負脈沖鉛酸電池快速充電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種負脈沖鉛酸電池快速充電系統，包括EMI濾波器、第一整流濾波電路、高頻逆變控制電路、反饋電路、高頻變壓器、第二整流濾波電路、充電控制器、充電電路、放電電路、電池和充電電壓檢測器。本實用新型為負脈沖鉛酸電池快速充電系統，系統設計為220V交流輸入至EMI濾波器，由整流濾波后經高頻變壓器及其控制電路產生34V直流輸出供充電電路使用，當電池電壓達到析氣電壓29.4V時，開關穩壓電源控制器的第十引腳得到高電平信號，控制其關斷輸出，充電停止，使用本充電系統提高了電池的接受率，同時段內使充入電池的能量明顯增多，達到了加快充電速度的目的。
【專利說明】負脈沖鉛酸電池快速充電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種快速充電系統，尤其涉及一種負脈沖鉛酸電池快速充電系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著電動車輛等無煙交通工具的研發，特別是中小型車輛的迅猛發展，使鉛酸電池技術成熟和成本低的優點得以充分體現，也使鉛酸電池獲得了更大的發展空間。但鉛酸電池作為中小型車用動力電池，其循環使用壽命短、充電時間長，都是其存在的嚴重缺陷，而其中的充電技術問題就是導致充電時間長、電池循環使用壽命短的關鍵問題。目前，對鉛酸電池多數采用簡單的定電壓或恒流方式充電，充電時間多為6?8h，不能滿足白天快速充電的要求，同時，當充電不當時，會造成整個充電過程產生嚴重的過充電和析氣等現象。
[0003]在鉛酸電池的充電過程中，總是伴著歐姆極化、濃差極化和電化學極化，目前，去極化方式主要有自然去極化，即在充電中途短時間停止充電，以去除歐姆極化及部分濃差極化和電化學極化，延長的電池的充電時間。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種負脈沖鉛酸電池快速充電系統。
[0005]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0006]一種負脈沖鉛酸電池快速充電系統，包括EMI濾波器、第一整流濾波電路、高頻逆變控制電路、反饋電路、高頻變壓器、第二整流濾波電路、充電控制器、充電電路、放電電路、電池和充電電壓檢測器，所述EMI濾波器的輸入端接220V交流電，所述EMI濾波器的輸出端與所述第一整流濾波電路的輸入端連接，所述第一濾波整流電路的輸出端與所述高頻變壓器的輸入端連接，所述高頻變壓器的輸出端與所述第二整流濾波電路的輸入端連接，所述第二濾波整理電路的輸出端分別與所述反饋電路的輸入端和所述充電控制器的輸入端連接，所述反饋電路的輸出端與所述高頻逆變控制電路的反饋端連接，所述充電控制器的輸出端分別與所述充電電路的輸入端和所述放電電路的輸入端連接，所述充電電路的輸出端與所述電池第一輸入端連接，所述放電電路的輸出端與所述電池的第二輸入端連接，所述電池的電壓信號輸出端與所述充電電壓檢測器的信號輸入端連接，所述充電電壓檢測器的控制信號輸出端與所述充電控制器的控制信號輸入端連接。
[0007]具體地，還包括負脈沖充電電路，所述負脈沖充電電路由第一電阻至第十一電阻、第一三極管至第三三極管、第一電容、第二電容、穩壓二極管、電位器、繼電器和開關穩壓電源控制器組成，所述開關穩壓電源控制器的型號為AC3524，所述第一電阻的第一端與所述開關穩壓電源控制器的第六引腳連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第一電容的第一端、所述第二電阻的第一端、所述開關穩壓電源控制器的第一引腳、所述開關穩壓電源控制器的第二引腳、所述開關穩壓電源控制器的第四引腳、所述開關穩壓電源控制器的第五引腳、所述開關穩壓電源控制器的第八引腳、所述開關穩壓電源控制器的第十一引腳、所述開關穩壓電源控制器的第十四引腳和所述第六電阻的第一端連接并接地，所述第一電容的第二端與所述開關穩壓電源控制器的第七引腳連接，所述第二電阻的第二端分別與所述電位器的第一端連接，所述電位器的滑動端與所述開關穩壓電源控制器的第九引腳連接，所述電位器的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十六引腳和所述第一三極管的基極連接，所述第六電阻的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十引腳和所述第一三極管的集電極連接，所述第一三極管的發射極分別與所述第十電阻的第一端和所述第十一電阻的第一端連接，所述第十一電阻的第二端分別與所述第七電阻的第一端、所述第八電阻的第一端和所述繼電器的第一端連接，所述第八電阻的第二端與所述第二三極管的發射極連接，所述第七電阻的第二端分別與所述第五電阻的第一端和所述第二三極管的基極連接，所述第五電阻的第二端分別與所述第二電容的第一端連接，所述第二電容的第二端與所述第三電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十五引腳、所述第九電阻的第一端和所述穩壓二極管的負極連接，所述穩壓二極管的正極分別與所述第三三極管的基極和所述第四電阻的第一端連接，所述第四電阻的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十二引腳和所述開關穩壓電源控制器的第十三引腳連接，所述第九電阻的第二端與所述第三三極管的發射極連接，所述第三三極管的集電極分別與所述第二三極管的集電極、所述第十電阻的第二端和所述繼電器的第二端連接。
[0008]本實用新型的有益效果在于:
[0009]本實用新型為負脈沖鉛酸電池快速充電系統,系統設計為220V交流輸入至E:MI濾波器，由整流濾波后經高頻變壓器及其控制電路產生34V直流輸出供充電電路使用，當電池電壓達到析氣電壓29.4V時，開關穩壓電源控制器的第十引腳得到高電平信號，控制其關斷輸出，充電停止，使用本充電系統提高了電池的接受率，同時段內使充入電池的能量明顯增多，達到了加快充電速度的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型負脈沖鉛酸電池快速充電系統的結構框圖；
[0011]圖2是負脈沖充電電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0013]如圖1所示，本實用新型負脈沖鉛酸電池快速充電系統，包括EMI濾波器、第一整流濾波電路、高頻逆變控制電路、反饋電路、高頻變壓器、第二整流濾波電路、充電控制器、充電電路、放電電路、電池和充電電壓檢測器，EMI濾波器的輸入端接220V交流電，EMI濾波器的輸出端與第一整流濾波電路的輸入端連接，第一濾波整流電路的輸出端與高頻變壓器的輸入端連接，高頻變壓器的輸出端與第二整流濾波電路的輸入端連接，第二濾波整理電路的輸出端分別與反饋電路的輸入端和充電控制器的輸入端連接，反饋電路的輸出端與高頻逆變控制電路的反饋端連接，充電控制器的輸出端分別與充電電路的輸入端和放電電路的輸入端連接，充電電路的輸出端與電池第一輸入端連接，放電電路的輸出端與電池的第二輸入端連接，電池的電壓信號輸出端與充電電壓檢測器的信號輸入端連接，充電電壓檢測器的控制信號輸出端與充電控制器的控制信號輸入端連接。
[0014]如圖2所示，本充電系統還包括負脈沖充電電路，負脈沖充電電路由第一電阻Rl至第十一電阻Rl1、第一三極管VTl至第三三極管VT3、第一電容Cl、第二電容C2、穩壓二極管VD、電位器RP、繼電器K和開關穩壓電源控制器IC組成，開關穩壓電源控制器IC的型號為AC3524,第一電阻Rl的第一端與開關穩壓電源控制器IC的第六引腳連接,第一電阻Rl的第二端分別與第一電容Cl的第一端、第二電阻R2的第一端、開關穩壓電源控制器IC的第一引腳、開關穩壓電源控制器IC的第二引腳、開關穩壓電源控制器IC的第四引腳、開關穩壓電源控制器IC的第五引腳、開關穩壓電源控制器IC的第八引腳、開關穩壓電源控制器IC的第十一引腳、開關穩壓電源控制器IC的第十四引腳和第六電阻R6的第一端連接并接地，第一電容Cl的第二端與開關穩壓電源控制器IC的第七引腳連接，第二電阻R2的第二端分別與電位器RP的第一端連接，電位器RP的滑動端與開關穩壓電源控制器IC的第九引腳連接，電位器RP的第二端分別與開關穩壓電源控制器IC的第十六引腳和第一三極管VTl的基極連接，第六電阻R6的第二端分別與開關穩壓電源控制器IC的第十引腳和第一三極管VTl的集電極連接，第一三極管VTl的發射極分別與第十電阻RlO的第一端和第十一電阻Rll的第一端連接，第十一電阻Rll的第二端分別與第七電阻R7的第一端、第八電阻R8的第一端和繼電器K的第一端連接，第八電阻R8的第二端與第二三極管VT2的發射極連接，第七電阻R7的第二端分別與第五電阻R5的第一端和第二三極管VT2的基極連接，第五電阻R5的第二端分別與第二電容C2的第一端連接，第二電容C2的第二端與第三電阻R3的第一端連接，第三電阻R3的第二端分別與開關穩壓電源控制器IC的第十五引腳、第九電阻R9的第一端和穩壓二極管VD的負極連接，穩壓二極管VD的正極分別與第三三極管VT3的基極和第四電阻R4的第一端連接，第四電阻R4的第二端分別與開關穩壓電源控制器IC的第十二引腳和開關穩壓電源控制器IC的第十三引腳連接，第九電阻R9的第二端與第三三極管VT3的發射極連接， 第三三極管VT3的集電極分別與第二三極管VT2的集電極、第十電阻RlO的第二端和繼電器K的第二端連接。
[0015]本實用新型負脈沖鉛酸電池快速充電系統的工作原理如下所示
[0016]充電控制器可調節充電脈沖頻率0.1Hz~1kHz，且占空比可調，從而可根據充電時的電池電壓調節充電脈沖和放電脈沖的寬度，保持給予電池最佳充放電脈沖，使電池長時間具備大電流接受能力，加快充電速度，充電控制器采用開關穩壓電源控制器IC的第十二引腳和第十三引腳產生脈沖控制信號，控制充放電電路的第三三極管VT3和第二三極管VT2的導通與截止，本系統中，第一三極管VTl的基極接由開關穩壓電源控制器IC提供的5V基準電壓，第十一電阻Rll和第十二電阻分壓后接到第一三極管VTl的發射極。
[0017]充電初期，分壓得到的電壓較低，充電器對電池進行充電；當電池電壓達到析氣電壓29.4V時，第一三極管VTl的發射極電壓超過5.7V，第一三極管VTl導通，即第十引腳得到高電平信號，此時開關穩壓電源控制器IC則會關斷輸出，充電停止。
[0018]充電電路由穩壓二極管VD、第九電阻R9和第三三極管VT3構成，第三三極管VT3在第十二引腳處的電壓為低電平時導通，對鉛酸電池進行充電，此時第二三極管VT2截止，充電電流由穩壓二極管VD和電阻第九電阻R9的大小決定；放電電路由第二二極管、第五電阻R5和第二三極管VT2構成。當第十二引腳處的電壓為高電平時，第二三極管VT2導通，電池放電，消除內部極化，此時第三三極管VT3截止。
[0019]本實用新型的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本實用新型的技術方案做出的技術變形，均落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種負脈沖鉛酸電池快速充電系統，其特征在于:包括EMI濾波器、第一整流濾波電路、高頻逆變控制電路、反饋電路、高頻變壓器、第二整流濾波電路、充電控制器、充電電路、放電電路、電池和充電電壓檢測器，所述EMI濾波器的輸入端接220V交流電，所述EMI濾波器的輸出端與所述第一整流濾波電路的輸入端連接，所述第一濾波整流電路的輸出端與所述高頻變壓器的輸入端連接，所述高頻變壓器的輸出端與所述第二整流濾波電路的輸入端連接，所述第二濾波整理電路的輸出端分別與所述反饋電路的輸入端和所述充電控制器的輸入端連接，所述反饋電路的輸出端與所述高頻逆變控制電路的反饋端連接，所述充電控制器的輸出端分別與所述充電電路的輸入端和所述放電電路的輸入端連接，所述充電電路的輸出端與所述電池第一輸入端連接，所述放電電路的輸出端與所述電池的第二輸入端連接，所述電池的電壓信號輸出端與所述充電電壓檢測器的信號輸入端連接，所述充電電壓檢測器的控制信號輸出端與所述充電控制器的控制信號輸入端連接。
2.一種負脈沖鉛酸電池快速充電系統，其特征在于:還包括負脈沖充電電路，所述負脈沖充電電路由第一電阻至第十一電阻、第一三極管至第三三極管、第一電容、第二電容、穩壓二極管、電位器、繼電器和開關穩壓電源控制器組成，所述開關穩壓電源控制器的型號為AC3524，所述第一電阻的第一端與所述開關穩壓電源控制器的第六引腳連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第一電容的第一端、所述第二電阻的第一端、所述開關穩壓電源控制器的第一引腳、所述開關穩壓電源控制器的第二引腳、所述開關穩壓電源控制器的第四引腳、所述開關穩壓電源控制器的第五引腳、所述開關穩壓電源控制器的第八引腳、所述開關穩壓電源控制器的第十一引腳、所述開關穩壓電源控制器的第十四引腳和所述第六電阻的第一端連接并接地，所述第一電容的第二端與所述開關穩壓電源控制器的第七引腳連接，所述第二電阻的第二端分別與所述電位器的第一端連接，所述電位器的滑動端與所述開關穩壓電源控制器的第九引腳連接，所述電位器的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十六引腳和所述第一三極管的基極連接，所述第六電阻的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十引腳和所述第一三極管的集電極連接，所述第一三極管的發射極分別與所述第十電阻的第一端和所述第十一電阻的第一端連接，所述第十一電阻的第二端分別與所述第七電阻的第一端、所述第八電阻的第一端和所述繼電器的第一端連接，所述第八電阻的第二端與所述第二三極管的發射極連接，所述第七電阻的第二端分別與所述第五電阻的第一端和所述第二三極管的基極連接，所述第五電阻的第二端分別與所述第二電容的第一端連接，所述第二電容的第二端與所述第三電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十五引腳、所述第九電阻的第一端和所述穩壓二極管的負極連接，所述穩壓二極管的正極分別與所述第三三極管的基極和所述第四電阻的第一端連接，所述第四電阻的第二端分別與所述開關穩壓電源控制器的第十二引腳和所述開關穩壓電源控制器的第十三引腳連接，所述第九電阻的第二端與所述第三三極管的發射極連接，所述第三三極管的集電極分別與所述第二三極管的集電極、所述第十電阻的第二端和所述繼電器的第二端連接。
【文檔編號】H02J7/02GK203589819SQ201320744663
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】劉政, 林妙山, 廖建和 申請人:海南大學