[发明专利]基于能量在线估计的蓄电池充电控制器及其控制方法

摘要

本发明公开了基于能量在线估计的蓄电池充电控制器，包括信号采集和处理模块、DSP控制器、第一PWM波发生电路、第二PWM波发生电路、充电电路；信号采集和处理模块用于实时监测输入电源和蓄电池的电压和电流，充电电路采用变拓朴结构，DSP控制器采用PSO算法寻找最优放充比，通过控制第一PWM波发生电路选择充电电路即同步Buck电路的拓朴结构，通过控制第二PWM波发生电路实现分阶段充电。本发明的蓄电池充电控制器能实现在线能量变化估计，智能选择同步Buck电路的拓朴结构，实现多阶段充电控制，提高能量利用率，充电快速、高效、无损，延长蓄电池寿命，控制器体积小，节约成本。

主权项

基于能量在线估计的蓄电池充电控制器，其连接到一个或多个蓄电池，其特征在于，包括信号采集和处理模块、DSP控制器、第一PWM波发生电路、第二PWM波发生电路、充电电路；充电电路包括两个拓朴结构相同的同步Buck电路模块，每个同步Buck电路模块由三组相互并联的桥臂与电感、电容组成，即每个同步Buck电路模块均包括六个开关管：第一开关管和第二开关管串联形成第一个桥臂，第三开关管和第四开关管串联形成第二个桥臂，第五开关管和第六开关管串联形成第三个桥臂，第一个桥臂、第二个桥臂和第三个桥臂相互并联后一端连接输入电源正极，另一端连接输入电源负极；电感的一端同时连接第一开关管的发射极、第三开关管的发射极、第五开关管的发射极、第二开关管的集电极、第四开关管的集电极和第六开关管的集电极，另一端连接电容的一端，电容的另一端连接输入电源负极；电容两端还分别连接蓄电池正极和负极；通过控制上述同步Buck电路的开关管的通断实现变Buck电路拓朴结构；信号采集和处理模块的输入端分别连接输入电源和蓄电池，输出端连接DSP控制器，用以分别实时监测输入电源和蓄电池的电压和电流并输出到DSP控制器；第一PWM波发生电路为：第一PI控制器的输入端连接DSP控制器，输出端连接第一PWM调制器的输入端，第一PWM调制器的输出依次经过逻辑开关和互补开关后分别连接每个同步Buck电路中的每个开关管的栅极；受控于DSP控制器输出第一PWM波分别控制每个同步Buck电路中的每个开关管的通断以选择Buck电路拓朴结构；第二PWM波发生电路采用电压外环和电流内环的双闭环控制方法，第二PI控制器的输入端连接DSP控制器，输出端和DSP控制器分别连接第三PI控制器的输入端，第三PI控制器的输出端连接第二PWM调制器的输入端，第二PWM调制器的输出端分别连接每个同步Buck电路中的每个开关管的栅极；受控于DSP控制器输出第二PWM波分别控制所导通开关管的占空比以控制分阶段充电方式。