一种车载铅酸电池充电设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种车载铅酸电池充电设备和方法，所述设备主要由输入保护模块、稳压模块、输出保护模块以及控制与显示模块构成；其中，输入保护模块对交流输入提供过流保护，对直流输入提供极性误接保护；稳压模块为交流输入进行整流，并为直流输入和整流后的交流输入进行稳压；输出保护模块为负载接入提供限流、限压，和极性误接保护；控制与显示模块提供直流输出电压的12V与24V切换，和保护动作提醒功能。所述充电设备和方法，在输入源可为交流220V市电的基础上，增加24V直流输入，拓宽所述设备使用场景；前后级增加直流接入的误接保护，提高充电操作安全性，为车载电池馈电情况下提供限定电流充电。下提供限定电流充电。下提供限定电流充电。

【技术实现步骤摘要】
一种车载铅酸电池充电设备和方法


[0001]本专利技术涉及一种电池充电设备和方法，特别是一种车载铅酸电池充电设备和方法。

技术介绍

[0002]汽车中大多均配备直流铅酸电池，特别的，部分汽车因功能需求，在多处配备铅酸电池。日常使用中，电池如若过度放电，则需对电池进行充电后。而市场上充电器(例如CN201720356955X中所述的一种铅酸电池充电器)多采用交流输入的方式进行充电。这种充电方式，在车载铅蓄电池过度放电这种特定且常见的环境，不仅限制铅蓄电池充电的供能方式，而且可能在直流输出端极性反接时造成充电器和蓄电池的损坏，影响充电器和铅酸电池的使用寿命，因此需要对该情况下的蓄电池充电做出改进。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种车载铅酸电池充电设备和方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种车载铅酸电池充电设备，包括：输入保护模块、稳压模块、输出保护模块以及控制与显示模块；
[0005]其中，输入保护模块，实现交流输入与直流输入的接入保护；稳压模块，对交流输入进行整流，并对直流输入和整流后的交流输入进行稳压；输出保护模块，对负载电池的误接进行保护和限流输出；控制与显示模块，根据所述设备的输入及输出选择，显示输入电源及负载电池的接入情况，并对所述输入保护模块、稳压模块和输出保护模块进行输入、输出与保护限制的控制。
[0006]所述的输入保护模块包括：交流输入保护电路和直流输入保护电路；通过所述控制与显示模块进行输入方式控制，并根据输入方式采用交流输入保护电路和直流输入保护电路。
[0007]所述的交流输入保护电路，使用熔断器熔断方式提供过流保护，具体包括：输入选择开关、第二电容、第四电阻、熔断器和交流继电器；
[0008]其中，输入选择开关的一端连接交流输入的一端，输入选择开关的另一端连接第二电容，第二电容的另一端连接熔断器的一端，熔断器的另一端连接第四电阻的一端，并作为交流输入保护电路的一个输出端与所述稳压模块中的变压器一端相连，第四电阻的另一端连接交流继电器的线圈，交流继电器的线圈另一端与输入交流电源的另一端以及稳压模块中的变压器另一端相连。
[0009]所述直流输入保护电路，使用PMOS管的开关特性进行反接保护，具体包括：输入选择开关、第一电容、第一稳压二极管、第一PMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一直流继电器的线圈；
[0010]其中，输入选择开关的一端连接输入直流电源的正极，输入选择开关的另一端与
第一PMOS管的S端、第一电容和第一稳压二极管的一端连接，第一电容和第一稳压二极管的另一端连接第一电阻和第二电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一PMOS管的G端，第二电阻的另一端连接输入直流电源的负极和第一直流继电器的线圈一端，并与稳压模块中的稳压电路连接，第一直流继电器的线圈另一端连接第三电阻的一端，第一PMOS管的D端与第三电阻的另一端连接并与稳压模块中的稳压电路连接。
[0011]所述的输出保护模块包括：限流电路、负载接入保护模块和充电监控模块；其中，所述负载接入保护模块包括负载极性保护模块和负载电压等级保护模块。
[0012]所述的负载极性保护模块，使用PMOS管的开关特性进行反接保护，包括：第三电容、第二稳压二极管、第二PMOS管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第四直流继电器；
[0013]其中，负载电池的正极连接第三电容和第二稳压二极管的一端，并与第二PMOS管的S端连接，第三电容和第二稳压二极管的另一端连接第十一电阻和第十二电阻的一端，第十一电阻的另一端连接第二PMOS管的G端，第十二电阻的另一端连接负载电池的负极和第四直流继电器的线圈一端，并与充电监控模块的一个端口连接，第四直流继电器的线圈另一端与第十三电阻的一端相连，第十三电阻的另一端连接第二PMOS管的D端，并与充电监控模块的另一个端口以及负载电压等级保护模块的一个端口连接。
[0014]所述的负载电压等级保护模块，利用运算放大器对接入电路电压等级进行判定，包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第三二极管、第四二极管，第三直流继电器；
[0015]其中，第十四电阻的一端与负载极性保护模块和充电监控模块的的一个端口连接，第十七电阻的一端连接输入电源，另一端连接第二运算放大器的正极，并与第十八电阻的一端连接，第十八电阻的另一端接地，第十四电阻的另一端连接第一运算放大器和第二运算放大器的负极，第十五电阻的一端连接输入电源，另一端连接第一运算放大器的负极，并与第十六电阻的一端连接，第十六电阻的另一端接地，第一运算放大器和第二运算放大器的输出端分别经过第三二极管和第四二极管，与第十九电阻的一端连接，第十九电阻的另一端连接第三直流继电器的线圈一端，第三直流继电器的线圈另一端连接充电监控模块，并与限流电路一端相连。
[0016]所述的充电监控模块，使用三极管的开关特性进行过充保护，包括：第二十一电阻、第二十电阻，LED指示灯，第三三极管与第三直流继电器；
[0017]其中，第二十电阻的一端与负载极性保护模块及限流电路的一端连接，第二十电阻的另一端连接LED指示灯的一端，LED指示灯的另一端与第三三极管的E极连接，第三三极管的C极连接第二十一电阻的一端，并与负载电压等级保护模块的一端以及负载极性保护模块的另一端连接，第三三极管的B极连接第二十一电阻的另一端，并与第三直流继电器的常闭触点一端连接，第三直流继电器的常闭触点另一端连接负载电压等级保护模块的另一端。
[0018]所述的控制与显示模块，判断所述充电设备的前级输入类型和后级负载类型的设置与接入结果，若设置与接入结果一致，所述充电设备执行充电策略，否则不开始充电。
[0019]本专利技术还提出了一种车载铅酸电池充电方法，所述的一种车载铅酸电池充电设备进行充电，包括以下步骤：
[0020]步骤1，设置输入类型；所述输入类型包括：直流输入和交流输入；
[0021]步骤2，根据所述输入类型，接入输入电流，并进行输入判断；输入接入正常时点亮输入指示灯，否则输入指示灯不亮；
[0022]步骤3，设置输出类型；所述输出类型包括：直流12伏特输出DC12V和直流24伏特输出DC24V；
[0023]步骤4，根据所述输出类型，接入输出负载，并判断负载电池极性与负载电压；负载电池极性正确时，点亮输出极性指示灯，否则输出极性指示灯不亮；负载电压在设置输出电压的允许范围时，点亮输出电压指示灯，进入步骤5；否则输出电压指示灯不亮；
[0024]步骤5，待步骤4中所述判断均为正确时，输入指示灯、输出极性指示灯以及输出电压指示灯均点亮，设备就绪；
[0025]步骤6，打开工作开关，根据设定模式进行输出；
[0026]步骤7，判断负载电压，若未完成充电则继续进行充电工作，否则点亮充电完成指示灯，完成充电。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载铅酸电池充电设备，其特征在于，包括：输入保护模块、稳压模块、输出保护模块以及控制与显示模块；其中，输入保护模块，实现交流输入与直流输入的接入保护；稳压模块，对交流输入进行整流，并对直流输入和整流后的交流输入进行稳压；输出保护模块，对负载电池的误接进行保护和限流输出；控制与显示模块，根据所述设备的输入及输出选择，显示输入电源及负载电池的接入情况，并对所述输入保护模块、稳压模块和输出保护模块进行输入、输出与保护限制的控制。2.根据权利要求1所述的一种车载铅酸电池充电设备，其特征在于，所述的输入保护模块包括：交流输入保护电路和直流输入保护电路；通过所述控制与显示模块进行输入方式控制，并根据输入方式采用交流输入保护电路和直流输入保护电路。3.根据权利要求2所述的一种车载铅酸电池充电设备，其特征在于，所述的交流输入保护电路，使用熔断器熔断方式提供过流保护，具体包括：输入选择开关(S1)、第二电容(C2)、第四电阻(R4)、熔断器(F1)和交流继电器(K2)；其中，输入选择开关(S1)的一端连接交流输入的一端，输入选择开关(S1)的另一端连接第二电容(C2)，第二电容(C2)的另一端连接熔断器(F1)的一端，熔断器(F1)的另一端连接第四电阻(R4)的一端，并作为交流输入保护电路的一个输出端与所述稳压模块中的变压器一端相连，第四电阻(R4)的另一端连接交流继电器(K2)的线圈，交流继电器(K2)的线圈另一端与输入交流电源的另一端以及稳压模块中的变压器另一端相连。4.根据权利要求3所述的一种车载铅酸电池充电设备，其特征在于，所述直流输入保护电路，使用PMOS管的开关特性进行反接保护，具体包括：输入选择开关(S1)、第一电容(C1)、第一稳压二极管(D1)、第一PMOS管(Q1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第一直流继电器(K1)；其中，输入选择开关(S1)的一端连接输入直流电源的正极，输入选择开关(S1)的另一端与第一PMOS管(Q1)的S端、第一电容(C1)和第一稳压二极管(D1)的一端连接，第一电容(C1)和第一稳压二极管(D1)的另一端连接第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的一端，第一电阻(R1)的另一端连接第一PMOS管(Q1)的G端，第二电阻(R2)的另一端连接输入直流电源的负极和第一直流继电器(K1)的线圈一端，并与稳压模块中的稳压电路连接，第一直流继电器(K1)的线圈另一端连接第三电阻(R3)的一端，第一PMOS管(Q1)的D端与第三电阻(R3)的另一端连接并与稳压模块中的稳压电路连接。5.根据权利要求4所述的一种车载铅酸电池充电设备，其特征在于，所述的输出保护模块包括：限流电路、负载接入保护模块和充电监控模块；其中，所述负载接入保护模块包括负载极性保护模块和负载电压等级保护模块。6.根据权利要求5所述的一种车载铅酸电池充电设备，其特征在于，所述的负载极性保护模块，使用PMOS管的开关特性进行反接保护，包括：第三电容(C3)、第二稳压二极管(D2)、第二PMOS管(Q2)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)和第四直流继电器(K4)；其中，负载电池的正极连接第三电容(C3)和第二稳压二极管(D2)的一端，并与第二PMOS管(Q2)的S端连接，第三电容(C3)和第二稳压二极管(D2)的另一端连接第十一电阻(R11)和第十二电阻(R12)的一端，第十一电阻(R11)的另一端连接第二PMOS管(Q2)的G端，
第十二电阻(R12)的另一端连接负载电池的负极和第四直流继电器(K4)的线圈一端，并与充电监控模块的一个端口连接，第四直流继电器(K4)的线圈另一端与第十三电阻(R13)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢耀，孙裔申，高承志，王思元，吴刚，李烨，
申请(专利权)人：中电莱斯信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：