CN200953481Y

CN200953481Y - 便携式电动车快速充电器

Info

Publication number: CN200953481Y
Application number: CN 200620035332
Authority: CN
Inventors: 严颖勤; 赵松林; 严本信
Original assignee: Chengdu Sanliyuan Electronic Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Sanliyuan Electronic Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-08-21

Abstract

本实用新型涉及一种蓄电池充电装置，尤其是一种电动车快速充电器。本充电器具有电源电路、振荡驱动电路、开关电源输出电路、高频整流滤波电路和蓄电池接口，其特征是设置有电压采样支路、电流采样支路、快充转涓流起点控制电路、涓流脉冲发生器和充电终止电压整定电路，所述开关输出电路为单端开关电源输出电路。与现有同类产品相比，本实用新型的产品充电快速，它既能很好地保护蓄电池，使蓄电池最终切实地被补充到充满状态，又能使蓄电池不会被充得超出最高允许电压，从而有利于延长蓄电池的使用寿命。

Description

便携式电动车快速充电器

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池充电装置，尤其是一种电动车快速充电器。

背景技术

现有的电动车蓄电池充电器通常由电源电路(即常见的整流滤波电路)、振荡驱动电路、开关电源输出电路、高频整流滤波电路和蓄电池接口构成。现有的充电器普遍存在着容量小(150W以下)和充电速度太慢的问题，同时，它们没有因环境温度变化而对充电参数进行温度补偿性调节的功能。例如，对于占市场30％销售量的川奇牌充电器来说，它们不但充电速度慢(8-12小时)，不能满足快速补充电能的要求，而且对蓄电池在数十摄氏度的环境温差条件下充电没有任何适应性的技术措施。由于害怕过充电造成对电池的损害，这些产品往往把充电参数设置得很低，这就造成了严重欠充的现象，电池的使用寿命也由此受到了巨大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是对上述现有产品的电路结构进行改进，提供一种既能对蓄电池实施快充，又能很好地保护蓄电池，使充电器热天不过充，冷天不欠充的便携式电动车快速充电器。

本实用新型的便携式电动车快速充电器具有电源电路、振荡驱动电路、开关电源输出电路、高频整流滤波电路和蓄电池接口，其特征是设置有电压采样支路、电流采样支路、快充转涓流起点控制电路、涓流脉冲发生器和充电终止电压整定电路，所述开关输出电路为单端开关电源输出电路，所述振荡驱动电路具有第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端和振荡信号输出端，所述单端开关电源输出电路具有电源端、信号输入端和信号输出端，所述高频整流滤波电路具有信号输入端、输出正极和输出负极，所述快充转涓流起点控制电路具有采样信号输入端和控制信号输出端，所述涓流脉冲发生器具有控制信号输入端和脉冲信号输出端，所述充电终止电压整定电路具有采样信号输入端和控制信号输出端，所述电压采样支路和电流采样支路分别具有电压采样信号输出端和电流采样信号输出端，所述振荡驱动电路的振荡信号输出端接单端开关电源输出电路的信号输入端，所述单端开关电源输出电路的信号输出端接高频整流滤波电路的信号输入端，所述高频整流滤波电路的输出正极和输出负极与蓄电池接口相连接，所述电压采样支路跨接在高频整流滤波电路的输出正极和输出负极之间，所述电流采样支路串接在蓄电池接口与高频整流滤波电路的输出负极之间，所述电压采样支路的电压采样信号输出端分别与充电终止电压整定电路的采样信号输入端和快充转涓流起点控制电路的采样信号输入端相连接，所述快充转涓流起点控制电路的控制信号输出端与涓流脉冲发生器的控制信号输入端相连接，所述涓流脉冲发生器的脉冲信号输出端接振荡驱动电路的第一控制信号输入端，所述充电终止电压整定电路的控制信号输出端接振荡驱动电路的第二控制信号输入端，所述电流采样支路的电流采样信号输出端接振荡驱动电路的第三控制信号输入端，所述电源电路的输出端与单端开关电源输出电路的电源端相连接。

在本实用新型中，上述电源电路是常见的整流滤波电路，这一点与现有产品相类似，它为产品的各个电路提供所需的工作电源。

本实用新型的基本技术构思是：由振荡驱动电路、单端开关电源输出电路和高频整流滤波电路为主线，向电动车电池进行充电，输出功率可达到300瓦，充电电流可达到5.5A以上，使蓄电池第一阶段进入快速大电流充电状态；当电池电压上升到某一额定值时，电压采样支路提供的采样电压通过快充转涓流起点控制电路触发涓流脉冲发生器，从而使振荡驱动电路带动开关电源输出电路进入约95％占空比的工作状态，使高频整流滤波电路向电池提供的充电电流平均值仅为快充时的10％以下，这样的涓流慢充电流保护了电池，又能使电池最终切实地被补充到充满状态。为使电池不会被充得超出最高允许电压，本实用新型设置了充电终止电压整定电路，利用该电路设置了不同环温，并可相应调整最高允许充达电压的控制开关。

本实用新型的工作原理如下：

由220V交流电经整流滤波得到300V直流电压，成为充电器的供电电源，充电器的单端开关电源输出电路及高频整流滤波电路一开始以连续的直流大电流向蓄电池充电。当电池被充到50～60％的容量时，电压升高到某数值时，快充转涓流起点控制电路触发涓流脉冲发生器，这个发生器发出大于90％占空比的控制脉冲，使整个充电器的主电路平均电流下降到快充阶段的10％以下，此时进入涓流缓充阶段。直到电池电压到达设定的终止电压时，充电终止电压整定电路发出的指令使充电器的输出电流占空比接近100％，充电即告完成。

因此，与前述现有同类产品相比，本实用新型的产品充电快速，它既能很好地保护蓄电池，使蓄电池最终切实地被补充到充满状态，又能使蓄电池不会被充得超出最高允许电压，从而有利于延长蓄电池的使用寿命。

本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

附图说明

图1是实施例中便携式电动车快速充电器的电路框图。

图2是实施例中便携式电动车快速充电器的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例中的便携式电动车快速充电器具有电源电路1、振荡驱动电路2、开关电源输出电路、高频整流滤波电路4和蓄电池接口5，其特征是设置有电压采样支路6、电流采样支路7、快充转涓流起点控制电路8、涓流脉冲发生器9和充电终止电压整定电路10，所述开关输出电路为单端开关电源输出电路3，所述振荡驱动电路2具有第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端和振荡信号输出端，所述单端开关电源输出电路3具有电源端、信号输入端和信号输出端，所述高频整流滤波电路4具有信号输入端、输出正极和输出负极，所述快充转涓流起点控制电路8具有采样信号输入端和控制信号输出端，所述涓流脉冲发生器9具有控制信号输入端和脉冲信号输出端，所述充电终止电压整定电路10具有采样信号输入端和控制信号输出端，所述电压采样支路6和电流采样支路7分别具有电压采样信号输出端和电流采样信号输出端，所述振荡驱动电路2的振荡信号输出端接单端开关电源输出电路3的信号输入端，所述单端开关电源输出电路3的信号输出端接高频整流滤波电路4的信号输入端，所述高频整流滤波电路4的输出正极和输出负极与蓄电池接口5相连接，所述电压采样支路6跨接在高频整流滤波电路4的输出正极和输出负极之间，所述电流采样支路7串接在蓄电池接口5与高频整流滤波电路4的输出负极之间，所述电压采样支路7的电压采样信号输出端分别与充电终止电压整定电路10的采样信号输入端和快充转涓流起点控制电路8的采样信号输入端相连接，所述快充转涓流起点控制电路8的控制信号输出端与涓流脉冲发生器9的控制信号输入端相连接，所述涓流脉冲发生器9的脉冲信号输出端接振荡驱动电路2的第一控制信号输入端，所述充电终止电压整定电路10的控制信号输出端接振荡驱动电路2的第二控制信号输入端，所述电流采样支路7的电流采样信号输出端接振荡驱动电路2的第三控制信号输入端，所述电源电路1的输出端与单端开关电源输出电路3的电源端相连接。

如图2所示，在本实施例中，220V交流电压经电源电路1中的保险丝B1向整流器D1整流变为直流电后，再经C1滤波电容滤波而得到+300V(Vcc)电源，进而向单端开关电源输出电路3供电。

单端开关电源输出电路3由变压器T2、C3、R2、D3、R3、Q1、T1组成，它是一个高频放大器。当振荡驱动电路2的MC3842(单端输出他激式开关电源驱动集成电路)的6脚向T2、N1绕组供给高频振荡脉冲时，经过它的放大产生巨大的电压和电流，并由T1变压器次级N2输出交给高频整流滤波电路4的D2整流、C2滤波之后，充电电流经保险丝B2向蓄电池接口5(即图2中的接点BT)处连接的蓄电池充电，经R1流回N2下方端子。

电流采样支路7由电阻R1、R4构成，充电电流的大小在电阻R1上的电压降也随之大小，并通过电阻R4和向MC3842的3脚和R13供给电流大小的采样信息。

振荡驱动电路2由MC3842集成块及外围元件R5、C4、R6、R7、C5组成，其电源由7脚进入，6脚为驱动信号输出脚，2脚是充电终止电压整定电路10的控制信号引入脚，3脚是电流采样信号以及涓流脉冲发生器经D6、R13送来控制脉冲的输入脚。

MC3842是单端输出他激式开关电源驱动集成电路，内部设有振荡器和脉宽调节电路，基准电压电路等(国产CW3842型可以替代，但可靠性低)。其输出脉冲电流强劲，峰值达±1000mA以上。

当充电器的三个限制性信号均未出现时，即：①电流不超标；②充电终止电压未达到；③快充尚未结束无需转涓流，MC3842 6脚输出设定占空比的驱动信号，驱动输出电路进行大电流充电。

当电流超标时，R1上的电压上升，经R4送达MC3842的3脚，使输出的驱动信号脉冲占空比变大，因此充电电流被调小。

充电终止电压整定电路10由R11、R12、R17、D10、D11、D12、K开关及R10构成，K的三个档位对应0℃、20℃、35℃环温时电池应该终止充电的电压值(这三个电压由稳压管D10～D12的参数确定)，当设定的终止电压值到达后，通过MC3842的2脚引入，使6脚输出的驱动信号占空比变大，所以充电电压被锁定在整定值。

涓流脉冲发生器9由NE555集成电路及其外围元件R14、R16、R13、D7、D8、C7、D6构成。快充转涓流起点控制电路8由D4、R8、D13和Q2、C6、R15构成。

当充电器还在快充阶段时，因电池电压尚低，达不到D13的击穿电压，此时Q2触发极无电压，Q2不导电，NE555 4脚低电平，集成电路不工作，3脚无脉冲输出。MC3842 3脚无触发脉冲，所以它输出占空比小的信号，充电电流大，只有当电池电压达到某定值(需转入涓流状态)时，D13导通，Q2可控硅导通，NE555第4脚呈高电平，涓流脉冲发生器起振，从3脚输出一个占空比为90％以上的控制脉冲，经D6、R13送达MC3842 3脚，并使之输出占空比极大的驱动脉冲，从而使充电器的输出变成很小的充电电流而进入涓流充电状态。

在本实施例中，R9、D5、C8是MC3842及NE555集成电路的供电元件，它们将较高的电池电压稳压为15V电源。

本实施例中的电压采样支路6由防反二极管D4、电阻R8、稳压二极管D13构成。

Claims

1、一种便携式电动车快速充电器，具有电源电路、振荡驱动电路、开关电源输出电路、高频整流滤波电路和蓄电池接口，其特征是设置有电压采样支路、电流采样支路、快充转涓流起点控制电路、涓流脉冲发生器和充电终止电压整定电路，所述开关输出电路为单端开关电源输出电路，所述振荡驱动电路具有第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第三控制信号输入端和振荡信号输出端，所述单端开关电源输出电路具有电源端、信号输入端和信号输出端，所述高频整流滤波电路具有信号输入端、输出正极和输出负极，所述快充转涓流起点控制电路具有采样信号输入端和控制信号输出端，所述涓流脉冲发生器具有控制信号输入端和脉冲信号输出端，所述充电终止电压整定电路具有采样信号输入端和控制信号输出端，所述电压采样支路和电流采样支路分别具有电压采样信号输出端和电流采样信号输出端，所述振荡驱动电路的振荡信号输出端接单端开关电源输出电路的信号输入端，所述单端开关电源输出电路的信号输出端接高频整流滤波电路的信号输入端，所述高频整流滤波电路的输出正极和输出负极与蓄电池接口相连接，所述电压采样支路跨接在高频整流滤波电路的输出正极和输出负极之间，所述电流采样支路串接在蓄电池接口与高频整流滤波电路的输出负极之间，所述电压采样支路的电压采样信号输出端分别与充电终止电压整定电路的采样信号输入端和快充转涓流起点控制电路的采样信号输入端相连接，所述快充转涓流起点控制电路的控制信号输出端与涓流脉冲发生器的控制信号输入端相连接，所述涓流脉冲发生器的脉冲信号输出端接振荡驱动电路的第一控制信号输入端，所述充电终止电压整定电路的控制信号输出端接振荡驱动电路的第二控制信号输入端，所述电流采样支路的电流采样信号输出端接振荡驱动电路的第三控制信号输入端，所述电源电路的输出端与单端开关电源输出电路的电源端相连接。