[实用新型]智能充电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种充电机，特别是涉及一种智能充电机。

背景技术

充电机是新能源概念下的产物，是一种专为电动汽车、充电桩、充换电站、电力通讯、铁路航空及风电储能等场合所使用的蓄电池组充电的电能转换设备，若按蓄电池的种类设计可分为铅酸电池充电机、锂电池充电机、超级电容充电机等。锂电池与铅酸电池的充电特性有很多相似之处，可根据电池的电压与容量来设置充电参数进行充电；而超级电容的充电特性比较特殊，需要从DC0V起开始充电，充电电流较大，且所需最高充电电压在DC850V左右，充电机在实现DC0V起调至DC850V高压充电的转换有较大的技术难度。

超级电容充电机一般有2种控制模式，分别为PWM脉宽控制和PFM脉频控制两种控制模式，他们存在不同的控制特性：

PWM脉宽控制：PWM是利用脉冲宽度（即控制频率的宽和窄）控制输出，脉冲频率恒定不变；可以实现DC0V起调，但是效率低，次级整流二极管无法实现软开关变换，在反向恢复时会出现尖峰电压，出于器件的选择，只能做低压系列。

PFM脉频控制：PFM是频率的有和无的变化，利用脉冲的有无控制输出，脉冲宽度恒定不变；可以实现软开关变换，转换效率高，但是在负载比较小的时候，不稳定，所以适合做高压系列。

分析现有的超级电容充电机，一般是在电路内部设置2套独立控制的大功率充电电源，一套为PWM脉冲宽度控制工作模式，在DC0V低压时开始为超级电容充电；另一套为PFM脉冲频率控制工作模式，可在高压状态下为超级电容进行充电，通过另设的控制系统让两套充电电源在不同工作状态下相互转换，来完成超级电容从DC0V起调到DC850V的充电过程。这种电路设计成本较高，控制也比较复杂，内部两个电源在充电中需要转换，整个环路反应速度较慢；次级整流二极管无法实现软开关，稳定性及转换效率也相对较低，且产品的体积较大，一定程度上限制了一些场合的使用。

有鉴于上述现有充电机电路设计中所存在的不足,本实用新型发明人基于从事此类产品研发设计多年所积累的丰富经验及相关专业知识，运用科学的方法，积极加以研究创新，以期能设计出一种新型充电机控制电路，能克服现有充电机电路设计所存在的问题，使其更具有先进性。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服传统的充电机难于在一套控制电路中实现PWM和PFM两种工作模式的自动转换，完成从DC0V起调至最高DC850V的输出电压来对超级电容进行充电的缺陷，而提供一种新型的智能充电机,充分利用PWM脉宽控制和PFM脉频控制两种控制模式的不同控制特性，根据负载端的输出变化，及时通过采集系统将所采集的电压电流信号送至管理系统进行处理，用以控制PWM和PFM两种工作模式的自动转换，实现1套主功率电路可完成对超级电容的整个充电过程。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，一种智能充电机，其包括软启动及EMC滤波电路、功率因数校正电路、谐振转换电路、AC/DC直流输出电路、辅助电源电路，其特征在于其还包含：

电压电流采集电路、电源管理系统，依次位于AC/DC直流输出电路和输出负载之间,电压电流采集电路对AC/DC直流输出电路的电压电流信号进行采集，并将信号送至电源管理系统与内设基准信号进行比对放大处理，电源管理系统实时输出控制信号自动调节PWM和PFM两种工作模式的自动转换。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的智能充电机，其中该智能充电机的电源管理系统更包含输出电压检测端、CPU管理模块，输出电压检测端反馈数值到CPU管理模块，CPU管理模块实时输出控制信号自动调节PWM和PFM两种工作模式的自动转换。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本实用新型智能充电机至少具有下列优点及有益效果：

1、电源体积小，重量轻。。

2、电源转换效率高，初级开关管及次级整流二极管工作在零电压开关状态下。

3、输出电压范围宽，可实现DC0V-DC850V调节。

4、控制电路响应速度快，一体化电源，实现两种工作模式，整个控制环路响应速度快。

5、使用范围广，可当做开关电源使用；可对铅酸电池、锂电池充电；可实现DC0V起调至DC850V对超级电容充电。