专利名称：电池充电用直流电流均分器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池充电装置，尤其是一种电池充电用电流均分器。适用 于铅蓄电池的生产测试。
背景技术：
现有的高压电池充电器一般采用恒流、恒压的充电方式，其充电电流不间 断地持续输出，存在电池"极化"现象；此外，现有的高压电池充电器每次只 能对一个电池组进行充电，工作效率较低
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电池充电用电流均分器，旨在 克服普通恒流充电器在对电池充电时的"极化"现象，以图实现高压电池充电 器充电电流脉冲化，并且实现每次可对多个电池组同时进行充电，以提高生产 效率。
本实用新型所采用的技术方案是 一种电池充电用直流电流均分器，其特 征在于该均分器由显示电路、控制电路、电流检测电路、电池电压检测电路、 输入缓冲电路、驱动及分流电路、电源电路及电池组负载组成，其中输入缓冲 电路输出的普通恒流电经驱动及分流电路在控制电路的控制下使充电电流脉冲 化，并以脉冲电流的方式对电池组负载冲电，接在电池组负载输出端的电池电 压检测电路用于检测电池组负载两端的电压并将检测结果反馈给控制电路，与 电池组负载相接的电流检测电路用于检测电池组负载的充电电流并将检测结果 反馈给控制电路，显示电路与控制电路相连接，电源电路为整个电路提供稳定 的工作电压。
所述控制电路包括一集成电路"，其中Q之脚2是第一路电池电压输入， 与电池电压检测电路之放大器U7B的脚7相连接，U,之脚3是第二路电池电压输入，与电池电压检测电路之放大器U7A的脚1相连接；U,之脚4是第一路充 电电流输入，与电流检测电路之放大器U6A的脚1相连接，U,之脚7是第二路 充电电流输入，与电流检测电路之放大器U6B的脚7相连接；Ui之脚12是第一
路电池驱动控制信号，接驱动及分流电路三极管Q 的基极，Q之脚13是第二 路电池驱动控制信号，接驱动及分流电路三极管Q4的基极；U,的脚21是第一 路电池反接检测输入，接电池电压检测电路光耦U4的输出脚，U,的脚23是第 二路电池反接检测输入，接电池电压检测电路光耦U5的输出脚，U,的脚25接 蜂鸣器，U,的脚26接输入缓冲电路的软启动控制输出，U,脚27和脚28分别 接第一路和第二路电池工作指示灯。
所述电流检测电路主要包括绝缘栅双极晶体管Q3和Q8、用作放大器的集
成电路U6A和U6B、取样电阻R28和R49，绝缘栅双极晶体管Q3的栅极接驱动及
分流电路并受第二路电池驱动控制信号P,的控制，Q3的集电极接电池组负载， Q3的发射极接取样电阻R28并将取样信号加至放大器U6A,放大器的输出信号即 第1路充电电流输入接控制电路W的脚4;绝缘栅双极晶体管Q8的栅极接驱动
及分流电路并受第一路电池驱动控制信号P2的控制，Q8的集电极接电池组负载，
Q8的发射极接取样电阻R49并将取样信号加至放大器U6B，放大器的输出信号即 第2路充电电流输入接控制电路W的脚7 。
所述电池电压检测电路主要包括光电耦合器U4和U5 、放大电路U7B和U7A, 其中光耦U4的输出脚为第一路电池反接检测输入，接控制电路Ui的脚21,光 耦U5和输出脚为第二路电池反接检测输入，接控制电路U,的脚23;光耦174 的输入端接第一路电池组负载的正极，光耦U5的输入端接第二路电池组负载的 正极；放大器U7B的输出脚7为第一路电池电压输入，接控制电路Q的脚2， 放大器U7A的输出脚1为第二路电池电压输入，接控制电路U,的脚3。
所述驱动及分流电路主要包括第一路开关管Qn、 Q6、 Qu和绝缘栅双极晶 体管Q8，其中Qu的基极为第一路电池驱动控制信号P2，接控制电路U,的脚 12， Qs的集电极接第一路电池组负载的负极；所述驱动及分流电路还包括第二路开关管Q4、 Q5、 Q7和绝缘栅双极晶体管Q3，其中Q4的发射极为第二路电池 驱动控制信号P,，接控制电路U,的脚13， Q3的集电极接第二路电池组的负载。 本实用新型的有益效果是由于在高压恒流电池充电器的后面增加了本电 流均分器后电流就可以脉冲方式输出，加快了活性物质的反应速度，避免了电 解液硫化结晶，并且可以有效的击碎已经出现的结晶颗粒，脉冲电流充电还能 对电池极板有加强其韧性的效果，提高了蓄电池的循环使用寿命；同时，由于"极 化"现象的消失，脉冲电流激活电池内部的活性物质，提高了蓄电池的充电有效 容量。除此之外，本电流均分器可以实现每次对多个电池组同时进行充电，提 高了生产效率。
图l是本实用新型的电路框图。
图2是本实用新型的电原理总图。
图3是图2中的显示电路。
图4是图2中的控制电路。
图5是图2中的电流检测电路。
图6是图2中的电池电压检测电路。
图7是图2中的驱动及分流电路。
图8是图2中的电源电路。
具体实施方式
如图1所示，本实施例电池充电用直流电流均分器由显示电路1、控制电 路2、电流检测电路3、电池电压检测电路4、输入缓冲电路5、驱动及分流电 路6、电源电路7及各个电池组(负载)组成。其中，从输入缓冲电路5出来 的普通恒流电通过驱动及分流电路6在控制电路2的控制下使冲电电流脉冲化， 并以脉冲电流的方式均匀的分配到各个电池组，实现多电池组同时充电。接在 电池组输出端的电池电压检测电路4用于检测电池组两端的电压并将检测结果 反馈给控制电路2;与电池组相接的电流检测电路3用于检测流过电池组的充电电流并将检测结果反馈给控制电路2。显示电路1与控制电路2相连接，电 源电路7为整个电路提供稳定的工作电压。
所述控制电路2包括一集成电路U, (PIC16F876单片机，PIC16F876集成 有5路10位A/D变换器、通用同步屏步收发器USART、捕捉/比较脉宽调制器、 看门狗等模块。可在线调试、在线编程。PIC16F876内有8K字节的FLASH程 序存储器，368字节的数据存储器，256字节的EEPROM存储器。其EEPROM 存储器具有掉电不丢失的特点，可用来存储各种参数设定值)。PIC16F876单片 机采用数字PID控制策略，将恒流输入电流通过驱动及分流电路6以脉冲方式 均匀的分配到各个电池组，实现多电池组同时恒流充电。其中Ui之脚2是第 一路电池电压输入，与电池电压检测电路4之放大器u7b的脚7相连接，U,之 脚3是第二路电池电压输入，与电池电压检测电路4之放大器Um的脚1相连 接；Ui之脚4是第一路充电电流输入，与电流检测电路3之放大器u6a的脚1 相连接，U！之脚7是第二路充电电流输入，与电流检测电路3之放大器U6B的 脚7相连接；U,之脚12是第一路电池驱动控制信号，接驱动及分流电路6三极 管Qu的基极，Ui之脚13是第二路电池驱动控制信号，接驱动及分流电路6三 极管Q4的发射极；U,的脚21是第一路电池反接检测输入，接电池电压检测电 路4光耦U4的输出端，U,的脚23是第二路电池反接检测输入，接电池电压检 测电路4光耦U5的输出端。U！的脚25通过电阻R,5和三极管Q2接蜂鸣器B,， Ui的脚26接输入缓冲电路5的软启动控制输出，U,之脚27和脚28分别接第 一路和第二路电池工作指示灯，当电池组反接或出现其它不正常情况时，该路 的工作指示灯闪烁且蜂鸣器发出报警。
所述电流检测电路3对流过电池组的电流信号进行实时检测，并将检测结 果送控制电路2之单片机U,，控制电路计算出每路电流与目标电流的差值，调 节各个驱动器的导通时间，使得流经各路电池的电流相等。电池充电过程中电 池的特性发生变化，各路电流也将发生改变，数字控制器Ui进行动态控制，实 时调节各个驱动器的导通时间，实现各路电池在整个充电过程中的脉冲电流均分。电流检测电路3主要包括绝缘栅双极晶体管Q3和Q8、用作放大器的集成
电路U6A和U6B、取样电阻1128和R49,绝缘栅双极晶体管Q3的栅极接驱动及分
流电路6并受第二路电池驱动控制信号P！的控制，Q3的集电极接电池组负极， Q3的发射极接有取样电阻R28并将取样信号输入至放大器U6A，放大器的输出信 号即第l路充电电流输入(电流检测结果)反馈至控制电路(2) U,的脚4;绝 缘栅双极晶体管Q8的栅极接驱动及分流电路6并受第一路电池驱动控制信号
P2的控制，Qs的集电极接电池组负极，Qs的发射极接有取样电阻R49并将取样
信号输入至放大器U6B，放大器的输出信号即第2路充电电流输入(电流检测 结果)反馈至控制电路(2) U,的脚7。
所述电池电压检测电路4主要包括光电耦合器114和U5、放大电路1178和 U7A，其中光耦U4的输出脚为第一路电池反接检测输入，接控制电路(2) U, 的脚21，光耦U5和输出脚为第二路电池反接检测输入，接控制电路(2)"的 脚23。光耦U4的输入端接第一路电池组的正极，光耦U5的输入端接第二路电
池组的正极。放大器U7B的输出脚7为第一路电池电压输入(电压检测结果)，
并将检测结果反馈至控制电路(2) U,的脚2，放大器U7A的输出脚1为第二路 电池电压输入(电压检测结果)，并将检测结果反馈至控制电路(2) Ui的脚3。 所述驱动及分流电路6主要包括第一路开关管Qn、 Q6、 Qu和绝缘栅双极 晶体管Q8，其中Qu的基极为第一路电池驱动控制信号P2，接控制电路(2) Ui的脚12， Qs的集电极接第一路电池组的负极；所述驱动及分流电路(6)还 包括第二路开关管Q4、 Q5、 Q7和绝缘栅双极晶体管Q3，其中Q4的发射极为第 二路电池驱动控制信号P,，接控制电路(2) U,的脚13， Q3的集电极接第二路 电池组的负载。
所述显示电路l，包括数码管L,(四位)、L2 (三位)、L3 (三位)，两块显 示扩展电路U9、 U1Q，该电路的第2位数码管位控制信号V,接控制电路2的脚 11，第1位数码管位控制信号Vo接控制电路2的脚14。
所述电源电路7包括变压器T1，桥式整电路D3、 D4、 D5、 D6，三端稳压块112、 U3、 U8，最终输出12V稳定的直流电压。
本实用新型的工作原理是从普通恒流器输出的恒流电流首先进入输入缓 冲电路5，从缓冲电路输出的直流电进入驱动及分流电路6，在该电路中流经绝
缘栅双极晶体管Q3和Q8的电流受到控制信号P,、 P2的控制，从而形成脉动电
流，实现了以脉冲方式对电池组充电。电流检测电路3和电池电压检测电路4 都是实时检测充电过程中的电流、电压情况，并将检测结果反馈到控制电路2， 以便及时调节各个驱动器的导通时间，实现各路电池在整个充电过程中的脉冲 电流均分。
为了便于说明，本实施例只介绍了对两路电池组进行充电的电路结构，在 实际应用中可以依据本实用新型的设计构思实现三路、四路甚至更多路电池组 的同时充电。
权利要求1、一种电池充电用直流电流均分器，其特征在于该均分器由显示电路(1)、控制电路(2)、电流检测电路(3)、电池电压检测电路(4)、输入缓冲电路(5)、驱动及分流电路(6)、电源电路(7)组成，其中输入缓冲电路(5)输出的普通恒流电经驱动及分流电路(6)在控制电路(2)的控制下使充电电流脉冲化，并以脉冲电流的方式对电池组冲电，接在电池组负载输出端的电池电压检测电路(4)用于检测电池组负载两端的电压并将检测结果反馈给控制电路(2)，与电池组负载相接的电流检测电路(3)用于检测电池组负载的充电电流并将检测结果反馈给控制电路(2)，显示电路(1)与控制电路(2)相连接，电源电路(7)为整个电路提供稳定的工作电压。
2、 根据权利要求l所述的电池充电用直流电流均分器，其特征在于所述 控制电路(2)包括一集成电路Q，其中Q之脚2是第一路电池电压输入，与 电池电压检测电路(4)之放大器U7B的脚7相连接，U,之脚3是第二路电池电 压输入，与电池电压检测电路(4)之放大器U7A的脚1相连接；Q之脚4是第 一路充电电流输入，与电流检测电路(3)之放大器U6A的脚1相连接，U,之脚 7是第二路充电电流输入，与电流检测电路(3)之放大器U6B的脚7相连接； Q之脚12是第一路电池驱动控制信号，接驱动及分流电路(6)三极管Qu的 基极，U,之脚13是第二路电池驱动控制信号，接驱动及分流电路(6)三极管 Q4的基极；Q的脚21是第一路电池反接检测输入，接电池电压检测电路(4) 光耦U4的输出脚，U!的脚23是第二路电池反接检测输入，接电池电压检测电 路(4)光耦U5的输出脚，Q的脚25接蜂鸣器，"的脚26接输入缓冲电路(5) 的软启动控制输出，Ui脚27和脚28分别接第一路和第二路电池工作指示灯。
3、 根据权利要求l所述的电池充电用直流电流均分器，其特征在于所述 电流检测电路(3)主要包括绝缘栅双极晶体管Q3和Q8、用作放大器的集成电路U6A和U6B、取样电阻R28和R49，绝缘栅双极晶体管Q3的栅极接驱动及分流电路(6)并受第二路电池驱动控制信号R的控制，Q3的集电极接电池组负载， Q3的发射极接取样电阻R28并将取样信号加至放大器U6A，放大器的输出信号即 第1路充电电流输入接控制电路(2) U,的脚4;绝缘栅双极晶体管Qs的栅极 接驱动及分流电路(6)并受第一路电池驱动控制信号P2的控制，Qs的集电极接电池组负载，Q8的发射极接取样电阻R49并将取样信号加至放大器U6B，放大器的输出信号即第2路充电电流输入接控制电路(2) Ui的脚7。
4、 根据权利要求l所述的电池充电用直流电流均分器，其特征在于所述电池电压检测电路(4)主要包括光电耦合器U4和U5、放大电路U7B和U7A，其中光耦U4的输出脚为第一路电池反接检测输入，接控制电路(2) W的脚21， 光耦U5和输出脚为第二路电池反接检测输入，接控制电路(2) Q的脚23;光 耦U4的输入端接第一路电池组负载的正极，光耦U5的输入端接第二路电池组 负载的正极；放大器U7B的输出脚7为第一路电池电压输入，接控制电路(2) Q的脚2，放大器U7A的输出脚1为第二路电池电压输入，接控制电路(2) Q 的脚3。
5、 根据权利要求l所述的电池充电用直流电流均分器，其特征在于所述 驱动及分流电路(6)主要包括第一路开关管Q 、 Q6、 Q,2和绝缘栅双极晶体管 Q8，其中Qu的基极为第一路电池驱动控制信号P2，接控制电路(2)"的脚 12， Qs的集电极接第一路电池组负载的负极；所述驱动及分流电路(6)还包括 第二路开关管Q4、 Q5、 Q7和绝缘栅双极晶体管Q3，其中Q4的发射极为第二路 电池驱动控制信号P"接控制电路(2)"的脚13， Q3的集电极接第二路电池 组的负载。
专利摘要本实用新型涉及电池充电用直流电流均分器。其目的是克服普通恒流充电器在对电池充电时的“极化”现象，以图实现高压电池充电器充电电流脉冲化，实现每次可对多个电池组同时进行充电。解决该问题的技术方案是该均分器的输入缓冲电路输出的普通恒流电经驱动及分流电路在控制电路的控制下使充电电流脉冲化，并以脉冲电流的方式对电池组负载冲电，接在电池组负载输出端的电池电压检测电路用于检测电池组负载两端的电压并将检测结果反馈给控制电路，与电池组负载相接的电流检测电路用于检测电池组负载的充电电流并将检测结果反馈给控制电路，显示电路与控制电路相连接，电源电路为整个电路提供稳定的工作电压。本实用新型可用于铅蓄电池的生产测试。
文档编号H02J7/02GK201130869SQ20072030323
公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者耀 张, 陈基伟, 黄忠慧 申请人:浙江机电职业技术学院