一种简单高效的充放电控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种简单高效的充放电控制电路，包括依次串联的整流器、充放电电路、电池，以及一个用以输入控制参数的参数设置装置、连接参数设置装置对所述控制参数进行运算进而输出控制信号的控制单元，所述整流器连接该控制单元并根据所述控制信号调整输出直流电压。与现有技术相比，本实用新型专利技术电路简单，适应性强，能够针对不同的电池类型，灵活调节整流器的输出电压，达到降低能量损耗的目的，并且产品成本低廉，电能利用率高，节能效果好。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池充放电装置，尤其涉及一种简单高效的充放电控制电路。
技术介绍
在电池生产或使用的过程(如电池的化成与分容)中，经常要用到充放电电路。充放电电路基本包括依次串联的整流器、充电电路、电池；电池充放电电路可能但不仅限于图I至3所示结构。如图I所示，电池单接放电电路，整流器负责把交流电变换成一定电压的直流电，作为后面的充电电路的输入，给充电电路提供能量来源。如图2所示，电池与整流器输出端之间串接放电电路，形成能量回馈电路，放电电池的能量通过放电电路回馈到整流器的输出端，可供其它充电电路使用，或通过其它的逆变器再将能量回馈至电网，以达到放电能量再利用的目的。此时，整流器的输出电压即为放电电路的输出电压。如图3所示，充电电路和放电电路集合为充/放电电路，亦形成能量回馈电路。·由于电池电压有着较宽的电压范围，而且不同类型的电池电压范围也不相同，为使充放电电路在电池在电压全范围都能正常工作，并且具有较为广泛的应用范围，因此一般来说整流器的输出电压一般都设定在一个比较高的值。因此，在很多情况下，功率变换电路(充电电路和/或放电电路)的输入输出电压之差都较大。功率变换电路可以是基于线性电源工作原理的电路，也可以是基于开关电源原理的电路。无论其属于何种电路，都有一种共同的特性，就是电路的输入电压和输出电压差距越大，其能量损耗越大。在线性电路里这种特性表现得尤为明显，因为其损耗=(输入电压-输出电压)*电流比如在图I至图3任一的电路结构里，如果整流器输出电压6V，电池电压2V，电流10A，那么给电池充电总共消耗60W的功率，但其中有40W都以发热的形式消耗掉了。在一些高精度的电池生产环节(如化成和分容)，为了得到较小的充放电纹波，大多采用线性充放电电路。这也就是为什么电池生产企业一般都是高能耗的企业，每年的电费都是一笔很大的开支。如果是开关型的充电电路或放电电路，虽然能量损耗跟输入输出电压之差的关系不如线性电路这么突出，但也不容小视。因此，如果在电池充放电的过程中，可以根据电池电压的不同来调节整流器的输出电压，让充放电电路的输入输出电压之差尽可能的小，就可以极大的减小电路的能量损耗，给电池企业带来极大的经济效益。一种类似的办法是台湾致茂电子股份有限公司的专利CN200910132274. 5，其方法是针对线性充放电电路，控制电路中充放电的限流晶体管和限流电阻上的电压为一个固定值，这样可以在一定程度降低整流器的输出电压。在该方案里损耗=(控制的固定值+电路中其它的线路电阻*电流)*电流该方案虽具有一定的节能效果，但有一个突出的问题，就是为了控制限流晶体管和限流电阻上的电压为一个固定值，需要复杂的闭环控制，成本高昂。
技术实现思路
本技术是要解决现有技术的上述问题，提出成本低廉、电路简单、电能利用率高的充放电控制电路。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是设计一种简单高效的充放电控制电路，包括依次串联的整流器、充放电电路、电池，以及一个用以输入控制参数的参数设置装置，连接参数设置装置对所述控制参数进行运算进而输出控制信号的控制单元，所述整流器连接该控制单元并根据所述控制信号调整输出直流电压。所述整流器包含控制端、正极输出端和负极输出端，所述控制单元与整流器的控制端和正极输出端之间连接一驱动电路。所述驱动电路包括运算放大器，串接在运算放大器反相输入端与正极输出端之间的第二电阻、串接在运算放大器反相输入端与地之间的第四电阻、串联后接在运算放大 器反相输入端与输出端之间的第三电阻和电容，运算放大器正相输入端接控制单元第一控制端，运算放大器输出端接整流器控制端。所述控制单元还连接控制所述充放电电路。所述整流器包含正极输出端和负极输出端，所述充放电电路包括充电晶体管、放电晶体管、限流电阻、公共端、接待充电池的充电正极和充电负极，其中充电晶体管的漏极接正极输出端、源极接公共端、栅极接控制单元第二控制端；放电晶体管的漏极接公共端、源极接负极输出端、栅极接控制单元第三控制端；限流电阻串接在公共端与充电正极之间，负极输出端接充电负极。所述参数设置装置为键盘或触摸显示屏或电脑。与现有技术相比，本技术电路简单，适应性强，能够针对不同的电池类型，灵活调节整流器的输出电压，达到降低能量损耗的目的，并且产品成本低廉，电能利用率高，节能效果好。以下结合附图和实施例对本技术作出详细的说明，其中图I为现有技术中一种基本的充放电控制电路框图；图2为现有技术中一种带能量回馈电路的充放电控制电路框图；图3为现有技术中另一种带能量回馈电路的充放电控制电路框图；图4为本技术较佳实施例的原理框图；图5为本技术较佳实施例的电路图；图6为一个整流器带多个充放电电路和多个电池应用示意图；图7为多个整流器带多个充放电电路和多个电池应用示意图。具体实施方式在电池的充放电设备(如化成和分容设备)使用过程中，一般都会允许客户设置很多的工作参数和结束条件，以决定充放电速度并保证电池不至于过冲或者过放如果在此基础上，再让客户设置一下该类型电池的上下限电压，就可以推论出在实际充放电过程中电池可能出现的最大电压和最大电流。如。(I) “恒流充电”模式最大电流=设置的充电电流，最大电压=设置的截止电压；( 2 ) “恒流恒压充电”模式最大电流=设置的充电电流，最大电压=设置的充电电压；(3) “恒功率充电”模式最大电流=设置的充电功率/该类型电池的下限电压，最大电压=设置的截止电压；(4)“恒阻放电”模式 最大电流=该类型电池的上限电压/设置的放电电阻，最大电压=设置的截止电压。不同的设置方法可能造成不同的推论方法，但都是可以推论得出在实际充放电过程中电池可能出现的最大电压和最大电流后，再根据一定的软件算法，可以算得一个整流器最佳输出电压，该输出电压对应最低的能量损耗。例如VR=VMAX+ (RQ+RS+RL)*IMAX+VC.......................................... (I)VR 整流器最佳输出电压VMAX :充放电过程中电池可能出现的最大电压RQ :限流晶体管导通电阻RS:限流电阻RL:线路电阻IMAX :充放电过程中电池可能出现的最大电流VC :保持控制裕量的预留电压然后控制器通过任何一种通讯方式与整流器通讯，使其输出该电压，就能达到降低能量损耗的目的。基于上述原理，本技术设计提出一种简单高效的充放电控制电路，参看图4，其包括依次串联的整流器、充放电电路、电池，以及一个用以输入控制参数的参数设置装置，连接参数设置装置对所述控制参数进行运算进而输出控制信号的控制单元，所述整流器连接该控制单元并根据所述控制信号调整输出直流电压。操作时，使用者通过参数设置装置输入控制参数(如待充电池的上下限电压等参数)，控制单元经过运算向整流器发出控制信号，整流器调整输出适当的充电电压，从而实现节能降耗的目的。图5示出了较佳实施例的电路图，整流器包含控制端、正极输出端IN+和负极输出端IN-，所述控制单元U2与整流器的控制端和正极输出端IN+之间连接一驱动电路。在一个实施例中驱动电路包括运算放大器U1，串接在运算放大器反相输入端与正极输出端之间的第二电阻R2、串接在运算放大器反相输入端与地之间的第四电阻R4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简单高效的充放电控制电路，包括依次串联的整流器、充放电电路、电池，其特征在于：还包括一用以输入控制参数的参数设置装置、连接参数设置装置对所述控制参数进行运算进而输出控制信号的控制单元，所述整流器连接该控制单元并根据所述控制信号调整输出直流电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪跃辉，
申请(专利权)人：汪跃辉，
类型：实用新型
国别省市：