CN102891521A - 蓄电池充电电路 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电池充电电路包括控制信号输出电路和充电电路。控制信号输出电路包括电压输入端和控制信号转换电路，电压输入端接入外接电源而获得高电平，控制信号转换电路用于将输入的高电平转换成控制信号，该控制信号为交替变化的高电平或低电平，占空比不为50％，并将该控制信号经控制信号输出端输出，该充电电路用于根据该输出的控制信号对铅酸蓄电池进行充电，当控制信号为高电平时，充电电路对铅酸蓄电池进行第一方向充电，当控制信号为低电平时，充电电路对铅酸蓄电池进行第二方向充电。通过本发明的蓄电池充电电路，能够在对铅酸蓄电池进行有效充电的同时使蓄电池中轻微的硫化现象得到及时的清除和恢复，延长蓄电池的使用寿命。

Description

蓄电池充电电路
技术领域
本发明涉及一种电路，特别涉及一种蓄电池充电电路。
背景技术
目前，市场上销售的电池绝大部分是铅酸电池，而一般使用的充电器是三段式充电器(即充电阶段分为恒流阶段、恒压阶段和涓流阶段)，由于没有采用正、负脉冲充电模式对铅酸电池进行充电，使得铅酸电池中轻微的硫化现象不能得到及时的清除和恢复，而硫化现象的日积月累将使得铅酸电池容量逐日减少，最后导致电池报废。现有的具有正、负脉冲充电模式的充电电路结构比较复杂，成本较高，不利用工业生产及应用。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种新的蓄电池充电电路，以解决上述问题。
本发明提供一种新的蓄电池充电电路，用于对铅酸蓄电池进行充电，该蓄电池充电电路包括一控制信号输出电路和一充电电路。该控制信号输出电路包括电压输入端和控制信号转换电路，该电压输入端用于接入外接电源而获得一高电平，该控制信号转换电路与该电压输入端相连，用于将该输入的高电平转换成控制信号，该控制信号为交替变化的高电平或低电平，且占空比不为50％，并将该控制信号经由控制信号输出端输出。该充电电路与该控制信号输出端相连，用于根据该控制信号输出端输出的控制信号对铅酸蓄电池进行充电，当该控制信号为高电平时，该充电电路对铅酸蓄电池进行第一方向充电，当该控制信号为低电平时，该充电电路对铅酸蓄电池进行第二方向充电，该第一方向和第二方向的取向分别为正向或反向。
通过本发明的蓄电池充电电路，能够在有效地对铅酸蓄电池进行充电的同时使得蓄电池中轻微的硫化现象得到及时的清除和恢复，延长了蓄电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施方式中蓄电池充电电路的电路图。
主要元件符号说明
  蓄电池充电电路   100
  铅酸蓄电池   10
  正端   101
  负端   102
  控制信号输出电路   20
  电压输入端   201
  控制信号转换电路   202
  控制信号输出端   2021
  电压比较器   2022
  正极输入端   2023
  负极输入端   2024
  充电电路   30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明一实施方式中蓄电池充电电路100的电路图，该蓄电池充电电路100用于对铅酸蓄电池10进行充电。该蓄电池充电电路100包括一控制信号输出电路20和一充电电路30。该控制信号输出电路20包括一电压输入端201和一控制信号转换电路202，该电压输入端201用于与外接电源连接而接入一高电平Vcc，在本实施方式中，该外接电源为连接市电电源的市电适配器。该控制信号转换电路202与该电压输入端201相连，用于将该电压输入端201输入的高电平Vcc转换成控制信号，该控制信号为交替变化的高电平或低电平，且占空比不为50％，即高电平的维持时间与低电平的维持时间不等，该控制信号转换电路202进一步将控制信号经由控制信号输出端2021输出。该充电电路30与该控制信号输出端2021相连，用于对铅酸蓄电池10进行充电，当该控制信号为高电平时，该充电电路100对铅酸蓄电池10进行第一方向充电，当该控制信号为低电平时，该充电电路100对铅酸蓄电池10进行第二方向充电，该第一方向和第二方向的取向分别为正向或反向。例如，设定该第一方向充电为正方向充电，则该第二方向充电为负方向充电，则在控制信号占空比不为50％，例如高电平的持续时间长于低电平的持续时间时，从而使得充电电路100对该铅酸蓄电池10进行正向充电的时间长于该反向充电时间。
具体的，该充电电路30包括一负载电阻R和第一、第二、第三、第四MOS(Metal-oxide semiconductor)管Q1、Q2、Q3、Q4，其中，第一、第四MOS管Q1、Q4为同类别MOS管，第二、第三MOS管Q2、Q3为同类别MOS管，且与第一、第四MOS管Q1、Q4不同类别，在本实施方式中，该第一、第四MOS管Q1、Q4为PMOS管，该第二、第三MOS管Q2、Q3为NMOS管。第一、二、三、四MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G均与控制信号输出端2021相连，第一、二MOS管Q1、Q2的漏极D均与电压输入端201相连，第一MOS管Q1的源极S连接至第三MOS管Q3的漏极D，第二MOS管Q2的源极S连接至第四MOS管Q4的漏极D，第三、四MOS管Q3、Q4的源极S接地，该负载电阻R第一端M与第一MOS管Q1的源极S和第三MOS管Q3的漏极D之间的连接线连接以形成连接节点T1，第二端N与第二MOS管Q2的源极S和第四MOS管Q4的漏极D之间的连接线连接以形成连接节点T2，该负载电阻R的两端M、N还分别连接至铅酸蓄电池10的负端102和正端101。
当电压输入端201连接外部电源而获得电压Vcc后，在该控制信号输出端2021输出为高电平时，第二、第三MOS管Q2、Q3导通，第一、第四MOS管Q1、Q4截止，电压输入端201经导通的第二MOS管Q2与负载电阻R的第二端N以及铅酸蓄电池10的正端101连接，而铅酸蓄电池10的负端102以及该负载电阻R的第一端M经由该导通的第三MOS管Q3接地，从而使得电阻R的第二端N的电势高于第一端M的电势，充电电路30对铅酸蓄电池10进行第一方向即正方向的充电。
在该控制信号输出端2021输出为低电平时，第一、第四MOS管Q1、Q4导通，第二、三MOS管Q2、Q3截止，电压输入端201经该导通的第一MOS管Q1与负载电阻R的第一端M以及该铅酸蓄电池10的负极102连接，负载电阻R的第二端N以及该铅酸蓄电池10的正极101经由导通的第四MOS管接地，从而使得电阻R第一端M的电势高于第二端N的电势，充电电路30对铅酸蓄电池10进行第二方向即反方向的充电。当控制信号输出端2021再次输出为高电平时，充电电路30对蓄电池10又进行第一方向充电，如此反复，则使得充电电路30对蓄电池10交替进行第一方向充电和第二方向充电，即交替进行正向充电和反向充电，从而在给蓄电池10充电的同时使得蓄电池10中轻微的硫化现象得到及时的清除和恢复，且延长了蓄电池10的使用寿命。可以想象的是，在另一实施方式中，该第一、四MOS管Q1、Q4可以为NMOS管，该第二、三MOS管Q2、Q3则为PMOS管。
该控制信号转换电路202包括电压比较器2022、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第二二极管D2和电容C。该第一电阻R1和第二电阻R2串联连接于电压输入端201和地之间，该电压比较器2022的正极输入端2023连接至第一电阻R1和第二电阻R2之间的连线上以形成第一结点A。该电容C连接于电压比较器2022的负极输入端2024和地之间。该第三电阻R3和第四电阻R4的阻值不同，该第三电阻R3一侧连接至电容C与电压比较器2022负极输入端之间的连线上，以形成第二结点B，另一侧连接至第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接至电压比较器2022的输出端，该第四电阻R4一侧连接至电压比较器2022的输出端，另一端连接至第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极连接至第二结点B，该电压比较器2022的输出端作为控制信号输出端2021。
由于电阻R1和R2的分压作用，比较器2022的正极输入端2023输入为高电平，负极输入端2024由于连接电容C后接地而输入低电平，从而电压比较器2022的输出端输出高电平。同时，输出端输出的高电平经由第一二极管D1、电阻R3和电容C而对电容C进行充电，当电容C的电压达到一定阶段而使电压比较器2022的负极输入端2024的输入为高电平时，比较器2022输出则为低电平，电容C则经由第二二极管D2和R4通过比较器2022输出端的低电平而放电。当由于电容C的放电而使得比较器2022的负极输入端2024的输入再次变为负电平时，比较器202的输出端再次转换为高电平，如此反复，则电压比较器2022的输出端提供了一交替变化的高电平或低电平。由于第三电阻R3和第四电阻R4的阻值不同，故电容C的充电时间和放电时间不同，从而使得电压比较器2022输出端输出的高电平与低电平的持续时间不一样，即占空比不为50％。
在本实施方式中，由于在电压比较器2022输出端输出为高电平时，充电电路30对蓄电池10进行正向充电，电压比较器2022输出端输出为低电平时，充电电路30对蓄电池10进行反向充电，则电压比较器2022输出端输出的控制信号的占空比要大于50％，则可设置R3的阻值大于R4的阻值，使得电压比较器2022输出端对电容C的充电时间大于电容C自身达到高电平后的放电时间。可以想象，在其他实施方式中，当电路为电压比较器2022输出端输出为高电平时，充电电路30对蓄电池10进行反向充电，电压比较器2022输出端输出为低电平时，充电电路30对蓄电池10进行正向充电，则电压比较器2022输出端输出的控制信号的占空比要小于50％，则可对于设置R3的阻值小于R4的阻值即可。
在本实施方式中，为了确保电压比较器2022的正极输入端2023和负极输入端2024的输入电平的稳定，该控制信号转换电路202还包括第五电阻R5和第六电阻R6，该第五电阻R5连接在电压比较器2022的正极输入端和第一结点A之间，该第六电阻R6连接在电压比较器2022的负极输入端和第二结点B之间。

Claims (6)

1.一种蓄电池充电电路，用于对铅酸蓄电池进行充电，其特征在于，该蓄电池充电电路包括：
一控制信号输出电路，包括：
电压输入端，用于接入外接电源而获得一高电平；以及
控制信号转换电路，与该电压输入端相连，用于将该输入的高电平转换成控制信号，该控制信号为交替变化的高电平或低电平，且占空比不为50％，并将该控制信号经由控制信号输出端输出；以及
一充电电路，与该控制信号输出端相连，用于根据该控制信号输出端输出的控制信号对铅酸蓄电池进行充电，当该控制信号为高电平时，该充电电路对铅酸蓄电池进行第一方向充电，当该控制信号为低电平时，该充电电路对铅酸蓄电池进行第二方向充电，该第一方向和第二方向的取向分别为正向或反向。
2.如权利要求1所述的蓄电池充电电路，其特征在于，该充电电路包括一负载电阻和第一、第二、第三、第四MOS(Metal-oxidesemiconductor)管，其中，第一、第四MOS管为同类别MOS管，第二、第三MOS管为同类别MOS管，且与第一、第四MOS管不同类别，第一、第二、第三、第四MOS管的栅极均与控制信号输出端相连，第一、第二MOS管的漏极均与电压输入端相连，第一MOS管的源极连接至第三MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接至第四MOS管的漏极，第三、第四MOS管的源极接地，该负载电阻一端连接在第一MOS管的源极与第三MOS管的漏极之间的连接线上，另一端连接在第二MOS管的源极与第四MOS管的漏极之间的连接线上，且该负载电阻的两端还分别连接至铅酸蓄电池的两端。
3.如权利要求2所述的蓄电池充电电路，其特征在于，该第一、第四MOS管为PMOS管，该第二、第三MOS管为NMOS管。
4.如权利要求2所述的蓄电池充电电路，其特征在于，该第一、第四MOS管为NMOS管，该第二、第三MOS管为PMOS管。
5.如权利要求2所述的蓄电池充电电路，其特征在于，该控制信号转换电路包括电压比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管和电容，该第一电阻和第二电阻串联连接于电压输入端和地之间，该电压比较器的正极输入端连接至第一电阻和第二电阻之间的连线上以形成第一结点，该电容连接于电压比较器的负极输入端和地之间，该第三电阻和第四电阻的阻值不同，该第三电阻一侧连接至电容与电压比较器负极之间的连线上以形成第二结点，另一侧连接至第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接至电压比较器的输出端，该第四电阻一侧连接至电压比较器的输出端，另一端连接至第二二极管的阴极，第二二极管的阳极连接至第二结点，该电压比较器的输出端作为控制信号输出端。
6.如权利要求5所述的蓄电池充电电路，其特征在于，该控制信号转换电路还包括第五电阻和第六电阻，该第五电阻连接在电压比较器的正极输入端和第一结点之间，该第六电阻连接在电压比较器的负极输入端和第二结点之间。
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