CN205051409U - 一种1.2kw充电机 - Google Patents

Abstract

一种1.2KW充电机，属于电动汽车大功率脉冲充电技术领域。其特征在于：包括EMI滤波单元、整流单元、功率因数校正单元、双管正激斩波单元、整流滤波单元以及充电输出接口单元，市电依次经过EMI滤波单元、整流单元、功率因数校正单元、双管正激斩波单元、整流滤波单元与充电输出接口单元的输入端相连，充电输出接口单元的输出端与蓄电池相连为其供电。通过本实用新型的1.2KW充电机，可以提供正负脉冲充电模式，实现充电过程中对蓄电池进行修复，特别是可以缓解蓄电池硫化现象。

Description

一种1.2KW充电机

技术领域

一种1.2KW充电机，属于电动汽车大功率脉冲充电技术领域。

背景技术

在现有技术中，随着电动汽车的兴起，各种高性能的充电技术也逐渐推广开来。在目前市面上，充电性能较为可靠的是智能型蓄电池充电器。智能型蓄电池充电器可以在最大程度上克服传统充电器充电时对电池的损伤，特别是可以克服传统充电器中三段式充电模式充电时对蓄电池本身的损伤，但是目前市面上的充电器在对蓄电池进行充电时，对电池的正常硫化仍然无能为力。众所周知，采用正负脉冲的充电方式可以缓蓄电池本身进行修复，缓解蓄电池的硫化现象，但是现有的充电器中一般只在充电末期进行一段时间的脉冲充电，因此对蓄电池的修复效果不够理想。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提供正负脉冲充电模式，实现充电过程中对蓄电池进行修复，特别是可以缓解蓄电池硫化现象的1.2KW充电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该1.2KW充电机，其特征在于：包括EMI滤波单元、整流单元、功率因数校正单元、双管正激斩波单元、整流滤波单元以及充电输出接口单元，由市电输入接口引入的市电接入EMI滤波单元的输入端，EMI滤波单元的输出端连接整流单元的输入端，整流单元的输出端连接功率因数校正单元的输入端，功率因数校正单元的输出端连接双管正激斩波单元的输入端，双管正激斩波单元的输出端连接整流滤波单元的输入端，整流滤波单元的输出端连接充电输出接口单元的输入端，充电输出接口单元的输出端与蓄电池相连为其供电。

优选的，设置有充电参数检测单元，所述的充电输出接口单元的输出端与充电参数检测单元的输入端连接，充电参数检测单元的输出端同时连接反馈单元以及微处理器的输入端，反馈单元以及微处理器的输出端同时连接PWM控制单元的输入端，PWM控制单元的输出端连接所述的双管正激斩波单元的输入端。

优选的，所述的功率因数校正单元包括型号为ICE2PCS01的集成芯片U8、型号为TC4424的集成芯片U7以及开关管M2，整流单元的输出负极同时并联电阻R1、电阻R16的一端，电阻R1的另一端连接开关管M2的漏极，电阻R16的另一端同时并联电容C14的一端以及集成芯片U8的3脚，电容C14的另一端同时并联集成芯片U8的1脚、电容C12~C13、电容C15~C18以及电阻R17的一端，电容C12~C13以及集成芯片U8的7脚同时连接15V直流电源，电容C15、电阻R17、电容C17、电容C18的另一端分别连接集成芯片U8的2脚、4脚、5脚、6脚、电容C16的另一端串联电阻R18后同时并联集成芯片U8的5脚，集成芯片U8的8脚连接集成芯片U7的2脚，集成芯片U7的1脚和6脚同时连接直流电源15V，集成芯片U7的3脚接地，集成芯片U7的7脚连接开关管M2的源极。

优选的，所述的充电参数检测单元包括集成运算放大器U11A~U11B，蓄电池的负极串联电阻R11后同时并联集成运算放大器U11B的同向输入端以及电容C11的一端，电容C11的另一端接地，集成运算放大器U11B的反向输入端同时并联电阻R12~R13的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端连接集成运算放大器U11B的输出端，集成运算放大器U11B的输出端同时并联集成运势放大器U11A的3脚，集成运算放大器U11A的反向输入端和输出端同时连接所述的微处理器。

优选的，所述的双管正激斩波单元包括开关管M1、开关管M3以及变压器T1的原边绕组，整流单元的输出正极同时并联开关管M1的漏极以及二极管D1的阴极，开关管M1的栅极和源极之间并联有电阻R3，开关管M1的源极同时并联变压器T1原边绕组的一端以及二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地，二极管D1的阳极同时并联变压器T1原边绕组的另一端、开关管M3的漏极，开关管M3的源极和栅极之间并联有电阻R15，开关管M3的源极接地，开关管M1、开关管M3的栅极分别串联电阻与PWM控制单元的输出端相连。

优选的，所述的充电输出接口单元包括型号为PC817的集成芯片U5和型号为BT90-SS-112DM的继电器模块U9，直流电源+5V正极连接集成芯片U5的1脚，2脚连接微处理器，集成芯片U5的3脚连接继电器模块U9的2脚，4脚连接直流电源VCC和继电器模块U9的1脚，继电器模块U9的3脚作为充电输出接口单元的正极连接蓄电池的正极，继电器模块U9的4脚连接整流滤波单元的输出端。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

在本实用新型的1.2KW充电机，市电通过EMI滤波单元、整流单元进行整流滤波之后，进入功率因数校正单元，由功率因数校正单元输出的电能进入双管正激斩波单元，双管正激斩波单元输出的电能通过整流滤波单元之后接入充电输出接口单元，对同时接入充电输出接口单元的蓄电池进行充电。微处理器通过充电参数检测单元获得蓄电池的充电参数，通过对充电参数的分析处理，并反馈到PWM控制单元，由PWM控制单元输出一定占空比调节双管正激斩波单元中开关管的开通时间，实现充电电流值及电压值的调整，微处理器同时通过控制放电单元以及充电输出接口单元实现对蓄电池的充电管理，实现了蓄电池的正负脉冲的充电模式，缓解了蓄电池的硫化现象，实现电池的无损伤修复性充电。通过设置功率因数校正单元，同时方便对功率因数进行校正。

附图说明

图1为1.2KW充电机原理方框图。

图2为1.2KW充电机电路原理图。

具体实施方式

图1~2是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~2对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种1.2KW充电机，包括EMI滤波单元、整流单元、功率因数较正单元、双管正激斩波单元、整流滤波单元、充电输出接口单元、充电参数检测单元、反馈单元、PWM控制单元以及微处理器。

市电输入接口连接EMI滤波单元的输入端，EMI滤波单元的输出端连接整流单元的输入端，整流单元的输出端连接功率因数较正单元的输入端，功率因数较正单元的输出端连接双管正激斩波单元的输入端，双管正激斩波单元的输出端连接整流滤波单元的输入端，整流滤波单元的输出端连接充电输出接口单元的输入端，由充电输出接口单元的输出端输出电能为电动汽车内的蓄电池进行充电。充电参数检测单元的输入端同时与充电输出接口单元的输出端相连，充电参数检测单元的输出端同时连接反馈单元以及微处理器的输入端，反馈单元以及微处理器的输出端同时连接PWM控制单元的输入端，PWM控制单元的输出端连接双管正激斩波单元的控制端。

市电输入接口将交流电引入EMI滤波单元中，由EMI滤波单元进行滤波，然后进入整流单元进行整流，整流之后进入功率因数较正单元，从功率因数较正单元输出后进入双管正激斩波单元完成斩波，然后经过整流滤波单元进行整流滤波之后送至充电输出接口单元，实现对蓄电池的充电。在蓄电池的充电过程中，充电参数检测单元将蓄电池的充电参数采集并送至微处理器和反馈单元中，由反馈单元将充电参数检测单元检测到的充电参数反馈至PWM控制单元内，同时微处理器同时根据充电参数检测单元发送的充电参数，通过PWM控制单元实现对双管正激斩波单元的输出控制，控制双管正激斩波单元输出不同占空比的脉冲参数，同时可控制双管正激斩波单元的开通和关断时间，实现对蓄电池不同充电参数的控制。

如图2所示，市电的火线L、零线N以及中线PE分别连接端子U1的1脚、3脚和5脚，端子U1的2脚、4脚和6脚分别将市电的火线L、零线N以及中线PE引出。其中火线L和零点N自端子U1的2脚和4脚输出之后分别连接滤波电感L1的3脚和1脚，在滤波电感L1的3脚和1脚之间并联有电容C1。滤波电感L1的2脚和4脚分别接入集成模块U6的1脚和3脚，电容C2~C3串联之后以及电容C4同时并联在滤波电容L1的2脚和4脚之间，电容C2~C3的中点通过端子U1的6脚连接交流电的中线PE。

集成芯片U6的4脚同时并联电阻R1、电阻R16的一端，电阻R16的另一端同时并联电容C14的一端以及集成芯片U8的3脚。电容C14的另一端同时并联集成芯片U8的1脚、电容C12~C13、电容C15~C18以及电阻R17的一端，电容C12~C13以及集成芯片U8的7脚同时连接15V直流电源。电容C15、电阻R17、电容C17、电容C18的另一端分别连接集成芯片U8的2脚、4脚、5脚、6脚、电容C16的另一端串联电阻R18后同时并联集成芯片U8的5脚。集成芯片U8的8脚连接集成芯片U7的2脚，集成芯片U7的1脚和6脚同时连接直流电源15V，集成芯片U7的3脚接地，集成芯片U7的7脚连接开关管M2的源极。

集成模块U6的2脚串联电感L2之后同时并联二极管D2的阳极和开关管M2的漏极，开关管M2的漏极连接接地端以及电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接集成芯片U6的4脚。二极管D2的阴极同时并联电解电容C5~C6的正极、开关管M1的漏极以及二极管D1的阴极。电解电容C5~C6的负极接地，开关管M1的栅极和源极之间并联有电阻R3，开关管M1的源极同时并联变压器T1原边绕组的一端以及二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地。二极管D1的阳极同时并联变压器T1原边绕组的另一端、开关管M3的漏极。开关管M3的源极和栅极之间并联有电阻R15，开关管M3的源极接地。

变压器T1副边绕组的一端同时并联电阻R4的一端以及二极管D3的阳极，电阻R4的另一端串联电容C8后同时并联二极管D3的阴极、电感L3的一端、二极管D5的阴极以及电容C7的一端，电容C7的另一端串联电阻R5接地，二极管D5的阳极接地，电感L3的另一端同时并联继电器模块U9的4脚以及电解电容C9~C10的正极，电解电容C9~C10的负极接地。

直流电源+5V正极连接集成芯片U5的1脚，2脚连接微处理器，集成芯片U5的3脚连接继电器模块U9的2脚，4脚连接直流电源VCC和继电器模块U9的1脚，继电器模块U9的3脚作为充电输出接口单元的正极连接蓄电池的正极（充电正极）以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时并联微处理器以及电阻R7的一端，电阻R7的另一端同时并联电阻R8的一端以及集成芯片U12的6脚。蓄电池的负极同时并联电阻R9~R11的一端，电阻R8~R10的另一端接地。电阻R11的另一端同时并联集成运算放大器U11B的同向输入端以及电容C11的一端，电容C11的另一端接地。集成运算放大器U11B的反向输入端同时并联电阻R12~R13的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端连接集成运算放大器U11B的输出端。集成运算放大器U11B的输出端同时并联集成运势放大器U11A的3脚，集成运算放大器U11A的反向输入端和输出端同时连接微处理器。

集成芯片U12的7脚和1脚分别连接二极管D6~D7阳极，二极管D6~D7的阴极同时连接集成芯片U10的3脚，集成芯片U10的4脚连接直流电源VCC1。集成芯片U10的2脚接地，1脚连接集成芯片U2的1脚，电容C27以及串联连接的电阻R23、电容C26同时并联在集成芯片U10的1脚和2脚之间。集成芯片U2的2脚同时并联电容C21以及电阻R19的一端，电容C21的另一端接地，电阻R19的另一端连接集成芯片U2的8脚。集成芯片U2的3脚同时并联电容C22~C23以及电阻R21的一端，电容C22的另一端同时并联电容C24、电阻R20的一端以及集成芯片U2的4脚，电容C24的另一端接地，电阻R20的另一端串联电容C28接地。电容C23的另一端接地，电阻R21的另一端同时并联电容C25的一端以及电阻R22的一端，电容C25以及电阻R22的另一端接地。集成芯片U2的5脚接地，6脚连接集成芯片U3的2和4脚，7脚连接直流电源VCC。

集成芯片U3的3脚接地，5脚和7脚连接集成芯片U4的1脚和2脚，6脚连接直流电源VCC。集成芯片U4的4脚、5脚接地，6脚串联电阻R14连接开关管M3的栅极，7脚连接开关管M1的源极，8脚串联电阻R2连接开关管M1的栅极。

上述的滤波电感L1组成上述的EMI滤波单元，型号为RVB2508的集成芯片U6组成上述的整流单元，型号为ICE2PCS01的集成芯片U8、型号为TC4424的集成芯片U7以及开关管M2组成上述的功率因数较正单元。开关管M1、开关管M3以及变压器T1的原边绕组组成上述的双管正激斩波单元。变压器T1的副边绕组、电感L3、二极管D3、二极管D5以及电解电容C9~C10组成上述的整流滤波单元。集成芯片U5和继电器模块U9组成上述的充电输出接口单元，其中集成芯片U5的型号为PC817，继电器模块U9的型号为BT90-SS-112DM。集成运算放大器U11A~U11B组成上述的充电参数检测单元，集成运算放大器U11A~U11B可采用市售常见的集成运算放大器芯片实现。集成芯片U12为上述的反馈单元，集成芯片U12的型号为LM358。集成芯片U2~U4以及U10组成上述的PWM控制单元，其中集成芯片U2的型号为UC3845，集成芯片U3的型号为TC4424，集成芯片U4的型号为FAN7390，集成芯片U10的型号为PC817。

具体工作过程及工作原理如下：

当市电输入接口接入市电后，市电交流电依次经过EMI滤波单元、整流单元实现滤波和整流之后进入功率因数较正单元进行功率较正，然后进入双管正激斩波单元，双管正激斩波单元输出的电能通过整流滤波单元之后接入充电输出接口单元，对同时接入充电输出接口单元的蓄电池进行充电。

微处理器上电并完成软硬件初始化之后，微处理器通过充电参数检测单元获得蓄电池的充电参数，通过对充电参数的分析处理，并反馈到PWM控制单元，由PWM控制单元输出一定占空比调节双管正激斩波单元中开关管的开通时间，实现充电电流值及电压值的调整，微处理器同时通过控制放电单元以及充电输出接口单元实现对蓄电池的充电管理，实现了蓄电池的正负脉冲的充电模式，缓解了蓄电池的硫化现象，实现电池的无损伤修复性充电。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种2KW充电机，其特征在于：包括EMI滤波单元、整流单元、功率因数校正单元、双管正激斩波单元、整流滤波单元以及充电输出接口单元，由市电输入接口引入的市电接入EMI滤波单元的输入端，EMI滤波单元的输出端连接整流单元的输入端，整流单元的输出端连接功率因数校正单元的输入端，功率因数校正单元的输出端连接双管正激斩波单元的输入端，双管正激斩波单元的输出端连接整流滤波单元的输入端，整流滤波单元的输出端连接充电输出接口单元的输入端，充电输出接口单元的输出端与蓄电池相连为其供电。

2.根据权利要求1所述的1.2KW充电机，其特征在于：设置有充电参数检测单元，所述的充电输出接口单元的输出端与充电参数检测单元的输入端连接，充电参数检测单元的输出端同时连接反馈单元以及微处理器的输入端，反馈单元以及微处理器的输出端同时连接PWM控制单元的输入端，PWM控制单元的输出端连接所述的双管正激斩波单元的输入端。

3.根据权利要求1所述的1.2KW充电机，其特征在于：所述的功率因数校正单元包括型号为ICE2PCS01的集成芯片U8、型号为TC4424的集成芯片U7以及开关管M2，整流单元的输出负极同时并联电阻R1、电阻R16的一端，电阻R1的另一端连接开关管M2的漏极，电阻R16的另一端同时并联电容C14的一端以及集成芯片U8的3脚，电容C14的另一端同时并联集成芯片U8的1脚、电容C12~C13、电容C15~C18以及电阻R17的一端，电容C12~C13以及集成芯片U8的7脚同时连接15V直流电源，电容C15、电阻R17、电容C17、电容C18的另一端分别连接集成芯片U8的2脚、4脚、5脚、6脚、电容C16的另一端串联电阻R18后同时并联集成芯片U8的5脚，集成芯片U8的8脚连接集成芯片U7的2脚，集成芯片U7的1脚和6脚同时连接直流电源15V，集成芯片U7的3脚接地，集成芯片U7的7脚连接开关管M2的源极。

4.根据权利要求2所述的1.2KW充电机，其特征在于：所述的充电参数检测单元包括集成运算放大器U11A~U11B，蓄电池的负极串联电阻R11后同时并联集成运算放大器U11B的同向输入端以及电容C11的一端，电容C11的另一端接地，集成运算放大器U11B的反向输入端同时并联电阻R12~R13的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端连接集成运算放大器U11B的输出端，集成运算放大器U11B的输出端同时并联集成运势放大器U11A的3脚，集成运算放大器U11A的反向输入端和输出端同时连接所述的微处理器。

5.根据权利要求2所述的1.2KW充电机，其特征在于：所述的双管正激斩波单元包括开关管M1、开关管M3以及变压器T1的原边绕组，整流单元的输出正极同时并联开关管M1的漏极以及二极管D1的阴极，开关管M1的栅极和源极之间并联有电阻R3，开关管M1的源极同时并联变压器T1原边绕组的一端以及二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地，二极管D1的阳极同时并联变压器T1原边绕组的另一端、开关管M3的漏极，开关管M3的源极和栅极之间并联有电阻R15，开关管M3的源极接地，开关管M1、开关管M3的栅极分别串联电阻与PWM控制单元的输出端相连。

6.根据权利要求1所述的1.2KW充电机，其特征在于：所述的充电输出接口单元包括型号为PC817的集成芯片U5和型号为BT90-SS-112DM的继电器模块U9，直流电源+5V正极连接集成芯片U5的1脚，2脚连接微处理器，集成芯片U5的3脚连接继电器模块U9的2脚，4脚连接直流电源VCC和继电器模块U9的1脚，继电器模块U9的3脚作为充电输出接口单元的正极连接蓄电池的正极，继电器模块U9的4脚连接整流滤波单元的输出端。