[实用新型]基于模糊自适应PID控制的电动车用智能充电器

说明书

技术领域

本发明涉及电动车用的充电器，适用于各种品牌和型号的电动自行车，能够智能监测充电状态，保护蓄电池，属于电动车充电技术领域。

背景技术

目前的电动车用充电器主要有以下三种：1、三段式充电器，即将充电方式分为恒流、恒压、浮充三个阶段；三段式充电方式基本上能够满足电动车日常充电的需要。2、带有防反接和定时功能的充电器，即当电动车蓄电池极性接反时不进行充电，防止出现故障；在充电上限时间达到后强制转为浮充状态，防止损坏铅酸蓄电池。3、脉冲充电器，将三段式充电器中的恒压阶段改为脉冲式充电方式，没有进行温度补偿，充电效果有提升但不理想。

现有技术具有如下的缺点：1、三段式充电器最为简单，成本也最低，然而这种充电方式有诸多问题，比如各厂家蓄电池极性不同，容易烧坏充电器；不能定时强制浮充；容易损坏蓄电池等等。2、带有防反接和定时功能的充电器虽然可以有效地防止因极性不同而发生的故障，并且可以强制浮充，但是多采用晶闸管或继电器进行控制，对电网有影响或者有安全隐患。3、脉冲充电器解决了充电过程中温升高方面的问题，同时充电效率有所提高，但是充电时间会较长，同时没有进行温度补偿会出现冬天充电不完全，夏天过充电的问题。

发明内容

为了克服上述电动车用充电器的各种缺陷，本发明提供一种基于模糊自适应PID控制的电动车用智能充电器，其具有高度的智能化，能够自动根据蓄电池的自身状态决定充电方式，自动调节蓄电池的充电电压和充电电流。 

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：基于模糊自适应PID控制的电动车用智能充电器包括变压器，变压器的输出端分别与稳压电源电路的电源输入端和充电电压及脉冲控制电路的电源输入端相连，稳压电源电路的输出端与单片机系统电路相连，单片机系统电路的输出控制端与充电电压及脉冲控制电路的输入控制端相连，电压及脉冲控制电路的电源输出端与蓄电池相连；所述的单片机系统电路包括单片机、测温电路和蓄电池电压采样电路，测温电路和蓄电池电压采样电路与单片机的不同引脚相连。

上述技术方案是如下解决技术问题的，交流电经过变压器和稳压电源电路后变为直流稳压电源，直流稳压电源为单片机系统电路提供电源，单片机通过蓄电池电压采样电路判断蓄电池是否过放电，对于过放电的蓄电池进行涓流充电；当蓄电池可以承受大电流时再进入常规三段式充电阶段中的恒流充电；对于未过放电的蓄电池进行常规的恒流充电；随着电池电压上升，本发明的充电电压及脉冲控制电路产生脉冲充电方式将代替常规三段式充电阶段中的恒压充电；在蓄电池充满电或者充电时间达到单片机内设置的浮充启动时间后，为弥补蓄电池自放电，单片机系统电路发出控制信号，控制充电电压及脉冲控制电路对蓄电池进行浮充。

充电电压及脉冲控制电路所输出的充电电压的大小由单片机输出占空比受控的矩形波控制，单片机根据测温电路所输入的参数计算出环境温度，再基于模糊自适应PID控制算法智能计算并输出占空比受控的矩形波控制信号，矩形波控制充电电压及脉冲控制电路所产生的充电电压；根据环境温度智能控制充电电压大小，达到不同温度下均能充满蓄电池的理想状态。

单片机内设有脉冲产生的程序，单片机向充电电压及脉冲控制电路发出脉冲信号，控制充电电压及脉冲控制电路不断地充电—停充—充电，以此循环，这种充电方式使得在充电过程中减少析气和降低温升，延长电池寿命，提高充电效率。

本发明的有益效果是，通过温度补偿、涓流充电、脉冲充电和单片机智能运算等一系列措施缩短了充电时间，提高充电效率，延长电池寿命，可以方便地设置强制浮充时间。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本实用新型的电路方框图。

图2为本实用新型的单片机系统电路方框图。

具体实施方式

在图1中，变压器的输出端分别与5V电源电路的电源输入端和充电电压及脉冲控制电路的电源输入端相连，5V电源电路为单片机系统电路供电，单片机系统电路的输出控制端与充电电压及脉冲控制电路的输入控制端相连，电压及脉冲控制电路的电源输出端与蓄电池相连。

在图2中，单片机系统电路包括单片机、测温电路和蓄电池电压采样电路，测温电路和蓄电池电压采样电路与单片机的不同引脚相连。