[发明专利]一种电池充电电流智能控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电技术领域，具体地，涉及一种电池充电电流智能控制系统及方法。

背景技术

随着便携式电子产品的大量普及，作为向它们提供电力能源的可充电电池的角色已从过去的“配角”向“关键”零部件转变。由于对这些产品使用的连续性需要，电池的高效使用和快速安全充电技术则显得越发重要。目前，充电器普遍采用固定电流的充电方式。由于不同电池的电池内阻不一样。对同一电池，电池处于不同电量状态下，电池内阻也不一样；电池处于不同的使用寿命状态下，电池内阻也不一样。电池内阻过大时，采用大电流充电，会导致电池发热，从而影响电池使用寿命，甚至直接充坏电池。电池内阻过小时，采用小电流充电，虽不会充坏电池，但达不到快速充电的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池充电电流智能控制系统及方法，实时测试出电池充电过程中的内阻，从而根据电池内阻选择充电电流，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池充电电流智能控制系统，包括单片机控制模块、PWM输出模块、电池充电模块，所述单片机控制模块包括电压采样单元、电流采样单元、计算分析单元；所述单片机控制模块实现脉冲式充电，即充电t1时间后、停止充电t2时间，依次循环；由电压采样单元、电流采样单元采集电池充电时电压Vc、电池停止充电时电压Vnc、电池充电电流I；由计算分析单元完成Vdt计算、内阻计算，即电池充电浮高电压Vdt＝Vc-Vnc，内阻值近似为R＝Vdt/I；由公式R＝Vdt/I可知电池内阻R与Vdt值成正比，因此根据电池内阻选择充电电流等效于根据充电浮高电压Vdt选择充电电流。

单片机控制模块根据计算分析单元的数据，控制所述PWM输出模块来改变充电电流I的大小；所述电池充电模块对电池进行固定及充电。

脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。这里，通过单片机的PWM输出模块，对电池充电模块的充电电流进行控制。

优选的，所述单片机控制模块包括参数设定单元，通过所述参数设定单元，可以根据自己的需求对最大充电电流Imax、最小充电电流Imin、最大电池内阻Rmax和电压差值△V这四个参数进行设定。

这里，Imax的设定是为了限制充电电流最大值，一是防止充电电流超过电路所能承受的最大值，二是防止内阻过小的电池超大电流充电；

Imin的设定是为了限制充电电流最小值，以便内阻过大的电池不至于找不到充电电流；

Rmax的值是电池以最大电流Imax充电时的电池最大内阻，从而计算出Vdtmax＝Imax×Rmax；

△V的设定是给Vdt一个正负△V误差范围，避免采样误差或电池内阻变化较小而改变充电电流。

优选的，所述单片机控制模块还包括电路安全自检单元，对电池是否接入进行检测，确保电路自身安全，防止空转损坏。

优选的，所述电池充电电流智能控制系统还包括DC电源输入模块，所述DC电源输入模块与所述单片机控制模块连接，用于将市电转换为直流电，向系统供电。

优选的，所述电池充电电流智能控制系统还包括LCD显示输出模块，所述LCD显示输出模块与所述单片机控制模块连接，用于根据程序设计显示充电电量、电压、电流等内容。

一种所述电池充电电流智能控制系统的控制方法，具体步骤包括：

S1.利用直流电源向所述电池充电电流智能控制系统供电；

S2.通过所述单片机控制模块的参数设定单元对最大充电电流Imax、最小充电电流Imin、最大电池内阻Rmax和电压差值△V这四个参数进行设定；

S3.将需充电的电池接入所述电池充电模块，所述电路安全自检单元检测到电池接入后，由所述单片机控制模块、PWM输出模块实现脉冲式充电，充电t1时间后，停止充电t2时间，依次循环；

S4.所述电压采样单元、电流采样单元分别采集电池充电时电压Vc、电池停止充电时电压Vnc、电池充电电流I；

S5.所述计算分析单元计算出电池充电浮高电压Vdt＝Vc-Vnc，近似的电池实时内阻R＝Vdt/I；由公式R＝Vdt/I可知电池内阻R与Vdt值成正比，因此根据电池内阻选择充电电流等效于根据充电浮高电压Vdt选择充电电流。