CN204118838U - 一种三段式加脉冲智能电动车充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三段式加脉冲智能电动车充电器，包括电源开关转换、电源输出、单片机智能控制部分，场效应管Q3为正脉冲控制器件和反接保护控制器件，电池BT1正极经电阻R48和场效应管Q5到电池BT1负极形成放电回路，经单片机U1控制产生负脉冲。本实用新型以传统三段式充电为基础，在恒压段加入温度补偿及正负脉冲充电控制，有效减少电池硫化及电池极化产生的热量，提高充电效率，延长电池使用寿命，充电器本身包含反接保护、温度补偿、过温保护、限时充电、LED报警、正负脉冲等功能，舍弃传统的运算放大器结构，所有功能由单片机U1控制完成，体积小、适用于大批量生产。

Description

一种三段式加脉冲智能电动车充电器

技术领域

本实用新型涉及充电器领域，具体是一种三段式加脉冲智能电动车充电器。

背景技术

铅酸电池正常情况下，影响其使用寿命的因素为硫化和失水，硫化的表现主要有欠冲和结晶堆积，欠冲时电池含多量硫酸铅、如不充电加以消除，会形成易溶解结晶，结晶堆积是由于放电产生硫酸铅形成结晶附着于极板形成积累；是谁的主要表现有极化和析气过热，极化是由于过电位导致的，造成原电池产生的电能下降，电池本身消耗的能量增加，析气过热是受高压、极化等因素的影响，造成内部温升高，水分丢失。

铅酸电池在充电过程中不可避免产生极化现象，为了实现快速充满，目前可以大面积使用的电动车充电器均采用三段式充电，在恒压阶段时提高电压，克服极化电势，维持预定的充电电量，而高恒压，小电流充电对电池本身是不利的。

当单组电池充到14.1V左右时，正极板会先析出氧气，氧气到达负极后产生复合反应，产生热量。单组电池充到14.5V左右时，负极板开始析氢，由于内部气压上升，最后被排出气室，造成失水，影响电池使用寿命。铅酸电池外部电流通过时必然产生极化现象，小电流不利于降低浓差极化，造成电池温升高，充电效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于电动车铅酸电池组、去极化的三段式脉冲电动车充电器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三段式加脉冲智能电动车充电器，包括电源开关转换、电源输出、单片机智能控制部分，电路中电路中滤波器IC2的1脚和4脚分别连接交流电源的正极和负极，滤波器IC2的2脚和3脚分别连接整流桥D2的1脚和3脚，整流桥D2的2脚分别连接电容C29和主变压器T1初级线圈的上端，电容C29另一端和整流桥D2的4脚并联后接电源地，主变压器T1初级线圈的下端连接场效应管Q1的漏极，场效应管Q1的栅极连接脉宽调制控制芯片IC1的6脚，场效应管Q1的源极分别连接脉宽调制控制芯片IC1的3脚和电阻R13，电阻R13另一端和光敏三极管Q7的发射极并联后接电源地，光敏三极管Q7的集电极连接脉宽调制控制芯片IC2的2脚，主变压器T1次级线圈的上端连接二极管D8，主变压器T1次级线圈的下端接数字地并连接电阻R28，二极管D8的负极分别连接电阻R48和电池组BT1，电阻R48另一端连接场效应管Q5的漏极，场效应管Q5的源极分别连接电池组BT1的负极和场效应管Q3的漏极，场效应管Q5的栅极连接单片机U1的4脚，场效应管Q3的栅极连接单片机U1的15脚，场效应管Q3的源极分别连接电阻R28另一端和单片机U1的17脚，单片机U1的16脚连接电流检测信号，单片机U1的1脚连接电压检测信号，单片机U1的13脚连接温度检测信号，单片机U1的8脚连接可控稳压源IC8的阴极，单片机U1的14脚连接可控稳压源IC8的参考极，单片机U1的11脚连接可控稳压源IC8的阳极，单片机U1的3脚连接发光二极管LED0，单片机U1的7脚连接发光二极管LED1，发光二极管LED0的负极和发光二极管LED1的负极并联后连接数字地。

作为本实用新型进一步的方案：所述场效应管Q3是正脉冲控制器件和反接保护控制器件。

作为本实用新型进一步的方案：所述电池BT1正极经电阻R48和场效应管Q5到电池BT1负极形成放电回路，经单片机U1控制产生负脉冲。

作为本实用新型再进一步的方案：所述单片机U1的型号为EM78P372N，脉宽调制控制芯片IC1的型号为KA3842B。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型以传统三段式充电为基础，在恒压段加入温度补偿及正负脉冲充电控制，有效减少电池硫化及电池极化产生的热量，提高充电效率，延长电池使用寿命，充电器本身包含反接保护、温度补偿、过温保护、限时充电、LED报警、正负脉冲等功能，舍弃传统的运算放大器结构，所有功能由单片机U1控制完成，体积小、适用于大批量生产。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种三段式加脉冲智能电动车充电器，包括电源开关转换、电源输出、单片机智能控制部分，电路中电路中滤波器IC2的1脚和4脚分别连接交流电源的正极和负极，滤波器IC2的2脚和3脚分别连接整流桥D2的1脚和3脚，整流桥D2的2脚分别连接电容C29和主变压器T1初级线圈的上端，电容C29另一端和整流桥D2的4脚并联后接电源地，主变压器T1初级线圈的下端连接场效应管Q1的漏极，场效应管Q1的栅极连接脉宽调制控制芯片IC1的6脚，场效应管Q1的源极分别连接脉宽调制控制芯片IC1的3脚和电阻R13，电阻R13另一端和光敏三极管Q7的发射极并联后接电源地，光敏三极管Q7的集电极连接脉宽调制控制芯片IC2的2脚，主变压器T1次级线圈的上端连接二极管D8，主变压器T1次级线圈的下端接数字地并连接电阻R28，二极管D8的负极分别连接电阻R48和电池组BT1，电阻R48另一端连接场效应管Q5的漏极，电池BT1正极经电阻R48和场效应管Q5到电池BT1负极形成放电回路，经单片机U1控制产生负脉冲，场效应管Q5的源极分别连接电池组BT1的负极和场效应管Q3的漏极，场效应管Q5的栅极连接单片机U1的4脚，场效应管Q3的栅极连接单片机U1的15脚，场效应管Q3的源极分别连接电阻R28另一端和单片机U1的17脚，场效应管Q3为正脉冲控制器件和反接保护控制器件，单片机U1的16脚连接电流检测信号，单片机U1的1脚连接电压检测信号，单片机U1的13脚连接温度检测信号，实现温度补偿及过温保护，单片机U1的8脚连接可控稳压源IC8的阴极，实现恒流输出控制，单片机U1的14脚连接可控稳压源IC8的参考极，单片机U1的11脚连接可控稳压源IC8的阳极，单片机U1的3脚连接发光二极管LED0，单片机U1的7脚连接发光二极管LED1，发光二极管LED0的负极和发光二极管LED1的负极并联后连接数字地。

所述单片机U1的型号为EM78P372N，恒流比较器、指示灯、充电限时、过温保护、温度补偿、正负脉冲均由单片机U1完成，脉宽调制控制芯片IC1的型号为KA3842B。

本实用新型针对欠充增加温度补偿，补偿量为1.5mV/℃，经过长期实验，冬季时0℃环境下，对电动车电池进行充电可以充到100%容量，充电进入高恒压小电流状态时，充电过程中增加10A以上的变频正脉冲，击碎硫化结晶，在高恒压充电时同时引入负脉冲，在充电过程中放电，迅速释放正负极板积累的电荷，消除极化，减少充电时的发热量，提高充电质量，充电过程中对充电时间进行限制。

本实用新型将三段式充电方式调整为：恒流―恒压―浮充，其中恒压区包括温度补偿和正负脉冲，电源采用反激工作方式，220V交流电经过滤波器IC2、整流桥D2和电容C29形成300V直流供电源使用，脉宽调制控制芯片IC1控制场效应管Q1导通时间，经主变压器T1后在二极管D8输出需要的充电电压。

本实用新型的充电控制过程包括如下步骤：（1）电源通电未接电池时，场效应管Q3关闭，电源无输出，只有单片机U1检测到电池接入时，电源才进入充电状态，当电池极性反，电源保持无输出，且红灯每秒闪一次进行反接报警；（2）接通电池进行充电后，单片机U1计时电路动作，10h自动进入涓流充电，如果电池充电在高恒压状态，单片机U1将进入2h计时；（3）单片机U1的13脚采集环境温度，以25℃为中心对输出电压进行调整，调整值为单格1-1.5mV，以避免夏季过充、冬季欠充造成的电池损坏；（4）若单片机U1采集温度超过105℃，单片机U1输出切断，进入保护状态；（5）电池电压低于14.4V时，单片机U1的8脚控制充电器进行0.15C电流恒流充电，当电池电压充到14.4V时，此时电池进入析气区，随着电压的升高，单片机U1控制场效应管Q3和场效应管Q5在0.25-10Hz的范围内进行变频脉冲充电，充电周期为110mS-4S、正脉冲峰值15A，负脉冲4A，绿灯以1S钟频率闪烁；（6）单片机U1的16脚检测到预设的电流值时，充电器进入低恒压涓流充电状态，LED绿灯常亮。

本实用新型以传统三段式充电为基础，在恒压段加入温度补偿及正负脉冲充电控制，有效减少电池硫化及电池极化产生的热量，提高充电效率，延长电池使用寿命，充电器本身包含反接保护、温度补偿、过温保护、限时充电、LED报警、正负脉冲等功能，舍弃传统的运算放大器结构，所有功能由单片机U1控制完成，体积小、适用于大批量生产。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种三段式加脉冲智能电动车充电器，包括电源开关转换、电源输出、单片机智能控制部分，其特征在于，电路中电路中滤波器IC2的1脚和4脚分别连接交流电源的正极和负极，滤波器IC2的2脚和3脚分别连接整流桥D2的1脚和3脚，整流桥D2的2脚分别连接电容C29和主变压器T1初级线圈的上端，电容C29另一端和整流桥D2的4脚并联后接电源地，主变压器T1初级线圈的下端连接场效应管Q1的漏极，场效应管Q1的栅极连接脉宽调制控制芯片IC1的6脚，场效应管Q1的源极分别连接脉宽调制控制芯片IC1的3脚和电阻R13，电阻R13另一端和光敏三极管Q7的发射极并联后接电源地，光敏三极管Q7的集电极连接脉宽调制控制芯片IC2的2脚，主变压器T1次级线圈的上端连接二极管D8，主变压器T1次级线圈的下端接数字地并连接电阻R28，二极管D8的负极分别连接电阻R48和电池组BT1，电阻R48另一端连接场效应管Q5的漏极，场效应管Q5的源极分别连接电池组BT1的负极和场效应管Q3的漏极，场效应管Q5的栅极连接单片机U1的4脚，场效应管Q3的栅极连接单片机U1的15脚，场效应管Q3的源极分别连接电阻R28另一端和单片机U1的17脚，单片机U1的16脚连接电流检测信号，单片机U1的1脚连接电压检测信号，单片机U1的13脚连接温度检测信号，单片机U1的8脚连接可控稳压源IC8的阴极，单片机U1的14脚连接可控稳压源IC8的参考极，单片机U1的11脚连接可控稳压源IC8的阳极，单片机U1的3脚连接发光二极管LED0，单片机U1的7脚连接发光二极管LED1，发光二极管LED0的负极和发光二极管LED1的负极并联后连接数字地。

2.根据权利要求1所述的三段式加脉冲智能电动车充电器，其特征在于，所述场效应管Q3是正脉冲控制器件和反接保护控制器件。

3.根据权利要求1所述的三段式加脉冲智能电动车充电器，其特征在于，所述电池BT1正极经电阻R48和场效应管Q5到电池BT1负极形成放电回路，经单片机U1控制产生负脉冲。

4.根据权利要求1所述的三段式加脉冲智能电动车充电器，其特征在于，所述单片机U1的型号为EM78P372N，脉宽调制控制芯片IC1的型号为KA3842B。