智能多段恒流充电器制造技术

本实用新型专利技术是一种智能多段恒流充电器，它能提高质量和电池寿命。它包括ＰＷＭ脉宽调制开关电源电路、运算放大器压控恒流电路、程序控制电路及外围辅助元件，其特征在于：ＰＷＭ脉宽调制开关电源电路及外围器件构成了功率变换电路，由运算放大器及外围元件构成了压控恒流源电路，在每个充电阶段进行恒流控制；由程序控制ＩＣ及外围器件构成了检测、保护、显示、控制电路，将整个电路连接起来。本实用新型专利技术充电全程采用分段式、逐段恒流技术；根据电池馈电量、环境温度智能控制充电方式及过程；充电结束后自动断电。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池充电
，确切地说是一种智能多段恒流充电器。
技术介绍
现今市场上蓄电池充电器(主要指电动助力车充电器)大致可分为全程恒压型充 电器，恒流、恒压、涓流三段型充电器及脉冲型充电器三大类。因全程恒压型充电器只较适合为早期的高比重硫酸蓄电池充电，现已逐步退出市 场，取代它的是普通二段式三段式充电器及脉冲型充电器。虽然该类充电器在设计理念及 技术上较前者有一定提高，但随着蓄电池生产工艺及技术的提高，现此类充电器已无法满 足现有的高质量蓄电池充电技术要求。主要问题是1.因该类充电器大电流预充完成后转换成恒压充电阶段继而涓流，此阶段电池两 端加载的为恒定电压且据标准较高，高电压会造成蓄电池失水现象严重，极板过早硫化等 恶性反应，使电池寿命严重缩短。2.该类充电器涓流浮充时间无法控制，使用者更无法获知涓流是否完成或完成标 准是什么，用户的模糊概念会造成电池或过充电、或欠充电，长期高电压涓流使电池寿命严重缩短。3.根据市场调研发现，用户使用该类产品的使用习惯及生活习惯几乎都为当晚接 好电池进行充电，次日早切断电源结束充电。充电器本身及使用者无法根据电池充电时馈 电量来调节充电周期(主指涓流阶段)，使电池每次充电的电饱和度相差甚远，电池过早老 化。4.传统充电器无法获知电池容量和馈电程度，无论馈电多少都按照几乎一定的模 式对电池充电，加上充电器本身良莠不齐，导致电池长期处于过充电或馈电状态。周而复 始，电池不是被用坏的，而是被充坏的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能多段恒流充电器，它充电全程采用分段式、逐 段恒流技术；根据电池馈电量、环境温度智能控制充电方式及过程；充电结束后自动断电。本技术的优点是1.充电方式采用压控恒流源分段恒流方式，利用电池为容性负载原理，使用压控 分段恒流充电方式使整个充电过程电池均处在标准电压范围内稳定充电，确保电池无失 水、硫化和鼓包现象。2.通过主程序智能控制充电过程，自动检测环境温度电池馈电比率。可根据环境 温度、电池始充电馈电比率、容量值自动调整，全程控制充电方式、充电时间。确保每次充电 均达到电池负荷完美平衡点。3.充电过程结束后充电器自动切断电源，即确保充电器安全性，又减小不必要的能源损耗，绿色环保。附图说明图1为本技术的外观结构示意图。图2为本技术的原理方框图。图3为本技术的电路原理图。图中R、C等电器元件符号都是电路中通常表达电器元件的常用符号，本领域普通 技术人员结合附图都清楚的知道所表达的内容。实施例本产品主要由PWM脉宽调制开关电源电路、运算放大器压控恒流电路、程序控制 电路及外围辅助元件构成。其中由PWM脉宽调制开关电源电路及外围器件构成了功率变换部分，将市电转换 为脉动直流电压，给整机提供动力；由运算放大器及外围元件构成了压控恒流源电路，在每 个充电阶段进行恒流控制；由程序控制IC及外围器件构成了检测、保护、显示、控制等电 路。1.电源启动部分 该充电器接通电池及市电后，用户可手动启动充电器。按下启动键O秒钟)后，电 池两端电压通过R5、R6限流，D9、D10稳压后，分别加至U5的8脚(+5V)、U2的1脚(+5V)、 U3的8脚(+12V)，U5、U2、U3工作，U2的2脚输出高电平，通过R173加到LEDR阳极，显示 当前工作状态。RT4、RT5、R170、R171、R172、R173、R174、R175、U5组成了温度传感器比较电 路，根据环境温度由U5的1脚、7脚输出或高电平或低电平，该电平分别加到U2的3脚与 (13)脚上，U2主程序对3脚与(1 脚电平高低变化进行多次采样，与内部预制程序比较， 选择当前温度充电程序进行检测、对比后，判断当前工作状态。主程序开始工作，计时。U2 的5脚输出低电平，通过R130加到电源继电器Jl驱动电路，使U3运算放大器同相端5脚电 压拉低，进而U3的7脚输出为低电平，Q4动作，Jl线圈有电流通过，常开触点吸合，市电电 压经保险丝FU1，继电器触点和负温度系数热敏电阻RT1，送到差模电容Cl和互感线圈LFl 滤除市电电网高频干扰脉冲后，通过桥式整流堆D1-D4整流，C2滤波，在C2两端建立300V 左右的直流电压。300V直流电压一路经过开关变压器初级绕组加到开关管Ql的D极为其 供电，另一路经R109-R112对Ul (UC3842) 7脚外接电容C4进行充电。2.功率变换部分当C4两端电压达到16V时，Ul内部的启动电路开始工作。其内部的基准电压发生 器，产生5V电压，为内部振荡器误差放大器等电路供电，另一路从Ul的8脚输出，经R116、 C108和Ul的4脚内振荡器通过振荡，在C108两端产生锯齿波脉冲电压，并使振荡器输出 矩形振荡脉冲，该脉冲作为触发信号控制PWM调制器产生矩形激励脉冲，再经驱动电路放 大后，从Ul的6脚输出开关激励脉冲信号，通过Rl驱动Ql工作在开关状态。Ql导通期间 Tl存储能量；Ql截止期间，Tl次级绕组产生反相脉冲电压，经整流滤波后形成相应直流电 压为相应负载供电。绕组II输出的脉冲电压经D5整流，R113、R114限流，C4滤波，获得电 压取代启动电路为Ul提供持续供电。绕组III输出的脉冲电压，经D7整流，C6滤波，产生直流电压。该电压经R120加到ICl光电耦合器1脚，为其内部光电管供电。绕组IV输出 的脉冲电压经D8整流，C8滤波，R4、C7电磁干扰吸收后产生直流电压，一路经R5、R6加到 D9、DlO取代启动时电池供电，一路经D14、D15防反充二极管经电池充电提供能源，一路经 R122、R123、R1M、R121分压，给精密并联稳压器TL431A提供取样电压，TL431A与光藕PC817 组成了精密光藕反馈电路，达到稳压目的。3.恒流稳压控制本系统中的恒流稳压控制电路由运算放大器U4A(LM324)，差分电路R151、C104， 电流取样电阻R101-R109、R150，压控始能端上拉电阻R155、R155a、R156、R156a、R157、 R157a分压电阻R154、R154a组成。充电是通过取样电阻取得取样电压加至U4的2脚，与 压控端3脚给定电压相比较，1脚输出恒流源电压，该电压根据电流取样电阻的取样电压变 化，通过D13实时调整光藕内光电管导通状态达到恒流目的。4.充电、显示控制部分本充电器的充电、显示等控制部分，主要由核心控制芯片(单片机似)及运算放大 器U3、U4、TO和外围分压、比较、采样等电路构成。当用户按下启动键后，单片机U2、比较器 U3.U5工作，U2的2脚输出高电平，点亮LEDR发光二极管，同时，U5内部2个运算放大器同 相、反相输入端外接分压电阻及热敏电阻对5V电压进行分压，通过环境温度变化，U5的1 脚、7脚输出相应高低电平，送到单片机U2的3脚、13脚进行检测，确定当前温度范围，选择 程序进行充电；U2的5脚输出低电平，通过继电器Jl驱动电路U3、Q4使Jl吸合；U2的10 脚输出高电平，通过风扇驱动电路U3、Q2推动风扇工作；U2的7脚、8脚、9脚输出高电平， 通过R156、R156a、R157、R157a、R155、R155a与R154、分压后，加至压控恒流源电路 电控始能端，整机开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能多段恒流充电器，它包括ＰＷＭ脉宽调制开关电源电路、运算放大器压控恒流电路、程序控制电路及外围辅助元件，其特征在于：ＰＷＭ脉宽调制开关电源电路及外围器件构成了功率变换电路，由运算放大器及外围元件构成了压控恒流源电路，在每个充电阶段进行恒流控制；由程序控制ＩＣ及外围器件构成了检测、保护、显示、控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，
申请(专利权)人：沈阳和信恒实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89[]