一种恒功率控制电路、恒功率控制方法及电器与流程

1.本发明涉及电器功率控制领域，更具体地说，涉及一种恒功率控制电路、恒功率控制方法及电器。


背景技术：

2.恒功率控制是电器控制系统中一项常见控制功能，现有技术中使用电阻分压方式来获取母线供电电压，再由控制器mcu检测获取该母线供电电压。该方法需要独立的电压检测电路来采集母线电压，增加了电路的硬件成本；同时，该分压电路易受外界干扰，母线电压越高分压比例越大，mcu检测精度越低；另外该方式还需要占用控制器mcu的adc端口，也会增加软件代码量。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种恒功率控制电路、恒功率控制方法及电器。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种恒功率控制电路，包括控制芯片、电池管理系统、负载驱动电路、供电电池、负载和电流采样电路；
5.所述供电电池通过所述电池管理系统连接所述控制芯片，所述电池管理系统采集所述供电电池的实时电池电压并发送至所述控制芯片；所述供电电池通过所述负载驱动电路连接所述负载，所述供电电池通过所述负载驱动电路为所述负载供电；所述控制芯片连接所述负载驱动电路，调整所述负载驱动电路对所述负载的供电电流；
6.所述控制芯片通过所述电流采样电路连接所述负载，所述电流采样电路采集所述负载的实时工作电流并传输至所述控制芯片，所述控制芯片根据所述实时电池电压调整所述负载驱动电路的供电电流，以使所述实时电池电压和所述实时工作电流所得功率维持恒定。
7.进一步，在本发明所述的恒功率控制电路中，所述供电电池包括至少两个电芯，所述电池管理系统采集每个所述电芯的实时电芯电压；
8.由所述电池管理系统计算所有所述电芯的实时电芯电压之和得到所述实时电池电压；或者，所述电池管理系统发送所有所述电芯的实时电芯电压至所述控制芯片，由所述控制芯片计算所有所述电芯的实时电芯电压之和得到所述实时电池电压。
9.进一步，在本发明所述的恒功率控制电路中，所述供电电池包括至少两个电芯组，所述电池管理系统包括至少两个电池管理模块，每个所述电芯组通过一个对应所述电池管理模块连接所述控制芯片；
10.所述电池管理模块采集对应所述电芯组的实时电芯组电压并发送至所述控制芯片，所述控制芯片计算所有所述电芯组的实时电芯组电压之和得到所述实时电池电压。
11.进一步，在本发明所述的恒功率控制电路中，每个所述电芯组包括至少两个电芯，所述电池管理模块采集对应所述电芯组中所有电芯的实时电芯电压，由所述电芯组中所有
电芯的实时电芯电压之和得到所述电芯组的实时电芯组电压。
12.进一步，在本发明所述的恒功率控制电路中，所述负载为电机，所述负载驱动电路为电机驱动电路。
13.进一步，在本发明所述的恒功率控制电路中，所述控制芯片的型号为stspin32f0b；
14.所述电池管理系统包括型号为oz3708的电池管理芯片。
15.另外，本发明还提供一种恒功率控制方法，应用于如上述的恒功率控制电路，所述方法包括下述步骤：
16.s1、电池管理系统采集供电电池的实时电池电压，将所述实时电池电压发送至控制芯片；所述控制芯片通过电流采集电路采集负载的实时工作电流；
17.s2、所述控制芯片根据所述实时电池电压调整负载驱动电路的供电电流，以使所述实时电池电压和所述实时工作电流所得功率维持恒定。
18.进一步，在本发明所述的恒功率控制方法中，所述供电电池包括至少两个电芯，所述步骤s1中电池管理系统采集供电电池的实时电池电压包括：
19.所述电池管理系统采集每个所述电芯的实时电芯电压，由所述电池管理系统计算所有所述电芯的实时电芯电压之和得到所述实时电池电压。
20.进一步，在本发明所述的恒功率控制方法中，所述供电电池包括至少两个电芯，所述步骤s1中电池管理系统采集供电电池的实时电池电压包括：所述电池管理系统采集每个所述电芯的实时电芯电压；
21.所述步骤s1中将所述实时电池电压发送至控制芯片包括：所述电池管理系统发送所有所述电芯的实时电芯电压至所述控制芯片，由所述控制芯片计算所有所述电芯的实时电芯电压之和得到所述实时电池电压。
22.进一步，在本发明所述的恒功率控制方法中，所述供电电池包括至少两个电芯组，所述电池管理系统包括至少两个电池管理模块，每个所述电芯组通过一个所述电池管理模块连接所述控制芯片；所述步骤s1中电池管理系统采集供电电池的实时电池电压包括：
23.所述电池管理模块采集对应所述电芯组的实时电芯组电压并发送至所述控制芯片，所述控制芯片计算所有所述电芯组的实时电芯组电压之和得到所述实时电池电压。
24.另外，本发明还提供一种电器，所述电器包括如上述的恒功率控制电路。
25.实施本发明的一种恒功率控制电路、恒功率控制方法及电器，具有以下有益效果：本发明去除母线电压检测电路后可降低硬件成本，提高电压检测精度，减少控制器mcu外设资源同时减少代码量。
附图说明
26.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
27.图1是本发明一实施例提供的一种恒功率控制电路的结构示意图；
28.图2是本发明一实施例提供的控制芯片10的电路图；
29.图3是本发明一实施例提供的电池管理系统20的电路图；
30.图4是本发明一实施例提供的负载驱动电路30的电路图；
31.图5是本发明一实施例提供的电流采样电路60的电路图；
32.图6是本发明一实施例提供的一种恒功率控制方法的流程图。
具体实施方式
33.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
34.在一优选实施例中，参考图1，本实施例的恒功率控制电路包括控制芯片10、电池管理系统20、负载驱动电路30、供电电池40、负载50和电流采样电路60，其中，供电电池40通过电池管理系统20连接控制芯片10，电池管理系统20采集供电电池40的实时电池电压并发送至控制芯片10。供电电池40通过负载驱动电路30连接负载50，供电电池40通过负载驱动电路30为负载50供电。控制芯片10连接负载驱动电路30，可调整负载驱动电路30对负载50的供电电流。控制芯片10通过电流采样电路60连接负载50，电流采样电路60采集负载50的实时工作电流并传输至控制芯片10。控制芯片10根据实时电池电压和实时工作电流计算出实时功率，因实时电池电压为供电电池40的自身属性，控制芯片10不能控制实时电池电压输出值，但供电电池40输出的实时电池电压又是不断变化，为维持实时功率固定在某一功率值，需要控制芯片10根据实时电池电压调整负载驱动电路30的供电电流，以使实时电池电压和实时工作电流所得功率维持恒定。可以理解的，实时电池电压为主变量，实时工作电流为从变量，控制芯片10根据实时电池电压的变化量调节实时工作电流。
35.作为选择，负载50为电机，负载驱动电路30为电机驱动电路。
36.本实施例去除母线电压检测电路后可降低硬件成本，提高电压检测精度，减少控制器mcu外设资源同时减少代码量。
37.在一些实施例的恒功率控制电路中，供电电池40为单包电池，即供电电池40包括至少两个电芯，电池管理系统20分别连接每个电芯，电池管理系统20采集每个电芯的实时电芯电压。本实施例提供两种方式计算实时电池电压：
38.第一计算方式：电池管理系统20获取每个电芯的实时电芯电压后，由电池管理系统20计算所有电芯的实时电芯电压之和得到实时电池电压，然后电池管理系统20将实时电池电压发送至控制芯片10。该计算方法由电池管理系统20完成实时电池电压计算，可减少控制芯片10的数据处理量。
39.第二计算方式：电池管理系统20获取每个电芯的实时电芯电压后并不进行计算，电池管理系统20发送所有电芯的实时电芯电压至控制芯片10，由控制芯片10计算所有电芯的实时电芯电压之和得到实时电池电压。该计算方法由控制芯片10完成实时电池电压计算，可减少电池管理系统20的数据处理量。
40.本实施例为单包电池提供两种实时电池电压计算方式，可根据系统设置或硬件参数选择较佳实施方式。
41.在一些实施例的恒功率控制电路中，供电电池40为多包电池，即供电电池40包括至少两个电芯组401，电池管理系统20包括至少两个电池管理模块201，每个电芯组401通过一个对应电池管理模块201连接控制芯片10，也就是说，电芯组401和电池管理模块201的数量相同，每个电芯组401对应一个电池管理模块201。每个电芯组401包括至少两个电芯，电池管理模块201采集对应电芯组401中所有电芯的实时电芯电压，由电芯组401中所有电芯的实时电芯电压之和得到电芯组401的实时电芯组电压。然后，电池管理模块201采集对应
电芯组401的实时电芯组电压并发送至控制芯片10，控制芯片10计算所有电芯组401的实时电芯组电压之和得到实时电池电压。
42.在一些实施例的恒功率控制电路中，控制芯片10的型号为stspin32f0b，参考图2，为stspin32f0b芯片及其外围电路。参考图3，电池管理系统20包括型号为oz3708的电池管理芯片及其外围电路，电池管理芯片oz3708可连接多个电芯，图3中示出电池管理芯片oz3708连接多个电芯的电路图。参考图4，为负载驱动电路30的电路图。参考图5，为电流采样电路60的电路图。
43.在一优选实施例中，参考图6，本实施例的恒功率控制方法应用于如上述实施例的恒功率控制电路，该恒功率控制方法包括下述步骤：
44.s1、电池管理系统20采集供电电池40的实时电池电压，将实时电池电压发送至控制芯片10；控制芯片10通过电流采集电路60采集负载50的实时工作电流。
45.s2、控制芯片10根据实时电池电压调整负载驱动电路30的供电电流，以使实时电池电压和实时工作电流所得功率维持恒定。因实时电池电压为供电电池40的自身属性，控制芯片10不能控制实时电池电压输出值，但供电电池40输出的实时电池电压又是不断变化，为维持实时功率固定在某一功率值，需要控制芯片10根据实时电池电压调整负载驱动电路30的供电电流，以使实时电池电压和实时工作电流所得功率维持恒定。可以理解的，实时电池电压为主变量，实时工作电流为从变量，控制芯片10根据实时电池电压的变化量调节实时工作电流。
46.本实施例去除母线电压检测电路后可降低硬件成本，提高电压检测精度，减少控制器mcu外设资源同时减少代码量。
47.在一些实施例的恒功率控制方法中，供电电池40包括至少两个电芯，步骤s1中电池管理系统20采集供电电池40的实时电池电压包括：电池管理系统20采集每个电芯的实时电芯电压，由电池管理系统20计算所有电芯的实时电芯电压之和得到实时电池电压。
48.在一些实施例的恒功率控制方法中，供电电池40包括至少两个电芯，步骤s1中电池管理系统20采集供电电池40的实时电池电压包括：电池管理系统20采集每个电芯的实时电芯电压。步骤s1中将实时电池电压发送至控制芯片10包括：电池管理系统20发送所有电芯的实时电芯电压至控制芯片10，由控制芯片10计算所有电芯的实时电芯电压之和得到实时电池电压。
49.在一些实施例的恒功率控制方法中，供电电池40包括至少两个电芯组401，电池管理系统20包括至少两个电池管理模块201，每个电芯组401通过一个电池管理模块201连接控制芯片10。步骤s1中电池管理系统20采集供电电池40的实时电池电压包括：电池管理模块201采集对应电芯组401的实时电芯组电压并发送至控制芯片10，控制芯片10计算所有电芯组401的实时电芯组电压之和得到实时电池电压。
50.在一优选实施例中，本实施例的电器包括如上述实施例的恒功率控制电路，并且本实施例的电器使用电池供电。
51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
52.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
53.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
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rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
54.以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。