CN1240158C - 汽车蓄电池充电器 - Google Patents

Abstract

一种高频汽车蓄电池充电器，包括外壳、设于外壳内的线路板(5)其中线路板(5)上设有低频整流滤波电路(51)，该线路板(5)上还设有：一可发送两路相位相反且可控脉宽的脉冲的振荡控制电路(53)；一受振荡控制电路(53)的输出信号控制而产生交流电的高频振荡电路(52)；一对高频振荡电路(52)输出的的高频交流电进行整流滤波的高频整流滤波电路(54)；一对输出的充电电流、电压进行取样的取样电路(55)；本发明高频充电器整个充电过程完全自动化，具有恒压充电、恒流充电、浮充电等三种充电方式，并能根据电池电量状态以及电池好坏情况完全自动选择充电模式以及保护等。

Description

汽车蓄电池充电器

技术领域

本发明涉及一种充电装置，尤其涉及一种用常规市电对汽车蓄电池充电的高频充电器。

背景技术

目前市场上的汽车蓄电池充电器多为低频充电器，市电由一般接口接入充电器内，经电感、电容等构成的整流滤波单元，将日用交流电转变成为直流电，充电过程多为手动操作，由于采用低频变压装置，使得产品笨重使用也不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抛弃传统的笨重低频变压装置，采用高频变换技术的充电器。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种有多种充电方式的高频充电器。

本发明所要解决的再一技术问题是提供一种具有短路保护，逆接保护等多重保护的充电器。

本发明是这样实现的：一种高频汽车蓄电池充电器，包括外壳、设于外壳内的线路板，其中线路板上设有低频整流滤波电路，其特征在于，该线路板上还设有：一可发送两路相位相反且可控脉宽的脉冲的振荡控制电路；一受振荡控制电路的输出信号控制而产生交流电的高频振荡电路；一对高频振荡电路输出的的高频交流电进行整流滤波的高频整流滤波电路；一对输出的充电电流、电压进行取样的取样电路；所述的低频整流滤波电路、高频振荡电路、高频滤波整流电路、取样电路依次以电路相连接，振荡控制电路的输入端与取样电路的输出端相接，其输出端与高频振荡电路的输入端相接。

本发明高频汽车蓄电池充电器整个充电过程完全自动化，具有恒压充电、恒流充电、浮充电等三种充电方式，并能根据电池电量状态以及电池好坏情况完全自动选择充电模式以及保护等。具有短路保护、充电电池逆接保护、过温保护以及充电状态显示等功能。由于采用高频充电使得其体积小、重量轻、效率高、便于携带、使用方便。本发明还可用来辅助汽车马达的启动，在脉冲控制模块的控制下，充电器将会输出约额定辅助启动电压脉冲启动电平，最大辅助启动电流可至40A，启动电流为每输出S秒后再暂停T秒，脉冲电瓶不断输出，一直到完成马达启动为止。

附图说明

图1为本发明的充电器的剖视结构图。

图2为本发明的充电器后视图。

图3为本发明的充电器前视图。

图4为本发明的充电器的电路图。

图5为本发明的充电器的主电路的方框图。

图6为本发明的充电器的振荡控制电路的方框图。

图7为本发明的充电器的辅助启动单元的工作流程图。

图8为本发明的充电器的过放电电瓶充电流程图。

图9为本发明应用雪茄头连接图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明的充电器包括：下壳1、上壳2、与壳体固定连接的线路板5，设于线路板后端的小散热板3、大散热板4、风机13、分别与线路板5通过导线相连的导线夹6、插头7，分别设于壳体上并与线路板5相联的输出端胶粒8、船型开关9、位于风机13前端的风机网罩10、设于壳体上并与线路板5相联的输入端胶粒11、设于壳体上并通过导线与线路板相联的指示灯12。

下面结合电路图阐述本发明充电器的具体工作过程：

如图4、图5所示：该主电路包括依次以电路连接的一可将输入的交流电进行整流滤波转换为直流电的低频整流滤波电路51、一可发送两路相位相反的可控制脉冲的振荡控制电路53，一受振荡控制电路的输出信号控制而产生易于改变电压的高频交流电的高频振荡电路52，一可将高频交流电转换成直流电的高频整流滤波电路54，一可对输出充电信号进行电压、电流、温度取样的取样电路55。所述的振荡控制电路53可根据取样电路55的输入值进行判断处理并控制输出脚发送的脉冲的脉宽，其中低频整流滤波电路51通过接口与电源相接，高频振荡电路52的输入端与低频整流滤波电路51的输出端、振荡控制电路53的输出端相接，高频整流滤波电路54的输入端与高频振荡电路52的输出端相接，

结合图4的主电路图所示：所述的低频整流滤波电路51由电容、电感、桥式电路等构成，可将日用交流电转变为直流电。

其中振荡控制电路53设有脉冲控制模块531，其脚1、7、8、17、18为接地脚，脚2、4、15为电源脚，脚3、5为驱动脚，脚6为电压取样脚，脚13、14为电流取样脚，脚16为温度信号输入脚。其脚3、5输出的脉冲至驱动变压器536的初级两端，从而可控制主电路中高频振荡电路52，用于调节充电电压和充电电流。其中该脉冲控制模块531的脚6为脉宽控制信号输入脚，该脚输入信号电压的强弱，将影响3、5脚输出脉冲的宽度。其中脉冲控制模块531的16脚设置为温度信号输入脚，充电过程中充电器温度通过脚16传入脉冲控制模块531，一旦充电过程中发现温度超过设定限值时，通过内部比较将关断脉冲发送脚的脉冲发送，从而终止充电，起到对周围财产和充电器本身的保护。

高频振荡电路52的核心部分是由场效应管521、场效应管522和主变压器523初级及驱动变压器536的次级线圈等构成的他励变换器，它通过振荡控制电路53将前面由低频整流滤波电路51输入的直流电转换为易于改变电压之高频交流电。主变压器523初级线圈上端接低频整流滤波电路51一半电压处，下端接场效应管521的漏级和场效应管522的源级，场效应管521的源级接整流电压正极，场效应管522的漏级接地。场效应管521、场效应管522在振荡控制电路53输出的高频驱动电压控制下作交替开关动作，本实施例中的振荡控制电路53为一型号为CHARCONB的集成块，其尺寸规格为66mm×49mm，由纽福克斯光电科技(上海)有限公司生产，将驱动变压器536两组次级线圈反向绕制，于是场效应管521、522的驱动级将只会得到方向相反的脉冲控制电压，即流过驱动变压器初级线圈上的电压处于上高下低时，场效应管521的驱动级在高电平驱动下导通，场效应管522驱动级在低电平驱动下截止，主变压器下端被上拉为高电压，反之主变压器下端被下拉为低电压。这样就在主变压器初级得到高频交流电。

经主变压器523次级线圈偶合降压后的交流电，再经电容、电感、电阻等构成的高频整流滤波电路54整流滤波后通过接口输出到被充电电池并对其充电。

结合图6所示：振荡控制电路53根据取样电路55的输入值进行判断处理的过程如下：先执行步骤561、由脚13、14将取样到的充电电流、电压输入；执行步骤562、对充电电流信号进行处理，如果充电电流大于设定值A₁，本实施例中设定值A₁为10A；则执行步骤563、进行限流处理，使得电路按设定充电电流值进行恒流模式充电方式，如充电电流小于设定值时，则直接进入下一判断单元，即执行步骤564、对充电电压进行判断，如充电电压大于设定的恒压充电电压值V₁，本实施例中设定的恒压充电电压值V₁为14.5V，则执行步骤565、进行恒压处理，使得电路按设定充电电压值恒压模式充电，由于恒压充电过程中充电电流会越来越小，因此在恒压充电过程式中同时执行步骤566、对充电电流进行比较，如果充电电流小于设定充电电流值A₂时，本实施例中A₂为2A，则执行步骤567、进入浮冲电模式，即使得电路以设定电压值V₂进行充电，本实施例中设定电压值V₂为13.8V。此时充电过程可以结束了。

结合图4所示：主电路还包括一逆接保护电路，所述的逆接保护电路由主要由场效应管571、稳压管572、电阻573组成，其中电阻573和稳压管572对场效应管571起限流保护作用，充电时如果出现电池正负极接反或电池电压低于一定值，场效应管571都因为栅级驱动电压过低而关断，充电电路被断开，从而起到保护电池和充电器的作用。只有在正常充电时，场效应管571源级和漏级导通，充电电路得以贯通。

如图7所示：本发明的充电器还设有一低电压电池辅助启动单元58，该单元主要起辅助启动作用，即当被充电电池电压过低时，振荡控制电路53因电压过低而无法启动工作，故需辅助启动单元协助完成启动工作。同时该单元还具有判断电池好坏状态、充电电池逆接保护以及短路保护等功能。其工作过程描述如下：首先取样电路55对充电电压进行取样，并在脉冲控制模块531内经过判断处理，如果取样电压在一设定的范围内，则控制模块531通过6脚输出一启动信号，即只有在一个可以用来充电的电池电压的激励下，振荡控制电路53才会启动，于是主电路52在振荡控制电路53控制下进入正常的工作模式，辅助启动单元58通过启动电路振荡产生一可供控制电路正常工作的工作电压(即辅助起动电压)，同时脉冲控制模块531的判断处理单元收到反馈的启动完成信号，辅助起动过程结束。

本实施例中，启动信号设定为一大于4伏小于12伏的电池电压取样信号，即只有在一个可以用来充电的电池的电压激励下，充电电路单元才会启动。如果充电电池端电压低于4伏，整个系统因没有得到不会工作，从而起到对产品以及周围环境的保护作用。

结合图4所示：电池电压状态信息由二极管583输入辅助启动单元，振荡部分由振荡变压器584和晶体管585构成，辅助启动电压由二极管585输出至主电路部分，稳压管586、587、晶体管588组成启动信号判断部分，其判断是通过晶体管工作点状态信息来实现，即导通和截止状态。本发明还可用来辅助汽车马达的启动，在脉冲控制模块的控制下，充电器将会输出约额定辅助启动电压脉冲启动电平，最大辅助启动电流可至40A，启动电流为每输出S秒后再暂停T秒，脉冲电瓶不断输出，一直到完成马达启动为止。

本实施例中，充电过程中电池被充电状态指示信号同时被传输到显示模块59显示出来，这样使用者就可直关清楚地掌握电池充电情况。

由于可充电电瓶经常会因为过度放电出现不同程度的休眠状态，如果用一般的充电器按正常充电方式将无法对该类电瓶充电，这样电瓶常被当成坏电瓶而浪费，但相当一部分电瓶却可以救活处理，以节约资源、保护环境。

结合图8所示，首先对充电的电瓶进行状态判断，如其初充电电流在充电电压上升至17.5伏之前一直小于额定充电电流值，则按照过放电电瓶充电方式处理，如果是异常状态就进行强制充电，于是充电电压调至17.5伏，此过程中对充电电流进行判断，如果充电电流量达到额定充电电流值，将充电电压调节至14.6伏，进入正常充电方式，如果到充电电压上升至17.5伏时，充电电流依旧不能达到额定充电电流值，那么将以17.5伏恒压方式充电，此过程中不断对充电电流取样判断，一量充电电流达到额定充电电流值，将充电电压调节至14.6伏，进入正常充电。

如图9所示为本发明充电器的另一实施例，其与第一实施例相同，仅其导线夹6换为导线雪茄头14，即使用导线雪茄头14来连接。

凡本领域内的技术人员所熟知的技术变换均落在本发明的保护范围内，如元器件简单的替换。

Claims (8)

1、一种汽车蓄电池充电器，包括外壳、设于外壳内的线路板(5)，其中线路板(5)上设有低频整流滤波电路(51)，其特征在于，该线路板(5)上还设有：

一可发送两路相位相反且可控脉宽的脉冲的振荡控制电路(53)；

一受振荡控制电路(53)的输出信号控制而产生交流电的高频振荡电路(52)；

一对高频振荡电路(52)输出的的高频交流电进行整流滤波的高频整流滤波电路(54)；

一对输出的充电电流、电压进行取样的取样电路(55)；

所述的低频整流滤波电路(51)、高频振荡电路(52)、高频滤波整流电路(54)、取样电路(55)依次以电路相连接，振荡控制电路(53)的输入端与取样电路(55)的输出端相接，其输出端与高频振荡电路(52)的输入端相接。

2、根据权利要求1所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的振荡控制电路(53)设有脉冲控制模块(531)，其有五个脚为接地脚，三个脚为电源脚，两个脚为驱动脚，一个脚为电压取样脚，两个脚为电流取样脚，一个脚为温度取样脚。

3.根据权利要求1或2所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的取样电路(55)还可对电池温度进行取样，其输出端与脉冲控制模块(531)的电流取样脚、电压取样脚、温度取样脚相接。

4.根据权利要求3所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的脉冲控制模块(531)的型号为CHARCOBN。

5.根据权利要求1所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的高频振荡电路(52)的核心部分主要是由场效应管(521)、场效应管(522)和主变压器(523)初级及驱动变压器(536)的次级线圈构成的他励变换器，主变压器(523)初级线圈上端接低频整流滤波电路(51)一半电压处，下端接场效应管(521)的漏级和场效应管(522)的源级，场效应管(521)的源级接整流电压正极，场效应管(522)的漏级接地。

6.根据权利要求1所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的线路板(5)上还设有一逆接保护单元(57)，该逆接保护单元设有一场效应管(571)，该逆接保护单元(57)的输入端与高频整流滤波电路(54)的输出端相连。

7.根据权利要求1所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的线路板(5)上还设有一辅助启动单元(58)，该辅助启动单元(58)设有振荡变压器(584)和晶体管(585)，其输入端与脉冲控制模块(531)的电压取样脚相接，其输出端与脉冲控制模块(531)的电源脚相接。

8.根据权利要求1所述的汽车蓄电池充电器，其特征在于，所述的高频汽车蓄电池充电器还设有一可显示充电器的工作状态的显示模块(59)，所述的显示模块与脉冲控制模块(531)的输出端相接。

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