專利名稱:電動車充電站充電電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了種電動車充電站充電電路，包括整流濾波電路1、高頻變壓器電路、采樣電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)電路。本實(shí)用新型提出了一種用于全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池的智能充電設(shè)計方案，針對蓄電池充電過程中出現(xiàn)的種種問題，分析解決方法，提出一種可對鉛酸蓄電池實(shí)現(xiàn)四段式慢脈沖充電的智能充電電路，通過控制開關(guān)電源的脈沖頻率和占空比，調(diào)節(jié)充電電流和電壓，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的分級慢脈沖充電。本實(shí)用新型不僅可實(shí)現(xiàn)快速充電，同時可以減少析氣，消除硫化，進(jìn)行均衡充電，從而大大地延長了鉛酸蓄電池的使用壽命。
【專利說明】電動車充電站充電電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種充電電路，具體是一種電動車充電站充電電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動車的普及，電動車充電技術(shù)也受到人們的關(guān)注。我國的電動車用動力蓄電池大多為鉛酸蓄電池，這主要是由于鉛酸蓄電池具有技術(shù)成熟、成本低、電池容量大、跟隨負(fù)荷輸出特性好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的常規(guī)充電時間過長，快速充電技術(shù)至今仍未能完全解決，嚴(yán)重地制約著電動車的發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種快速充電且可以延長鉛酸蓄電池使用壽命的電動車充電站充電電路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種電動車充電站充電電路，包括整流濾波電路1、高頻變壓器電路、采樣電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)電路，所述整流濾波I將220V交流電進(jìn)行整流濾波得到300V的直流電送入高頻變壓器電路，高頻變壓器的次級繞組輸出48V電壓給蓄電池充電，在蓄電池的出口處設(shè)有采樣電路分別進(jìn)行電壓和電流的采樣，采樣信號送入低通濾波器以濾掉諧波的干擾，低通濾波器輸出的信號送入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的數(shù)字信號送入單片機(jī)中，單片機(jī)通過軟件將送進(jìn)來的電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為實(shí)際值，并將它們與上一次的實(shí)際值進(jìn)行比較后調(diào)節(jié)輸出的PWM波形的頻率和占空比，并控制指示燈的亮滅來指示充電過程，當(dāng)單片機(jī)檢測到蓄電池充滿電時，控制繼電器斷開電源，停止充電，同時蓄電池通過DC-DC變換器經(jīng)整流濾波電路2后給單片機(jī)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和指示電路提供電源。
[0006]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述整流濾波電路I由繼電器電路、橋形濾波整流電路和保護(hù)電路組成，所述繼電器電路用于接通和斷開電源，所述橋形濾波整流電路用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，保護(hù)電路用于過壓和過流保護(hù)。
[0007]作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案:所述經(jīng)整流濾波的300V直流電源送給高頻變壓器Tl的初級繞組，初級繞組的下端與開關(guān)管DFF4N60相連，開關(guān)管DFF4N60由光電耦合器NEC2501和PNP三極管Q2控制和驅(qū)動。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提出了一種用于全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池的智能充電設(shè)計方案，針對蓄電池充電過程中出現(xiàn)的種種問題，分析解決方法，提出一種可對鉛酸蓄電池實(shí)現(xiàn)四段式慢脈沖充電的智能充電電路，通過控制開關(guān)電源的脈沖頻率和占空比，調(diào)節(jié)充電電流和電壓，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的分級慢脈沖充電。本實(shí)用新型不僅可實(shí)現(xiàn)快速充電，同時可以減少析氣，消除硫化，進(jìn)行均衡充電，從而大大地延長了鉛酸蓄電池的使用壽命。

【附圖說明】

[0009]圖1為電動車充電站充電電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2為電動車充電站充電電路的整流濾波電路I的電路圖；
[0011]圖3為電動車充電站充電電路的充電主電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0013]請參閱圖1?3，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種電動車充電站充電電路，包括整流濾波電路1、高頻變壓器電路、采樣電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)電路，整流濾波I將220V交流電進(jìn)行整流濾波得到300V的直流電送入高頻變壓器電路，高頻變壓器的次級繞組輸出48V電壓給蓄電池充電，在蓄電池的出口處設(shè)有采樣電路分別進(jìn)行電壓和電流的采樣，采樣信號送入低通濾波器以濾掉諧波的干擾，低通濾波器輸出的信號送入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的數(shù)字信號送入單片機(jī)中，單片機(jī)通過軟件將送進(jìn)來的電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為實(shí)際值，并將它們與上一次的實(shí)際值進(jìn)行比較后調(diào)節(jié)輸出的PWM波形的頻率和占空比，并控制指示燈的亮滅來指示充電過程，當(dāng)單片機(jī)檢測到蓄電池充滿電時，控制繼電器斷開電源，停止充電，同時蓄電池通過DC-DC變換器經(jīng)整流濾波電路2后給單片機(jī)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和指示電路提供電源。
[0014]整流濾波電路I由繼電器電路、橋形濾波整流電路和保護(hù)電路組成，繼電器電路用于接通和斷開電源，橋形濾波整流電路用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，保護(hù)電路用于過壓和過流保護(hù)。
[0015]經(jīng)整流濾波的300V直流電源送給高頻變壓器Tl的初級繞組，初級繞組的下端與開關(guān)管DFF4N60相連，開關(guān)管DFF4N60由光電耦合器NEC2501和PNP三極管Q2控制和驅(qū)動。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理是:繼電器Jl驅(qū)動電路由光電耦合器NEC2501、PNP三極管Q3和續(xù)流電路構(gòu)成，光電耦合器NEC2501為了防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到單片機(jī)系統(tǒng)，光電耦合器NEC2501通過電一光一電這種轉(zhuǎn)換，利用“光”這一環(huán)節(jié)完成隔離功能，因?yàn)楣庑盘柕膫魉筒皇茈妶觥⒋艌龅母蓴_，可以有效地隔離電信號，提高電路的抗干擾能力，三極管Q3用于將光電耦合器NEC2501的信號放大，以確保有效的驅(qū)動繼電器，其中電阻R16、電阻R17和電阻R18為限流電阻，二極管D5和電阻Rl構(gòu)成續(xù)流電路，當(dāng)繼電器的線圈斷電后，二極管D5和電阻Rl為線圈產(chǎn)生的反向電壓提供續(xù)流通道。整流濾波電路由四個二極管Dl?D4、四個電容C31?C34和一個濾波電容Cl組成，電容C31?C34對交流50Hz阻抗很大，而對高頻干擾的阻抗很小，基本上可以通過它順利入地。此外，電容C31?C34對整流二極管也有保護(hù)作用，在電路剛接通的瞬間，大電容Cl的充電電流很大，在沒有電容C31?C34的情況下，將全部通過二極管。由于電容C31?C34兩端的電壓不能突變，電容C31?C34處于短路狀態(tài)，二極管上不全流過很大的電流，從而保護(hù)了二極管。濾波電容Cl將整流電路出來的脈動電流變?yōu)橹绷麟娫?，保護(hù)電路的熔斷器用保護(hù)電路過流，壓敏電阻RTl用于保護(hù)電路的過壓。
[0017]光電耦合器NEC2501 (Ull)用于隔離強(qiáng)電與弱電，防止強(qiáng)電部分干擾單片機(jī)系統(tǒng)，PNP三極管Q2用于驅(qū)動開關(guān)管DFF4N60，確保開關(guān)管的導(dǎo)通，電阻R8?Rl I為限流電阻。電阻R2、電容C2、二極管D6和電容C6、電阻R3、二極管D7構(gòu)成開關(guān)管DFF4N60的保護(hù)電路，在變壓器的初級繞組上電的瞬間，如果沒有電容C6、電阻R3、二極管D7，則就會有一個階躍的電壓加在開關(guān)管的漏源極，產(chǎn)生一個過高的du/dt加在開關(guān)管的兩端，使開關(guān)容易被擊穿。而有了電容C6、電阻R3、二極管D7組成的緩沖電路，在變壓器上電一瞬間，由于電容C6兩端的電壓不能突變，有個上升的過程，它兩端的電壓隨著電容的充電而升高，從而起到緩沖的作用。當(dāng)開關(guān)管斷開后，初級繞組將會產(chǎn)生一個反向電壓，此時，電阻R2、電容C2、二極管D6為反向電壓提供了一個通路，反向電壓返回到初級組，將能量消耗在RC回路上。次級繞組接二極管D8、二極管D9、二極管DlO和二極管D15構(gòu)成二次整流電路，繼電器J2用于在充滿電時斷開電源，電阻R4和二極管D12為繼電器J2線圈的吸收電路，光電耦合器NEC2501和PNP三極管Q4來控制和驅(qū)動繼電器，電阻R15?R17構(gòu)成蓄電池實(shí)際電壓的采樣電路。
【權(quán)利要求】
1.一種電動車充電站充電電路，包括整流濾波電路1、高頻變壓器電路、采樣電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)電路，其特征在于，所述整流濾波I將220V交流電進(jìn)行整流濾波得到300V的直流電送入高頻變壓器電路，高頻變壓器的次級繞組輸出48V電壓給蓄電池充電，在蓄電池的出口處設(shè)有采樣電路分別進(jìn)行電壓和電流的采樣，采樣信號送入低通濾波器以濾掉諧波的干擾，低通濾波器輸出的信號送入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的數(shù)字信號送入單片機(jī)中，單片機(jī)通過軟件將送進(jìn)來的電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為實(shí)際值，并將它們與上一次的實(shí)際值進(jìn)行比較后調(diào)節(jié)輸出的PWM波形的頻率和占空比，并控制指示燈的亮滅來指示充電過程，當(dāng)單片機(jī)檢測到蓄電池充滿電時，控制繼電器斷開電源，停止充電，同時蓄電池通過DC-DC變換器經(jīng)整流濾波電路2后給單片機(jī)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和指示電路提供電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車充電站充電電路，其特征在于，所述整流濾波電路I由繼電器電路、橋形濾波整流電路和保護(hù)電路組成，所述繼電器電路用于接通和斷開電源，所述橋形濾波整流電路用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，保護(hù)電路用于過壓和過流保護(hù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車充電站充電電路，其特征在于，所述經(jīng)整流濾波的300V直流電源送給高頻變壓器Tl的初級繞組，初級繞組的下端與開關(guān)管DFF4N60相連，開關(guān)管DFF4N60由光電耦合器NEC2501和PNP三極管Q2控制和驅(qū)動。
【文檔編號】H02J7-10GK204290453SQ201420575995
【發(fā)明者】楊東方, 施勇, 劉新, 王海軍, 賀中橋 [申請人]國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司徐州供電公司, 江蘇省電力公司