本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，特別涉及了一用于電動車的電壓差式充電檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會發(fā)展，電動自行車已經(jīng)成了大眾最普及的交通工作。常用的電動車電池分有鉛酸電池、鋰電池等。電動車的電池充電過程，一般采用滿電檢測方式。目前電動車充電器的滿電檢測多為恒壓式檢測和AD定壓檢測。

恒壓式檢測主要用在無AD檢測功能的非智能檢測電路中，由于沒有AD電壓檢測功能，所以只能靠單一的運放比較器來比較電壓。當(dāng)電池電壓達(dá)在滿壓或比運放比較器中的參考電壓大時，被充電器視為滿電而轉(zhuǎn)換充電方式。

AD定壓檢測運用于有智能單片機(jī)AD功能的充電器中，在充電過程中充電器先采集電池電壓，如果電池電壓等于或大于設(shè)定好的電池滿壓范圍則停止充電。

這兩種充電過程中的滿電檢測，由于是人為設(shè)置固定的數(shù)值，所以無法適用于多種電池組合或多種不同材料的電池的變化需求。因為當(dāng)電池數(shù)量變化后，電壓也會相應(yīng)的改變，所以預(yù)先設(shè)置好的固定滿電電壓數(shù)值只能適用于其中的一種固定電池組合。不同的電池材料，滿電條件也不一樣。所以固定設(shè)置滿電數(shù)值不能通用不同材料的電池組。

在電動車充電過程中，充電器所用的UC3842系列的開關(guān)電源多以“開關(guān)DC電源輸出線”為控制方式。這種方式在大電流變化過程中，由于負(fù)載升降的變化很大，所以容易使得UC3842出現(xiàn)超負(fù)載后過載保護(hù)，長期大波動性工作后，很容易損壞芯片，這不利于UC3842長期使用的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種設(shè)計合理、安全可靠的電壓差式充電檢測系統(tǒng)。通過本發(fā)明可以檢測不同電池個數(shù)組合以及不同材料的電池組合的電池電壓，檢測精準(zhǔn)、誤差小，同時能有效地保護(hù)系統(tǒng)電路的UC3842芯片，提高UC3842芯片長期使用的穩(wěn)定性和安全性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種壓差式充電檢測系統(tǒng)，包括充電電池、單片機(jī)、電壓采集模塊、電流采集模塊、放電模塊以及開關(guān)電源；

所述充電電池的正極與開關(guān)電源連接；所述充電電池的負(fù)極依次串聯(lián)有二極管D1和電阻R5；所述電阻R5另一端與開關(guān)電源連接后接地；

所述單片機(jī)通過電壓采集模塊與充電電池的正極連接；所述單片機(jī)通過電流采集模塊與二極管D1的負(fù)極連接；所述放電模塊設(shè)于充電電池的正負(fù)極與開關(guān)電源的連接線之間，并與單片機(jī)連接。

所述二極管D1為單向?qū)ㄗ饔?，主要用于增加電池結(jié)構(gòu)中的內(nèi)阻；R5為充電過程中對電流的采樣電阻。

所述開關(guān)電源包括UC3842芯片U1、光耦U2、三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6以及電容C1；

所述電阻R2一端和單片機(jī)連接，另一端和電阻R4串聯(lián)連接；所述電阻R4另一端和三極管Q1的發(fā)射極連接后接地；所述三極管Q1的基極與電阻R2和電阻R4的連接線相接；所述三極管Q1的集電極和光耦U2的陽極連接；所述光耦U2的陰極和電阻R5串聯(lián)連接；所述電阻R5的另一端與電阻R4和三極管Q1的發(fā)射極的連接線相接后接地；

所述電阻R3一端接入電壓，另一端與三極管Q1的集電極和光耦U2的陽極的連接線相接；

所述UC3842芯片U1包括引腳1、引腳2、引腳3、引腳4、引腳5、引腳6、引腳7、引腳8；所述引腳4與光耦U2的集電極連接；所述引腳5接地；所述引腳7接入電壓；所述引腳8與電阻R1連接；

所述電阻R1和電容C1串聯(lián)連接；所述電阻R1和電容C1的連接線與引腳4和光耦U2的集電極的連接線相交；所述光耦U2的發(fā)射極和電容C1的一端連接后接地。

開關(guān)電源對充電電池進(jìn)行充電，單片機(jī)通過電壓采集模塊和電流采集模塊分別采集充電電池的電壓和電流，在采集的時候，為了防止外接電源對電池電壓的影響，從而采集到穩(wěn)定的電壓或電流，通過單片機(jī)的控制使開關(guān)電源進(jìn)入半關(guān)閉狀態(tài)；通過單片機(jī)控制到時間點T1時，停止充電并采集此時的最高電壓，然后放電模塊進(jìn)行瞬間放電，采集此時的最低電壓；用最高電壓值減去最低電壓值，得到電壓差；重復(fù)上面的步驟，把每個時間段的電壓差記下來進(jìn)行比較，電壓差到一定的比率時，判定電池已經(jīng)有滿電現(xiàn)象，單片機(jī)控制停止充電。

在開關(guān)電源中，電阻R1與電容C1構(gòu)成一個RC電路，為UC3842芯片U1的引腳4提供外接參考頻率，調(diào)整RC值可以調(diào)整開關(guān)電源不同的工作頻率；當(dāng)UC3842芯片U1的引腳4接地時， 其失去工作頻率，則UC3842芯片U1暫停輸出工作。

電阻R3、電阻R6和光耦U2內(nèi)的二極管為串聯(lián)電路，為光耦U2提供一個常開狀態(tài)，使得光耦U2內(nèi)的三極管的集電極和發(fā)射極為導(dǎo)通狀態(tài)，因此，UC3842芯片U1的引腳4等于接地，使得UC3842芯片U1夫去參考工作頻率，所以暫停引腳6的輸出工作，開關(guān)電源進(jìn)入一個暫停狀態(tài)，為半關(guān)閉工作狀態(tài)。半關(guān)閉工作狀態(tài)是指只關(guān)閉UC3842芯片的RC振蕩，停電源的輸出工作，而UC3842芯片其它部分仍能正常運行。這種工作方式有利于UC3842芯片迅速恢復(fù)工作狀態(tài)，也有利于單片機(jī)靈活控制開和關(guān)閉UC3842電源，而不會影響UC3842的正常工作，提高UC3842長期使用的穩(wěn)定性和安全性。

電阻R4為三極管Q1的基極的下拉電阻，達(dá)到提高三極管Q1的穩(wěn)定性的作用；單片機(jī)的控制信號通過電阻R2傳輸?shù)饺龢O管Q1，當(dāng)電阻R2前端信號為高電平時，三極管Q1的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，光耦U2的二極管陽極相當(dāng)于接地，光耦U2為關(guān)閉狀態(tài)；因此UC3842芯片U1的引腳4不接地，UC3842芯片U1的引腳4通過電阻R1與電容C1提供一個工作頻率，使UC3842芯片U1能正?？刂戚敵龉ぷ?。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果：

1.本發(fā)明系統(tǒng)采用壓差式檢測方法，可以檢測不同電池個數(shù)組合以及不同材料的電池組合的電池電壓，檢測精準(zhǔn)、誤差小。

2.本發(fā)明系統(tǒng)采用半關(guān)閉開關(guān)電源方式檢測，有利于UC3842芯片迅速恢復(fù)工作狀態(tài)，也有利于單片機(jī)靈活控制開和關(guān)閉UC3842電源，而不會影響UC3842的正常工作，提高UC3842長期使用的穩(wěn)定性和安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明開關(guān)電源電路示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例：

如圖所示，一種壓差式充電檢測系統(tǒng)，包括充電電池、單片機(jī)、電壓采集模塊、電流采集模塊、放電模塊以及開關(guān)電源；所述充電電池的正極與開關(guān)電源連接；所述充電電池的負(fù)極依次串聯(lián)有二極管D1和電阻R5；所述電阻R5另一端與開關(guān)電源連接后接地；所述單片機(jī)通過電壓采集模塊與充電電池的正極連接；所述單片機(jī)通過電流采集模塊與二極管D1的負(fù)極連接；所述放電模塊設(shè)于充電電池的正負(fù)極與開關(guān)電源的連接線之間，并與單片機(jī)連接。

所述開關(guān)電源包括UC3842芯片U1、光耦U2、三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6以及電容C1；

所述電阻R2一端和單片機(jī)連接，另一端和電阻R4串聯(lián)連接；所述電阻R4另一端和三極管Q1的發(fā)射極連接后接地；所述三極管Q1的基極與電阻R2和電阻R4的連接線相接；所述三極管Q1的集電極和光耦U2的陽極連接；所述光耦U2的陰極和電阻R5串聯(lián)連接；所述電阻R5的另一端與電阻R4和三極管Q1的發(fā)射極的連接線相接后接地；

所述電阻R3一端接入電壓，另一端與三極管Q1的集電極和光耦U2的陽極的連接線相接；

所述UC3842芯片U1包括引腳1、引腳2、引腳3、引腳4、引腳5、引腳6、引腳7、引腳8；所述引腳4與光耦U2的集電極連接；所述引腳5接地；所述引腳7接入電壓；所述引腳8與電阻R1連接；

所述電阻R1和電容C1串聯(lián)連接；所述電阻R1和電容C1的連接線與引腳4和光耦U2的集電極的連接線相交；所述光耦U2的發(fā)射極和電容C1的一端連接后接地。

開關(guān)電源對充電電池進(jìn)行充電，單片機(jī)通過電壓采集模塊和電流采集模塊分別采集充電電池的電壓和電流，在采集的時候，為了防止外接電源對電池電壓的影響，從而采集到穩(wěn)定的電壓或電流，通過單片機(jī)的控制使開關(guān)電源進(jìn)入半關(guān)閉狀態(tài)；通過單片機(jī)控制到時間點T1時，停止充電并采集此時的最高電壓，然后放電模塊進(jìn)行瞬間放電，采集此時的最低電壓；用最高電壓值減去最低電壓值，得到電壓差；重復(fù)上面的步驟，把每個時間段的電壓差記下來進(jìn)行比較，電壓差到一定的比率時，判定電池已經(jīng)有滿電現(xiàn)象，單片機(jī)控制停止充電。

在開關(guān)電源中，電阻R1與電容C1構(gòu)成一個RC電路，為UC3842芯片U1的引腳4提供外接參考頻率，調(diào)整RC值可以調(diào)整開關(guān)電源不同的工作頻率；當(dāng)UC3842芯片U1的引腳4接地時， 其失去工作頻率，則UC3842芯片U1暫停輸出工作。

電阻R3、電阻R6和光耦U2內(nèi)的二極管為串聯(lián)電路，為光耦U2提供一個常開狀態(tài)，使得光耦U2內(nèi)的三極管的集電極和發(fā)射極為導(dǎo)通狀態(tài)，因此，UC3842芯片U1的引腳4等于接地，使得UC3842芯片U1夫去參考工作頻率，所以暫停引腳6的輸出工作，開關(guān)電源進(jìn)入一個暫停狀態(tài)，為半關(guān)閉工作狀態(tài)。半關(guān)閉工作狀態(tài)是指只關(guān)閉UC3842芯片的RC振蕩，停電源的輸出工作，而UC3842芯片其它部分仍能正常運行。這種工作方式有利于UC3842芯片迅速恢復(fù)工作狀態(tài)，也有利于單片機(jī)靈活控制開和關(guān)閉UC3842電源，而不會影響UC3842的正常工作，提高UC3842長期使用的穩(wěn)定性和安全性。

電阻R4為三極管Q1的基極的下拉電阻，達(dá)到提高三極管Q1的穩(wěn)定性的作用；單片機(jī)的控制信號通過電阻R2傳輸?shù)饺龢O管Q1，當(dāng)電阻R2前端信號為高電平時，三極管Q1的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，光耦U2的二極管陽極相當(dāng)于接地，光耦U2為關(guān)閉狀態(tài)；因此UC3842芯片U1的引腳4不接地，UC3842芯片U1的引腳4通過電阻R1與電容C1提供一個工作頻率，使UC3842芯片U1能正常控制輸出工作。