[发明专利]一种自适应双闭环充电控制方法及充电器

说明书

本发明属于镍镉蓄电池充电器领域，具体为一种自适应双闭环充电控制方法及充电器。充电器对镍镉蓄电池进行充电，充电模式涉及为恒流‑恒压(高充电限压值)‑浮充(低充电限压值)多充电模式。在恒流和恒压充电模式之间切换时，采用恒流环与恒压环并联控制方法，可根据外部电池电量状态自适应切换到相应模式。电压环与电流环相互独立，可设计较高截止频率，提高响应速度，同时又可无缝切换。

技术领域

本发明属于镍镉蓄电池充电器领域，具体为一种自适应双闭环充电控制方法及充电器。

背景技术

镍镉蓄电池充电器实现从恒流充电模式到恒压充电模式的切换一般采用电压外环、电流内环的串联环路结构，其中电压环的输出作为电流环的参考值。然而，串联环路设计无法独立设计两个短路截止频率，不利于充电器的动态响应设计，且电流值受电压环输出饱和电压值影响，精确度不高。模式切换设计时，一般充电器只考虑恒流-恒压-浮充的单向切换逻辑，而对浮充模式返回恒压模式的逻辑设计不关注。对于镍镉蓄电池，进入浮充充电模式后，充电器输出电压迅速降为浮充限压值，蓄电池电压缓慢下降导致充电停止。当电池电压下降低于充电器浮充限压值时，因下降速率差异使充电器对电池输出脉冲充电电流，继而导致充电器返回到高的恒压限压值，继而更高的脉冲充电电流出现。充电器重新对蓄电池进行充电，由于电池为满电量，很快重新进入浮充充电模式，继而发生周期性的脉冲电流，影响蓄电池的使用寿命。

在检索得到的结果中，进行判别，筛选，找到了4篇相关的专利。

1.具有多种充电模式的电池充电器

2.具有恒压恒流控制电路的高频充电器

3.具有温度控制环路的快速充电器

4.一种充电器恒流恒压恒功率控制模块电路

一种按3种不同充电模式对可再充电电流充电的电池充电器，包括响应反馈电压的调节器，它按电流或电流电压充电模式产生对应于反馈电压的第1和第2电压电平的开关信号；响应电池检测信号和电池电压设定模式的装置，它产生充电电压的第2电压电平；和响应第3充电模式设定信号的装置，它确定加到调节器的电池电压水平。

分析：此专利发明时间较早，更多是通用性描述的三种充电模式，采用的硬件电路采用多个MOS实现，结构复杂，与准备申请专利中模式切换方式不同，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节。

一种具有恒压恒流控制电路的高频充电器，其包括：输入电路、开关电路、 PWM电路、输出电路、电压控制电路和电流控制电路；该电流控制电路包括：电流采样电阻从高频充电器输出端将采样电流信号转化为电压信号，控制三极管的导通率，从而控制光耦二极管亮度的变化，通过光耦二极管亮度的变化达到将取样信号反馈至PWM电路，实现恒流控制。本发明能有效对高频充电器输出电流进行控制，电路简洁，采用元件少，可大大节省成本。

分析：此专利采用光耦二极管实现恒流恒压切换，与准备申请专利不同，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节

本发明公开了一种具有温度控制环路的快速充电器，包括输入电源、输入电源控制模块、主变压器、电流电压双环控制模块、温度控制环路、电池，其中输入电源与主变压器初级b端连接，主变压器次级分别与电流电压双环控制模块和电池连接，电流电压双环控制模块与电池连接。本发明具有温度控制环路配合输入电源控制模块获得控制输出充电电流保持在最佳大小的技术效果。

分析：此专利采用热敏电阻加入电流反馈参考值，注重对电流随温度的调节过程，且此专利不含浮充转恒压加入的定时环节

本发明公开一种充电器恒流恒压恒功率控制模块电路，其包括：2.5V 基准回路；电流电压反馈控制回路，其包括第一、第二比较器及与第一比较器和第二比较器的输出端均连接的第一电阻和光耦；电流基准回路，其连接2.5V 基准回路，电流回路还连接第一比较器的反向输入端。