CN206628864U - 一种充电电池修复电路 - Google Patents

Abstract

一种充电电池修复电路，属于充电器技术领域。本实用新型一种充电电池修复电路包括依次电连接的桥式整流电路、方波产生电路、LLC谐振变换电路、LC滤波电路、正负脉冲电路；交流输入端经桥式整流电路输出直流给方波产生电路，正负脉冲电路输出给电池。本实用新型一种充电电池修复电路，结构简单，采用人性化设计高频软开关电路和正负脉冲电路，充电效果好，具有一定的电池修复功能。

Description

一种充电电池修复电路

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，尤其涉及一种充电电池修复电路。

背景技术

现有的充电器种类繁多，充电性能却不佳，尤其是为电动车蓄电池充电的充电器，实现充电功能的电路结构复杂且充电效率低，电能损耗大，同时对电池造成损伤，减少电池使用寿命。

当电池长期充电不足或半放电状态，过量放电或放电后不及时充电，内部短路，温度高等问题，导致电池的正常硫酸化作用发生不正常，在极板上形成粗大的酸铅结晶，增大电池内阻，在充电时很难恢复，成为不可逆硫酸铅。目前提出正负脉冲充电，虽然充电方式快速，但其要求相应的充电拓扑具有充放电功能。并且与正负脉冲充电方式配合使用的传统谐振变换器，在负载和输入变化较大时，无法做到全负载范围内切换零电压转换。为此，急需一款能够改善充电器的充电性能的充电系统。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种充电电池修复、去极化效果好的，用于充电系统内的充电电池修复电路。

本实用新型提供一种充电电池修复电路，包括依次电连接的桥式整流电路、方波产生电路、LLC谐振变换电路、正负脉冲电路；交流输入端经桥式整流电路输出直流给方波产生电路，正负脉冲电路输出给电池；所述方波产生电路包括第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，所述第一三极管的基极经所述第二电容连接LLC谐振变换电路的原边侧、还经所述第三电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第一三极管的集电极经所述第一电容连接所述第二三极管的基极、还经所述第一电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第二三极管的基极经所述第二电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第二三极管的集电极经所述第四电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极均接地；所述LLC谐振变换电路包括变压器、设于变压器原边侧的谐振电容、第一电感、第二电感，所述谐振电容与所述第一电感串联在所述方波产生电路和变压器原边侧之间，所述第二电感并联在变压器原边侧，变压器副边侧与所述正负脉冲电路连接；所述正负脉冲电路包括第三三极管、第四三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四电容，所述第三三极管的基极和发射极均连接所述LLC谐振变换电路，所述第三三极管的集电极经所述第五电阻连接所述第四三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地；所述第四三极管的发射极经所述第六电阻、以及还依次经所述第四电容和所述第七电阻与输出端连接，所述第四三极管的集电极经所述第八电阻接地。

该充电电池修复电路，利用LLC谐振变换电路，使得充电电池全程工作在软开关模式下，负载和输入变化较大时，频率变化仍很小，且全负载范围内切换零电压转换。充电效果好，具有一定的电池修复功能。同时利用正负脉冲电路的正脉冲电路达到去硫化作用，和负脉冲电路加快充电速度和降低电池温升，进一步提高了电池的充电效率和性能。

作为优选，所述LLC谐振变换电路和所述正负脉冲电路之间还连接有LC滤波电路。

作为优选，所述LC滤波电路包括第三电感、第三电容；所述第三电感串联在变压器副边侧与所述正负脉冲电路之间，所述第三电容并联在变压器副边侧。

作为优选，该充电电池修复电路还包括第一电流采集器、第一电压采集器、功率控制电路；所述第一电流采集器采集所述LC滤波电路的电流输入至所述功率控制电路；所述第一电压采集器采集所述LC滤波电路的电压输入至所述功率控制电路；所述功率控制电路输出电压、电流控制信号给所述LLC谐振变换电路。

作为优选，所述功率控制电路包括PFM波发生器。

作为优选，该充电电池修复电路还包括第二电流采集器、第二电压采集器、脉冲控制电路；所述第二电流采集器采集所述LC滤波电路的电流输入至所述脉冲控制电路；所述第二电压采集器采集所述LC滤波电路的电压输入至所述脉冲控制电路；所述脉冲控制电路输出电压、电流控制信号给所述正负脉冲电路。

作为优选，脉冲控制电路为MCU芯片及其外围电路构成。

作为优选，该充电电池修复电路还包括过温保护电路。

作为优选， 所述过温保护电路包括温度采集器、比较器、开关电路；所述温度采集器采集电池温度，经比较器、开关电路连接MCU芯片，MCU芯片输出温度控制信号至所述正负脉冲电路。

作为优选，所述过温保护电路包括熔断器。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一种充电电池修复电路，结构简单，采用人性化设计高频软开关电路和正负脉冲电路，充电效果好，具有一定的电池修复功能。

附图说明

图1为本实用新型一种充电电池修复电路的原理框图；

图2为图1中的方波产生电路的电路图；

图3为图1中的LLC谐振变换电路和LC过滤电路的电路图；

图4位图1中的正负脉冲电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1所示为一种充电电池修复电路的原理框图。本实用新型一种充电电池修复电路，用于修复电池，提高电池性能，应用于充电系统内。该充电电池修复电路包括桥式整流电路、方波产生电路、LLC谐振变换电路、正负脉冲电路。外界输入的交流电经所述桥式整流电路整流、滤波处理后转换为直流输出给方波产生电路。所述方波产生电路依次连接所述LLC谐振变换电路、所述正负脉冲电路、电池。

如图2，所述方波产生电路用以产生一个频率符合要求的方波信号，所述方波产生电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4。所述第一三极管Q1的基极经所述第二电容C1连接LLC谐振变换电路的原边侧，所述第一三极管Q1的基极还经所述第三电阻R3与桥式整流电路输出端连接，所述第一三极管Q1的集电极经所述第一电容C1连接所述第二三极管Q3的基极,所述第一三极管Q1的集电极还经所述第一电阻R1与桥式整流电路输出端连接。所述第二三极管Q2的基极经所述第二电阻R2与桥式整流电路输出端连接，所述第二三极管Q2的集电极经所述第四电阻R4与桥式整流电路输出端连接，所述第一三极管Q1的发射极和所述第二三极管Q2的发射极均接地。

如图3，所述LLC谐振变换电路包括变压器、设于变压器原边侧的谐振电容Cx、第一电感L1、第二电感L2。所述谐振电容Cx与所述第一电感L1串联在所述方波产生电路和变压器原边侧之间，所述第二电感L2并联在变压器原边侧，变压器副边侧与所述正负脉冲电路连接。其中，变压器的变比n：1可根据需要预先设定，通过LLC谐振变换电路得到当前设定功率对应的电流。

为了滤除LLC谐振变换电路输出电流的高频和尖峰，在所述LLC谐振变换电路和所述正负脉冲电路之间连接有LC滤波电路。所述滤波电路包括第三电感L3、第三电容C3。所述第三电感L3串联在变压器副边侧与所述正负脉冲电路之间，所述第三电容C3并联在变压器副边侧。

如图4，所述正负脉冲电路接收处理后的电流，将处理后的电流变换为正负脉冲电流，并将正负脉冲电流输出至充电电池，以阻止和消除电池极板上的结晶硫化物，从而延长电池的寿命。所述正负脉冲电路包括第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4。所述第三三极管Q3的基极和发射极均连接所述LLC谐振变换电路，所述第三三极管Q3的集电极经所述第五电阻R5连接所述第四三极管Q3的基极，所述第三三极管Q3的发射极接地。所述第四三极管Q4的发射极经所述第六电阻R6与输出端连接，所述第四三极管Q4的发射极依次所述第四电容C4和所述第七电阻R7与输出端连接，所述第四三极管Q4的集电极经所述第八电阻R8接地。充电过程中电池产生的极化电压会阻碍电池本身的充电，利用正负脉冲电路在电池充电过程中，适当暂停充电，并适当加入负脉冲，负脉冲是用来消除电化学极化影响的放电通道，从而可以迅速消除各种极化电压，使得电池允许在充电阶段使用较大的电流充电，提高了充电速度和效率。

为了智能化监控电流电压输出，该充电电池修复电路还包括第一电流采集器、第二电流采集器、第一电压采集器、第二电压采集器、功率控制电路和脉冲控制电路（图中未出）。所述第一电流采集器用以采集所述LC滤波电路的电流，所述第一电压采集器用以采集所述LC滤波电路的电压，采集到的电流、电压输入至所述功率控制电路，所述功率控制电路输出电压、电流控制信号经所述方波产生电路给LLC谐振变换电路。所述功率控制电路包括PFM波发生器，将采集的电流信号与参考电流信号，采集的电压信号与参考电压信号比较，经PI调节后输出给PFM波发生器，生成PFM波驱动LLC谐振变换电路。或者，所述功率控制电路还可包括PFC控制电路，利用N1653芯片及其外围电路实现。所述第二电流采集器采集所述LC滤波电路的电流，所述第二电压采集器采集所述LC滤波电路的电压，采集到的电流、电压输入至所述脉冲控制电路，所述脉冲控制电路输出电压、电流控制信号给所述正负脉冲电路。所述脉冲控制电路包括MCU芯片及其外围电路，利用MCU芯片自动调节充电参数，优化充电利用率。

为了避免充电电池过热损坏，本实用新型充电电池修复电路还包括过温保护电路。所述过温保护电路包括温度采集器、比较器、开关电路。所述温度采集器采集电池温度送入比较器的一输入端，比较器的另一输入端设有参考温度电压值，比较器输出温度比较信号经开关电路连接MCU芯片，若温度过高，则开关电路高电平导通，触发MCU芯片发送温度控制信号至所述正负脉冲电路。所述正负脉冲电路内设有温度补偿电路，在外界环境温度发生变化后，通过电路自动调节，输出不同的电压值，降低输出电压来减少电路发热。若温度未超出参考温度，则开关电路低电平不导通，不触发MCU芯片进行温度控制。其中，开关电路参照相关技术，利用晶体管的关断特性实现。另外，还可采用过热保护切断通路的方式，在与充电电池连通的通路上设有熔断器。

上述未详述的电路，均采用现有技术的常用电路，在此不再赘述。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种充电电池修复电路，其特征在于，包括依次电连接的桥式整流电路、方波产生电路、LLC谐振变换电路、正负脉冲电路；交流输入端经桥式整流电路输出直流给方波产生电路，正负脉冲电路输出给电池；所述方波产生电路包括第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，所述第一三极管的基极经所述第二电容连接LLC谐振变换电路的原边侧、还经所述第三电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第一三极管的集电极经所述第一电容连接所述第二三极管的基极、还经所述第一电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第二三极管的基极经所述第二电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第二三极管的集电极经所述第四电阻与桥式整流电路输出端连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极均接地；所述LLC谐振变换电路包括变压器、设于变压器原边侧的谐振电容、第一电感、第二电感，所述谐振电容与所述第一电感串联在所述方波产生电路和变压器原边侧之间，所述第二电感并联在变压器原边侧，变压器副边侧与所述正负脉冲电路连接；所述正负脉冲电路包括第三三极管、第四三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四电容，所述第三三极管的基极和发射极均连接所述LLC谐振变换电路，所述第三三极管的集电极经所述第五电阻连接所述第四三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地；所述第四三极管的发射极经所述第六电阻、以及还依次经所述第四电容和所述第七电阻与输出端连接，所述第四三极管的集电极经所述第八电阻接地。

2.根据权利要求1所述的充电电池修复电路，其特征在于，所述LLC谐振变换电路和所述正负脉冲电路之间还连接有LC滤波电路。

3.根据权利要求2所述的充电电池修复电路，其特征在于，所述LC滤波电路包括第三电感、第三电容；所述第三电感串联在变压器副边侧与所述正负脉冲电路之间，所述第三电容并联在变压器副边侧。

4.根据权利要求3所述的充电电池修复电路，其特征在于，还包括第一电流采集器、第一电压采集器、功率控制电路；所述第一电流采集器采集所述LC滤波电路的电流输入至所述功率控制电路；所述第一电压采集器采集所述LC滤波电路的电压输入至所述功率控制电路；所述功率控制电路输出电压、电流控制信号给所述LLC谐振变换电路。

5.根据权利要求4所述的充电电池修复电路，其特征在于，所述功率控制电路包括PFM波发生器。

6.根据权利要求3所述的充电电池修复电路，其特征在于，还包括第二电流采集器、第二电压采集器、脉冲控制电路；所述第二电流采集器采集所述LC滤波电路的电流输入至所述脉冲控制电路；所述第二电压采集器采集所述LC滤波电路的电压输入至所述脉冲控制电路；所述脉冲控制电路输出电压、电流控制信号给所述正负脉冲电路。

7.根据权利要求6所述的充电电池修复电路，其特征在于，脉冲控制电路为MCU芯片及其外围电路构成。

8.根据权利要求7所述的充电电池修复电路，其特征在于，还包括过温保护电路。

9.根据权利要求8所述的充电电池修复电路，其特征在于，所述过温保护电路包括温度采集器、比较器、开关电路；所述温度采集器采集电池温度，经比较器、开关电路连接MCU芯片，MCU芯片输出温度控制信号至所述正负脉冲电路。

10.根据权利要求8所述的充电电池修复电路，其特征在于，所述过温保护电路包括熔断器。