CN103219776A - 防止电池反接的大功率电池充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防止电池反接的大功率电池充电装置，整流单元的输出端与滤波单元连接，滤波单元的输出正端连接防反灌防反接开关和支路，支路与防反灌防反接开关相并联，支路由电阻与二极管串联组成，防反灌防反接开关另一端连接采样电路，采样电路连接控制电路单元，控制电路单元与防反灌防反接开关连接，控制电路单元和滤波单元接地。利用检测输出端口的电压，在功率损失极小的前提下识别电池和充电电源是否正确连接、未连接和反接三种情况；继电器比起半导体器件能大幅减小功率损耗；继电器开关既能防止电流快速的倒灌引起电弧，又能防止电池反接的情况下输出整流二极管被短路；避免人员触电和电池短路等各种意外的发生。
Description
防止电池反接的大功率电池充电装置
技术领域
[0001] 本发明涉及低功耗的防止电池反接的大功率电池充电装置。
背景技术
[0002] 大功率充电电源将市电转换为一个恒定或者变化的直流电压，并根据人为设置或者电池管理系统的通信内容调整输出的电压限值和电流限值给电池或者其它储能设备充电。
[0003] 传统充电器为防止在电池突然接入的瞬间电池突然给充电器的内部输出电容充电形成瞬间大电流而烧坏线路，一般会在输出增加一路输出二极管作为防止倒灌装置。这种措施虽然能有效防止电流倒灌，但是会有较大的功率损耗。为避免以下情况:(1)电池未和充电电源连接，充电电源输出可能对外裸露，一旦机器开启可能会导致人员触电等事故；
(2)充电电源和电池已经连接，但是极性接反:电池的正极和充电器输出的负极相连，电池的负极和充电器的正极相连，电池的电压会被充电机输出的整流二极管短路，引起事故等，一般会额外增加半导体开关,导致系统复杂,并且增加功率损耗和成本。 发明内容
[0004] 本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低功耗的防止电池反接的大功率电池充电装置。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现:
防止电池反接的大功率电池充电装置，特点是:包括整流单元、滤波单元、防反灌防反接开关、支路、采样电路和控制电路单元，整流单元的输出端与滤波单元连接，滤波单元的输出正端连接防反灌防反接开关和支路，支路与防反灌防反接开关相并联，支路由电阻与二极管串联组成，防反灌防反接开关另一端连接采样电路，采样电路连接控制电路单元，控制电路单元与防反灌防反接开关连接，控制电路单元和滤波单元接地。
[0006] 进一步地，上述的防止电池反接的大功率电池充电装置，其特征在于:所述采样电路为电压检测电路。
[0007] 更进一步地，上述的防止电池反接的大功率电池充电装置，其特征在于:所述防反灌防反接开关为继电器。
[0008] 本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
利用检测输出端口的电压，在功率损失极小的前提下识别电池和充电电源是否正确连接、未连接和反接三种情况，MCU根据三种情况采取三种操作；防反灌防反接开关采用机械接触开关(如继电器)，比起半导体器件能大幅减小功率损耗；继电器开关既能防止电流快速的倒灌引起电弧，又能防止电池反接的情况下输出整流二极管被短路；并联支路的电阻防止电流快速回灌，能平衡内外部电压，保证继电器合上的时候不会引起电弧；有效防止可能的人员触电和电池短路等各种意外的发生。附图说明
[0009] 下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
图1:本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0010] 如图1所示，防止电池反接的大功率电池充电装置，包括整流单元1、滤波单元2、防反灌防反接开关3、支路4、采样电路5和控制电路单元6，采样电路5为电压检测电路，防反灌防反接开关3为继电器，整流单元I的输出端与滤波单元2连接，滤波单元2的输出正端连接防反灌防反接开关3和支路4，支路4与防反灌防反接开关3相并联，支路4由电阻与二极管串联组成，防反灌防反接开关3另一端连接采样电路5，采样电路5连接控制电路单元6，控制电路单元6与防反灌防反接开关3控制连接，控制防反灌防反接开关3的开合，控制电路单元6和滤波单元2接地。
[0011] 整流单元I将变压器输出的脉冲整流成正向的电压(或者是脉冲)；滤波单元2将整流后的电压滤成直流电压；防反灌防反接开关3能够防止电流由于外部储能设备的反接突然剧增；并联的支路4与防反灌防反接开关3 —起防止储能设备7 (电池)反接时的电流剧增，并且在储能设备7正向接入时由于电阻的作用能够限制电流在电源正端由右向左的流动速度，保证安全；采样电路5的作用是检测正端的电压，在检测到电压为正时说明储能设备7接入是正确的，检测到电压为“零”则说明储能设备7反接或者没有接入(也可以使控制电路单元6能同时检测正电压或者负电压，这样则可以区分储能设备7反接或者是无连接)；控制电路单元6根据采样电路5的检测信号做出相应的动作。
[0012] 在储能设备7接入正确，控制电路单元6判断无误后，稳态下，防反灌防反接开关3打开，电源给外部储能设备7供电，在防反灌防反接开关3为机械触点开关时，系统有极小的额外损耗。储能设备7不连接或者反向连接时控制电路单元6根据判断结果，不打开电源输出和防反灌防反 接开关3，确保系统安全。
[0013] 当外部储能设备7 (电池)在正向接入充电电源时，二极管与电阻串联组成的支路4会降低电流反灌的速度，防止冲击电流，在采样电路5检测到电池的电压为正后延时一段时间，等待继电器开关两边电压基本平衡时打开继电器，消除继电器打开时的电流冲击，检测支路会将储能设备7 (电池)的电压送到控制电路单元6的采样端口，控制电路单元6检测到储能设备7 (电池)的电压之后可以上报给系统，或者作出判断储能设备7 (电池)有无完好连接，确认连接之后使电源输出，这样可以防止在储能设备7 (电池)未接入的情况下打开输出可能导致的人员触电危险并可以事先和系统确认储能设备7 (电池)的电压信息。由于继电器的接触电阻和导通电阻明显小于半导体开关，系统在运行过程中能量损耗极小，保证了系统的效率。
[0014] 在外部储能设备7 (电池)反接接入充电电源时，防反灌防反接开关3和二极管电阻串联支路4会截止电池电流流经整流二极管造成的可能的短路，此时电压检测电路会检测到负电压，控制电路单元6将信息上报给系统电池错接小心并禁止继电器闭合和电源输出。
[0015] 采用创新的电路结构，利用检测输出端口的电压，一次识别三种情况:电池未连接、电池正确连接和电池错误连接，MCU根据三种情况采取三种操作；防反灌防反接开关3可采用机械接触开关(如继电器)，比起半导体器件能大幅减小功率损耗；继电器开关既能防止电流快速的倒灌引起电弧，又能防止电池反接的情况下输出整流二极管被短路。并联支路的电阻防止电流快速回灌，但是能平衡内外部电压，保证继电器合上的时候不会引起电弧。
[0016] 本发明在功率损失极小的前提下识别电池和充电电源是否正确连接、未连接和反接三种情况，防止可能的人员触电和电池短路等各种意外的发生，并且实现实现事先确认电池信息给系统上报等功能。
[0017] 需要理解到的是:以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护 范围。
Claims (3)
1.防止电池反接的大功率电池充电装置，其特征在于:包括整流单元、滤波单元、防反灌防反接开关、支路、采样电路和控制电路单元，整流单元的输出端与滤波单元连接，滤波单元的输出正端连接防反灌防反接开关和支路，支路与防反灌防反接开关相并联，支路由电阻与二极管串联组成，防反灌防反接开关另一端连接采样电路，采样电路连接控制电路单元，控制电路单元与防反灌防反接开关连接，控制电路单元和滤波单元接地。
2.根据权利要求1所述的防止电池反接的大功率电池充电装置，其特征在于:所述采样电路为电压检测电路。
3.根据权利要求1所述的防止电池反接的大功率电池充电装置，其特征在于:所述防反灌防反接开关为继 电器。
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