(fā)后 小批量試生產(chǎn)。如圖3所示，液晶模塊電路外圍電路由22K電阻和3296W型10K電位器串聯(lián) 組成，有兩個電源輸入和兩個接地端，DB4 DB7與MC68HC908MR32的7 91/0 口相連；MC68HC908MR32的PTA4 PTA6分別與液晶顯示器的E、 R/W和RS端口 相連。如圖4所示，LED顯示電路由ULN2004A芯片和發(fā)光二極管組成。ULN2004A 芯片的一端與MC68HC908MR32的I/0口相連，另一端連接發(fā)光二極管。如圖5所示，串口通訊電路主要由MAX232CPE芯片構(gòu)成，外接DB9串口。 實現(xiàn)串口通訊功能驅(qū)動與串口數(shù)據(jù)接收，集成ICMAX232CPE的芯片必須在+5V 電源穩(wěn)定的情況才會工作。MAX232CPE是16針SMD封裝IC，用于完成計算機232 端口數(shù)據(jù)電平轉(zhuǎn)換，并與CMOS電路相連接。如圖6所示，該電路作用是檢測電流與電壓，并完成A/D輸入。模塊中的 0PA2340為單電源軌至軌運算放大器，是在低電壓工作模式下的最優(yōu)化設(shè)計， 軌至軌的輸入/輸出和高效的處理速度，能更好的驅(qū)動A/D轉(zhuǎn)換器。如圖7所示，穩(wěn)壓電路，提供18V穩(wěn)壓電源，由提供穩(wěn)壓的二極管1N4007 和IRF840場效應(yīng)管組成。IRF840 MOSFET場效應(yīng)晶體管在導(dǎo)通時只有一種極 性的載流子(多數(shù)載流子)參與導(dǎo)電，是單極型晶體管。場效應(yīng)晶體管是用柵 極電壓來控制漏極電流的，因此它的一個顯著特點是驅(qū)動電路簡單，驅(qū)動功 率小。其第二個顯著特點是開關(guān)速度快，工作頻率高，電力MOSFET的工作頻率在下降時間主要由輸入回路的時間常數(shù)決定。MOSFET的開關(guān)速度和其輸入電容的充放電有很大關(guān)系。使用者雖然無法 降低Cin的值，但可以降低柵極驅(qū)動回路信號源內(nèi)阻Rs的值，從而減小柵極 回路的充放電時間常數(shù)，加快開關(guān)速度。IRF840為單極型器件，沒有少數(shù)載流子的存儲效應(yīng)，輸入阻抗高，因而 開關(guān)速度可以提高，驅(qū)動功率小，電路簡單。但是，功率MOSFET的極間電容 較大，因而工作速度和驅(qū)動源內(nèi)阻抗有關(guān)。和GTR相似，功率MOSFET的柵極 驅(qū)動也需要考慮保護、隔離等問題。如圖8所示，精確5V電路，由兩片REF02AP并聯(lián)組成。REF02AP可以提供 5V的精確電壓，REF02AP由一個8V到40V的單電源驅(qū)動，最低電流消耗為lmA， 良好的設(shè)計更能穩(wěn)定其溫度，具有低噪音和低功耗的優(yōu)點。如圖9所示，繼電器切換電路，如果測試正常，則電路板繼電器K1吸合， 開始充電。如圖10所示，為三相切換電路，由三個繼電器組成。圖ll是本實 用新型JTAG接口電路。如圖12所示，驅(qū)動電路由ULN2004A高電壓、大電流達林頓晶體管陣列完 成，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點，適 應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN2004A由7組達林頓晶體管陣列和 相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時驅(qū)動7組負載的能力， 為單片雙極型大功率高速集成電路。如圖13所示，是三相電電源檢測電路。采用TLP521光電偶合電路與CPU 相連。本實用新型采用WSA曲線+脈沖電流充電曲線，具有隨著蓄電池電壓的 上升，充電電流會逐步下降，當充電完成時，充電機會自動斷電的特點。為 使蓄電池得到最優(yōu)充電，控制電路板會根據(jù)放電容量和充電時間對充電系數(shù) 做相應(yīng)調(diào)整。當蓄電池電壓達到放電電壓時，蓄電池被充入了放電量的96%，該數(shù)值和充電系數(shù)之間存在一個差值由微處理器自動計算出來，然后對蓄電 池繼續(xù)充電，計算機系統(tǒng)監(jiān)視充電過程并在蓄電池完全充滿電后自動停止充 電。值得指出的是，本實用新型的保護范圍并不局限于上述具體實例方式， 根據(jù)本發(fā)明的基本技術(shù)構(gòu)思，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動，即 可聯(lián)想到的實施方式，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種牽引式蓄電池用充電機充電控制器，其特征在于包括CPU主電路、液晶模塊電路、串口通訊電路、電流電壓檢測模塊-A/D輸入電路、穩(wěn)壓電路、繼電器切換電路、三相切換電路、驅(qū)動電路和三相電源檢測電路，所述CPU輸出端分別與三相切換電路、繼電路切換電路、驅(qū)動電路、JTAG接口和液晶模塊電路輸入端電連接，所述A/D輸入電路、編程口電路、按鈕電路、三相電源檢測電路和穩(wěn)壓電路的輸出端分別與CPU主電路的輸入端電連接，由電流、電壓檢測模塊對充電過程中所采集的電流、電壓的數(shù)據(jù)，通過A/D輸入電路輸入到CPU的12和13管腳，其中采集的電流數(shù)據(jù)輸入到13管腳，電壓數(shù)據(jù)輸入到12管腳；CPU對輸入的數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換，所得數(shù)據(jù)通過外設(shè)LCD電路顯示在液晶顯示器上；PWM1和PWM2通過所采集的數(shù)據(jù)對充電狀態(tài)進行控制，CPU通過TxD和RxD輸出管腳來進行串口通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要示1所述的牽引式蓄電池用充電機充電控制器，其特征在 于所述CPU主電路采用MC68HC908MR32單片集成電路；所述串口通訊電路 由MAX232CPE芯片構(gòu)成，外接DB9串口 ；所述穩(wěn)壓電路由提供穩(wěn)壓的二極管 1N4007和IRF840場效應(yīng)管組成，提供18V穩(wěn)壓電源；所述精確5V電路由兩 塊REF02AP并聯(lián)而成；所述驅(qū)動電路由ULN2004A高電壓、大電流達林頓晶體 管陣列組成;所述三相電電源檢測電路采用TLP521光電偶合電路與CPU相連。
專利摘要本實用新型公開了一種牽引式蓄電池用充電機充電控制器，包括CPU主電路、液晶模塊電路、串口通訊電路、電流電壓檢測模塊-A/D輸入電路、穩(wěn)壓電路、繼電器切換電路、三相切換電路、驅(qū)動電路和三相電源檢測電路，所述CPU輸出端分別與三相切換電路、繼電路切換電路、驅(qū)動電路、JTAG接口和液晶模塊電路輸入端電連接，所述A/D輸入電路、編程口電路、按鈕電路、三相電源檢測電路和穩(wěn)壓電路的輸出端分別與CPU主電路的輸入端電連接。本實用新型由于采用基于WSA曲線+脈沖電流充電曲線的智能充控制技術(shù)，使充電機小型化的同時，成本及工程造價降低，有效提高了充電設(shè)備的可靠性，并延長了設(shè)備的使用壽命，操作更加安全方便。
文檔編號H02J7/02GK201118266SQ20072009741
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者崔利民 申請人:天津市詹佛斯科技發(fā)展有限公司