專利名稱：一種高效智能光電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種高效智能光電控制器。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，在鎳氫電池高效智能光電控制器中也經(jīng)常采用的脈寬PWM法。它是把每ー脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化。 可以通過調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的。PWM軟件法控制充電電流本方法的基本思想就是利用單片機(jī)具有的PWM端ロ，在不改變PWM方波周期的前提下，通過軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的PWM控制寄存器來調(diào)整PWM的占空比，從而控制充電電流。本方法所要求的單片機(jī)必須具有ADC端ロ和PWM端ロ這兩個(gè)必須條件，另外ADC的位數(shù)盡量高，單片機(jī)的工作速度盡量快。在調(diào)整充電電流前，單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小，然后把設(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流進(jìn)行比較，若實(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向調(diào)整PWM的占空比；若實(shí)際電流偏大則向減小充電電流的方向調(diào)整PWM的占空比。在軟件PWM的調(diào)整過程中要注意ADC的讀數(shù)偏差和電源工作電壓等引入的紋波干擾，合理采用算木平均法等數(shù)字濾波技木。由于單片機(jī)的工作頻率一般都在4MHz左右，由單片機(jī)產(chǎn)生的PWM的工作頻率是很低的，再加上單片機(jī)用ADC方式讀取充電電流需要的時(shí)間，因此用軟件PWM的方式調(diào)整充電電流的頻率是比較低的，為了克服以上的缺陷，可以采用外部高速PWM的方法來控制充電電流?，F(xiàn)在高效智能光電控制器中采用的PWM控制芯片主要有TL494等?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于電流控制精度低。充電電流的大小的感知是通過電流采樣電阻來實(shí)現(xiàn)的，采樣電阻上的壓降傳到單片機(jī)的ADC輸入端ロ，單片機(jī)讀取本端ロ的電壓就可以知道充電電流的大小。若設(shè)定采樣電阻為Rsample (單位為Q ),采樣電阻的壓降為Vsample (單位為mV),10位ADC的參考電壓為5. 0V。則ADC的ILSB對(duì)應(yīng)的電壓值為5000mV/1024 = 5mV。ー個(gè)5mV的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電流值就是50mA，所以軟件PWM電流控制精度最大為50mA。若想增加軟件PWM的電流控制精度，可以設(shè)法降低ADC的參考電壓或采用10位以上ADC的單片機(jī)。PWM采用軟啟動(dòng)的方式。在進(jìn)行大電流快速充電的過程中，充電從停止到重新啟動(dòng)的過程中，由于磁芯上的反電動(dòng)勢(shì)的存在，所以在重新充電時(shí)必須降低PWM的有效占空比，以克服由于軟件調(diào)整PWM的速度比較慢而帶來的無法控制充電電流的問題。充電效率不是很高。在快速充電時(shí)，因?yàn)椴捎昧顺潆娷泦?dòng)，再加上單片機(jī)的PWM調(diào)整速度比較慢，所以實(shí)際上停止充電或小電流慢速上升充電的時(shí)間是比較大的。硬件的價(jià)格比較貴。TL494的使用在帶來以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，增加了產(chǎn)品的成本，可以采用LM358或LM393的方式進(jìn)行克服。[0009]涓流控制簡(jiǎn)單，并且是脈動(dòng)的。電池充電結(jié)束后，一般采用涓流充電的方式對(duì)電池維護(hù)充電，以克服電池的自放電效應(yīng)帶來的容量損耗。單片機(jī)的普通I/o控制端ロ無法實(shí)現(xiàn)PWM端ロ的功能，即使可以用軟件模擬的方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的PWM功能，但由于單片機(jī)工作的實(shí)時(shí)性要求，其軟件模擬的PWM頻率也比較低，所以最終采用的還是脈沖充電的方式，例如在10%的時(shí)間是充電的，在另外90%時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行充電。這樣對(duì)充滿電的電池的沖擊較小。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種高效智能光電控制器。 本實(shí)用新型公開了ー種高效智能光電控制器，包括將充電電流從模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的ADC單元，與所述的ADC單元相連的PWM端ロ，與所述的PWM端ロ相連接的用于對(duì)所述的高效智能光電控制器進(jìn)行充/停電的第一 PWM単元，還包括與所述的PWM端ロ相連接的用于恒流大電流快速充電的第二 PWM單元。在本實(shí)用新型所述的高效智能光電控制器中，所述的第一 PWM模塊的充電時(shí)間與停止充電時(shí)間之比值為35至50。在本實(shí)用新型所述的高效智能光電控制器中，所述的第一 PWM模塊的充電時(shí)間與停止充電時(shí)間之比值為40。在本實(shí)用新型所述的高效智能光電控制器中，還包括與ADC相連的用于實(shí)現(xiàn)電池充電恒流限壓作用的阻容元件。在本實(shí)用新型所述的高效智能光電控制器中，還包括與所述的ADC單元相連接的用于實(shí)現(xiàn)充電電流大小的采樣電阻。實(shí)施本實(shí)用新型的一種高效智能光電控制器，具有以下有益的技術(shù)效果解決涓流的脈動(dòng)性，并且充電效率較高。

圖I是本實(shí)用新型一種高效智能光電控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。請(qǐng)參閱圖1，一種高效智能光電控制器，包括采樣電阻10、阻容元件20、ADC単元30、PWM 端 ロ 40、第一 PWM 單元 50、第二 PWM 單元 60。圖中采樣電阻10用于感知充電電流的大小，采樣電阻10上的壓降通過阻容元件20傳到單片機(jī)的ADC單元30，單片機(jī)讀取ADC單元30的電壓就可以知道充電電流的大小。若設(shè)定米樣電阻10為Rsample (單位為Q ),米樣電阻10的壓降為Vsample (單位為mV)，10位ADC的參考電壓為5. 0V。則ADC的ILSB對(duì)應(yīng)的電壓值為5000mV/1024 =5mV。ー個(gè)5mV的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電流值就是50mA，所以軟件PWM電流控制精度最大為50mA。若想增加軟件P畫的電流控制精度，可以設(shè)法降低ADC的參考電壓或采用10位以上ADC的單片機(jī)。[0023]第一 PWM單元50 (PWM控制芯片)的工作頻率可以達(dá)到300kHz以上，外加阻容元件20就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充電過程中的恒流限壓作用。[0024]對(duì)于單純硬件PWM的涓流充電的脈動(dòng)問題，可以采用具有PWM端ロ 40的單片機(jī)，再結(jié)合第二 PWM単元60 (外部PWM芯片)即可解決涓流的脈動(dòng)性。在充電過程中可以這樣控制充電電流采用恒流大電流快速充電時(shí)，可以把單片機(jī)的外部PWM芯片全部為高電平或低電平當(dāng)進(jìn)行涓流充電時(shí)，可以把單片機(jī)的PWM端ロ40輸出PWM信號(hào)，然后通過測(cè)試電流采樣電阻上的壓降來調(diào)整PWM的占空比，直到符合要求為止。為了提高充電效率，我們可以采用充電時(shí)間比較長(zhǎng)，而停止充電時(shí)間比較短的充電方式，第一 PWM單元50的充電時(shí)間與停止充電時(shí)間之比值為35至50，較佳地，第一 PWM單元50的充電時(shí)間與停止充電時(shí)間之比值為40。例如充2s停50ms，再加上軟啟動(dòng)時(shí)的電流慢速啟動(dòng)折合成的停止充電時(shí)間，設(shè)定為5Oms，則實(shí)際充電效率為(2000ms-100ms)/2000ms = 95%，這樣也可以保證充電效率在90%以上。本實(shí)用新型的高效智能光電控制器可以作智能充電器用。實(shí)施本實(shí)用新型的一種高效智能光電控制器，具有以下有益的技術(shù)效果解決涓流的脈動(dòng)性，并且充電效率較高。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗g和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高效智能光電控制器，包括將充電電流從模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的ADC單元，與所述的ADC單元相連的PWM端口，與所述的PWM端口相連接的用于對(duì)所述的高效智能光電控制器進(jìn)行充/停電的第一 PWM單元，其持征在于，還包括與所述的PWM端口相連接的用于恒流大電流快速充電的第二 PWM單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效智能光電控制器，其特征在于，所述的第一PWM模塊的充電時(shí)間與停止充電時(shí)間之比值為35至50。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效智能光電控制器，其特征在于，所述的第一PWM模塊的充電時(shí)間與停止充電時(shí)間之比值為40。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效智能光電控制器，其特征在于，還包括與ADC相連的用于 實(shí)現(xiàn)電池充電恒流限壓作用的阻容元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效智能光電控制器，其特征在于，還包括與所述的ADC單元相連接的用于實(shí)現(xiàn)充電電流大小的采樣電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高效智能光電控制器，包括將充電電流從模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的ADC單元，與所述的ADC單元相連的PWM端口，與所述的PWM端口相連接的用于對(duì)所述的高效智能光電控制器進(jìn)行充/停電的第一PWM單元，還包括與所述的PWM端口相連接的用于恒流大電流快速充電的第二PWM單元。本實(shí)用新型解決涓流的脈動(dòng)性，并且充電效率較高。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202395479SQ20112052523
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者黃婉 申請(qǐng)人:黃婉