太阳能智能充电器的制作方法

本发明涉及电动车充电器技术领域，具体指一种太阳能智能充电器。

背景技术：

针对现状，社会上出现大量的电动车，很显然电动车上都配备有蓄电池，但是蓄电池通常需要在充电桩进行长时间的充电，充电非常麻烦。如果在电动车上配备太阳能光伏板，从而实现在阳光底下可随时完成对蓄电池的充电，但是，一般的太阳能充电器的驱动电路是通过单片机控制三极管直接驱动MOSFET管，这种方式的开关损耗比较大，MOS管的发热量比较大，需要加大散热片来散热；另外，还有一些采用P沟道的MOS管，这种MOS管成本比较高，且采购比较困难。

另外，目前，市面上使用MCU来控制控制充电过程的智能充电器较少，即使已经使用MCU来控制充电过程，但对MCU本身的防护做的并不到位。原因是，当电动车智能充电器的输出端与电池相连接，在插入或者拔出的过程中，有可能因为导电金属的接触摩擦而产生静电，静电通过电阻等器件传递到MCU的输入端口，会导致MCU端口的损坏，从而引起智能充电器的工作不正常。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种太阳能智能充电器，保证蓄电池的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种太阳能智能充电器，包括依次电连接的驱动电路、充电电路和保护电路，所述驱动电路包括PWM波形产生电路、自举电路、波形整形电路，其中PWM波形产生电路的输出端与自举电路的输入端相连，自举电路的输出端与波形整形电路的输入端相连，波形整形电路的输出端与MOS管的G、S极相连，所述MOS管的G、S极与充电电路的输入端相连接，所述充电电路的输出端与保护电路的输入端相连接。

作为优选，所述PWM波形产生电路包括产生PWM信号的装置及电阻R1、R2，其中产生PWM信号的装置的PWM信号输出端与电阻R1的一端连接及与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R1的另一端与自举电路连接。

作为优选，所述产生PWM信号的装置为单片机，单片机产生频率可调、占空比可调的PWM波形。

作为优选，所述自举电路包括有三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和电容EC1，三极管Q1的基极与电阻R1连接，Q1的发射极通过电阻R3接地，三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极及电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与18V电源相连，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极及R5、R6相连，三极管Q3的发射极与电容EC1的正极、电阻R4及二极管D1的负极相连，电容EC1的负极与电阻R5、三极管Q3的集电极、MOS管的S极相连。

作为优选，所述波形整形电路包括有三极管Q3、电容C1、电阻R5、R6和二极管D2，三极管Q3的基极与电阻R5、R6及三极管Q2的集电极相连，电阻R5的另一端与三极管Q3的集电极、电容C1的一端、MOS管的S极相连，三极管Q3的发射极与MOS管的G极、二极管D2的负极及C1的另一端相连，二极管D2的正极与R6相连。

作为优选，所述保护电路包括两个钳位二极管D3、D4，输入端Vin，3个电阻R7、R8、R9，MCU输入端；所述高频整流滤波电路的输出端与输入端Vin相连接，所述电源输入端Vin与电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端分别与所述钳位二极管D3的正极连接，与所述钳位二极管D4的负极连接，与所述MCU输入端相连接；所述钳位二极管D3的负极连接于恒定电压VDD；所述钳位二极管D4的正极与电路参考地连接；所述电阻R7的另一端也与所述R8的一端连接，所述R8的另一端与电路参考地连接。

作为优选，所述钳位二极管D3和D4的型号为1N4148二极管。

作为优选，所述恒定电压VDD为5v。

本发明具有以下的特点和有益效果：

采用上述技术方案，采用单片机产生占空比可调的PWM信号，控制自举电路生成可驱动MOS管的电压，控制MOS管的开关，利用波形整形电路调整输出波形不失真，控制MOS管的开关，从而可以完成对电压和电流的有效调整，对蓄电池的充电能够灵活的控制，对蓄电池起到很好的保护作用；另外，通过在充电电路中增加充电控制电路和充电显示单元，从而能够直观的表现充电器的充电状态，使用方便；另外，在电路中增设保护电路，使得蓄电池完成充电时能够及时的断开电路，避免蓄电池经常性的处于过充状态，进一步对蓄电池起到很好的保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构原理框图；

图2为图1中驱动电路的电路图；

图3为图1中保护电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种太阳能智能充电器，如图1所示，包括依次电连接的驱动电路、充电电路和保护电路，所述驱动电路包括PWM波形产生电路、自举电路、波形整形电路，其中PWM波形产生电路的输出端与自举电路的输入端相连，自举电路的输出端与波形整形电路的输入端相连，波形整形电路的输出端与MOS管的G、S极相连，所述MOS管的G、S极与充电电路的输入端相连接，所述充电电路的输出端与保护电路的输入端相连接。

上述技术方案中，采用单片机产生占空比可调的PWM信号，控制自举电路生成可驱动MOS管的电压，控制MOS管的开关，利用波形整形电路调整输出波形不失真，控制MOS管的开关，从而可以完成对电压和电流的有效调整

可以理解的，电源输入为220v交流电。

如图2所示，所述PWM波形产生电路包括产生PWM信号的装置及电阻R1、R2，其中产生PWM信号的装置的PWM信号输出端与电阻R1的一端连接及与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R1的另一端与自举电路连接。所述产生PWM信号的装置为单片机，单片机产生频率可调、占空比可调的PWM波形。所述自举电路包括有三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和电容EC1，三极管Q1的基极与电阻R1连接，Q1的发射极通过电阻R3接地，三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极及电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与18V电源相连，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极及R5、R6相连，三极管Q3的发射极与电容EC1的正极、电阻R4及二极管D1的负极相连，电容EC1的负极与电阻R5、三极管Q3的集电极、MOS管的S极相连。所述波形整形电路包括有三极管Q3、电容C1、电阻R5、R6和二极管D2，三极管Q3的基极与电阻R5、R6及三极管Q2的集电极相连，电阻R5的另一端与三极管Q3的集电极、电容C1的一端、MOS管的S极相连，三极管Q3的发射极与MOS管的G极、二极管D2的负极及C1的另一端相连，二极管D2的正极与R6相连。

本发明中，产生PWM信号的装置为单片机，单片机产生频率可调、占空比可调的PWM波形，二极管D1为可快恢复二极管，EC1为电解电容。

本发明中驱动电路的的工作原理如下：PWM电路的信号采用单片机MCU直接输出23KHz的PWM信号；三极管Q3、电容C1、电阻R5、R6和二极管D2组成的波形整形电路输出波形完整的18V的电压信号。具体工作过程为：上电后18V电源对电容EC1充电；当PWM信号输出高点平，导通三极管Q1，在电阻R4端产生电压差，使三极管Q2导通，电解电容EC1放电，通过电阻R6、二极管D2输出电压到MOS管的G极，在MOS管的G、S极产生18V左右的压差，导通MOS管。当PWM为低时，MOS管关断，通过三极管Q3可以迅速对MOS管的结电容迅速放电，从而使MOS管可靠关断。通过对MOS管的开关可以实现太阳能电池板对储能装置的智能充电控制。另外，太阳能光伏板对蓄电池进行充电时，通过正负方波可调充电电路实现正方波脉冲快速充电，并在充电间隙短暂地用负脉冲给蓄电池放电，可以消除极化，增加极板的接受能力，降低充电温度，从而延长蓄电池的使用寿命。

如图3所示，保护电路包括两个钳位二极管D3、D4，输入端Vin，3个电阻R7、R8、R9，MCU输入端；高频整流滤波电路的输出端与输入端Vin相连接，电源输入端Vin与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端分别与钳位二极管D3的正极连接，与钳位二极管D4的负极连接，与MCU输入端相连接；钳位二极管D3的负极连接于恒定电压VDD；钳位二极管D4的正极与电路参考地连接；电阻R7的另一端也与R8的一端连接，R8的另一端与电路参考地连接。钳位二极管D3和D4的型号为1N4148二极管。恒定电压VDD为5V。

上述技术方案中，电路通过D3和D4这两个二极管进行电压钳位，由于二极管D3和D4的导通压降为0.7V。当通过R9的电压高于5.7V时，D3二极管导通，从而将电压钳位在5.7V。同理，当通过R9的电压低于-0.7V时，D4二极管导通，从而将电压钳位在-0.7V，从而起到保护MCU输入检测口的作用。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。