发明人:韩宝忠,沈剑莹,孟令旗,李春文,杨曾光,
专利权人:鞍山通尊科技企业孵化器有限公司
公开日:2014-12-03
公开号:CN104184196A
专利类别:发明公开
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摘要:本发明涉及一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统,由主电路和分电路组成,主电路包括单片机、电压输入电路、电源电路、振荡电路、键盘输入及显示报警电路、信号采集处理电路和信号输出电路,电源电路另外连接分电路;与现有技术相比,本发明的有益效果是:1)具有对电池进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、计算剩余容量、放电功率、报告SOC、SOH、DOD状态功能;2)具有过压保护功能、电池热管理等多种功能;3)对不同类型的储能电池设计了相应的充电方法,使每种储能电池都能在最佳充电方法下充电;4)对于电动车还可实现控制最大输出功率等功能;5)具有设备简单、体积小重量轻、反应速度快、成本低、使用寿命长等优点。
一种智能控制多功能、多类型储能电池快速充电系统,其特征在于,由主电路和分电路组成,主电路包括单片机、电压输入电路、电源电路、振荡电路、键盘输入及显示报警电路、信号采集处理电路和信号输出电路,电源电路另外连接分电路;单片机型号为8XC196KC20,其第1引脚(Vcc)与第37引脚(Vpp)、第64引脚(Busw)及第2引脚(EA)连接后接第43电阻R43的2脚;第4引脚(P0.3)连接第43电阻R43的1脚后接PO3端;第5引脚(P0.1)接AC1端;第6引脚(P0.0)连接第8电容C8的1脚、第16电容E16的1脚、第1电阻R1的2脚、第3二极管的2脚、第5可调电位器P5的1脚及2脚(滑动触点)连接后接AC0端;第7引脚(P0.2)与第9电容C9的1脚、第6电容E6的1脚连接后接AC7端;第9引脚(P0.7)接BUSY端;第13引脚(VREF)连接第26电阻R26的1脚;第16引脚(RESET)连接第25电阻R25的2脚、第15电容E15的1脚及电源管理芯片U10的第1引脚;第19引脚(P1.0)连接按键控制芯片U8的第2引脚(1A1);第20引脚(P1.1)连接按键控制芯片U8的第4引脚(1A2);第21引脚(P1.2)连接按键控制芯片U8的第6引脚(1A3);第22引脚(P1.3)连接按键控制芯片U8的第8引脚(1A4);第24引脚(HSI.0)连接第28电阻R28的2脚;第25引脚(HSI.1)连接第45电阻R45的2脚;第28引脚(HSO.0)连接信号采集处理芯片U13的第1引脚(1A)和第2引脚(1B);第30引脚(P1.5)连接按键控制芯片U8的第13引脚(2A2);第31引脚(P1.6)连接按键控制芯片U8的第15引脚(2A3);第32引脚(P1.7)连接按键控制芯片U8的第17引脚(2A4);第35引脚((HSO.3)连接按键控制芯片U8的第11引脚((2A1);第38引脚(P2.7)连接BUSY端;第40引脚(WRL/WR)连接WR端;第42引脚(P2.4)连接第38电阻R38的1脚和接线端子J6的第1引脚后接接线端子J6的P24端;第43引脚(READY)连接第53电阻R53的1脚;第11引脚(P0.4)连接R41电阻R41的1脚和接线端子J6的第5引脚后接接线端子J6的PO4端;第10引脚(P0.5)连接第40电阻R40的1脚和接线端子J6的第4引脚后接接线端子J6的PO5端;第8引脚(P0.6)连接第42电阻R42的1脚和接线端子J6的第3引脚后接接线端子J6的PO6端;第44引脚(P2.3)连接第39电阻R39和接线端子J6的第2引脚后接接线端子J6的P23端;第45引脚(AD15/P4.7)连接AD15端;第46引脚(AD14/P4.6)连接AD14端;第47引脚(AD13/P4.5)连接AD13端;第48引脚(AD12/P4.4)连接AD12端;第49引脚(AD11/P4.3)连接AD11端;第50引脚(AD10/P4.2)连接AD10端;第51引脚(AD9/P4.1)连接AD9端;第52引脚(AD8/P4.0)连接AD8端;第53引脚(AD7/P3.7)连接AD7端;第54引脚(AD6/P3.6)连接AD6端;第55引脚(AD5/P3.5)连接AD5端;第56引脚(AD4/P3.4)连接AD4端;第57引脚(AD3/P3.3)连接AD3端;第58引脚(AD2/P3.2)连接AD2端;第59引脚(AD1/P3.1)连接AD1端;第60引脚(AD0/P3.0)连接AD0端;第61引脚(RD)连接RD端;第62引脚(ALE)连接ALE端;第66引脚连接晶体振荡器XTAL1的一端、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚;第67引脚连接晶体振器XTAL1的另一端、第30电阻R30的1脚和第13电容C13的1脚;单片机的第12引脚(ANGND)、第14引脚(VSS)、第15引脚(P2.2)、第36引脚(GND)、第3引脚(NMI)、第68引脚(Vss)接地;单片机的第17引脚(P2.1)、第18引脚(P2.0)、第23引脚(P1.4/PWM2)、第26引脚(HSO.4)、第27引脚(HSO.5)、第29引脚(HSO.1)、第33引脚(P2.6)、第34引脚(HSO.2)、第39引脚(P2.5)、第41引脚(WRH/BHE)、第63引脚(INST)和第65引脚(CLKOUT)悬空;电压输入电路包括二极管Z3和Z2、可调电位器P5、电阻R1、R26、R27和R29,电容C7、C8、C9、E6、E13和E16,二极管Z2的型号是TL431,二极管Z3的型号是1N5994A;电容C7、C8、C9是电解电容,电容E6、E13和E16是瓷片电容;所述第3二极管Z3的1脚(阳极)连接可调电位器P5的3脚后接地,第3二极管Z3的2脚(阴极)连接第5可调电位器P5的1脚和2脚(滑动触点)、第1电阻R1的2脚、第16电容E16的1脚、第8电容C8的1脚和单片机的第6引脚后接AC0端;第6电容E6的1脚、第9电容C9的1脚和单片机的7引脚后接AC0端;第16电容E16的2脚、第8电容C8的2脚、第6电容E6的2脚、第9电容C9的2脚连接后接地;第1电阻R1的1脚接ZD?端;第2二极管Z2的1脚连接第7电容C7的1脚、第13电容E13的1脚后接第29电阻R29的2脚;第2二极管Z2的2脚连接第26电阻R26的2脚和第27电阻R27的1脚;第2二极管的3脚连接第13电容E13的2脚、第7电容C7和第27电阻R27的2端;第2二极管2的2脚连接第27电阻的1脚和第26电阻R26的2脚;第26电阻R26的1脚连接单片机的第13引脚;电源电路包括电源管理芯片U10、电阻R25和电容E15,E15为瓷片电容;电源管理芯片U10的型号为MC34064,其第1引脚(RESET)连接第25电阻的2脚、第15电容E15的1脚和单片机的第16引脚;第2引脚(IN)连接第25电阻R25的1脚和电源电压+5V端;第3引脚(GND)连接第15电容E15的2脚后接地;振荡电路包括晶体振荡器XTAL1、电阻R30和电容C12、C13,电容C12、C13是电解电容;晶体振荡器XTAL1的一端连接单片机的第67引脚、第30电阻R30的1脚和第13电容C13的1脚,另一端连接单片机的第66引脚、第30电阻R30的2脚和第12电容C12的2脚,第12电容C12的1脚连接第13电容C13的2脚;键盘输入及显示报警电路包括按键控制芯片U8、三极管P8、电阻R28、R44、R45和R49、电容C11和E8以及扬声器B4,按键控制芯片U8的型号为74HC244,三极管P8的型号为2SA1013,电容C11为电解电容,电容E8为瓷片电容;按键控制芯片U8的第2引脚(1A1)连接单片机的第19引脚;第3引脚(2Y4)连接LCMCS2端;第4引脚(1A2)连接单片机的第20引脚;第5引脚(2Y3)连接LCMRS端;第6引脚(1A3)连接单片机的第21引脚;第7引脚(2Y2)连接LREST端;第8引脚(1A4)连接单片机的第22引脚;第9引脚(2Y1)连接第49电阻R49的2脚;第1引脚(1G)连接第10引脚(GND)和第19引脚(2G)后接地;第11引脚(2A1)连接单片机的第35引脚;第12引脚(1Y4)连接CDDLLB端;第13引脚(2A2)连接单片机的第30引脚;第14引脚(1Y3)连接FDKE端;第15引脚(2A3)连接单片机的第31引脚;第16引脚(1Y2)连接MCFD端;第17引脚(2A4)连接单片机的第32引脚;第18引脚(1Y1)连接信号采集处理芯片U13的第5、第6引脚后连接图像传感器MCCD端;第20引脚(VCC)连接+5V电源;三极管P8的型号为2SA1013;第49电阻R49的1脚连接第44电阻R44的1脚和三极管P8的基极;第44电阻R44的2脚连接三极管P8的发射极、第11电容C11的1脚和第8电容E8的1脚后接+5V电源;三极管P8的集电极连接扬声器B4的一端,扬声器B4的另一端连接第11电容C11的2脚和第8电容E8的2脚后接地;信号采集处理电路包括信号采集处理芯片U13、U14、光电隔离片G5和电阻R47,光电隔离片G5的型号是PC817C,信号采集处理芯片U13的型号是74HC21,信号采集处理芯片U14的型号是74HC138;信号采集处理芯片U13的第1引脚(1A)连接第2引脚(1B)后接单片机的第28引脚;第4引脚(1C)连接第5引脚(1D)、按键控制芯片U8的第18引脚后接图像传感器MCCD端;第6引脚(1Y)连接第47电阻R47的1脚后接KGDYKZ端;第8引脚(2Y)接CN端;第9引脚(2A)连接信号采集处理芯片U14的第7引脚(Y7);第10引脚(2B)连接U14的第9引脚(Y6);第12引脚(2C)连接U14的第10引脚(Y5);第13引脚(2D)连接U14的第11引脚(Y4);第14引脚(Vcc)连接U14的第0引脚(E1)和第16引脚(Vcc)后接+5V电源;信号采集处理芯片U14的第1引脚(A0)接AD13端;第2引脚(A1)接AD14端;第3引脚(A2)接AD15端;第12引脚(Y3)接LCMCN端;第4引脚(F1)连接第5引脚(F2)、第6引脚(GND)和U13的第7引脚(GND)后接地;信号采集处理芯片U13的第3引脚(NC)、信号采集处理芯片U14的第13引脚(Y2)、第14引脚(Y1)和第15引脚(Y0)悬空;第47电阻R47的2脚接第5光电隔离片G5的2脚;第5光电隔离片G5的1脚接+5电源;3脚接CDK1端;4脚接+5A电源;信号输出电路包括接线端子J6、电阻R38~R42,接线端子J6的第3引脚连接单片机的第8引脚、第42电阻R42的1脚后接PO6端;第5引脚连接单片机的第11引脚、第41电阻R41的1脚后接PO4端;第1引脚连接单片机的第42引脚、第38电阻R38的1脚后接P24端;第6引脚接PO3端;第4引脚连接单片机的第10引脚、第40电阻R40的1脚后接PO5端;第2引脚连接单片机第44引脚、第39电阻R39的1脚后接P23端;第9引脚、第10引脚连接后接地;第7引脚、第8引脚悬空;第38电阻R38的2脚连接第41电阻R41的2脚、第40电阻R40的2脚、第42电阻R42的2脚和第39电阻R39的2脚后接+5V电源;分电路包括光电隔离驱动芯片U9、运算放大器U1和U4、光电隔离片G1、G2和G6、三极管N1、二极管Z4、可调电位器P1和P6、电阻R2、R4、R5、R19、R31~R34、R36、R46、R48、R59和R60,电容E5、E17、E21、C4和C19;光电隔离驱动芯片U9的型号是MCI4066,光电隔离片的型号是PC817C,运算放大器的型号是LM358,二极管的型号是TL431,三极管的型号是2N5551,电容E5、E17、E21是瓷片电容,电容C4和C19是电解电容;所述光电隔离驱动芯片U9的第3引脚(Out2)连接第2引脚(Out1)、第10引脚(Out4)和第8引脚(IN3)后接CDK3端;第1引脚(IN3)连接第4引脚(IN2)、第9引脚(Out3)、第11引脚(IN4)及第34电阻R34的1脚后接CDK2端;第6引脚(Ctrl3)连接第5引脚(Ctrl2)、第13引脚(Ctrl1)、第12引脚(Ctrl4)及第46电阻R46的2脚后接CDK1端;第14引脚(VCC)接+5A电源;第7脚(GND)接地;第34电阻R34的2脚连接第4运算放大器U4的1脚;第46电阻R46的1脚连接第4运算放大器U4的4脚后接ZD?端;第4运算放大器U4的8脚接+5V电源;U4的2脚连接7脚、第60电阻R60的2脚、运算放大器U1的6脚后接CDDLFD端;U4的3脚连接第59电阻R59的2脚、第6可调电位器P6的1脚及2脚(滑动触点);U4的5脚连接第32电阻R32的1脚后接CE端;U4的6脚连接第60电阻R60的1脚和第33电阻R33的2脚;第32电阻R32的2脚和第33电阻R33的1脚连接后接ZD?端;第6可调电位器P6的3脚连接第4二极管Z4的1脚及2脚、第19电容C19的1脚、第21电容E21的1脚和第31电阻R31的2脚;第31电阻R31的1脚接+5电源;第59电阻R59的1脚连接第4二极管Z4的3脚、第19电容C19的2脚和第21电容E21的2脚后接地;第1运算放大器U1的1脚连接2脚和第48电阻R48的2脚;U1的3脚连接第17电容E17的1脚、第36电阻的2脚后接CDK3端;U1的4脚连接第1可调电位器P1的3脚、第17电容E17的2脚、第36电阻R36的1脚后接ZD?端;U1的5脚连接第1可调电位器P1的2脚(滑动触点);U1的7脚连接第2电阻R2的1脚;第1可调电位器P1的1脚接+5A电源;第48电阻R48的1脚接第6光电隔离片G6的1脚;G6的2脚接ZD?端;G6的3脚接DYKE?端;G6的4脚接DYKE+端;第2电阻R2的2脚连接第5电容E5的1脚和第1光电隔离片G1的4脚;第5电容E5的2脚接ZD?端;第1光电隔离片G1的3脚接CB端;G1的1脚连接第2光电隔离片G2的1脚及G2的4脚后接+5V电源;G1的2脚连接王的3脚和第19电阻R19的2脚;第19电阻R19的1脚接MCCD端;第2光电隔离器G2的2脚连接第4电阻R4的2脚;第4电阻R4的1脚连接第1三极管N1的3脚(集电极);第1三极管N1的1脚9(基极)连接第5电阻R5的1脚;第5电阻R5的2脚连接第4电容C4的2脚后接FB端;第4电容C4R?1脚连接第1三极管N1的2脚(发射极)后接地。
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