技術領域

本實用新型涉及數字控制充電器技術領域，尤其涉及一種多支路反饋充電器電路。

背景技術

市場上常見的數字控制充電器，如TL431（可控精密穩壓源）配合微控制器MCU的充電器，該類充電器在充電時一般包括恒流、恒壓和浮充三種充電模式。若以該充電器給規格為48V17AH的電池充電，可見如下描述的具體充電過程，如果電池的端電壓較低，在接入充電器的時候，工作在恒流充電的模式，即充電器輸出電流恒定，一般為2.5A，輸出電壓隨著充電的持續而慢慢上升，直到輸出電壓達到設定值58V，則進入恒壓充電模式，這時候，充電器的輸出電壓維持在58V不變，隨著充電的進行，電池的電量逐漸上升，即電池的端電壓越來越大，故系統的輸出電流就越來越小，當充電電流降到500mA的時候，系統將輸出電壓由58V調整至55V并維持不變，進入浮充模式，一直到充電結束。該充電器的具體電路見圖1，具體包括功率轉換電路2’和閉環反饋電路，閉環反饋電路包括原邊控制器1’、電流檢測器8’、微控制器5’、電平轉換器7’、電壓控制器6’、低通濾波器4’和光電耦合器3’。閉環反饋電路根據功率轉換電路2’的輸出電壓和輸出電流，提供反饋信號，使功率轉換電路2’的輸出電壓恒定。其中，電平轉換器7’將輸出電壓穩定在58V或者55V,即恒壓或者浮充模式。微控制器5’主要是通過電流檢測器8’采集輸出電流，如果系統輸出電流小于500mA，則控制電平轉換器7’將輸出電壓穩定在55V；如果系統輸出電流在500mA～2.5A，則控制電平轉換器7’將輸出電壓穩定在58V。

上述充電器在恒壓或者浮充模式下，微控制器5’不會產生PWM（脈沖寬度調制）反饋信號，功率轉換電路2’的反饋只能由電壓控制器6’來完成。當電流檢測器8’采樣到的輸出電流大于2.5A時，微控制器5’才產生PWM反饋信號，該信號經過低通濾波器4’后變成較平穩的電壓信號，該電壓信號又經過單向導通器輸出端與電壓反饋信號進行疊加，使得傳入電壓控制器6’的反饋信號總量增大，從而減小輸出電壓值，最終達到維持輸出電流恒定的效果，即恒流充電模式。

該充電電路在系統剛上電的時候，微控制器5’并沒有完成啟動和軟件初始化過程，不能進行信號反饋，所以，功率轉換電路2’的輸出電壓是55V或58V，輸出電壓根據微控制器5’缺省的IO狀態不同，電壓不一樣。參照圖2的電壓電流波形圖，以55V為例，若負載電池等效電阻為15Ω，則輸出電流為3.67A，比2.5A額定值高出很多，如果電池電量更小，則其輸出電流會更大，對負載電池壽命和性能有較大影響。而該大電流的持續時間直接取決于微控制器5’的啟動時間和運算速度，比較難把握。另外，如果該系統在運行過程中遇到微控制器5’不工作的情況，在功率允許的范圍內，則其輸出電壓會一直維持55V，若負載電池等效電阻為15Ω，則在很長的一段時間內，充電電流都會維持在3.67A，其電壓電流波形圖參照圖3，這會嚴重影響電池壽命和性能，甚至發生電池鼓包、損壞甚至爆炸；還有，由于此系統的電壓反饋由模擬電路來實現，微控制器5’并沒有采集輸出電壓并進行實時調節，所以需要額外的反饋控制電路進行閉環控制，一般采用以TL431為核心的反饋電路結構，成本較高，電路器件較多。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有充電器存在因微控制器啟動時間限制或不工作等因素造成充電器的輸出電流大、大電流持續時間長的問題，提供了一種在微控制器不工作情況下，能限制充電輸出電流過大，并且成本較低的多支路反饋充電器電路。

為解決上述問題，本實用新型的一種技術方案是：