正负脉冲电路组合及充电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及正负脉冲电路组合及充电器。正负脉冲电路组合(100)，适于对电池进行充放电；其包括：控制器(101)，配置有第一控制信号(OCB)提供端和第二控制信号(FD)提供端；正脉冲电路(105)，配置有电源输入端并电连接至所述第一控制信号(OCB)提供端；以及负脉冲电路(107)，电连接至所述第二控制信号(FD)提供端。此外，还提供一种采用上述正负脉冲电路组合的充电器。本实用新型通过提供同时设置有正脉冲电路和负脉冲电路的正负脉冲电路组合，其中正脉冲电路可以达到去硫化作用，负脉冲电路可以用于加快充电速度以及降低电池温升，从而当其应用于充电器时对电池具备维护效果。
【专利说明】正负脉冲电路组合及充电器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及充电【技术领域】，特别是涉及一种正负脉冲电路组合以及一种采用该正负脉冲电路组合的充电器。
【背景技术】
[0002]蓄电池在长时间使用后会在电池内部出现硫化或失水等问题，导致电池性能下降。然而，目前对电池进行维护的大型修复设备对于一般用户来说价格较为昂贵，一般用户其拥有的电池数量较少，不太可能购买该种大型修复设备来对自己的电池进行维护来延长电池的使用寿命。有鉴于此，有必要提供一种价格低廉且具有电池维护功能的装置，供一般用户对电池进行一定程度的维护。
实用新型内容
[0003]因此，本实用新型的实施例提供一种具有电池维护功能的正负脉冲电路组合，其包括:控制器、正脉冲电路以及负脉冲电路。其中，所述控制器配置有第一控制信号提供端和第二控制信号提供端；所述正脉冲电路配置有电源输入端并电连接至所述第一控制信号提供端；所述负脉冲电路电连接至所述第二控制信号提供端。
[0004]在本实用新型的一个实施例中，上述正负脉冲电路组合还包括充放电切换电路，配置有电池连接端且电连接所述正脉冲电路及所述负脉冲电路。
[0005]在本实用新型的一个实施例中，上述控制器包括单片机。
[0006]在本实用新型的一个实施例中，上述正脉冲电路包括充电路径以及电连接所述充电路径的充电控制电路，所述充电控制电路电连接至所述第一控制信号提供端以根据所述第一控制信号提供端的电位决定所述充电路径的导通和关断。
[0007]在本实用新型的一个实施例中，上述充电路径包括第一晶体管和至少一个第一二极管；所述第一晶体管的第一端电连接所述电源输入端，所述第一晶体管的第二端电连接所述第一二极管的正端，所述第一晶体管的控制端电连接所述充电控制电路；以及所述第一二极管的负端作为充电端。
[0008]在本实用新型的一个实施例中，上述充电控制电路包括稳压管、第一至第七电阻、电容、第二晶体管以及第三晶体管；稳压管的负端电连接所述电源输入端，稳压管的正端通过所述第三电阻电连接至所述第一晶体管的所述控制端；所述第一电阻电连接在所述稳压管的负端和所述第一晶体管的所述控制端之间；所述第二电阻和所述电容并联在所述第一晶体管的所述控制端和所述第二晶体管的第一端之间，所述第二晶体管的第二端电连接至预设电位；所述第三晶体管的控制端通过第六电阻电连接至所述第一控制信号提供端，所述第三晶体管的第一端通过第四电阻电连接至所述第一晶体管的第二端并电连接至所述第二晶体管的控制端，所述第三晶体管的第二端电连接至所述预设电位并通过第七电阻电连接至所述第一控制信号提供端以及通过第五电阻电连接至所述第二晶体管的所述控制端。
[0009]在本实用新型的一个实施例中，上述负脉冲电路包括放电路径以及电连接所述放电路径的放电控制电路，所述放电控制电路电连接至所述第二控制信号提供端以根据所述第二控制信号提供端的电位决定所述放电路径的导通和关断。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，上述放电路径包括第二二极管、第八电阻、第九电阻以及第四晶体管；所述第二二极管的正端作为放电端，所述第二二极管的负端通过所述第八电阻电连接至所述第四晶体管的第一端，所述第四晶体管的控制端电连接至所述放电控制电路，所述第四晶体管的第二端电连接至预设电位并通过所述第九电阻电连接至所述第四晶体管的所述控制端。
[0011]在本实用新型的一个实施例中，上述放电控制电路包括第十至第第十二电阻、第五晶体管、第六晶体管以及第三二极管；所述第六晶体管的控制端通过所述第十二电阻电连接至所述第二控制信号提供端，所述第六晶体管的第一端通过所述第十一电阻电连接至预设工作电压，所述第六晶体管的第二端电连接至所述预设电位；所述第五晶体管的控制端电连接至所述第六晶体管的所述第二端，所述第五晶体管的第一端电连接至所述预设工作电压，所述第五晶体管的第二端通过所述第十电阻电连接至所述第四晶体管的所述控制端并通过所述第三二极管电连接至所述第五晶体管的所述控制端。
[0012]在本实用新型的一个实施例中，上述正脉冲电路包括充电路径以及电连接所述充电路径的充电控制电路，所述充电控制电路电连接至所述第一控制信号提供端以根据所述第一控制信号提供端的电位决定所述充电路径的导通和关断；所述充电路径包括第一和至少一个第一二极管；所述第一晶体管的第一端电连接所述电源输入端，所述第一晶体管的第二端电连接所述第一二极管的正端，所述第一晶体管的控制端电连接所述充电控制电路；以及所述第一二极管的负端电连接至所述充放电切换电路的第一端子。所述负脉冲电路包括放电路径以及电连接所述放电路径的放电控制电路，所述放电控制电路电连接至所述第二控制信号提供端以根据所述第二控制信号提供端的电位决定所述放电路径的导通和关断；所述放电路径包括第二二极管、第八电阻、第九电阻以及第四晶体管；所述第二二极管的正端电连接至所述充放电切换电路的所述第一端子和第四端子，而所述充放电切换电路的第二端子和第三端子电连接至预设电位、以及所述充放电切换电路的第五端子和第六端子分别电连接所述电池连接端，所述第二二极管的负端通过所述第八电阻电连接至所述第四晶体管的第一端，所述第四晶体管的控制端电连接至所述放电控制电路，所述第四晶体管的第二端电连接至所述预设电位并通过所述第九电阻电连接至所述第四晶体管的所述控制端。
[0013]此外，本实用新型的实施例还提供一种充电器，包括上述任意一种正负脉冲电路组合。
[0014]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过提供同时设置有正脉冲电路和负脉冲电路的正负脉冲电路组合，其中正脉冲电路可以达到去硫化作用，负脉冲电路可以用于加快充电速度以及降低电池温升，从而当其应用于充电器时对电池具备维护效果，可降低用户电池的淘汰率，延长用户电池的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例的一种正负脉冲电路组合的结构框图。
[0016]图2是本实用新型实施例的正负脉冲电路组合中的控制器的电路原理图。
[0017]图3是本实用新型实施例的正负脉冲电路组合中除控制器之外的多个电路模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]请参阅图1，本实用新型的一个实施例的正负脉冲电路组合100包括控制器101、充放电切换电路103、正脉冲电路105以及负脉冲电路107。其中控制器101提供控制信号OCB和控制信号FD分别至正脉冲电路105和负脉冲电路107，正脉冲电路105电连接充电电源并电连接至充放电切换电路103，负脉冲电路107电连接充放电切换电路103并电连接至预设电位例如接地地位GND，充放电切换电路103适于连接电池。在此，需要说明的是，本实施例中的正负脉冲电路组合100也可不设置充放电切换电路103，将电池连接至正脉冲电路105及/或负脉冲电路107，其同样可以实现对电池的充放电；只是充放电切换电路103的设置可以简化用户将电池连接至正负脉冲电路组合100的操作。
[0020]请参阅图2，控制器101包括单片机，而单片机配置有控制信号OCB提供端和控制信号FD提供端；本实施例中，控制信号OCB提供端和控制信号FD提供端均为单片机的输入输出端口。此外，可以理解的是，单片机还会设置一些必要的外围电路，例如晶振电路、电源电路和复位(Reset)电路等等，其为常规设计，在此不再赘述。
[0021]请参阅图3，正脉冲电路105包括充电路径1051以及电连接充电路径1051的充电控制电路1053，充电控制电路1053还电连接至控制信号OCB提供端以根据控制信号OCB提供端的电位(也即控制信号OCB的电位)决定充电路径的导通和关断。更具体地:
[0022]充电路径1051包括第一晶体管Ql和二极管D1，D2，其中二极管Dl，D2并联在一起。晶体管Ql (例如场效应晶体管)的第一端电连接电源输入端，晶体管Ql的第二端电连接二极管Dl，D2的正端，晶体管Ql的控制端电连接充电控制电路1053 ;以及二极管Dl，D2的负端作为充电端电连接至充放电切换电路103的第一端子。
[0023]充电控制电路1053包括稳压管D3、第一至第七电阻Rl，R2, R3, R4, R5, R6, R7、电容Cl、晶体管Q2及Q3。稳压管D3的负端电连接所述电源输入端，稳压管D3的正端通过电阻R3电连接至晶体管Ql的控制端。电阻Rl电连接在稳压管D3的负端和晶体管Ql的控制端之间。电阻R2和电容(Cl)并联在晶体管Ql的控制端和晶体管Q2(例如三极管，也称双极型晶体管)的第一端之间，晶体管Q2的第二端电连接至预设电位例如接地电位GND。晶体管Q3 (例如三极管)的控制端通过电阻R6电连接至控制信号OCB提供端，晶体管Q3的第一端通过电阻R4电连接至晶体管Ql的第二端并电连接至晶体管Q2的控制端，晶体管Q3的第二端电连接至预设电位例如接地电位GND并通过电阻R7电连接至控制信号OCB提供端以及通过电阻R5电连接至晶体管Q2的控制端。
[0024]请再参阅图3，负脉冲电路107包括放电路径1071以及电连接放电路径1071的放电控制电路1073，放电控制电路1073还电连接至控制信号FD提供端以根据控制信号FD提供端的电位(也即控制信号FD的电位)决定放电路径1071的导通和关断。更具体地:
[0025]放电路径1071包括二极管D4、电阻R8及R9以及晶体管Q4。二极管D4的正端作为放电端电连接至充放电切换电路103的第一端子和第四端子，二极管D4的负端通过电阻R8电连接至晶体管Q4(例如场效应晶体管)的第一端，晶体管Q4的控制端电连接至放电控制电路1073，晶体管Q4的第二端电连接至预设电位例如接地电位GND并通过电阻R9电连接至晶体管Q4的控制端。
[0026]放电控制电路1073包括电阻町0，1?11，1?12、晶体管05及06以及二极管D5。晶体管Q6 (例如三极管)的控制端通过电阻R12电连接至控制信号FD提供端，晶体管Q6的第一端通过电阻Rl I电连接至预设工作电压VCCl (例如12V)，晶体管Q6的第二端电连接至预设电位例如接地电位GND。晶体管Q5 (例如三极管)的控制端电连接至晶体管Q6的第二端，晶体管Q5的第一端电连接至预设工作电压VCC1，晶体管Q5的第二端通过电阻RlO电连接至晶体管Q4的控制端并通过二极管D5电连接至晶体管Q5的控制端。
[0027]请再参阅图3，充放电切换电路103具有电池连接端，其包括控制部Kl以及第一至第六端子。其中，第一端子电连接二极管D1，D2的负端以及二极管D4的正端，第二及第三端子接地，第四端子电连接二极管D4的正端，第五和第六端子分别电连接至二电池连接端；控制部Kl用于同步控制第五端子和第六端子分别与第一端子和第三端子相连通，或者同步控制第五端子和第六端子分别与第二端子和第四端子相连通。
[0028]下面将结合图2和图3对本实用新型实施例的正负脉冲电路组合100的工作过程进行详细说明。
[0029](I)当控制信号OCB为逻辑高电位，晶体管Q3导通，晶体管Q2截止，晶体管Ql导通，此时充电路径1051处于导通状态，电源电压经过导通的晶体管Ql和二极管Dl，D2传送至充放电切换电路103的第一端子。此时，当充放电切换电路103的第五端子和第六端子分别与第一端子和第三端子相连通时，该电源电压可对电池进行充电。当控制信号OCB为逻辑低电位，晶体管Q3截止，晶体管Q2导通，晶体管Ql截止，此时充电路径1051出与关断状态，电源电压暂停对电池进行充电。由此可见，通过切换控制信号OCB的电位高低，可实现间歇式正向脉冲充电，或称之为正脉冲充电。
[0030](2)当控制信号FD为逻辑低电位，晶体管Q6截止，晶体管Q5导通，晶体管Q4导通，此时放电路径1071处于导通状态，此时当充放电切换电路103的第五端子和第六端子分别与第二端子和第四端子相连通时，电池可通过放电路径1071对地进行放电。当控制信号FD为逻辑高电位，晶体管Q6导通，晶体管Q5截止，晶体管Q4截止，此时放电路径1071处于关断状态，电池暂停放电。由此可见，通过切换控制信号FD的电位高低，可实现间歇式反向脉冲放电，或称之为负脉冲放电。
[0031]由于控制信号OCB和FD可通过对单片机编程来提供，因此通过本实用新型的正负脉冲电路组合可以单独进行正脉冲充电、单独进行负脉冲放电、或者交替进行正脉冲充电和负脉冲放电。其中，正脉冲电路提供的正脉冲充电功能可以达到去硫化作用，因为一定频率的脉冲可以产生置换反应，使硫化结晶脱落还原；负脉冲电路提供的负脉冲放电功能可用于加快充电速度及以及降低电池温升，例如在涓流充电阶段，一般需要比较长的时间才能把电池充满，而负脉冲电路的设置允许较短时间通过较大功率的开关电源对电池进行一个快速充电，并且在快速充电期间间断性地给电池放电，例如控制信号FD每使能一次，电池放电0.5%来控制电池温升，如此可使得电池能够快速被充满。由此可见，本实用新型的正负脉冲电路组合应用于充电器时具有电池维护效果，从而可降低用户电池的淘汰率，延长用户电池的使用寿命。
[0032]另外，本领域技术人员在不脱离本实用新型的提供具有正负脉冲电路的正负脉冲电路组合的设计思路的前提下，对电路进行适当的变更，例如适当改变控制器的电路结构、充放电切换电路、充电控制电路、及/或放电控制电路等等，这些适当的变更均应属于本实用新型的发明范畴。
[0033]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种正负脉冲电路组合(100)，适于对电池进行充放电，其特征在于，包括: 控制器(101)，配置有第一控制信号(OCB)提供端和第二控制信号(FD)提供端； 正脉冲电路(105)，配置有电源输入端并电连接至所述第一控制信号(OCB)提供端；以及 负脉冲电路(107)，电连接至所述第二控制信号(FD)提供端。
2.如权利要求1所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，还包括充放电切换电路(103)，配置有电池连接端且电连接所述正脉冲电路(105)及所述负脉冲电路(107)。
3.如权利要求1所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述控制器(101)包括单片机。
4.如权利要求1所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述正脉冲电路(105)包括充电路径(1051)以及电连接所述充电路径(1051)的充电控制电路(1053)，所述充电控制电路(1053)电连接至所述第一控制信号(OCB)提供端以根据所述第一控制信号(OCB)提供端的电位决定所述充电路径(1051)的导通和关断。
5.如权利要求4所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述充电路径(1051)包括第一晶体管(Ql)和至少一个第一二极管(D1，D2);所述第一晶体管(Ql)的第一端电连接所述电源输入端，所述第一晶体管(Ql)的第二端电连接所述第一二极管(D1，D2)的正端，所述第一晶体管(Ql)的控制端电连接所述充电控制电路(1053);以及所述第一二极管(D1，D2)的负端作为充电端。
6.如权利要求5所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述充电控制电路(1053)包括稳压管D3、第一至第七电阻(Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7)、电容(Cl)、第二晶体管(Q2)以及第三晶体管(Q3);稳压管(D3)的负端电连接所述电源输入端，稳压管(D3)的正端通过所述第三电阻(R3)电连接至所述第一晶体管(Ql)的所述控制端；所述第一电阻(Rl)电连接在所述稳压管(D3)的负端和所述第一晶体管(Ql)的所述控制端之间；所述第二电阻(R2)和所述电容(Cl)并联在所述第一晶体管(Ql)的所述控制端和所述第二晶体管(Q2)的第一端之间，所述第二晶体管(Q2)的第二端电连接至预设电位(GND);所述第三晶体管(Q3)的控制端通过第六电阻(R6)电连接至所述第一控制信号(OCB)提供端，所述第三晶体管(Q3)的第一端通过第四电阻(R4)电连接至所述第一晶体管(Ql)的第二端并电连接至所述第二晶体管(Q2)的控制端，所述第三晶体管(Q3)的第二端电连接至所述预设电位(GND)并通过第七电阻(R7)电连接至所述第一控制信号(OCB)提供端以及通过第五电阻(R5)电连接至所述第二晶体管(Q2)的所述控制端。
7.如权利要求1所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述负脉冲电路(107)包括放电路径(1071)以及电连接所述放电路径(1071)的放电控制电路(1073)，所述放电控制电路(1073)电连接至所述第二控制信号(FD)提供端以根据所述第二控制信号(FD)提供端的电位决定所述放电路径(1071)的导通和关断。
8.如权利要求7所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述放电路径(1071)包括第二二极管(D4)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)以及第四晶体管(Q4);所述第二二极管(D4)的正端作为放电端，所述第二二极管(D4)的负端通过所述第八电阻(R8)电连接至所述第四晶体管(Q4)的第一端，所述第四晶体管(Q4)的控制端电连接至所述放电控制电路(1073)，所述第四晶体管(Q4)的第二端电连接至预设电位(GND)并通过所述第九电阻(R9)电连接至所述第四晶体管(Q4)的所述控制端。
9.如权利要求8所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述放电控制电路(1073)包括第十至第第十二电阻(R10，R11，R12)、第五晶体管(Q5)、第六晶体管(Q6)以及第三二极管(D5);所述第六晶体管(Q6)的控制端通过所述第十二电阻(R12)电连接至所述第二控制信号(FD)提供端，所述第六晶体管(Q6)的第一端通过所述第十一电阻(Rll)电连接至预设工作电压(VCCl)，所述第六晶体管(Q6)的第二端电连接至所述预设电位(GND);所述第五晶体管(Q5)的控制端电连接至所述第六晶体管(Q6)的所述第二端，所述第五晶体管(Q5)的第一端电连接至所述预设工作电压(VCCl)，所述第五晶体管(Q5)的第二端通过所述第十电阻(RlO)电连接至所述第四晶体管(Q4)的所述控制端并通过所述第三二极管(D5)电连接至所述第五晶体管(Q5)的所述控制端。
10.如权利要求2所述的正负脉冲电路组合(100)，其特征在于，所述正脉冲电路(105)包括充电路径(1051)以及电连接所述充电路径(1051)的充电控制电路(1053)，所述充电控制电路(1053)电连接至所述第一控制信号(OCB)提供端以根据所述第一控制信号(OCB)提供端的电位决定所述充电路径(1051)的导通和关断； 所述充电路径(1051)包括第一晶体管(Ql)和至少一个第一二极管(D1，D2);所述第一晶体管(Ql)的第一端电连接所述电源输入端，所述第一晶体管(Ql)的第二端电连接所述第一二极管(D1，D2)的正端，所述第一晶体管(Ql)的控制端电连接所述充电控制电路(1053);以及所述第一二极管(D1，D2)的负端电连接至所述充放电切换电路(103)的第一端子； 所述负脉冲电路(107)包括放电路径(1071)以及电连接所述放电路径(1071)的放电控制电路(1073)，所述放电控制电路(1073)电连接至所述第二控制信号(FD)提供端以根据所述第二控制信号(FD)提供端的电位决定所述放电路径(1071)的导通和关断； 所述放电路径(1071)包括第二二极管(D4)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)以及第四晶体管(Q4);所述第二二极管(D4)的正端电连接至所述充放电切换电路(103)的所述第一端子和第四端子，而所述充放电切换电路(103)的第二端子和第三端子电连接至预设电位(GND)、以及所述充放电切换电路(103)的第五端子和第六端子分别电连接所述电池连接端，所述第二二极管(D4)的负端通过所述第八电阻(R8)电连接至所述第四晶体管(Q4)的第一端，所述第四晶体管(Q4)的控制端电连接至所述放电控制电路(1073)，所述第四晶体管(Q4)的第二端电连接至所述预设电位(GND)并通过所述第九电阻(R9)电连接至所述第四晶体管(Q4)的所述控制端。
11.一种充电器，包括如权利要求1至10任意一项所述的正负脉冲电路组合(100)。
【文档编号】H02J7/00GK204089241SQ201420450151
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】郑翱 申请人:杭州得康蓄电池修复仪有限公司