CN104734292A - 铅酸蓄电池充电维护设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于蓄电池管理技术领域，提供一种铅酸蓄电池充电维护设备及系统。所述设备包括壳体以及设在所述壳体内的充电维护模块，所述充电维护模块包括：充电接口、驱动控制模块、脉冲发生电路、多路电池接口、多路开关电路；其中，所述脉冲发生电路输出脉冲充电电流，每路电池接口对应连接一块蓄电池；每一路开关电路对应控制一路电池接口。本发明采用脉冲充电技术，可连续给多组铅酸蓄电池充电，解决蓄电池在储存(售买)过程中蓄电池自放电造成蓄电池性能下降的困绕。

Description

铅酸蓄电池充电维护设备及系统
技术领域
本发明属于蓄电池管理领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池充电维护设备及系统。
背景技术
铅酸蓄电池，其电极主要由铅及其氧化物制成，蓄电池中的电解液是硫酸溶液。铅酸蓄电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。由铅酸蓄电池结构与材料原理可知，铅酸蓄电池在储存过程中会产生自放电，储存时间越长，放电量越大。若不及时充电，将严重影响蓄电池性能。甚至新蓄电池还没使用，就已经出现严重亏电、甚至损坏的情况。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种铅酸蓄电池充电维护设备及系统，旨在解决现有铅酸蓄电池由于自放电现象使得蓄电池不能长时间存放以及性能下降的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
一方面，所述铅酸蓄电池充电维护设备，包括壳体以及设在所述壳体内的充电维护模块，所述充电维护模块包括：
充电接口，用于外接充电器为模块供电；
驱动控制模块，用于输出脉冲信号以及开关控制信号；
脉冲发生电路，用于接收所述脉冲信号并转换成频率相同的脉冲充电电流；
多路电池接口，用于连接蓄电池正负极并通过所述脉冲充电电流为蓄电池充电；其中，每路电池接口对应连接一块蓄电池；
多路开关电路，用于接收所述驱动控制模块输出的开关控制信号，并控制对应的开关电路导通；其中每一路开关电路对应控制一路电池接口。
进一步的，所述充电维护模块还包括用于指示对应蓄电池的充电状态的多路电池充电指示电路，每路电池充电指示电路均连接在对应蓄电池与所述驱动控制模块之间。
进一步的，所述驱动控制模块还连接有电池反接报警电路。
进一步的，所述驱动控制模块还连接有开关按键。
进一步的，所述充电接口、开关按键、多路电池接口位于壳体一侧，所述多路电池充电指示电路和电池反接报警电路均包括指示灯，所述指示灯位于所述壳体另一侧。
另一方面，所述铅酸蓄电池充电维护系统，包括上述铅酸蓄电池充电维护设备，还包括单层或多层电池架，每层电池架用于放置单块或多块蓄电池，所述电池架背面还设有背板，所述铅酸蓄电池充电维护设备安装于所述背板上，所述系统还包括充电线夹对，所述充电线夹对一端用于插入电池接口，另一端用于夹住蓄电池的正负极。
进一步的，所述壳体两侧还设有耳座，所述壳体通过穿过所述耳座的螺丝安装于所述背板上。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种铅酸蓄电池充电维护设备，该设备采用脉冲充电技术，可连续给多组铅酸蓄电池充电，解决蓄电池在储存(售买)过程中蓄电池自放电造成蓄电池性能下降的困绕。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铅酸蓄电池充电维护设备的外观结构图；
图2是本发明实施例提供的充电维护模块的原理图；
图3是脉冲发生电路的一种电路图；
图4是多路电池接口和多路开关电路的一种电路图；
图5是电池反接报警电路的一种电路图；
图6是本发明实施例提供的一种铅酸蓄电池充电维护系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本实施例提供的铅酸蓄电池充电维护设备的外观结构，包括壳体1以及设在所述壳体内的充电维护模块(在内部，未示出)，图2示出了所述充电维护模块的原理图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
如图2所示，所述充电维护模块包括：
充电接口21，用于外接充电器为模块供电；
驱动控制模块22，用于输出脉冲信号以及开关控制信号；
脉冲发生电路23，用于接收所述脉冲信号并转换成频率相同的脉冲充电电流；
多路电池接口24，用于连接蓄电池正负极并通过所述脉冲充电电流为蓄电池充电；其中，每路电池接口对应连接一块蓄电池；
多路开关电路25，用于接收所述驱动控制模块输出的开关控制信号，并控制对应的开关电路导通；其中每一路开关电路对应控制一路电池接口。
在使用前，将需要充电的铅酸蓄电池通过充电线夹对连接至电池接口，一块蓄电池连接到一路电池接口。然后将充电器连接至所述充电接口并通电，本设备开始工作。首先驱动控制模块向脉冲发生电路输出脉冲信号，并且向多路开关电路输出开关控制信号，脉冲发生电路接收到脉冲信号后，将直流电压转换成与所述脉冲信号频率相同的脉冲充电电流；同时，在所述开关控制信号作用下，对应的开关电路电路导通，此时通过相应的电池接口，脉冲发生电路输出的脉冲充电电流对蓄电池充电，对蓄电池自放电进行有效补充，保证蓄电池为满电状态，不影响其性能。
作为一种优选实施方式，所述充电维护模块还包括用于指示对应蓄电池的充电状态的多路电池充电指示电路26，每路电池充电指示电路均连接在对应蓄电池与所述驱动控制模块之间。这样当给其中的一块蓄电池充电时，对应电池充电指示电路的指示灯亮起。
进一步的，所述驱动控制模块还连接有电池反接报警电路27。存在蓄电池反接时，所述电池反接报警电路发出蜂鸣报警，提示用户电池接错。
另外优选的，所述驱动控制模块还连接有开关按键28。当充电器通电后，需要按下所述开关按键28，此时整个设备才通电工作，当蓄电池充满后，再按下所述开关按键断开通路即可，操作比较方便，无需插拔充电器。
为了证明本设备实际可行，下面列举述充电维护模块各个部分的一种具体电路结构示例。
如图3示出了脉冲发生电路23的一种电路结构，包括变压器T1、MOS管Q13、三级管Q10、三级管Q12、MOS管Q9、三级管Q11，所述MOS管的源极接地，漏极通过电阻R34连接至变压器T1初级的第一管脚，栅极通过电阻R39上拉至工作电压，并且栅极连接至驱动控制模块，即图示中标记PB5连接至驱动控制模块。所述三极管Q10的发射极接地，集电极连接至所述变压器T1初级的第四管脚，基极通过电阻R43连接至地，且基极连接至所述MOS管Q13的漏极。所述变压器T1初级的第三管脚通过电阻R32连接至电压VDD1。所述三极管Q12的发射极通过二极管D31连接至地，集电极通过电阻R38连接至变压器T1的输出端，同时，所述三极管Q12的基极通过电阻R40、二极管D28连接至所述变压器T1的输出端；所述三极管Q12的基极和发射极之间还并联有电容C8和电阻R45。所述变压器T1输出端还通过二极管D27、电阻R33、R41、R42、电容C7连接至所述MOS管Q9的源极，其中，所述电阻R41、R42、电容C7串联后与电阻R33并联，再与二极管D27串联。所述MOS管Q9的漏极作为脉冲充电电流输出端，源极和栅极之间还连接有并联的电阻R36和二极管D30，所述三极管Q11的集电极通过电阻R35连接至所述MOS管Q9的栅极，所述三极管Q11的发射极接地，基极和发射极之间连接有电阻R44，且三极管Q11的基极连接至所述驱动控制模块。
当本设备通电并按下开关按键后，所述驱动控制模块上电自检，完后后PB5端输出脉冲信号，所述脉冲信号中一个脉冲持续时间为150ms，幅度为1A，一个周期有12个脉冲，这样一个周期有1.8秒。脉冲信号经过变压器T1背后，将直流VDD1电压变换成与PB5端脉冲信号频率相同的脉冲充电电流VDD3。通过脉冲充电电流给各个蓄电池充电。
如图4示出了多路电池接口24和多路开关电路25的电路结构，图示以12路电池接口和12路开关电路为例。所述多路电池接口为3个接口组J1、J4、J5，每个接口组包括4路电池接口，可以连接4块蓄电池，每路电池接口的正负极均串联有一个二极管，且正极连接至所述MOS管Q9的漏极，接收脉冲充电电流。所述多路开关电路包括6块MOS管芯片Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8，型号为IRF7341，每块MOS管芯片包括两个MOS管，每个MOS管的漏极连接至对应电池接口的负极，MOS管源极接地，栅极连接至所述驱动控制电路作为开关控制端，并且，通过电阻下拉至地，驱动控制模块通过输出开关控制信号，可以控制MOS管导通或闭合，达到对蓄电池进行充电或断电的目的。图示中，标记RC0～RC7、RB0、RB1、RB2、RB4连接至驱动控制模块，由驱动控制模块检测蓄电池的电压状态，并判断12路中哪几块蓄电池需要充电，通过输出开关控制信号分别打开需要充电的蓄电池对应的MOS管。
如图5示出了电池反接报警电路的电路结构，包括二极管D7、光耦U2、蜂鸣器BZ1、三级管Q7、二极管D20，所述二极管D7一端连接至多路电池接口的正极，另一端通过电阻R7连接至光耦U2的初级，光耦U2的次级通过电阻R1上拉至工作电源，且连接至所述驱动控制模块，即图示中RA4连接至驱动控制模块。同时，所述三极管Q7的集电极通过并联的蜂蜜器BZ1、电容C二极管D20，然后串联电阻R25，连接至电压VDD1，所述三极管Q7的发射极接地，且与基极之间连接有电阻R29，所述三极管Q7的基极连接至驱动控制模块，即图示中PB3连接至驱动控制模块。工作时，假若12块蓄电池中有任一块蓄电池反接，此时二极管D7导通，光耦U2导通，RA4端由高电平变为低电平，驱动控制模块检测到RA4端为低电平后，RB3端输出控制信号，此时蜂鸣器BZ1发声警告。同时该接反的电池通路关闭，禁止充电。
另一方面，本实施例还提供了一种铅酸蓄电池充电维护系统，如图6所示，包括上述铅酸蓄电池充电维护设备100，还包括单层或多层电池架105(图示中电池架有三层)，每层电池架用于放置单块或多块蓄电池200(图示中每层电池架有4块电池)，所述电池架背面还设有背板300，所述铅酸蓄电池充电维护设备100安装于所述背板上，所述系统还包括充电线夹对400，所述充电线夹对400一端用于插入电池接口，另一端用于夹住蓄电池的正负极。优选的，结合图1所示，壳体1两侧还设有耳座101，所述壳体通过穿过所述耳座的螺丝安装于所述背板300上。进一步优选的，所述充电接口21、开关按键28、多路电池接口24位于壳体一侧，所述多路电池充电指示电路和电池反接报警电路均包括指示灯，所述指示灯位于所述壳体另一侧。
使用时，通过充电线夹对将蓄电池连接到电池接口上，然后插入充电器并通电，最后按下开关按键，设备通电后，自动检测哪些蓄电池需要充电，并输出相应的开关控制信号开启MOS管，脉冲发生电路输出脉冲充电电流对相应蓄电池进行充电，保证每个蓄电池处于满电状态，保证其性能，也便于长期储放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铅酸蓄电池充电维护设备，其特征在于，所述设备包括壳体以及设在所述壳体内的充电维护模块，所述充电维护模块包括：
充电接口，用于外接充电器为模块供电；
驱动控制模块，用于输出脉冲信号以及开关控制信号；
脉冲发生电路，用于接收所述脉冲信号并转换成频率相同的脉冲充电电流；
多路电池接口，用于连接蓄电池正负极并通过所述脉冲充电电流为蓄电池充电；其中，每路电池接口对应连接一块蓄电池；
多路开关电路，用于接收所述驱动控制模块输出的开关控制信号，并控制对应的开关电路导通；其中每一路开关电路对应控制一路电池接口。
2.如权利要求1所述铅酸蓄电池充电维护设备，其特征在于，所述充电维护模块还包括用于指示对应蓄电池的充电状态的多路电池充电指示电路，每路电池充电指示电路均连接在对应蓄电池与所述驱动控制模块之间。
3.如权利要求2所述铅酸蓄电池充电维护设备，其特征在于，所述驱动控制模块还连接有电池反接报警电路。
4.如权利要求3所述铅酸蓄电池充电维护设备，其特征在于，所述驱动控制模块还连接有开关按键。
5.如权利要求4所述铅酸蓄电池充电维护设备，其特征在于，所述充电接口、开关按键、多路电池接口位于壳体一侧，所述多路电池充电指示电路和电池反接报警电路均包括指示灯，所述指示灯位于所述壳体另一侧。
6.一种铅酸蓄电池充电维护系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-4任一项所述的铅酸蓄电池充电维护设备，还包括单层或多层电池架，每层电池架用于放置单块或多块蓄电池，所述电池架背面还设有背板，所述铅酸蓄电池充电维护设备安装于所述背板上，所述系统还包括充电线夹对，所述充电线夹对一端用于插入电池接口，另一端用于夹住蓄电池的正负极。
7.如权利要求6所述铅酸蓄电池充电维护系统，其特征在于，所述壳体两侧还设有耳座，所述壳体通过穿过所述耳座的螺丝安装于所述背板上。
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