充电机制造技术

技术编号:3342676 阅读:199 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
充电机,包括主充电电路和充电控制电路组成,主充电电路包括滤波器电路、整流滤波电路、脉冲分压电路、半桥逆变电路、驱动控制电路、高频整流充电电路,充电控制电路包括电源电路、稳压电路、自循环电路、电流监测电路、电压监测电路、温度监测电路,其充电控制电路还包括控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路。本发明专利技术的充电机通过控制显示电路中的单片机采用多阶段脉冲式充电方式,分恒流、恒压、浮充Ⅰ、均充、浮充Ⅱ五个阶段,从而可以有效缓解蓄电池极板的硫酸盐化现象。过程中的每个阶段,皆通过单片机控制,输出不同占空比的脉冲信号,进而控制半桥功率管,以达到间歇式脉冲充电,以达到去极化作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能充电
,特别适合各种电动车、电动叉车及其它各 种电动车辆上的铅酸蓄电池充电的智能充电机
技术介绍
铅酸蓄电池由于其制造成本低、容量大、价格低廉而得到了广泛的使用。 电动车、电动叉车及其它各种电动车辆普遍使用铅酸蓄电池串联电池组,充电 机多采用恒定电流、恒定电压和小电流浮充三阶段充电方式。由于电动车蓄电 池组大电流、深放电、循环使用的工作特性,使用普通充电机会带来大量的电 池极板盐化和失水现象,縮短了电池组的使用寿命;在寿命后期,还会导致部 分电池组第二阶段不能向第三阶段转换,造成蓄电池充电热失控而致变形、损 坏。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提 供一种用开关电源和单片机进行智能化工作的智能充电机,该充电机能精确控 制蓄电池组充电的电流和电压,通过阶段性脉冲电流补充充电,通过温度控制 和充电时间控制充足电池容量,减少电池组的极板盐化和失水现象,修复电池 功能,防止电池组充电失控,延长电池组的服役寿命。本专利技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现 充电机,包括主充电电路和充电控制电路组成,所述主充电电路包括滤波 器电路、整流滤波电路、脉冲分压电路、半桥逆变电路、驱动控制电路、高频 整流充电电路,所述充电控制电路包括电源电路、稳压电路、自循环电路、电 流监测电路、电压监测电路、温度监测电路,其特征在于,所述充电控制电路 还包括控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路,所述控制显示电路和 脉冲调制开关电源集成控制电路与稳压电路的输出端连接以受电;所述电流监 测电路和电压监测电路的采样端接入主充电电路中,以采集充电电流和充电电压,所述电流监测电路和电压监测电路的输出端接所述控制显示电路和脉冲调 制开关电源集成控制电路的信号输入端,所述温度监测电路的输出端接所述控 制显示电路的信号输入端,所述控制显示电路的控制信号输出端连接脉冲调制 开关电源集成控制电路的控制信号输入端,所述脉冲调制幵关电源集成控制电 路的驱动端向驱动控制电路输出不同占空比的脉冲信号,使半桥逆变电路实现 间歇式脉冲充电。本专利技术的充电机通过控制显示电路中的单片机采用多阶段脉冲式充电方 式,分恒流、恒压、浮充I、均充、浮充II五个阶段。过程中的每个阶段,皆 通过单片机控制,输出不同占空比的脉冲信号,进而控制半桥功率管,以达到 脉冲(间歇式)充电,使蓄电池处于一种人为的脉动充电状态,以达到去极化 作用。第一阶段采用恒流快速充电,随着蓄电池电压升高,根据程序计算值降低充电电流;第二阶段采用恒压方式充电,当电流减少到设置值后转入恒压充电方式,满足蓄电池的最大电流接受能力。第三阶段启动脉冲维护充电模式, 进行浮充i、均充、浮充n,从而可以有效缓解蓄电池极板的硫酸盐化现象。 本专利技术采用温度监测电路和单片机在充电过程中对蓄电池进行温度监测 控制,能够避免电池充电的热失控现象。当充电过程出现其它异常时,由温度 监测电路进行过温保护,另在不同的环境温度下,自动调节恒压点。更大程度 上满足蓄电池的充电要求。在本专利技术中,所述整流滤波电路包括整流桥堆、压敏电阻R1、 R2、 R3、 R4、电阻R5、 R6、电解电容C5、 C6,压敏电阻Rl的两端连接于整流桥堆的 输入端,在整流桥堆的输出正端接压敏电阻R2的一端,输出负端接压敏电阻 R4的一端,压敏电阻R2和R4的另一端构成整个整流滤波电路的输出,在压 敏电阻R2和R4的另一端再串联一压敏电阻R3 。上述整流滤波电路采用压敏电阻能够有效的抑制电网电压中的浪涌,保证 了整个充电机和蓄电池的安全。在本专利技术中,所述脉冲分压电路由电阻R5、 R6、电解电容C5、 C6构成, 其中电阻R5和电解电容C5构成的并联电路与电阻R6和电解电容C6构成的 并联电路再串联形成的串联电路两端接所述整流滤波电路的输出端,两并联电 路的公共连接端为整流滤波电路的分压点。在本专利技术中,半桥逆变电路包括半桥功率管Q1、Q2,高频逆变变压器Trl,滤波电容C8、 C9、 CIO,电阻R14、 R15,半桥功率管Q1、 Q2的栅极与所述 驱动控制电路的输出连接,并由驱动控制电路所驱动,半桥功率管Q1的漏极 接整流滤波电路的输出正端,半桥功率管Ql的源极与半桥功率管Q2的漏极 连接并与驱动控制电路的输出及高频逆变变压器Trl的蓄能绕组的一端连接, 半桥功率管Q2的源极接整流滤波电路的输出负端,滤波电容C8和电阻R14 串联后连接在半桥功率管Ql的漏极与源极之间,滤波电容C9和电阻R15串 联后连接在半桥功率管Q2的漏极与源极之间,蓄能绕组的另一端通过滤波电 容C10连接于整流滤波电路的分压点。在本专利技术中,所述驱动控制电路包括隔离变压器B2,电阻R8-R13, 二极 管D1、 D2、三极管BG1、 BG2,隔离变压器B2的初极接脉冲调制开关电源 集成控制电路,其次级侧具有两组绕组,分别为第一绕组和第二绕组,其中第 一绕组的一端接电阻R8的一端,另一端接电阻R9的一端和二极管D1的负极, 电阻R8的另一端接三极管BG1的集电极,电阻R9的另一端接三极管BG1的 基极,二极管D1的正极接三极管BG1的发射极,三极管BG1的集电极还与 半桥逆变电路中的半桥功率管Ql的栅极连接,三极管BG1的发射极还与半桥 功率管Ql的源极和半桥功率管Q2的漏极连接,在三极管BG1的集电极与发 射极连接电阻R12;第二绕组的一端接电阻R10的一端,另一端接电阻Rll 的一端和二极管D2的负极,电阻R10的另一端接三极管BG2的集电极,电 阻Rll的另一端接三极管BG2的基极,二极管D2的正极接三极管BG2的发 射极,三极管BG2的集电极还与半桥逆变电路中的半桥功率管Q2的栅极连接, 三极管BG1的发射极还与半桥功率管Q2的源极连接,在三极管BG1的集电 极与发射极连接电阻R13。在本专利技术中,高频整流充电电路包括二极管D4、 D5、电阻R16、 R17、 R18、 R19、电容C12、 C13、 C15、 C16、电解电容C14、电感L1、电压取样 调节电位器W1、限流器BX2,半桥逆变电路的高频逆变变压器Trl的输出绕 组分成第一抽头、第二抽头和中间抽头,中间抽头接地,第一抽头接高频整流 充电电路中的二极管D4的正极和电阻R16的一端,电阻R16的另一端接电容 C12的一端,第二抽头接高频整流充电电路中的二极管D5的正极和电阻R17 的一端,电阻R17的另一端接电容C13的一端,电容C12、 C13的另一端与二 极管D4、 D5的正极并接后接电感L1的输入端,在电感L1的输出端与地之间并联有电阻R18和电压取样调节电位器Wl串联支路、电解电容C14和电阻 R19;电感L1的输出端还与限流器BX2的输入端连接,限流器BX2的输出端 接蓄电池的正极,蓄电池的负极接地,在蓄电池的正、负极之间还并联有由电 容C15、 C16构成的串联支路,电容C15、 C16的公共连接端接地;电压取样 调节电位器Wl滑动端接脉冲调制开关电源集成控制电路和控制显示电路。在本专利技术中,充电控制电路的电源电路包括变压器B3,全桥整流滤波电 路,变压器B3的初极接电网电压,输出接全桥整流滤波电路输入端,全桥整 流滤波电路的输出端接本文档来自技高网...

【技术保护点】
充电机,包括主充电电路和充电控制电路组成,所述主充电电路包括滤波器电路、整流滤波电路、脉冲分压电路、半桥逆变电路、驱动控制电路、高频整流充电电路,所述充电控制电路包括电源电路、稳压电路、自循环电路、电流监测电路、电压监测电路、温度监测电路,其特征在于,所述充电控制电路还包括控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路,所述控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路与稳压电路的输出端连接以受电;所述电流监测电路和电压监测电路的采样端接入主充电电路中,以采集充电电流和充电电压,所述电流监测电路和电压监测电路的输出端接所述控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路的信号输入端,所述温度监测电路的输出端接所述控制显示电路的信号输入端,所述控制显示电路的控制信号输出端连接脉冲调制开关电源集成控制电路的控制信号输入端,所述脉冲调制开关电源集成控制电路的驱动端向驱动控制电路输出不同占空比的脉冲信号,使半桥逆变电路实现间歇式脉冲充电。

【技术特征摘要】
1、充电机,包括主充电电路和充电控制电路组成,所述主充电电路包括滤波器电路、整流滤波电路、脉冲分压电路、半桥逆变电路、驱动控制电路、高频整流充电电路,所述充电控制电路包括电源电路、稳压电路、自循环电路、电流监测电路、电压监测电路、温度监测电路,其特征在于,所述充电控制电路还包括控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路,所述控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路与稳压电路的输出端连接以受电;所述电流监测电路和电压监测电路的采样端接入主充电电路中,以采集充电电流和充电电压,所述电流监测电路和电压监测电路的输出端接所述控制显示电路和脉冲调制开关电源集成控制电路的信号输入端,所述温度监测电路的输出端接所述控制显示电路的信号输入端,所述控制显示电路的控制信号输出端连接脉冲调制开关电源集成控制电路的控制信号输入端,所述脉冲调制开关电源集成控制电路的驱动端向驱动控制电路输出不同占空比的脉冲信号,使半桥逆变电路实现间歇式脉冲充电。2、 根据权利要求1所述的充电机,其特征在于,所述整流滤波电路包括 整流桥堆、压敏电阻R1、 R2、 R3、 R4、电阻R5、 R6、电解电容C5、 C6,压 敏电阻R1的两端连接于整流桥堆的输入端,在整流桥堆的输出正端接压敏电 阻R2的一端,输出负端接压敏电阻R4的一端,压敏电阻R2和R4的另一端 构成整个整流滤波电路的输出,在压敏电阻R2和R4的另一端再串联一压敏 电阻R3。3、 根据权利要求1所述的充电机,其特征在于,所述脉冲分压电路由电 阻R5、 R6、电解电容C5、 C6构成,其中电阻R5和电解电容C5构成的并联 电路与电阻R6和电解电容C6构成的并联电路再串联形成的串联电路两端接 所述整流滤波电路的输出端,两并联电路的公共连接端为整流滤波电路的分压点。4、 根据权利要求1所述的充电机,其特征在于,所述半桥逆变电路包括 半桥功率管Q1、 Q2,高频逆变变压器Trl,滤波电容C8、 C9、 CIO,电阻R14、 R15,半桥功率管Qi、 Q2的栅极与所述驱动控制电路的输出连接,并由驱动 控制电路所驱动,半桥功率管Q1的漏极接整流滤波电路的输出正端,半桥功 率管Ql的源极与半桥功率管Q2的漏极连接并与驱动控制电路的输出及高频 逆变变压器Td的蓄能绕组的一端连接,半桥功率管Q2的源极接整流滤波电 路的输出负端,滤波电容C8和电阻R14串联后连接在半桥功率管Q1的漏极 与源极之间,滤波电容C9和电阻R15串联后连接在半桥功率管Q2的漏极与 源极之间,蓄能绕组的另一端通过滤波电容C10连接于所述脉冲分压电路的分 压点。5、 根据权利要求4所述的充电机,其特征在于,所述驱动控制电路包括 隔离变压器B2,电阻R8-R13, 二极管D1、 D2、三极管BG1、 BG2,隔离变 压器B2的初极接脉冲调制开关电源集成控制电路,其次级侧具有两组绕组, 分别为第一绕组和第二绕组,其中第一绕组的一端接电阻R8的一端,另一端 接电阻R9的一端和二极管Dl的负极,电阻R8的另一端接三极管BG1的集 电极,电阻R9的另一端接三极管BG1的基极,二极管D1的正极接三极管BG1 的发射极,三极管BG1的集电极还与半桥逆变电路中的半桥功率管Q1的栅极 连接,三极管BG1的发射极还与半桥功率管Ql的源极和半桥功率管Q2的漏 极连接,在三极管BG1的集电极与发射极连接电阻R12;第二绕组的一端接 电阻R10的一端,另一端接电阻Rll的一端和二极管D2的负极,电阻R10 的另一端接三极管BG2的集电极,电阻Rll的另一端接三极管BG2的基极, 二极管D2的正极接三极管BG2的发射极,三极管BG2的集电极还与半桥逆 变电路中的半桥功率管Q2的栅极连接,三极管BG1的发射极还与半桥功率管 Q2的源极连接,在三极管BG1的集电极与发射极连接电阻R13。6、 根据权利要求4所述的充电机,其特征在于,所述高频整流充电电路 包括二极管D4、 D5、电阻R16、 R17、 R18、 R19、电容C12、 C13、 C15、 C16、 电解电容C14、电感L1、电压取样调节电位器W1、限流器BX2,半桥逆变电 路的高频逆变变压器Trl的输出绕组分成第一抽头、第二抽头和中间抽头,中 间抽头接地,第一抽头接高频整流充电电路中的二极管D4的正极和电阻R16 的一端,电阻R16的另一端接电容C12的一端,第二抽头接高频整流充电电 路中的二极管D5的正极和电阻R17的一端,电阻R17的另一端接电容C13 的一端,电容C12、 C13的另一端与二极管D4、 D5的正极并接后接电感Ll 的输入端,在电感L1的输出端与地之间并联有电阻R18和电压取样调节电位 器W1串联支路、电解电容C14和电阻R19;电感L1的输出端还与限流器BX2 的输入端连接,限流器BX2的输出端接蓄电池的正极,蓄电池的负极接地, 在蓄电池的正、负极之间还并联有由电容C15、C16构成的串联支路,电容C15、 C16的公共连接端接地;电压取样调节电位器Wl滑动端接脉冲调制开关电源 集成控制电路和控制显示电路。7、 根据权利要求4所述的充电机,其特征在于,自循环电路包括设置于 半桥逆变电路的高频逆变变压器Trl上的钳位回输绕组、二极管D7、电阻R34, 所述钳位回输绕组的一个抽头接稳压电路输入负端,另一个抽头接二极管D7 的正极,二极管D7的负极通过电阻R34接稳压电路输入正端。8、 根据权利要求1所述的充电机,其特征在于,电流监测电路包括一电 流采样互感器X、 二极管D6、 D8、电阻R31、 R32、 R33、电容C20、电流取 样调节电位器W2、过流控制电位器W3,电流采样互感器X—端接地,另一 端接二极管D6的正极和电阻R33的一端,二极管D6的负极接电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈佩忠吴锦华陈波陈明根倪向华倪德林曹金霞
申请(专利权)人:上海施能电器设备厂
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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