CN202565005U - 一种铅酸电池浮充电路 - Google Patents

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李海增
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Abstract

本实用新型涉及一种铅酸电池浮充电路，包括一个充电电源调节装置，它将交流电功率转换成直流电功率并控制电压及电流；一个充电控制模块；一个电池电压检测器，它检测充电电压；一个电流采样电阻与一个电流检测器的组合，检测充电电流；一个输出开关控制器，对充电的输出端口进行开关控制，当电池电压低于设定值时开始充电，当电池电压高于设定值时自动关闭充电模块输出开关。若将电瓶放电，则当电瓶电压再次低于所设定的下限时，电路才再次翻转为充电状态；一路稳压直流输出，能同时提供一个稳定的直流输出源。本实用新型能够让铅酸电池工作在一个要勤充电,随用随充的环境，使得电池放电深度浅，有利于电池寿命，实现充电过程中的过流、过压和过放控制。

Description

一种铅酸电池浮充电路
技术领域
本实用新型涉及一种铅酸电池充电电路。尤其是涉及一种电压调节、电流过流保护、电压过压保护电路的铅酸电池浮充电路。 
背景技术
现有的铅酸电池充电技术中，存在着电压波动时电流变化比较大，电压高时电流过大，电压低时充电电流减小，效果变差，极板渗透能力下降的问题。如果铅酸蓄电池放电后得不到及时的补充充电，特别是过放电，会对电池造成致命之伤。目前市面上普遍使用的各种铅酸蓄电池充电器，以恒压或恒流方式对电池进行的充电，是无法达到铅酸蓄电池补充充电所需要满足的严格的技术要求。 
纵观过去所采用的这些对铅酸蓄电池充电的方法，以及根据这些方法开发的铅酸蓄电池充电器，我们不难看出，其技术是不够完善的，用这些产品给铅酸蓄电池充电，势必直接影响铅酸蓄电池的使用寿命，同时这些充电器还存在着工作电压适应范围窄、体积大、效率低、安全系数差等问题。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有铅酸电池充电技术中存在的不足，提供一种能实现电压调节、电流过流保护、电压过压保护电路的铅酸电池浮充电路。本实用新型是通过以下技术方案实现的： 
一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：包括一充电电源调节装置，一充电控制模块，一电压检测模块，一电流检测模块和一输出开关控制器；
所述充电电源调节装置，将交流电功率转换成直流电功率；
所述电压检测模块检测充电电压，当电池电压高于设定值，所述充电控制模块切断充电回路；
所述电流检测模块检测充电电流，当电池电流大于预设值，所述充电控制模块切断充电回路；
所述输出开关控制器对充电的输出端口进行开关控制，当电池电压低于设定值时 开始充电，当电池电压达到设定值时自动关闭输出开关，当电池电压低于所设定值时，电路再次翻转为充电状态；
所述充电电源调节装置接电源后于充电控制模块通过逻辑电路连接，所述充电控制模块与电流检测模块通过逻辑电路连接，电流检测模块将检测结果反馈给充电控制模块；所述电流检测模块与输出开关控制器连接，检测后的电流由电流检测模块经输出开关输出；所述充电控制模块与电流检测模块直接还连接有电压检测模块，对输出电流进行电压检测并反馈给充电控制模块。
进一步的，上述技术方案中，所述电流检测模块由一电流采样电阻与一电流检测器组成。
进一步的，上述技术方案中，还包括一直流输出模块，所述直流输出模块与充电电源调节装置、输出开关控制器经由逻辑电路连接，提供一个稳定的直流输出源。
进一步的，上述技术方案中，所述充电电源调节装置包括（U1）滤波器、（U2）开关电源，所述（U1）滤波器与（U2）开关电源共同构成了电源交直流转换电路用以将高电压的交流输入电压转换为低电压的直流输出电压，以提供一种可维持在一稳定的直流偏压范围的负载电压。
进一步的，上述技术方案中，所述充电控制模块设有一开关第一电压调节器（U3），所述第一开关电压调节器（U3）为LM2596，可在3.5V～25V之间任意调节。
进一步的，上述技术方案中，所述电压检测模块由一稳压电源（U7）、比较器（U8）、场效应管（U6）和三极管（Q3）组成，所述稳压电源（U7）与充电电池电压作比较，如果电池电压高于设定值，则比较器（U8）输出发生反转，从而关断三极管（Q3），进而关断场效应管（U6），切断充电回路。
进一步的，上述技术方案中，所述电流检测模块由一电流采样电阻（R6）、普通电阻（R1）、（R2）、（R4）、（R7）与三极管（Q1）组成，所述电流采样电阻（R6）采集充电电流，当电流大于预设值时，三极管（Q1）将导通，从而重新调节第一开关电压调节器（U3）输出的匹配网络，即由原来的（R2）/（R1）变为（R2）与（R1）并联后与R1的比值，从而降低第一开关电压调节器（U3）的输出电压。 
进一步的，上述技术方案中，：所述输出开关控制器设有保险管（F3），所述保险管（F3）在电池迅速大电流放电的情况下会自动切断通路，停止给负载供电。
进一步的，上述技术方案中，所述直流输出模块设有第二开关电压调节器（U4）为负载供电。
本实用新型主要实现的功能是充电控制：过流控制、过压控制、过放控制、检测电瓶电压，超过设定值后，切断电瓶连接，并同时关闭内部电压检测电路，以便降低设备静态功耗。以此来提高电池使用寿命，同时提供一路稳压电源输出。本实用新型的特点如下： 
过流控制：电流检测模块会对输出的充电电流做检测，如果大于预设值，本模块内部的电流采样电阻会将反馈信号反馈回充电控制模块。从而降低充电电压，来达到减小充电电流的目的。图2中R6是电流采样电阻，当电流大于预设值时，Q1将导通，从而重新调节U3输出的匹配网络（由原来的R2/R1变为R2与R1并联后与R1的比值），来降低U3的输出电压。以此来达到控制输出电流的目的。
过压控制：本模块内部有一个高精度稳压电源U7，与充电电池电压做比较，如果电池电压高于设定值，则比U8输出发生反转，从而关断Q3，进而关断U6，切断了充电回路。 
过放控制：如果在意外的情况下，由于负债电路短路或其他等原因等造成的电池迅速大电流放电，F3保险管会自动切断通路。停止给负载供电，已达到保护电池的效果。 
附图说明
图1为本实用新型的系统结构图； 
图2为本实用新型的电路图。
图中所述各部件名称：U1:滤波器；U2：开关电源；U3：第一开关电压调节器；U4：第二开关电压调节器；U5：继电器；U6：场效应管；U7：稳压电源； 
U8:比较器；Q1：一号三极管；Q3：二号三极管；R6：电流采样电阻。
具体实施方式
本实用新型主要实现了在接入市电的情况下，给锂电池充电，并同时提供一路相同的直流电源给后备设备供电。在断开市电的情况下由锂电池供电，若电池电压低于门限电压时自动切断电瓶连接。如图1所示，该电池充电器包括：一个充电电源调节装置，它将交流电功率转换成直流电功率并控制电压及电流；一个充电控制模块；一个电池检测器，它检测充电电压；一个电流采样电阻与一个电流检测器的组合，检测充电电流；一个输出开关控制器，对充电的输出端口进行开关控制，当电池电压低于设定值是开始充电，当电池电压达到设定值时自动关闭输出开关，若将电瓶放电，则当电瓶电压再次低于所设定的下限时，电路才再次翻转为充电状态；一路稳压直流输出，能同时提供一个稳定的直流输出源。 
如图2所示U1与U2共同构成了电源交直流转换电路用以将高电压的交流输入电压转换为低电压的直流输出电压，以提供一种可维持在一稳定的直流偏压范围的负载电压。U3是一个稳压电源LM2596，此稳压电源可调范围在3.5V～25V之间任意调节，输出电流大，能够得到满意平稳的输出电压。继电器U5与负载输出口串接。在市电掉电的情况下，自动断开充电器内部电路与电池的连接，以降低电池的功耗。Q1与R1，R2，R4，R6，R7共同组成电流采集电路。U7，U8，U6,Q3共同组成了电池电压检测电路，当电池电压低于设定值时，自动关断U6。通过以上电路能够让铅酸电池工作在一个要勤充电,随用随充的环境，使得电池放电深度浅，有利于电池寿命。 
实施例
本实施例是本实用新型用在水资源测控器中做主要供电电源。如图2所示，J1连接市电，J3连接一个12V铅酸电池。J2连接负载电路。工作方式为：市电接入后通过U1滤波，再通过U2将交流电转换成直流电。再经过C1，C8，C2滤波，经过将直流降压，输出恒定的充电电流。市电市电上电后自动打开U5使充电电路一蓄电池连接，给蓄电池充电。此时通过采样R6上的电流值来控制充电电流。如果R6上电流过大，则导通Q1，改变了U3的调节电阻值，降低输出的充电电压。当有市电接入时使用U4稳压模块给设备供电，同时通过U8检测电池电压的状态，如果电池电压低于预设值则打开U6使充电器与电池连接给 电池充电，如果电池电压高于预设值，则关断电池与充电器的连接，停止给电池充电。如果因停电，电池自身漏电或其它等原因造成电池电压下降到预设值，则打开U6使充电器与电池连接给电池充电及时补充电量。让铅酸电池工作在一个勤充电,随用随充的环境，使得电池放电深度浅，有利于电池寿命。在市电断开的情况下，通过无缝连接到蓄电池供电，并自动关断继电器U5和电压检测模块，使蓄电池与充电电路断开来降低蓄电池的功耗。此时只有R18，R19在耗电，这两个电阻是兆欧级别的电阻，所以其消耗的电流非常小。达到了降低功耗的目的。电流只有几个微安。一直等到市电供电再开启充电电路，给电池充电。这样即保证了蓄电池保证了蓄电池能够工作随用随充的工作状态，延长了电池的使用寿命。 
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：包括一充电电源调节装置，一充电控制模块，一电压检测模块，一电流检测模块和一输出开关控制器；
所述充电电源调节装置，将交流电功率转换成直流电功率；
所述电压检测模块检测充电电压，当电池电压高于设定值，所述充电控制模块切断充电回路；
所述电流检测模块检测充电电流，当电池电流大于预设值，所述充电控制模块切断充电回路；
所述输出开关控制器对充电的输出端口进行开关控制，当电池电压低于设定值时开始充电，当电池电压达到设定值时自动关闭输出开关，当电池电压低于所设定值时，电路再次翻转为充电状态；
所述充电电源调节装置接电源后于充电控制模块通过逻辑电路连接，所述充电控制模块与电流检测模块通过逻辑电路连接，电流检测模块将检测结果反馈给充电控制模块；所述电流检测模块与输出开关控制器连接，检测后的电流由电流检测模块经输出开关输出；所述充电控制模块与电流检测模块直接还连接有电压检测模块，对输出电流进行电压检测并反馈给充电控制模块。
2.如权利要求1所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述电流检测模块由一电流采样电阻与一电流检测器组成。
3.如权利要求1所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：还包括一直流输出模块，所述直流输出模块与充电电源调节装置、输出开关控制器经由逻辑电路连接，提供一个稳定的直流输出源。
4.如权利要求1所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述充电电源调节装置包括（U1）滤波器、（U2）开关电源，所述（U1）滤波器与（U2）开关电源共同构成了电源交直流转换电路用以将高电压的交流输入电压转换为低电压的直流输出电压，以提供一种可维持在一稳定的直流偏压范围的负载电压。
5.如权利要求1所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述充电控制模块设有一开关第一电压调节器（U3），所述第一开关电压调节器（U3）为LM2596，可在3.5V～25V之间任意调节。
6.如权利要求1所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述电压检测模块 由一稳压电源（U7）、比较器（U8）、场效应管（U6）和三极管（Q3）组成，所述稳压电源（U7）与充电电池电压作比较，如果电池电压高于设定值，则比较器（U8）输出发生反转，从而关断三极管（Q3），进而关断场效应管（U6），切断充电回路。
7.如权利要求1或5所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述电流检测模块由一电流采样电阻（R6）、普通电阻（R1）、（R2）、（R4）、（R7）与三极管（Q1）组成，所述电流采样电阻（R6）采集充电电流，当电流大于预设值时，三极管（Q1）将导通，从而重新调节第一开关电压调节器（U3）输出的匹配网络，即由原来的（R2）/（R1）变为（R2）与（R1）并联后与R1的比值，从而降低第一开关电压调节器（U3）的输出电压。
8.如权利要求1所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述输出开关控制器设有保险管（F3），所述保险管（F3）在电池迅速大电流放电的情况下会自动切断通路，停止给负载供电。
9.如权利要求3所述一种铅酸电池浮充电路，其特征在于：所述直流输出模块设有第二开关电压调节器（U4）为负载供电。 
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