一種三段式加脈沖智能電動車充電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三段式加脈沖智能電動車充電器，包括電源開關轉換、電源輸出、單片機智能控制部分，場效應管Q3為正脈沖控制器件和反接保護控制器件，電池BT1正極經電阻R48和場效應管Q5到電池BT1負極形成放電回路，經單片機U1控制產生負脈沖。本實用新型以傳統三段式充電為基礎，在恒壓段加入溫度補償及正負脈沖充電控制，有效減少電池硫化及電池極化產生的熱量，提高充電效率，延長電池使用壽命，充電器本身包含反接保護、溫度補償、過溫保護、限時充電、LED報警、正負脈沖等功能，舍棄傳統的運算放大器結構，所有功能由單片機U1控制完成，體積小、適用于大批量生產。
【專利說明】—種三段式加脈沖智能電動車充電器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及充電器領域，具體是一種三段式加脈沖智能電動車充電器。
【背景技術】
[0002]鉛酸電池正常情況下，影響其使用壽命的因素為硫化和失水，硫化的表現主要有欠沖和結晶堆積，欠沖時電池含多量硫酸鉛、如不充電加以消除，會形成易溶解結晶，結晶堆積是由于放電產生硫酸鉛形成結晶附著于極板形成積累；是誰的主要表現有極化和析氣過熱，極化是由于過電位導致的，造成原電池產生的電能下降，電池本身消耗的能量增加，析氣過熱是受高壓、極化等因素的影響，造成內部溫升高，水分丟失。
[0003]鉛酸電池在充電過程中不可避免產生極化現象，為了實現快速充滿，目前可以大面積使用的電動車充電器均采用三段式充電，在恒壓階段時提高電壓，克服極化電勢，維持預定的充電電量，而高恒壓，小電流充電對電池本身是不利的。
[0004]當單組電池充到14.1V左右時，正極板會先析出氧氣，氧氣到達負極后產生復合反應，產生熱量。單組電池充到14.5V左右時，負極板開始析氫，由于內部氣壓上升，最后被排出氣室，造成失水，影響電池使用壽命。鉛酸電池外部電流通過時必然產生極化現象，小電流不利于降低濃差極化，造成電池溫升高，充電效率低。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種適用于電動車鉛酸電池組、去極化的三段式脈沖電動車充電器，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]—種三段式加脈沖智能電動車充電器，包括電源開關轉換、電源輸出、單片機智能控制部分，電路中電路中濾波器IC2的I腳和4腳分別連接交流電源的正極和負極，濾波器IC2的2腳和3腳分別連接整流橋D2的I腳和3腳，整流橋D2的2腳分別連接電容C29和主變壓器Tl初級線圈的上端，電容C29另一端和整流橋D2的4腳并聯后接電源地，主變壓器Tl初級線圈的下端連接場效應管Ql的漏極，場效應管Ql的柵極連接脈寬調制控制芯片ICl的6腳，場效應管Ql的源極分別連接脈寬調制控制芯片ICl的3腳和電阻R13，電阻R13另一端和光敏三極管Q7的發射極并聯后接電源地，光敏三極管Q7的集電極連接脈寬調制控制芯片IC2的2腳，主變壓器Tl次級線圈的上端連接二極管D8，主變壓器Tl次級線圈的下端接數字地并連接電阻R28，二極管D8的負極分別連接電阻R48和電池組BTl，電阻R48另一端連接場效應管Q5的漏極，場效應管Q5的源極分別連接電池組BTl的負極和場效應管Q3的漏極，場效應管Q5的柵極連接單片機Ul的4腳，場效應管Q3的柵極連接單片機Ul的15腳，場效應管Q3的源極分別連接電阻R28另一端和單片機Ul的17腳，單片機Ul的16腳連接電流檢測信號，單片機Ul的I腳連接電壓檢測信號，單片機Ul的13腳連接溫度檢測信號，單片機Ul的8腳連接可控穩壓源IC8的陰極，單片機Ul的14腳連接可控穩壓源IC8的參考極，單片機Ul的11腳連接可控穩壓源IC8的陽極，單片機Ul的3腳連接發光二極管LEDO，單片機Ul的7腳連接發光二極管LEDl，發光二極管LEDO的負極和發光二極管LEDl的負極并聯后連接數字地。
[0008]作為本實用新型進一步的方案:所述場效應管Q3是正脈沖控制器件和反接保護控制器件。
[0009]作為本實用新型進一步的方案:所述電池BTl正極經電阻R48和場效應管Q5到電池BTl負極形成放電回路，經單片機Ul控制產生負脈沖。
[0010]作為本實用新型再進一步的方案:所述單片機Ul的型號為EM78P372N，脈寬調制控制芯片ICl的型號為KA3842B。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0012]本實用新型以傳統三段式充電為基礎，在恒壓段加入溫度補償及正負脈沖充電控制，有效減少電池硫化及電池極化產生的熱量，提高充電效率，延長電池使用壽命，充電器本身包含反接保護、溫度補償、過溫保護、限時充電、LED報警、正負脈沖等功能，舍棄傳統的運算放大器結構，所有功能由單片機Ul控制完成，體積小、適用于大批量生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0015]請參閱圖1，一種三段式加脈沖智能電動車充電器，包括電源開關轉換、電源輸出、單片機智能控制部分，電路中電路中濾波器IC2的I腳和4腳分別連接交流電源的正極和負極，濾波器IC2的2腳和3腳分別連接整流橋D2的I腳和3腳，整流橋D2的2腳分別連接電容C29和主變壓器Tl初級線圈的上端，電容C29另一端和整流橋D2的4腳并聯后接電源地，主變壓器Tl初級線圈的下端連接場效應管Ql的漏極，場效應管Ql的柵極連接脈寬調制控制芯片ICl的6腳，場效應管Ql的源極分別連接脈寬調制控制芯片ICl的3腳和電阻R13，電阻R13另一端和光敏三極管Q7的發射極并聯后接電源地，光敏三極管Q7的集電極連接脈寬調制控制芯片IC2的2腳，主變壓器Tl次級線圈的上端連接二極管D8，主變壓器Tl次級線圈的下端接數字地并連接電阻R28，二極管D8的負極分別連接電阻R48和電池組BT1，電阻R48另一端連接場效應管Q5的漏極，電池BTl正極經電阻R48和場效應管Q5到電池BTl負極形成放電回路，經單片機Ul控制產生負脈沖，場效應管Q5的源極分別連接電池組BTl的負極和場效應管Q3的漏極，場效應管Q5的柵極連接單片機Ul的4腳，場效應管Q3的柵極連接單片機Ul的15腳，場效應管Q3的源極分別連接電阻R28另一端和單片機Ul的17腳，場效應管Q3為正脈沖控制器件和反接保護控制器件，單片機Ul的16腳連接電流檢測信號，單片機Ul的I腳連接電壓檢測信號，單片機Ul的13腳連接溫度檢測信號，實現溫度補償及過溫保護，單片機Ul的8腳連接可控穩壓源IC8的陰極，實現恒流輸出控制，單片機Ul的14腳連接可控穩壓源IC8的參考極，單片機Ul的11腳連接可控穩壓源IC8的陽極，單片機Ul的3腳連接發光二極管LED0，單片機Ul的7腳連接發光二極管LED1，發光二極管LEDO的負極和發光二極管LEDl的負極并聯后連接數字地。
[0016]所述單片機Ul的型號為EM78P372N，恒流比較器、指示燈、充電限時、過溫保護、溫度補償、正負脈沖均由單片機Ul完成，脈寬調制控制芯片ICl的型號為KA3842B。
[0017]本實用新型針對欠充增加溫度補償，補償量為1.5mV/°C，經過長期實驗，冬季時O°C環境下，對電動車電池進行充電可以充到100%容量，充電進入高恒壓小電流狀態時，充電過程中增加1A以上的變頻正脈沖，擊碎硫化結晶，在高恒壓充電時同時引入負脈沖，在充電過程中放電，迅速釋放正負極板積累的電荷，消除極化，減少充電時的發熱量，提高充電質量，充電過程中對充電時間進行限制。
[0018]本實用新型將三段式充電方式調整為:恒流一恒壓一浮充，其中恒壓區包括溫度補償和正負脈沖，電源采用反激工作方式，220V交流電經過濾波器IC2、整流橋D2和電容C29形成300V直流供電源使用，脈寬調制控制芯片ICl控制場效應管Ql導通時間，經主變壓器Tl后在二極管D8輸出需要的充電電壓。
[0019]本實用新型的充電控制過程包括如下步驟:(1)電源通電未接電池時，場效應管Q3關閉，電源無輸出，只有單片機Ul檢測到電池接入時，電源才進入充電狀態，當電池極性反，電源保持無輸出，且紅燈每秒閃一次進行反接報警；(2)接通電池進行充電后，單片機Ul計時電路動作，1h自動進入涓流充電，如果電池充電在高恒壓狀態，單片機Ul將進入2h計時；(3)單片機Ul的13腳采集環境溫度，以25°C為中心對輸出電壓進行調整，調整值為單格1-1.5mV,以避免夏季過充、冬季欠充造成的電池損壞；(4)若單片機Ul采集溫度超過105°C，單片機Ul輸出切斷，進入保護狀態；(5)電池電壓低于14.4V時，單片機Ul的8腳控制充電器進行0.15C電流恒流充電，當電池電壓充到14.4V時，此時電池進入析氣區，隨著電壓的升高，單片機Ul控制場效應管Q3和場效應管Q5在0.25-lOHz的范圍內進行變頻脈沖充電，充電周期為110mS-4S、正脈沖峰值15A，負脈沖4A，綠燈以IS鐘頻率閃爍；(6)單片機Ul的16腳檢測到預設的電流值時，充電器進入低恒壓涓流充電狀態，LED綠燈常亮。
[0020]本實用新型以傳統三段式充電為基礎，在恒壓段加入溫度補償及正負脈沖充電控制，有效減少電池硫化及電池極化產生的熱量，提高充電效率，延長電池使用壽命，充電器本身包含反接保護、溫度補償、過溫保護、限時充電、LED報警、正負脈沖等功能，舍棄傳統的運算放大器結構，所有功能由單片機Ul控制完成，體積小、適用于大批量生產。
[0021]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種三段式加脈沖智能電動車充電器，包括電源開關轉換、電源輸出、單片機智能控制部分，其特征在于，電路中電路中濾波器102的1腳和4腳分別連接交流電源的正極和負極，濾波器102的2腳和3腳分別連接整流橋02的1腳和3腳，整流橋02的2腳分別連接電容029和主變壓器II初級線圈的上端，電容029另一端和整流橋02的4腳并聯后接電源地，主變壓器II初級線圈的下端連接場效應管的漏極，場效應管的柵極連接脈寬調制控制芯片101的6腳，場效應管的源極分別連接脈寬調制控制芯片101的3腳和電阻尺13，電阻[3另一端和光敏三極管07的發射極并聯后接電源地，光敏三極管07的集電極連接脈寬調制控制芯片102的2腳，主變壓器II次級線圈的上端連接二極管08，主變壓器丁1次級線圈的下端接數字地并連接電阻以8，二極管08的負極分別連接電阻財8和電池組811，電阻財8另一端連接場效應管05的漏極，場效應管05的源極分別連接電池組8丁1的負極和場效應管03的漏極，場效應管05的柵極連接單片機VI的4腳，場效應管03的柵極連接單片機VI的15腳，場效應管03的源極分別連接電阻828另一端和單片機VI的17腳，單片機仍的16腳連接電流檢測信號，單片機的1腳連接電壓檢測信號，單片機口 1的13腳連接溫度檢測信號，單片機VI的8腳連接可控穩壓源1(?的陰極，單片機VI的14腳連接可控穩壓源1(?的參考極，單片機仍的11腳連接可控穩壓源1(?的陽極，單片機口 1的3腳連接發光二極管1^00，單片機VI的7腳連接發光二極管1^01，發光二極管[￡00的負極和發光二極管[￡01的負極并聯后連接數字地。
2.根據權利要求1所述的三段式加脈沖智能電動車充電器，其特征在于，所述場效應管03是正脈沖控制器件和反接保護控制器件。
3.根據權利要求1所述的三段式加脈沖智能電動車充電器，其特征在于，所述電池8丁1正極經電阻財8和場效應管05到電池811負極形成放電回路，經單片機VI控制產生負脈沖。
4.根據權利要求1所述的三段式加脈沖智能電動車充電器，其特征在于，所述單片機VI的型號為2178？372化脈寬調制控制芯片101的型號為以38428。
【文檔編號】H02J7/10GK204118838SQ201420602339
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】劉瓊, 蔡繼宗, 周明 申請人:廣州市江科電子有限公司