CN201243211Y - 电压随动型动力电池充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电压随动型动力电池的充电装置，包括线性恒流源，开关式电压随动输出电路和PWM控制方式的电压反馈电路，开关式电压随动输出电路的正电压输出端连接充电电池正极，开关式电压随动输出电路的负电压输出端连接线性恒流源电压参考端，线性恒流源中恒流回路的输入端连接充电电池，线性恒流源恒流回路中的反馈电压采样端连接开关式电压随动输出电路中的PWM控制输入端。本实用新型避免了采用纯线性恒流源装置在电池组电压较低时，由于线性恒流源恒流回路的反馈电压较高而造成了很大的热功耗。同时由于线性恒流源部分的功率管以线性调整的方式工作，因而使本实用新型完全达到了纯线性恒流源装置的恒流精度水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池充电装置，具体是涉及一种电压随动型动力电池的充电装置。
背景技术
目前，在动力电池化成和充电过程中，常采用以下两种恒流充电控制模式：开关控制型恒流充电模式和纯线性恒流源充电模式。开关控制型恒流充电模式的优点在于设备热损耗小，效率高，节能，体积小；缺点在于恒流精度低，很难达到0.5％以上的电流精度，无法实现对动力电池的精确充电控制。纯线性恒流源充电模式的优点在于可以达到很高的恒流控制精度(可达0.05％)，能够实现对动力电池的精确充电；缺点在于设备效率低，能耗大，特别是当输出功率较大时(如500W以上)，只能采用功率器件和功率电路并联的方式实现大功率输出，造成设备电路结构复杂，热能耗大，可靠性降低，同时设备体积和重量大大增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种既高效节能，同时又具有较高恒流测控精度的电压随动型动力电池的充电装置。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现，一种电压随动型动力电池的充电装置，包括线性恒流源，其特征在于还包括开关式电压随动输出电路和PWM控制方式的电压反馈电路，开关式电压随动输出电路的正电压输出端连接充电电池正极，开关式电压随动输出电路的负电压输出端连接线性恒流源电压参考端，线性恒流源中恒流回路的输入端连接充电电池，线性恒流源恒流回路中的反馈电压采样端连接开关式电压随动输出电路中的PWM控制输入端。
本实用新型所述的线性恒流源主要由功率场效应管T5、恒流控制电路、反馈电压取样电阻R1连接而成；场效应管T5漏极为充电输出端负极，取样电阻R1一端接场效应管T5源极，另一端接电压随动输出电路的负电压输出端Uo-开
本实用新型所述的开关式电压随动输出电路主要由开关场效应管T1、T2、T3、T4组成的斩波电路；，电容C1和降压变压器B1组成的开关式降压电路；二极管D1、D2、D3、D4和电容C2组成的整流滤波电路连接而成。
电压随动输出电路经PWM开关控制的方式调整其输出电压大小，将线性恒流源恒流回路中的反馈电压的大小控制在2-3V之间。
本实用新型由于开关式电压随动输出电路输出电压跟随线性恒流源恒流回路中的反馈电压变化而随动输出，避免了采用纯线性恒流源装置在电池组电压较低时，由于线性恒流源恒流回路的反馈电压较高而造成了很大的热功耗。同时由于线性恒流源部分的功率管以线性调整的方式工作，因而使本实用新型完全达到了纯线性恒流源装置的恒流精度水平。
附图说明
图1是本实用新型的方框图；
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括线性恒流源、PWM控制方式的电压反馈电路、开关式电压随动输出电路，开关式电压随动输出电路的正电压输出端连接充电电池正极，开关式电压随动输出电路的负电压输出端连接线性恒流源电压参考端，线性恒流源中恒流回路的输入端连接充电电池，线性恒流源恒流回路中的反馈电压采样端连接开关式电压随动输出电路中的PWM控制输入端。
如图2所示，线性恒流源主要由功率场效应管T5、恒流控制电路、取样电阻R1连接而成；功率场效应管T5的栅极连接恒流控制电路；源极通过取样电阻R1接电压随动输出电路的负电压输出端Uo-；场效应管T5漏极连接充电电池负极，开关式电压随动输出电路主要由开关场效应管T1、T2、T3、T4组成的斩波电路；，电容C1和降压变压器B1组成的开关式降压电路；二极管D1、D2、D3、D4和电容C2组成的整流滤波电路连接而成。电压反馈电路的PWM开关控制输出分别连接开关场效应管T1、T2、T3、T4的栅极，开关式电压随动输出电路正电压输出端Uo+为充电输出正极。功率场效应管T5和取样电阻R1两端的电压降以PWM开关控制的方式反馈到开关式电压随动输出电路，调整其输出电压Uo大小。
充电时，开关式电压随动输出电路的正电压从Uo+端输出，电流流经电池BAT1、功率场效应管T5和取样电阻R1，从Uo-端流回，构成充电回路；充电过程中，功率场效应管T5和R1两端的电压降Ut输入到开关式电压随动输出电路中的控制电路，控制电路根据Ut的大小，以PWM开关控制的方式调整其输出电压Uo大小，将Ut电压的大小控制在2-3V之间；由于Ut约等于Uo-Ub，该过程实际上相当于Uo随电池组电压Ub变化。线性恒流源部分的恒流控制电路模块采样R1两端的电压降，构成电流反馈，控制Ut的导通状态，达到恒流的目的。
以对电压为5-50V，容量为50AH的动力电池组充电的设备为例，若采用现有充电方式，充电电流为50A，需对电池组充电1小时。若采用纯线性恒流源充电电路设备，充电电源的输出电压至少要53V，才能保证可对50V电池组正常充电，当用该设备对单节动力电池充电时(单节电池最高电压4.2V，平均电压3.9V)，由于充电电源输出电压不可调，电源供电功率为53V*50A＝2650W，电池消耗掉的功率为3.9V*50A＝195W，因此设备以热能消耗掉的功率达2650W-195W＝2455W，充电1小时消耗能量2455W*1H＝2455Wh。
若采用本实用新型，整个充电过程充电电源的平均输出电压不超过6.9V，以热能消耗掉的能量为(6.9V-3.9V)*50A*1H＝150W，仅仅为纯线性恒流源能耗的约1/16，却能够达到相同的恒流精度效果。
随着电池组电压的提高，纯线性恒流源充电时能耗虽逐渐减小，但从5-50V整个充电范围来看，整体能耗仍非常可观。而采用本实用新型，电池组5-50V整个充电范围装置约150W的能耗基本维持不变，同样达到和纯线性恒流源装置相同的恒流精度。
Claims (4)
1、一种电压随动型动力电池的充电装置，包括线性恒流源，其特征在于还包括开关式电压随动输出电路和PWM控制方式的电压反馈电路，开关式电压随动输出电路的正电压输出端连接充电电池正极，开关式电压随动输出电路的负电压输出端连接线性恒流源电压参考端，线性恒流源中恒流回路的输入端连接充电电池，线性恒流源恒流回路中的反馈电压采样端连接开关式电压随动输出电路中的PWM控制输入端。
2、根据权利要求1所述的电压随动型动力电池的充电装置，其特征在于所述的线性恒流源主要由功率场效应管T5、恒流控制电路、反馈电压取样电阻R1连接而成；场效应管T5漏极为充电输出端负极，取样电阻R1一端接场效应管T5源极，另一端接电压随动输出电路的负电压输出端。
3、根据权利要求1所述的电压随动型动力电池的充电装置，其特征在于所述的开关式电压随动输出电路主要由开关场效应管T1、T2、T3、T4组成的斩波电路；电容C1和降压变压器B1组成的开关式降压电路；二极管D1、D2、D3、D4和电容C2组成的整流滤波电路连接而成。
4、根据权利要求1所述的电压随动型动力电池的充电装置，其特征在于所述的电压随动输出电路经PWM开关控制的方式调整其输出电压大小，将线性恒流源恒流回路中的反馈电压的大小控制在2-3V之间。
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| CNU2007200611975U CN201243211Y (zh) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | 电压随动型动力电池充电装置 |
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| CNU2007200611975U CN201243211Y (zh) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | 电压随动型动力电池充电装置 |
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| CN201243211Y true CN201243211Y (zh) | 2009-05-20 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102111931A (zh) * | 2009-12-29 | 2011-06-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 控制发光二极管供电电源的方法及系统 |
-
2007
- 2007-12-10 CN CNU2007200611975U patent/CN201243211Y/zh not_active Expired - Fee Related
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