CN205039609U - 脉冲式铁锂电池充电机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲式铁锂电池充电机系统，所述系统包括主电路、前面板控制系统和输入输出接口；所述主电路包括整流单元、调制单元和CPU控制单元；所述整流单元和所述CPU控制单元均与所述调制单元连接；所述CPU控制单元与所述前面板控制系统连接；所述整流单元和所述调制单元均与所述输入输出接口连接。通过本实用新型能够提高铁锂电池的电荷接受率，降低充电过程中电池温升，保证每次充电电池都可以达到充满状态，延长电池的使用寿命。

Description

脉冲式铁锂电池充电机系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，具体涉及一种脉冲式铁锂电池充电机系统。

背景技术

电动汽车和电动自行车的实用新型问世，给人们的交通和工作带来极大方便。它们都具有清洁、环保、使用灵活等特性。其所用的电池质量好坏及正确的充电方式，则影响电池的使用寿命。也就是说，影响车子本身的使用寿命。

铁锂电池有着众多优点，并且可以生产出各种不同容量的电池，广泛地应用在大型电动车辆、轻型电动车、太阳能及风力发电的储能设备、小型医疗仪器设备及便携式仪器、UPS及应急灯、警示灯及矿灯等方面。研究和实践表明，电池充电过程对电池寿命影响最大。也就是说，绝大多数的铁锂电池不是使用坏的，而是被“充坏”的。因此研制新型的铁锂电池充电机系统具有十分重要的现实意义。

传统的充电机存在以下弊端：传统的充电机在电池出现硫化现象时充电电流变小，而正常的使用用户充电时间一般保持不变，这样，电池就一直处于非充满状态，使用者则感觉电池容量下降。

实用新型内容

针对传统的充电机在电池出现硫化现象时充电电流变小，电池一直处于非充满状态，使用者感觉电池容量下降的问题，本实用新型提供了一种脉冲式铁锂电池充电机系统。

本实用新型提出一种脉冲式铁锂电池充电机系统，包括主电路、前面板控制系统和输入输出接口；所述主电路包括整流单元、调制单元和CPU控制单元；

所述整流单元和所述CPU控制单元均与所述调制单元连接；

所述CPU控制单元与所述前面板控制系统连接；

所述整流单元和所述调制单元均与所述输入输出接口连接；

优选地，所述前面板控制系统包括调压确认键、电压调整旋钮、电流调整旋钮、频率调整旋钮、波形切换旋钮、输出开关、电压显示屏、电流显示屏以及频率显示屏；

所述调压确认键、所述电压调整旋钮、所述电流调整旋钮、所述频率调整旋钮、所述波形切换旋钮和所述输出开关均与所述CPU控制单元连接；

所述电压显示屏和所述电压调整旋钮连接；

所述电流显示屏和所述电流调整旋钮连接；

所述频率显示屏和所述频率调整旋钮连接。

优选地，所述输入输出接口包括电源输入接口、电压采集接口和电流输出接口；

所述电源输入接口与电源连接；

所述电压采集接口通过电压外采线与待充电的铁锂电池连接；

所述电流输出接口与待充电的铁锂电池连接。

优选地，所述电流输出接口包括第一电流输出接口和第二电流输出接口，所述第一电流输出接口与铁锂电池正极连接，所述第二电流输出接口与铁锂电池负极连接。

优选地，所述电压采集接口第一端通过电压外采线与铁锂电池正极连接，所述电压采集接口第二端通过电压外采线与铁锂电池负极连接。

优选地，所述主电路还包括反馈电路，所述调制单元的输出端通过所述反馈电路与所述CPU控制单元连接。

由上述技术方案可知，本实用新型提出的一种新型的脉冲式铁锂电池充电机系统，能够提高铁锂电池的电荷接受率，降低充电过程中电池温升，保证每次充电电池都可以达到充满状态，延长电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种脉冲式铁锂电池充电机系统的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的一种脉冲式铁锂电池充电系统的主电路的示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的一种脉冲式铁锂电池充电系统的前面板控制系统的组成图。

具体实施方式

下面结合附图，对实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1示出了本实施例提供的一种脉冲式铁锂电池充电机系统的结构示意图，包括主电路100、前面板控制系统200和输入输出接口300；所述主电路100包括整流单元101、调制单元102和CPU控制单元103；

所述整流单元101和所述CPU控制单元103均与所述调制单元102连接；

所述CPU控制单元103与所述前面板控制系统200连接；

所述整流单元101和所述调制单元102均与所述输入输出接口300连接；

所述前面板控制系统200用于设置充电参数值；所述主电路100用于将交流电转换为直流电，并根据所述充电参数值对所述直流电进行调制；所述输入输出接口300用于输出充电电流。

其中，如图2所示，所述整流单元101用于对输入交流市电进行整流，得到直流电压；所述调制单元102用于对直流电压进行调制；所述CPU控制单元103用于对调制单元进行控制，得到符合要求的充电电流，当输出电压或电流在预设范围之外时，所述CPU控制单元103自动控制所述调制单元102，使其等于最接近的预设范围端值；其中所述CPU控制单元103与前面板控制系统相连，方便用户直观的对所述调制单元102进行控制。

本实施例能够通过所述前面板控制系统调整充电电压、电流、频率和波形，以提高铁锂电池接受率，从而增加铁锂电池电量吸收率，实现对铁锂电池脉冲式大电流充电，降低充电过程电池温升；消除硫化现象，延长电池的使用寿命。

作为本实施例的优选方案，如图3所示，所述前面板控制系统200包括调压确认键、电压调整旋钮、电流调整旋钮、频率调整旋钮、波形切换旋钮、输出开关、电压显示屏、电流显示屏以及频率显示屏；所述输入输出接口包括电源输入接口、电压采集接口和电流输出接口。所述主电路100还包括反馈电路，所述调制单元的输出端通过反馈电路与所述CPU控制单元连接。

其中，所述电源输入接口用于为脉冲式铁锂电池充电机系统提供工作电源；所述电压采集接口用于通过电压外采线与待充电的铁锂电池连接并充电；所述电流输出接口用于为待充电的铁锂电池提供充电电流，是脉冲式铁锂电池充电机系统的工作单元。所述调压确认键用于对调整电压进行确认，每次调整电压旋钮后，都需要按下调压确认键确认电压设定值。所有显示屏均采用工业LED显示屏，数据更加清晰明了，简单的用户界面设计，确保用户操作简单直观。所有接口均采用标准接口设计，使接线更加直观方便。进一步地，所述调压确认键、所述电压调整旋钮、所述电流调整旋钮、所述频率调整旋钮、所述波形切换旋钮和所述输出开关均与所述CPU控制单元103连接，用户根据待充电的铁锂电池规格，设定输出电压、输出电流，输出频率和输出波形，从而改变所述CPU控制单元103的参数，进而对所述调制单元102进行控制。所述电压显示屏和所述电压调整旋钮连接；所述电流显示屏和所述电流调整旋钮连接；所述频率显示屏和所述频率调整旋钮连接。其中，所述调压确认键用于对调整电压的确认，每次调整电压旋钮后，都需要按下调压确认键确认电压设定值。所述电压调整旋钮、所述电流调整旋钮、所述频率调整旋钮、所述波形切换旋钮根据待充电的铁锂电池规格用于对调制单元进行控制，调整输出电压、输出电流，输出频率和输出波形；其中电压调整旋钮、电流调整旋钮、频率调整旋钮顺时针旋转是加大参数值，逆时针旋转是减小参数值，在工作过程中可以随时改变参数值。

本实施例提供的方法具体实现的原理如下：将工作电源线的一端接入充电机的电源接口，另一端与交流220V/50Hz电源连接后，脉冲式铁锂电池充电机系统内部的所述主电路100的所述整流单元101对输入交流电压进行整流，将得到直流电压输出到所述调制单元102。所述调制单元102对直流电压调制，输出用于充电的方波或正弦波。根据待充电的铁锂电池的规格及充电要求，调节所述前面板控制系统200的所述电压调整旋钮、所述电流调整旋钮、所述频率调整旋钮和所述波形切换旋钮的数值，从而改变与其逻辑连接的所述CPU控制单元103的相关参数值，对所述调制单元102进行控制与调整，从而得到相应的充电电流，完成充电。为了对调制信号进行校准，在内部电路设置了对调制模块的反馈回路。

更进一步地，所述电流输出接口包括第一电流输出接口和第二电流输出接口，所述第一电流输出接口与铁锂电池正极连接，所述第二电流输出接口与铁锂电池负极连接。所述电压采集接口第一端与铁锂电池正极连接，所述电压采集接口第二端与铁锂电池负极连接。具体实现步骤如下：

将充电机电流输出接口的红色输出端接到铁锂电池正极，黑色输出端接到铁锂电池负极。接线过程中禁止反接，反接后会有报警提示。

将电压采集接口的一端通过电压外采线接铁锂电池正极，另一端通过电压外采线接铁锂电池负极，1脚为电压正、3脚为电压负。

将工作电源线的一端接入充电机的电源接口，另一端与交流220V/50Hz电源连接。

闭合开关，充电机系统内部主电路整流单元101对交流市电进行整流，调制单元102将直流电压调制输出，根据待充电的铁锂电池规格，将调压确认键按下，调整前面板控制系统200的电压、电流、频率、波形旋钮，改变与其连接的CPU控制单元的参数，控制调制单元调整输出电压、输出电流、输出波形和频率。当电池达到设定的电压值，充电机将自动停止充电。

为了更详细地说明本实施例提供的脉冲式铁锂电池充电机系统，以下对该系统的充电方法进行详细说明，包括以下步骤：

S1、根据预设的铁锂电池充电规格和充电要求，通过前面板控制系统设置充电参数值，并发送给CPU控制单元；

S2、交流电通过整流单元进行整流，输出直流电；

S3、所述CPU控制单元根据所述充电参数值，控制调制单元对所述直流电进行调制，输出方形或正弦波的充电电流至铁锂电池。

通过调整单元的调整，可实现对铁锂电池脉冲式大电流充电，消除硫化现象，延长电池的使用寿命；通过CPU控制单元精确检测电压、电流，控制精度高，保证不过欠压、过欠流，具有过欠压、过载保护功能，且具有均流、绢流自动转换功能。同时大电流充电时可降低充电过程电池温升，能够提高铁锂电池接受率，增加铁锂电池电量吸收率。

其中，所述输出的方形或正弦波的充电电流通过反馈电路与所述CPU控制单元连接；所述充电电流经所述CPU控制单元校准后，再通过调制单元输出至铁锂电池充电。

充电电流的电流输出接口有包括第一电流输出接口和第二电流输出接口，所述第一电流输出接口与电池正极连接，所述第二电流输出接口与电池负极连接；如果所述第一电流输出接口与电池负极连接，所述第二电流输出接口与电池正极连接，则会有报警提示。通过内置防反接保护装置，提高了充电机系统使用的安全性。

举例来说，当铁锂电池充电至预设电压值后，充电机系统自动停止充电，使得整个充电过程全自动智能化，自动化充电，充满后自动停机。

具体地，所述充电参数值包括充电电压、充电电流和充电频率；

当所述充电电压小于预设充电电压范围的第一端值或大于所述预设充电电压范围的第二端值，所述CPU控制单元控制所述充电电压等于所述预设充电电压范围的第一端值或第二端值；

当所述充电电流小于预设充电电流范围的第一端值或大于所述预设充电电流范围的第二端值，所述CPU控制单元控制所述充电电流等于所述预设充电电流范围的第一端值或第二端值；

当所述充电频率小于预设充电频率范围的第一端值或大于所述预设充电频率范围的第二端值时，所述CPU控制单元控制所述充电频率等于所述预设充电频率范围的第一端值或第二端值。

本发实施例所述的脉冲式铁锂电池充电机系统的具体技术参数如下表所示。

充电电压范围	1.5～5V
		充电电流范围	0～60A
频率调节范围	50～2KHZ
		输出波形	方波/正弦波
充电电压精度	0.1％
		电压分辨率	0.001V
充电电流精度	0.50％
		电流分辨率	0.01A
频率控制精度	0.1％
		频率分辨率	0.1HZ
工作电源	220V/50HZ

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (6)

1.一种脉冲式铁锂电池充电机系统，其特征在于，包括主电路、前面板控制系统和输入输出接口；所述主电路包括整流单元、调制单元和CPU控制单元；

所述整流单元和所述CPU控制单元均与所述调制单元连接；

所述CPU控制单元与所述前面板控制系统连接；

所述整流单元和所述调制单元均与所述输入输出接口连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前面板控制系统包括调压确认键、电压调整旋钮、电流调整旋钮、频率调整旋钮、波形切换旋钮、输出开关、电压显示屏、电流显示屏以及频率显示屏；

所述调压确认键、所述电压调整旋钮、所述电流调整旋钮、所述频率调整旋钮、所述波形切换旋钮和所述输出开关均与所述CPU控制单元连接；

所述电压显示屏和所述电压调整旋钮连接；

所述电流显示屏和所述电流调整旋钮连接；

所述频率显示屏和所述频率调整旋钮连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输入输出接口包括电源输入接口、电压采集接口和电流输出接口；

所述电源输入接口与电源连接；

所述电压采集接口通过电压外采线与待充电的铁锂电池连接；

所述电流输出接口与待充电的铁锂电池连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电流输出接口包括第一电流输出接口和第二电流输出接口，所述第一电流输出接口与铁锂电池正极连接，所述第二电流输出接口与铁锂电池负极连接。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电压采集接口第一端通过电压外采线与铁锂电池正极连接，所述电压采集接口第二端通过电压外采线与铁锂电池负极连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主电路还包括反馈电路，所述调制单元的输出端通过所述反馈电路与所述CPU控制单元连接。