专利名称：智能快速蓄电池充电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有智能控制功能的为蓄电池快速充电的充电器。
背景技术：
现有的蓄电池充电器大都由整流滤波电路、与整流滤波电路输出端相接的可调脉宽高频振荡器、与高频振荡器输出端相接的变压器、与变压器输出端相接的高频整流器构成，这种充电器结构虽然简单，但功能太差，主要表现在为了保证不过充电，其充电电流值都设定的较小，导致充电时间太长；其次是不具有温度补偿和有效的去极化功能，现有充电器将充电终止电压规定在某一数值，我们知道，每节铅酸蓄电池的电压与环境温度之间具有每摄氏度0.004伏特负温度系数。而冬、夏季的环境温差是很大的。因此，现有充电器普遍存在冬季欠充、夏季过充现象。为解决上述问题，中国发明专利申请号200410007740.4披露了一种“电动车辆用充电器”，主要由电力提供装置、状态检测装置、单一控制装置构成，根据由状态检测装置检测出的充电状态和电池的状态中的至少一个状态的检测结果来控制电力提供装置。其缺点是须在电池组中内设置温度传感器并作分节引出，结构复杂，成本高，只能用于分节引出式蓄电池组，使用面窄。
发明内容
本发明的目的是克服现有充电器的上述缺点，提供一种智能快速蓄电池充电器。这种智能快速蓄电池充电器结构简单，能够很好地实现先期的大电流快充、达到电池组即将产生发热、产气、失水和极化等负反应时自动转为正负脉冲交替充电的最佳充电模式和避免过充、欠充现象。
实现本发明目的的智能快速蓄电池充电器包括整流滤波电路、与整流滤波电路输出端相接的可调脉宽高频振荡器、与高频振荡器输出端相接的变压器、与变压器输出端相接的高频整流滤波器、并接在充电器正、负极输出端之间的电压采样电路、连接在电压采样电路与高频振荡器之间的充电控制器和与充电控制器相接的环境温度传感器及状态显示电路，本发明的特征是在所述的充电控制器与高频振荡器之间还接有一个多级基准电压控制开关，在高频整流滤波器的正极输出端还串接有一充电控制开关，在该充电控制开关的正极输出端与高频整流滤波器的负极输出端并联有一个脉冲放电控制开关，充电控制开关和脉冲放电控制开关的控制端分别用一光耦器与充电控制器相接。
本发明的工作原理如下第一阶段环境温度传感器和电压采样电路分别将被充电的蓄电池组所处的温度和蓄电池组的电压值输入给充电控制器，经充电控制器处理后选择多级基准电压控制开关的与此温度对应的基准电压通路开通，以此控制可调脉宽高频振荡器的脉冲宽度，即选定了经温度补偿后的先期大电流充电的电流值和转为第二阶段的门限电压值；此时充电控制器控制充电控制开关处于开通状态、脉冲放电控制开关处于关闭状态，打开对应的快速充电状态显示电路，高频整流滤波器输出的直流充电电流向蓄电池组充电；第二阶段当达到转为第二阶段的门限电压值时，即电池组即将产生发热、产气、失水和极化等负反应时，电压采样电路将该信号输入给充电控制器，经充电控制器处理后重新选择基准电压，以此控制可调脉宽高频振荡器的脉冲宽度，即选定了正、负脉冲的电流值和经温度补偿后的最高允许充电电压值；此时充电控制器控制充电控制开关和脉冲放电控制开关处于间歇交替开通状，即实现了最佳的“正脉冲—停—负脉冲—停—正脉冲”的充电模式，同时打开对应的交替充电状态显示电路，关闭快速充电状态显示电路，实现蓄电池组的交替充放电充电过程；当达到最高允许充电电压值时，电压采样电路将该信号输入给充电控制器，充电控制器关闭充电控制开关和脉冲放电控制开关结束充电。同时打开对应的充满状态显示电路，关闭交替充电状态显示电路。
所述的脉冲放电控制开关可以是由快速达林顿管串接可调电阻构成的可调幅式脉冲放电控制开关。好处是可调整放电脉冲幅度并具备良好的去硫化作用。
在所述的充电器的负极输出端串接一个电流取样电路，该电流取样电路用一个电流/频率转换器与充电控制器相接。以此监测充电电流的变化情况，避免充电电流异常时损坏电池。
尚可在所述的充电控制器的一输入端设置一个充电参数设定器，针对不同型号的电池选择充电参数。
与现有技术相比，本发明的优点是具备了温度补偿功能，保证了蓄电池在各种环温下的真正的最佳充电值的实现，避免了欠充和过充；智能控制的先期的大电流快充、电池组即将产生发热、产气、失水和极化等负反应时自动转为正、负脉冲间歇交替充电模式，最优地实现了“去极化”；在现有的充电控制器上设置三只电子开关来实现上述诸功能，结构简单，性能可靠，成本低。
本发明的内容结合以下实施例做更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
图1是本发明的原理框2是本实施例的原理框3是本实施例的电路4是本实施例的结构示意5是本实施例的脉冲充电电流幅时曲线图具体实施方式
如图1～4所示，本智能快速蓄电池充电器的构成包括整流滤波电路、与整流滤波电路输出端相接的可调脉宽高频振荡器、与高频振荡器输出端相接的变压器、与变压器输出端相接的高频整流滤波器、并接在充电器正、负极输出端之间的电压采样电路、连接在电压采样电路与高频振荡器之间的充电控制器和与充电控制器相接的环境温度传感器及状态显示电路，本发明的特征是在所述的充电控制器与高频振荡器之间还接有一个多级基准电压控制开关，在高频整流滤波器的正极输出端还串接有一充电控制开关，在该充电控制开关的正极输出端与高频整流滤波器的负极输出端并联有一个脉冲放电控制开关，充电控制开关和脉冲放电控制开关的控制端分别用一光耦器与充电控制器相接。其中，整流滤波电路、可调脉宽高频振荡器、变压器、高频整流器、电压采样电路、环境温度传感器及状态显示电路和电源电路均可沿用现有的结构形式构成，图3给出了各部件的构成以及之间的连接关系，均属公知技术，这里不一一赘述。图3中的光电管f1、f2、f3、f4分别对应图4中的“快充”、“脉冲”、“充满”“电源”状态显示。在本实施例中，充电控制器用单片机IC1(89C2051)以及外围元件晶振器JZ、电容C16、C17、C13和电阻R16担任，多级基准电压控制开关由电子开关IC2(4067)、稳压管W2、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10、W11、W12、W13、W14担任，用线性光耦器GO1与可调脉宽高频振荡器相接。通过一电平适配器IC4(7407)与IC1相接。环境温度传感器由热敏电阻Rt、常规温度/频率转换器IC5(7555)、外围元件电容C14、C15、电阻R15、WR2构成，它将温度从40℃到-10℃分为每5℃为一步长，即分成与多级基准电压控制开关相对应的11级，其输出端3脚与IC1的13脚相接，IC1的软件程序则可根据13脚获得的温度数字信息来确定电子开关IC2的1-11脚中的哪一个脚与0脚导通，从而使充电器输出在该环境温度下的正确的充电电压。充电控制开关由快速达林顿管DL1、三极管BG4、电阻R6构成，用光耦器GO2与IC1的正脉冲输出脚15相接，脉冲放电控制开关为可调幅式脉冲放电控制开关，由快速达林顿管DL2串接可调电阻R8和外围元件保险管BX2、电阻R7构成，用光耦器GO3与IC1的负脉冲输出脚16相接。可用一个开关型双光耦器来构成GO2、GO3。在第一充电阶段，充电控制器IC1使充电控制开关DL1导通、脉冲放电控制开关DL2关闭，高频整流滤波器输出直流充电电流向蓄电池组B进行持续地大电流充电，同时打开对应的快速充电状态显示电路f1，显示“快充”工作状态。当达到转为第二阶段的门限电压值时，电压采样电路将该信号输入给充电控制器，经充电控制器处理后重新选择基准电压，以此控制可调脉宽高频振荡器的脉冲宽度，即选定了正、负脉冲的电流值和经温度补偿后的最高允许充电电压值；串接了可调电阻R8的达林顿管DL2为一个纯电阻放电电路，能随蓄电池组的电压的变化调整放电脉冲幅度，使之始终保持在最优去极化值，并具备良好的去硫化作用。此时充电控制器控制充电控制开关和脉冲放电控制开关处于间歇交替开通状，即实现如图5给出的脉冲充电电流幅时曲线所示的最佳的“正脉冲-停-负脉冲-停-正脉冲”的充电模式。同时打开对应的“脉冲”交替充电状态显示电路f2，关闭快速充电状态显示电路f1。当达到最高允许充电电压值时，电压采样电路将该信号输入给充电控制器IC1，充电控制器IC1关闭充电控制开关和脉冲放电控制开关结束充电。同时打开对应的“充满”状态显示电路f3，关闭交替充电状态显示电路f2。
可在充电器的输出端接一个电流表A，可方便观察充电电流的情况。
在本实施例中，在所述的充电器的负极输出端还串接有一个由电阻R28担任的电流取样电路，该电流取样电路用一个由IC8(7555)、IC9(324)电阻R24、R25、R26、R27、电容C20、C21构成的电流/频率转换器与充电控制器与IC1的14脚相接。以此监测充电电流的变化情况，避免充电电流异常时损坏电池。
尚可在所述的充电控制器IC1的一输入端设置一个充电参数设定器BK，针对不同型号的电池置开关BK为对应的软件套路而选择相应的充电参数。
权利要求
1.智能快速蓄电池充电器，包括整流滤波电路、与整流滤波电路输出端相接的可调脉宽高频振荡器、与高频振荡器输出端相接的变压器、与变压器输出端相接的高频整流滤波器、并接在充电器正、负极输出端之间的电压采样电路、连接在电压采样电路与高频振荡器之间的充电控制器和与充电控制器相接的环境温度传感器及状态显示电路，其特征是在所述的充电控制器与高频振荡器之间还接有一个多级基准电压控制开关，在高频整流滤波器的正极输出端还串接有一充电控制开关，在该充电控制开关的正极输出端与高频整流滤波器的负极输出端并联有一个脉冲放电控制开关，充电控制开关和脉冲放电控制开关的控制端分别用一光耦器与充电控制器相接。
2.如权利要求1所述的智能快速蓄电池充电器，其特征是所述的脉冲放电控制开关为由快速达林顿管串接可调电阻构成的可调幅式脉冲放电控制开关。
3.如权利要求1所述的智能快速蓄电池充电器，其特征是在所述的充电器的负极输出端串接有一个电流取样电路，该电流取样电路用一个电流/频率转换器与充电控制器相接。
4.如权利要求1所述的智能快速蓄电池充电器，其特征是所述的充电控制器的一输入端接有一充电参数设定器。
全文摘要
智能快速蓄电池充电器，涉及充电技术领域。其构成包括整流滤波电路、可调脉宽高频振荡器、变压器、高频整流滤波器、电压采样电路、由单片机构成的充电控制器、环境温度传感器及状态显示电路，其特征是在所述的充电控制器与高频振荡器之间还接有一个多级基准电压控制开关，在高频整流滤波器的正极输出端还串接有一充电控制开关，在该充电控制开关的正极输出端与高频整流滤波器的负极输出端并联有一个脉冲放电控制开关，充电控制开关和脉冲放电控制开关的控制端分别用一光耦器与充电控制器相接。实现了既能大电流快速充电，又具有良好的“去极化”功能，并能确保冬季不欠充、夏季不过充。可替代现有蓄电池充电器。
文档编号H02J7/02GK1725597SQ20051002115
公开日2006年1月25日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日
发明者严颖勤, 赵松林 申请人:成都市康铭电器有限公司