专利名称：逆变器智能充电控制方法
技术领域：
本发明涉及本发明涉及蓄电池用充电装置技术领域，尤其涉及逆变器智能充电方 法。
背景技术：
目前，市场上销售的逆变器及UPS的充电方式多为固定充电电压及充电电流，而 且充电状态也大多只有恒流恒压两个阶段，这种充电方式充电控制比较单一，一个充电电 路只适合一种蓄电池，而市场上有多种蓄电池供应商，用户选择的时候每个蓄电池只能选 择一种对应的充电器，选择比较单一；而且长期使用方法控制蓄电池充电，容易致使充电器 充电电量不足、易老化、甚至损坏蓄电池，特别是在电压很低时，对于有“记忆效应”的蓄电 池，经过反复多次充放电的累积效应会产生“一充就满，一用就完”的现象，电池寿命短。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种方便的，可以适用于多种蓄电 池的，可以延长蓄电池使用寿命的逆变器智能充电方法。本发明的目的通过以下技术措施实现 一种逆变器智能充电方法，包括如下步骤
A 开始，数值设定模块设定初始值，初始值包括充电电流Isjett、开始恒流充电的电压 VI、恒压阶段的充电电压V2、浮充阶段的浮充电压V3、蓄电池电压正常的额定值V4、结束浮 充电压V6 ；
B 根据电池电压检测电路检测的蓄电池电压V信息判断充电模式，如果V ( V4，则进 入H步骤，如果V4 < V < V2，则进入C步骤；如果V彡V2，则进入D步骤；
C 启动恒流充电模式，可编程数字控制器根据Iline=V*ISje{t/Vline*P计算得出Iline的 值，可编程数字控制器将Ilim与输入检测电路反馈回来的电流值进行比较，来判断充电控 制电路的PWM脉宽的加减，稳定充电电流，Ilim为输入电流，V为蓄电池电压，Ii5ffitt为通过数 值设定模块设定的充电电流值，Vlim为输入电压，P为充电效率，通过电池电压检测电路检 测蓄电池电压V，当V=Vl，蓄电池电压V达到Vl时，开始记录恒流充电时间T0，当V=V2时， 结束恒流充电状态，转入B步骤；
D 启动恒压充电模式，开始记录恒压充电时间Tl ；
E 通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V，用设定的恒压充电值V2做基准，进行比 较，调整充电控制电路的PWM脉宽，使蓄电池端电压V恒定在设定的电压值V2 ；
F 当恒压充电时间Tl=NTO时，结束恒压充电状态，进入G步骤，Tl < NTO时，进入转到 步骤 E，t0 ^ Tl ^ t1 t0 > 0 ；
G 启动浮充电模式，开始记录浮充时间T2，通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V， 当V < V3时，开启小电流充电功能，当V > V3时关闭充电；
H 进行大电流充电m小时，当在m小时结束时V还小于V4，则判断该蓄电池坏掉，如果V逐渐增加到V4，则为第一次充电，进入步骤A。其中，H步骤中当T2浮充电状态持续10天，或者重新加入AC，或者蓄电池端电压 V <结束浮充电压V6时，结束浮充电，转入A步骤。其中，C步骤前还包括Cl 首先充电控制电路的PWM脉宽在固定步长内慢慢变宽， 小电流充电10秒后，PWM脉宽会继续变宽达到设定充电电流。其中，步骤F中的N=9、10、11或者12。其中，步骤F中的tQ=l小时，t1=12小时。其中，步骤H中，m=0. 5小时、1小时或者2小时。其中，充电控制电路包括全桥逆变控制电路及变压器，全桥逆变控制电路包括 IGBT场效应管Ql、Q2、Q3、Q4，Ql、Q2、Q3、Q4的栅极分别与可编程数字控制器连接；
Ql的集电极、Q2的集电极与蓄电池正极连接； Ql的发射极与Q3的集电极、变压器的初级触头TXl连接； Q2的发射极与Q4的集电极、变压器的初级触头TX2连接； Q3的发射极与Q4的发射极接地。其中，可编程数字控制器型号为SH79F161。本发明有益效果在于一种逆变器智能充电方法，包括如下步骤A 开始，数值设 定模块设定初始值，初始值包括充电电流Isjett、开始恒流充电的电压VI、恒压阶段的充电 电压V2、浮充阶段的浮充电压V3、蓄电池电压正常的额定值V4、结束浮充电压V6 ；
B 根据电池电压检测电路检测的蓄电池电压V信息判断充电模式，如果V ( V4，则进 入H步骤，如果V4 < V < V2，则进入C步骤；如果V彡V2，则进入D步骤；
C 启动恒流充电模式，可编程数字控制器根据Iline=V*ISje{t/Vline*P计算得出Iline的 值，可编程数字控制器将Ilim与输入检测电路反馈回来的电流值进行比较，来判断充电控 制电路的PWM脉宽的加减，稳定充电电流，Ilim为输入电流，V为蓄电池电压，Ii5ffitt为通过数 值设定模块设定的充电电流值，Vlim为输入电压，P为充电效率，通过电池电压检测电路检 测蓄电池电压V，当V=Vl，蓄电池电压V达到Vl时，开始记录恒流充电时间TO，当V=V2时， 结束恒流充电状态，转入B步骤；
D 启动恒压充电模式，开始记录恒压充电时间Tl ；
E 通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V，用设定的恒压充电值V2做基准，进行比 较，调整充电控制电路的PWM脉宽，使蓄电池端电压V恒定在设定的电压值V2 ；
F 当恒压充电时间Tl=NTO时，结束恒压充电状态，进入G步骤，Tl < NTO时，进入转到 步骤 E，t0 ^ Tl ^ t1 t0 > 0 ；
G 启动浮充电模式，开始记录浮充时间T2，通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V， 当V < V3时，开启小电流充电功能，当V > V3时关闭充电；
H 进行大电流充电m小时，当在m小时结束时V还小于V4，则判断该蓄电池坏掉，如果 V逐渐增加到V4，则为第一次充电，进入步骤A。本发明包括恒流充电模式、恒压充电模式，还增加了浮充电模式，本发明的可编程 数字控制器根据电池电压检测电路检测的蓄电池电压V与充电电压的关系，随时监控和调 整充电电压和充电电流，达到精确控制充电的目的，充电效果好，可以延长蓄电池的使用寿 命，同时该充电方法可以根据不同规格的蓄电池，设定不同的初始值，实现一冲多用，使用方便。
图1是本发明的原理框图； 图2是本发明充电过程示意图3是本发明的充电控制电路的电路图； 图4是本发明的控制方框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，如图1-图4所示。一种逆变器智能充电方法，包括如下步骤
A 开始，数值设定模块设定初始值，初始值包括充电电流Isjett、开始恒流充电的电压 VI、恒压阶段的充电电压V2、浮充阶段的浮充电压V3、蓄电池电压正常的额定值V4、结束浮 充电压V6 ；
B 根据电池电压检测电路检测的蓄电池电压V信息判断充电模式，如果V ( V4，则进 入H步骤，如果V4 < V < V2，则进入C步骤；如果V彡V2，则进入D步骤；
C 启动恒流充电模式，可编程数字控制器根据Iline=V*ISje{t/Vline*P计算得出Iline的 值，可编程数字控制器将Ilim与输入检测电路反馈回来的电流值进行比较，来判断充电控 制电路的PWM脉宽的加减，稳定充电电流，Ilim为输入电流，V为蓄电池电压，Ii5ffitt为通过数 值设定模块设定的充电电流值，Vlim为输入电压，P为充电效率，通过电池电压检测电路检 测蓄电池电压V，当V=Vl，蓄电池电压V达到Vl时，开始记录恒流充电时间TO，当V=V2时， 结束恒流充电状态，转入B步骤；
D 启动恒压充电模式，开始记录恒压充电时间Tl ；
E 通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V，用设定的恒压充电值V2做基准，进行比 较，调整充电控制电路的PWM脉宽，使蓄电池端电压V恒定在设定的电压值V2 ；
F 当恒压充电时间Tl=NTO时，结束恒压充电状态，进入G步骤，Tl < NTO时，进入转到 步骤E，1小时彡Tl彡12小时，t0 > 0 ；
G 启动浮充电模式，开始记录浮充时间T2，通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V， 当V < V3时，开启小电流充电功能，当V > V3时关闭充电；
H:进行大电流充电1小时，当在1小时结束时V还小于V4，则判断该蓄电池坏掉，如果 V逐渐增加到V4，则为第一次充电，进入步骤A。本实施例H步骤中当T2浮充电状态持续10天，或者重新加入AC，或者蓄电池端 电压V <结束浮充电压V6时，结束浮充电，转入A步骤。本实施例C步骤前还包括Cl 首先充电控制电路的PWM脉宽在固定步长内慢慢变 宽，小电流充电10秒后，PWM脉宽会继续变宽达到设定充电电流。本实施例的充电控制电路包括全桥逆变控制电路及变压器，全桥逆变控制电路包 括IGBT场效应管Ql、Q2、Q3、Q4，Ql、Q2、Q3、Q4的栅极分别与可编程数字控制器连接；
Ql的集电极、Q2的集电极与蓄电池正极连接；
Ql的发射极与Q3的集电极、变压器的初级触头TXl连接；Q2的发射极与Q4的集电极、变压器的初级触头TX2连接； Q3的发射极与Q4的发射极接地。本实施例的充电控制电路主要由全桥逆变及变压器组成，如图3，UPS逆变控制时 作为逆变控制电路；充电时，反向，作为充电电路，其全桥控制方法为充电时关闭两个上桥 Ql与Q2，两个下桥同时打同频同相32KHz的高频方波信号，在不同的条件下根据可编程数 字控制器输出不同脉宽的PWM波控制开关管Q3与Q4，当两个下桥Q3与Q4同时导通时变压 器储能，当两个下桥Q3与Q4同时关闭时通过电桥内部的二极管整流完成后输入蓄电池充 H1^ ο本实施例的可编程数字控制器型号为SH79F161。本实施例的输入检测电路包括与充电电网连接的输入电压检测电路、继电器电 路、电流检测电路，输入电压检测电路、继电器电路、电流检测电路与可编程数字控制器连 接，电流检测电路、输入电压检测电路检测方式都采用差分放大的方法，这样能够将精确的 采样输入电压信号和电流信号反馈给可编程数字控制器，可编程数字控制器根据公式
Iline=V^I M Aline^P
精确计算得出充电所需输入电流的大小，并且与实际电流检测反馈值比较，进而来控 制PWM输出信号脉宽。Ilim为输入电流，I 为通过IXD设置选项设定的充电电流值，Vlim 为输入电压，P为充电效率。本实施例的电池电压检测电路与可编程数字控制器连接，数值设定模块包括数值 设定模块控制器、数值设定按键、报警电路；数值设定模块控制器与可编程数字控制器连 接，数值设定按键、报警电路与数值设定模块控制器连接。本实施例通过灵活的可编程数字控制器，实现智能充电的控制。通过蓄电池检测 电路、输入检测电路采样反馈给可编程数字控制器输入电压、输入电流、蓄电池电压，经过 可编程数字控制器计算判断及相应处理，控制输出PWM方波控制充电电压以及充电电流。根据图1与图2分析一次完整的充电过程如下
当有输入电压时，可编程数字控制器判断电压是否在充电最优输入电压范围内，即V4 V2，如果是在该范围内，继电器吸合，可编程数字控制器输出信号关闭Ql与Q2管， 进入充电模式；可编程数字控制器会根据程序有个缓冲时间等待约6ms，然后软启动充电 控制电路，让控制两个下桥Q3与Q4的PWM脉宽在固定步长内慢慢变宽，首先小电流充电 10S，然后两个下桥Q3与Q4的PWM脉宽会继续变宽达到设定充电电流，根据Iline=V*I㈣值/ VliM*P计算得出Ilim的值，与实际采样反馈回可编程数字控制器的输入电流值进行比较，来 判断脉宽的加减，稳定充电电流。通过电流反馈电路检测充电电流信号强度，例如用60A充电电流值做基准时，进 行比较调整PWM脉宽，使充电电流恒定在60A。通过电池电压检测电路检测蓄电池端电压，当其达到设定的恒流充电值Vl时，记 录恒流充电时间T0，结束恒流充电状态，转入恒压充电状态。恒压充电的电压点V2会高于 浮充阶段的电压点V3。通过电池电压检测电路检测蓄电池端电压，用设定的恒压充电值V2做基准，进行 比较调整PWM脉宽，使蓄电池端电压恒定在设定的电压值V2。当恒压充电时间达到10倍恒流充电时间T0，Tl最小为1小时，最大为12小时，结束恒压充电状态，转入浮充电状态。 通过电池电压检测电路检测蓄电池端电压，当其低于设定的浮充电时开启小电流 充电功能，当其大于设定的浮充电压V3时关闭充电。 如果浮充电状态持续10天，或者重新加入AC,或者蓄电池端电压低于一定值(例 如24V蓄电池低于2m时)，都会结束浮充电状态并开始一次新的充电过程。这个过程中，当第一次接入充电时，会判断蓄电池电压是否低于蓄电池电压正常 的额定值V6，如果低于蓄电池电压正常的额定值，可编程数字控制器会判断本次充电为第 一次充电或者蓄电池不正常，进行大电流充电1小时，如果在该时间内还不正常则判断该 蓄电池坏掉，如果正常，则为第一次充电，则进行上面充电步骤循环状态。本实施例的可编程控制器对于充电时间控制、充电电压，充电电流等设定，可以最 大限度的激发蓄电池的潜力，能很好的规避蓄电池的“记忆效应”，延长蓄电池的使用寿命。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
权利要求
1.一种逆变器智能充电方法，其特征在于包括如下步骤A 开始，数值设定模块设定初始值，初始值包括充电电流Isjett、开始恒流充电的电压 VI、恒压阶段的充电电压V2、浮充阶段的浮充电压V3、蓄电池电压正常的额定值V4、结束浮 充电压V6 ；B 根据电池电压检测电路检测的蓄电池电压V信息判断充电模式，如果V ( V4，则进 入H步骤，如果V4 < V < V2，则进入C步骤；如果V彡V2，则进入D步骤；C 启动恒流充电模式，可编程数字控制器根据Iline=V*ISje{t/Vline*P计算得出Iline的 值，可编程数字控制器将Ilim与输入检测电路反馈回来的电流值进行比较，来判断充电控 制电路的PWM脉宽的加减，稳定充电电流，Ilim为输入电流，V为蓄电池电压，Ii5ffitt为通过数 值设定模块设定的充电电流值，Vlim为输入电压，P为充电效率，通过电池电压检测电路检 测蓄电池电压V，当V=Vl，蓄电池电压V达到Vl时，开始记录恒流充电时间TO，当V=V2时， 结束恒流充电状态，转入B步骤；D 启动恒压充电模式，开始记录恒压充电时间Tl ；E 通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V，用设定的恒压充电值V2做基准，进行比 较，调整充电控制电路的PWM脉宽，使蓄电池端电压V恒定在设定的电压值V2 ；F 当恒压充电时间Tl=NTO时，结束恒压充电状态，进入G步骤，Tl < NTO时，进入转到 步骤 E，t0 ^ Tl ^ t1 t0 > 0 ；G 启动浮充电模式，开始记录浮充时间T2，通过电池电压检测电路检测蓄电池电压V， 当V < V3时，开启小电流充电功能，当V > V3时关闭充电；H 进行大电流充电m小时，当在m小时结束时V还小于V4，则判断该蓄电池坏掉，如果 V逐渐增加到V4，则为第一次充电，进入步骤A。
2.根据权利要求1所述的逆变器智能充电方法，其特征在于H步骤中当T2浮充电状 态持续10天，或者重新加入AC，或者蓄电池端电压V <结束浮充电压V6时，结束浮充电，转 入A步骤。
3.根据权利要求1所述的逆变器智能充电方法，其特征在于B步骤中，如果V4< V <V2，进入C步骤前，还包括Cl 首先充电控制电路的PWM脉宽在固定步长内慢慢变宽，小 电流充电10秒后，PWM脉宽会继续变宽达到设定充电电流I设定值。
4.根据权利要求1所述的逆变器智能充电方法，其特征在于步骤F中的N=9、10、ll或 者12。
5.根据权利要求1所述的逆变器智能充电方法，其特征在于步骤F中的、=1小时， t,=!2小时。
6.根据权利要求1所述的逆变器智能充电方法，其特征在于步骤H中，m=0.5小时、1 小时或者2小时。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的逆变器智能充电方法，其特征在于充电控制电 路包括全桥逆变控制电路及变压器，全桥逆变控制电路包括=IGBT场效应管Q1、Q2、Q3、Q4， Q1、Q2、Q3、Q4的栅极分别与可编程数字控制器连接；Ql的集电极、Q2的集电极与蓄电池正极连接； Ql的发射极与Q3的集电极、变压器的初级触头TXl连接； Q2的发射极与Q4的集电极、变压器的初级触头TX2连接；Q3的发射极与Q4的发射极接地。
8.根据权利要求7所述的逆变器智能充电方法，其特征在于可编程数字控制器型号 为:SH79F161o
全文摘要
本发明涉及蓄电池用充电装置技术领域，尤其涉及逆变器智能充电控制方法，本发明包括恒流充电模式、恒压充电模式，还增加了浮充电模式，本发明的可编程数字控制器根据电池电压检测电路检测的蓄电池电压与充电电压的关系，随时监控和调整充电电压和充电电流，达到精确控制充电的目的，充电效果好，可以延长蓄电池的使用寿命，同时该充电方法可以根据不同规格的蓄电池，设定不同的初始值，实现一冲多用，使用方便。
文档编号H02J7/10GK102082458SQ20101061699
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者谢缔 申请人:易事特电力系统技术有限公司