CN203339783U - 锂电池化成设备恒流跟随充电装置 - Google Patents

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杨永平
杨成云
韩宇
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Yunnan Nengtou Huilong Technology Co ltd
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Abstract

锂电池化成设备恒流跟随充电装置，该装置在开关电源的输出端并联多组恒流充放电控制单元，被充电的电池接在恒流充放电控制单元的输出线上，在该装置中安装有一个开关电源电压跟踪调节器，开关电源电压跟踪调节器的高电位信号输入端接开关电源的高电位输出端，开关电源电压跟踪调节器的低电位信号输入端接二极管的并联输出端，开关电源电压跟踪调节器的反馈信号输出线接开关电源中的PWM发生器。在使用时通过开关电源电压跟踪调节器输出的反馈信号，控制开关电源的输出电压，让开关电源的直流输出电压跟随被化成电池的电压变化，两者间始终保持一个合理的压差，这样恒流充放电控制单元上的无用电压就大大降低或消除，其上多余的电能损耗大大减少。

Description

锂电池化成设备恒流跟随充电装置
技术领域
本实用新型属于锂电池制造技术领域，涉及一种锂电池化成设备恒流跟随充电装置。
背景技术
化成是锂离子电池生产过程中的重要工序，通过对刚制成的电池进行限压恒流充电，在锂离子电池负极表面形成一层钝化层，即固体电解质界面膜，激活电化学物质活性，使电池进入带电状态。
因化成工序电压较低，且对恒流精度要求较高，现有化成设备一般采用模块化的开关电源将交流电源变为6V至7V的低压直流电，再经过数个恒流充放电控制单元分别对其后端的锂离子电池进行限压恒流充电。
化成工序在对锂离子电池进行恒流充电的过程中，锂离子电池的电压由0V逐渐上升，在达到约为3.2V的充电电压平台后，保持较长时间恒压充电，当充入电量接近电池设计容量时，电池电压急剧升高，当电压升至3.8至4.2V时，停止充电。 
由于开关电源输出电压为固定的电压，恒流充放电控制单元的工作电压等于开关电源输出电压减电池的电压，在电池充电初期，由于电池的电压较低，开关电源输出电压大部作用在恒流充放电控制单元上，恒流充放电控制单元有效的工作电压所消耗的电功率之外，多余的加在其上的电压造该单元过大的无用电功率消耗，元件发热严重，充电电能大量浪费。在规模化生产过程中，恒流充放电控制单元上过大的无用电功率消耗，既造成大量的能源和经济上的浪费，又由于电路过度发热，使用寿命显著缩短。
发明内容
锂电池充电初期，由于电池的电压较低，开关电源输出的恒定电压大部分作用在恒流充放电控制单元上，恒流充放电控制单元有效的工作电压所消耗的电功率之外，多余的加在其上的电压造成其过大的无用电功率消耗，导致充电电能大量浪费，本实用新型为解决这一问题，提供一种锂电池化成设备恒流跟随充电装置，该装置在开关电源的输出端并联多组恒流充放电控制单元，被充电的电池接在恒流充放电控制单元的输出线上，其特征在于：在该装置中安装有一个开关电源电压跟踪调节器，开关电源电压跟踪调节器的高电位信号输入端接开关电源的高电位输出端，恒流充放电控制单元的高电位输出端，分别连接有一个二极管，二极管的另一端并联输出，开关电源电压跟踪调节器的低电位信号输入端接二极管的并联输出端，开关电源电压跟踪调节器的反馈信号输出线接开关电源中的PWM发生器；开关电源电压跟踪调节器由基准电压调节电路、线性加法器、反向放大器和误差放大器连接而成，开关电源的高电位输出端接线性加法器的低电位输入端，二极管的并联输出端接误差放大器的高电位输入端。
本实用新型的工作原理就是通过开关电源电压跟踪调节器输出的反馈信号，控制开关电源的输出电压，让开关电源的直流输出电压跟随被化成电池的电压变化而变化，直流输出电压稍高于电池电压，并保持一个合理的压差，这个合理的压差就是恒流充放电控制单元正常工作所需要的电压，这样电池充电初期加在恒流充放电控制单元上的无用电压就大大降低或消除，其上多余的电能损耗大大减少。
从各个恒流充电控制单元的输出端输出的电压信号中，电压最高的一个值从其电路中的二极管导通，由于该信号的电压比其它二极管上的信号电压高，其它的二极管闭锁，所以接在各个恒流充电控制单元的输出端的二极管起到选择最高信号电压输出的作用，这个最高电压为电池电压Vbt；从开关电源的输出电压为电源输出电压Vo；电池电压Vbt和电源输出电压Vo经过开关电源电压跟踪调节器内的调节器运算比较，得到一个开关电源的电压调节信号，该信号从开关电源电压跟踪调节器的反馈信号输出线输出，反馈至开关电源中的PWM发生器，开关电源的PWM发生器根据电压调节信号，调节开关电源的输出电压，使开关电源的输出电压保持为电池电压与恒流充放电控制单元正常所需要的工作电压之和。这样，开关电源上输出的电压得到适当的降低，随着电池电压的增加，开关电源的输出电压逐步增加，使恒流充放电控制单元上所需的工作电压之外的多余电压减除，恒流充放电控制单元上无用的电功消耗大幅度降低。
附图说明
图1为现有化成设备充电装置的结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型开关电源电压跟踪调节器的结构示意图。
具体实施方式
实施例：如图2和图3所示，一种锂电池化成设备恒流跟随充电装置，该装置在开关电源的输出端并联多组恒流充放电控制单元，被充电的电池接在恒流充放电控制单元的输出线上，其特征在于：在该装置中安装有一个开关电源电压跟踪调节器，开关电源电压跟踪调节器的高电位信号输入端接开关电源的高电位输出端，恒流充放电控制单元的高电位输出端，分别连接有一个二极管，二极管的另一端并联输出，开关电源电压跟踪调节器的低电位信号输入端接二极管的并联输出端，开关电源电压跟踪调节器的反馈信号输出线接开关电源中的PWM发生器；开关电源电压跟踪调节器由基准电压调节电路、线性加法器、反向放大器和误差放大器连接而成，开关电源的高电位输出端接线性加法器的低电位输入端，二极管的并联输出端接误差放大器的高电位输入端。
当化成开始时，锂离子电池电压为0V，开关电源输出一较低的电压，该电压等于恒流充放电控制单元的正常工作电压，满足工序启动条件；当电池电压随充入电量上升时，开关电源输出电压也随之上升，并与电池电压一直保持固定压差，这个固定压差等于恒流充放电控制单元的正常工作电压。由于开关电源可看做是一个功率变换器，输入功率与输出功率之间的变化效率随输出电压变化很小，故在电流一定的情况下，降低开关电源的输出电压，就降低输入的功率，达到节能的目的。同时，由于开关电源输出电压降低，在电流一定的情况下，恒流充放电控制单元上的功率损耗就降低了，其上的温度也相应降低，其使用寿命提高。

Claims (1)

1.锂电池化成设备恒流跟随充电装置，该装置在开关电源的输出端并联多组恒流充放电控制单元，被充电的电池接在恒流充放电控制单元的输出线上，其特征在于：在该装置中安装有一个开关电源电压跟踪调节器，开关电源电压跟踪调节器的高电位信号输入端接开关电源的高电位输出端，恒流充放电控制单元的高电位输出端，分别连接有一个二极管，二极管的另一端并联输出，开关电源电压跟踪调节器的低电位信号输入端接二极管的并联输出端，开关电源电压跟踪调节器的反馈信号输出线接开关电源中的PWM发生器；开关电源电压跟踪调节器由基准电压调节电路、线性加法器、反向放大器和误差放大器连接而成，开关电源的高电位输出端接线性加法器的低电位输入端，二极管的并联输出端接误差放大器的高电位输入端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107546434A (zh) * 2016-06-23 2018-01-05 中兴通讯股份有限公司 一种充电方法、装置及终端

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Patentee after: YUNNAN NENGTOU HUILONG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 653103 Yuxi City, Yunnan province Hongta District Camp Street Industrial Zone Yunnan Yuxi Huilong Technology Co. Ltd.

Patentee before: Yang Yongping

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Assignee: Yunnan Yuxi Huilong Technology Co.,Ltd.

Assignor: YUNNAN NENGTOU HUILONG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Denomination of utility model: Constant-current following and charging device for lithium battery formation equipment

Granted publication date: 20131211

License type: Exclusive License

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EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Yunnan Yuxi Huilong Technology Co.,Ltd.

Assignor: YUNNAN NENGTOU HUILONG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: 2014530000103

Date of cancellation: 20150331

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