一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路的制作方法

本技术涉及一种电池充电，尤其涉及一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路。

背景技术：

1、目前电动汽车充电机，模式简单，以直流方式充电或者三段式充电为主，充电过程容易造成电池内阻升高，温升过快，导致电池永久性损坏，并且具有充电时间过长等问题。

2、而现有技术中，采用高频脉冲电流充电方式，可以提高电池的充电性能，并且可以缩短充电时间，增大放电容量，减少电池发热，提高充电效率，因此脉冲电流充电技术被广泛的应用于铅酸电池和镉镍电池中。

3、但是目前的脉冲充电电路存在一个问题，现有的充电电路都是通过充电电路的电源直接供电，在通过高频整流的方式产生一个高频的脉冲充电电流，而这种充电方式对于相对比较脆弱的锂电池而言，其脉冲幅值很难控制，特别是在恒压充电阶段发生高频脉冲电压的跳变损坏个体电芯，造成电源损坏并可能因此引发电池燃烧、爆炸等安全问题。

4、为了解决上述问题，本实用新型设计了一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路。

技术实现思路

1、本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，可防止或减少在充电过程中形成锂金属(称为枝晶)的生长，从而提高锂电池的容量和循环寿命。

2、相较于现有的高频电流充电方案，本方案在电路中加入了辅助电源，单独提供高频脉冲，再叠加进恒流恒压充电电路中，形成高频脉冲电流，具体实现原理如下：

3、一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，包括：恒流恒压充电电路、动态开关器件、控制电路和辅助电源。

4、所述恒流恒压充电电路两端具有第一充电电压，所述恒流恒压充电电路与所述辅助电源串接且共同形成第二充电电压，所述辅助电源连接所述控制电路，并使所述控制电路联动所述动态开关器件使待充电电池的充电电压在所述第一充电电压与第二充电电压之间高频切换。

5、其中，所述第一充电电压为ue1，所述第二充电电压为ue1+ue2；ue1为恒流恒压充电电路的对外输出电压，ue2为辅助电源的对外输出电压。

6、其中，所述动态开关器件包括：连接于所述充电电路上的二极管d1、连接于充电电路与所述辅助电源负极之间的二极管d2以及与所述二极管d2串联的开关管q；所述控制电路控制连接所述开关管q，进而在二极管d1导通或二极管d2导通的状态下高频切换。

7、其中，包括并联稳压电路，所述并联稳压电路包括：串接于所述恒流恒压充电电路上与待充电电池形成的充电回路上的电阻r1、电阻r2以及功率mos管q1；所述动态开关器件为功率mos管q2，所述功率mos管q2与所述并联稳压电路并联的；所述控制电路控制连接功率mos管q2，进而在功率mos管q1导通或功率mos管q2导通的状态高频切换。

8、其中，所述控制电路包括：cpu、检测电路、编码电位器、显示电路、pwm驱动电路。

9、所述cpu的第一输入端口连接有所述检测电路，所述检测电路可检测高频脉冲电流的电流参数，并将该电流参数返回所述cpu，所述cpu的第二输入端口连接有所述编码电位器，所述编码电位器可产生输入所述cpu的控制指令；所述cpu的第一输出端口连接有所述显示电路，cpu可将所述电流参数显示于所述显示电路的显示面板上，所述cpu的第二输出端口连接有所述pwm驱动电路，所述cpu可根据控制指令并通过调整pwm驱动电路向所述动态开关器件控制端输入的驱动脉冲信号，调整高频脉冲电流的参数。

10、实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

11、①提高电池性能，降低电池充电过程中晶枝的生成，本方案通过高频脉冲电流为电池进行充电，从而大大提升了电池的充电速度和使用寿命；②稳定安全，本方案设计了一个辅助电源，同时通过动态开关器件和辅助电源来对充电电流进行高频叠加，与传统的方案相比，双电源的方案其电流幅值更容易控制，进而避免了传统的单一电源在脉冲调制过程中造成的电压幅值跳变造成锂电池击穿的危险。③电流参数可调控，本方案在电路中设置了控制电路，可以对动态开关器件进行控制，进而实时调节充电电流参数，保证充电过程的安全可控。

技术特征：

1.一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，包括：恒流恒压充电电路、动态开关器件、控制电路和辅助电源；

2.根据权利要求1所述的一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，所述第一充电电压为ue1，所述第二充电电压为ue1+ue2；

3.根据权利要求2所述的一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，所述第二充电电压ue1+ue2小于待充电电池的保护电压。

4.根据权利要求1所述的一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，所述动态开关器件包括：连接于所述恒流恒压充电电路与待充电电池形成的充电回路上的二极管d1、连接于所述充电回路与所述辅助电源负极之间的二极管d2以及与所述二极管d2串联的开关管q；

5.根据权利要求1所述的一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，还包括并联稳压电路，所述并联稳压电路包括：串接于所述恒流恒压充电电路与待充电电池形成的充电回路上的电阻r1、电阻r2以及功率mos管q1；所述动态开关器件为功率mos管q2，所述功率mos管q2与所述并联稳压电路并联；

6.根据权利要求1所述的一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，所述控制电路包括：cpu、检测电路、编码电位器、显示电路、pwm驱动电路；

7.根据权利要求6所述的一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，其特征在于，所述检测电路包括：电流检测电路、电压检测电路和叠加功率检测电路；

技术总结
本技术实施例公开了一种两段式电压的高频脉冲电流充电回路，包括：恒流恒压充电电路、动态开关器件、辅助电源和控制电路；所述恒流恒压充电电路与所述动态开关器件连接，并通过所述动态开关器件的第一端与待充电电池形成充电电路；所述动态开关器件的第二端与所述辅助电源的负极连接，所述辅助电源的正极与所述充电电路导通；所述控制电路与所述动态开关器件的控制端连接，进而导通所述动态开关键的第一端或第二端。采用本技术，可通过辅助电源为充电电流叠加高脉冲电流，精准控制充电电压幅值和脉冲频率，进而使得锂电池的充电过程更加安全，同时还可对充电电流进行智能控制，达到提升电池性能的同时提高充电安全性和可控性。

技术研发人员：张继荣,张潮
受保护的技术使用者：张继荣
技术研发日：20230821
技术公布日：2024/3/12