CN206640364U - 一种铅酸电池通用型充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铅酸电池通用型充电器，包括用于与电源连接的接口，所述接口为通用接口；它还包括用于电压变换和功率输出的开关电源模块以及能根据识别的电瓶伏值结果控制充电的控制中心，两者相互连接；控制中心中设有AD转换器和时钟器，所述通用接口与控制中心之间连接有能避免因电瓶反接而出现故障的防反接电路。本实用新型提供的一种铅酸电池通用型充电器，其不仅能给多种采用铅酸电池的设备进行充电，适用性广，而且即使铅酸电池正负极出现反接，也能避免因反接而对充电器或电池带来破坏，杜绝了安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电器领域，尤其涉及一种铅酸电池通用型充电器。
背景技术
电池工业是新能源领域的重要组成部分，是全球经济发展的一个新热点，与电力、交通、信息等产业发展息息相关，是社会生产经营活动和人类生活中不可缺少的产品。铅酸蓄电池凭借其性能价格比高、大容量、高功率、长寿命、安全可靠等优点，是目前世界上产量最大、用途最广的一种电池，铅酸蓄电池销售额占全球电池销售额的30％以上。随着我国经济的持续快速发展，中国汽车、摩托车、电动助力车、通信、信息、电力等基础产业发展十分迅速，铅酸电池的应用十分普及。目前来说，9安时以上的电池已经形成工业标准，大多是以12伏特或24伏特电压电池为单位的电池串联应用，12伏特到72伏特的串联应用占了绝大多数，具体电压和容量的选择依据具体应用的动力要求和续航需要。由于铅酸电池的宽电压特性，即一节标称12伏特的电池亏电状态的电压可以低至10伏特，严重亏电甚至低至5伏特，充满电的电压可以达到13伏特以上，所以多节串联后的电池电压有重叠，如果识别过程不科学，很容易造成误识别，目前市场上所卖的自适应充电器误识别现象非常普遍，电压伏特值识别低了，不能充电，电压伏特值识别高了，用高层次电压伏特值参数给电池充电，直接损坏电池，甚至造成充电事故。
由于电池应用的爆炸式发展时间还不长，国家相关规定还不够完善，再加上各电池厂家以及电池应用产品厂家的自我利益保护意识，电池参数不统一、能量转换效率不够，充电器充电参数和接口不统一、充电效率不高、充电时间长等问题，国家没有足够细致的相关标准和规定，一个产品对应一个充电器，造成了巨大的资源浪费，同时，由于充电器不具有通用性，不经意的错用导致许多充电过程的电池损坏、充电器损坏甚至安全事故，给人们的生产活动带来很大的问题。另外，近年来迅速兴起的电动车、电动三轮车，给人们的生活带来了极大的方便，同时由于这类型交通运输工具属于新能源范畴，零排放使得对城市环境污染做出了巨大的贡献，尤其近年来逐渐严重的PM2.5以及雾霾问题，汽车尾气排放控制是重点措施之一，国家对新能源汽车的推广力度逐渐加大，铅酸电池电动车的充电便捷性也将大大提高，通用性充电器、充电站迫在眉睫，设计一种铅酸电池通用型充电器正得其时。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种铅酸电池通用型充电器，其不仅能给多种采用铅酸电池的设备进行充电，适用性广，而且即使铅酸电池正负极出现反接，也能避免因反接而对充电器或电池带来破坏，杜绝了安全隐患。
为实现上述目的，本实用新型提供一种铅酸电池通用型充电器，包括用于与电源连接的接口，所述接口为通用接口；它还包括用于电压变换和功率输出的开关电源模块以及能根据识别的电瓶伏值结果控制充电的控制中心，两者相互连接；控制中心中设有AD转换器和时钟器，所述通用接口与控制中心之间连接有能避免因电瓶反接而出现故障的防反接电路。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制中心中设有电瓶伏值判定模块、电压采样模块、电流采样模块和充电状态转换及功率控制模块。
作为本实用新型的更进一步改进，所述防反接电路包括MOS功率管Q1，所述控制中心和通用接口均设有正极和负极，两者的正极相互连接，控制中心的负极与MOS功率管Q1的源极连接，MOS功率管Q1的漏极与通用接口的负极连接；防反接电路中设有包括电阻R1、电阻R2和稳压管D1的分压电路，电阻R1和电阻R2的一端、稳压管D1的负极均与MOS功率管Q1的栅极连接，电阻R1的另一端与通用接口的正极连接，电阻R2的另一端和稳压管D1的正极均与通用接口的负极连接。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型的一种铅酸电池通用型充电器的优点为：
1、控制中心根据识别的电瓶伏值结果控制充电过程，其配合通用接口使充电器能给多种采用铅酸电池的设备进行充电，适用性更广，而即使铅酸电池正负极出现反接，防反接电路也能避免因电池反接而对充电器或电池带来破坏，杜绝了安全隐患；
2、AD转换器能完成充电电压测量、充电电流测量、温度测量等输入模拟量向数字量的转换，时钟器完成充电过程中需要的定时功能；
3、电压采样模块和电流采样模块采集的电瓶信息，电瓶伏值判定模块根据采集的信息判定电瓶伏值情况，充电状态转换及功率控制模块根据电瓶亏电情况进行充电，从而实现针对不同规格的铅酸电池进行充电，针对性强，避免了以过低或过高的电压进行充电，既保证了充电速率，又能避免因过充而缩短电池寿命；
4、防反接电路包括MOS功率管Q1、电阻R1、电阻R2和稳压管D1，结构简单，成本较低，当电池正接，MOS功率管Q1栅极电压才会高于漏极电压，进而源极与漏极导通，控制中心的电压采样模块才能采样到电池电压，进一步启动开关电源模块输出功率，进行充电；反之，如果电池极性反接，MOS功率管Q1的源极与漏极就不能导通，控制中心电压采样模块就不能采样到电池电压，也就控制没有功率输出，从而起到电池极性防反接作用，原理简单，实用性、耐久性强。
通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种铅酸电池通用型充电器的原理图；
图2为防反接电路的电路图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例。
实施例
本实用新型的具体实施方式如图1和图2所示，一种铅酸电池通用型充电器，包括用于与电源连接的接口，所述接口为通用接口4；它还包括用于电压变换和功率输出的开关电源模块1以及能根据识别的电瓶伏值结果控制充电的控制中心2，两者相互连接；控制中心2中设有AD转换器21和时钟器22，所述通用接口4与控制中心2之间连接有能避免因电瓶反接而出现故障的防反接电路3。
所述控制中心2中设有电瓶伏值判定模块25、电压采样模块23、电流采样模块24和充电状态转换及功率控制模块26。
所述防反接电路3包括MOS功率管Q1，所述控制中心2和通用接口4均设有正极和负极，两者的正极相互连接，控制中心2的负极与MOS功率管Q1的源极连接，MOS功率管Q1的漏极与通用接口4的负极连接；防反接电路3中设有包括电阻R1、电阻R2和稳压管D1的分压电路，电阻R1和电阻R2的一端、稳压管D1的负极均与MOS功率管Q1的栅极连接，电阻R1的另一端与通用接口4的正极连接，电阻R2的另一端和稳压管D1的正极均与通用接口4的负极连接。
以12伏特单节电池为单位的串联应用，即12伏特到72伏特电池通用型(自动适应型)充电器为例。
开关电源模块1负责电压变换和功率输出，可根据具体效率要求、外观体积、最大功率设计等方面选择适当的拓扑原理结构。开关电源模块1具有对外功率可控的控制模式或接口，与设有AD转换器21和时钟器22的控制中心2协同工作。
电池正负极防反接电路3中，电阻R1和R2的阻值都为100K欧姆，功率为0.125瓦以上，D1为12伏特的稳压管，功率为0.5瓦以上。当电池正负极正向连接时，MOS功率管Q1栅极电压被限制在12伏特以内。本实用新型针对通用型充电器，单节12伏特电池在正常情况亏电状态下电压最低至10伏特，6节12伏特串联成为常规72伏特电池使用情况，在刚充满电的时候电压接近90伏特。所以，MOS功率管Q1源极和漏极之间正反向耐压能力都要在100伏特以上，漏极到栅极的耐压需要在50伏特以上。并且加在栅极到漏极5-12伏特的电压MOS功率管Q1要能正常导通。另外需要考虑的就是MOS功率管Q1的导通功率损耗，例如：MOS功率管Q1在5-12伏特栅极驱动电压情况下的最大导通电阻为0.08欧姆，充电的最大电流为5安培，MOS功率管Q1上最大导通功率损耗为2瓦(5×5×0.08＝2)，产品设计时应考虑是否加散热片，如果损耗超过了产品设计要求，应考虑多个MOS功率管并联以降低损耗。
利用亏电电池在充电初期的电压回升特性，合理设计的动态循环识别过程，在不影响充电进度的前提下，彻底解决亏电电池的误识别问题。智能识别依据电压采样结果判定电池伏值，充电控制基于智能识别电池伏值结果进行，充电过程被分成多个阶段，各阶段依据充电电压自动转换，状态转换过程穿插智能识别，状态转换依据的电压参数又依据智能识别的结果动态调整，二者循环反复、配合进行，即为电池伏值循环动态判定法，做到了准确判断、精确控制。
具体参见电池伏值判定表。
以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
Claims (3)
1.一种铅酸电池通用型充电器，包括用于与电源连接的接口，其特征在于，所述接口为通用接口(4)；它还包括用于电压变换和功率输出的开关电源模块(1)以及能根据识别的电瓶伏值结果控制充电的控制中心(2)，两者相互连接；控制中心(2)中设有AD转换器(21)和时钟器(22)，所述通用接口(4)与控制中心(2)之间连接有能避免因电瓶反接而出现故障的防反接电路(3)。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸电池通用型充电器，其特征在于，所述控制中心(2)中设有电瓶伏值判定模块(25)、电压采样模块(23)、电流采样模块(24)和充电状态转换及功率控制模块(26)。
3.根据权利要求1或2所述的一种铅酸电池通用型充电器，其特征在于，所述防反接电路(3)包括MOS功率管Q1，所述控制中心(2)和通用接口(4)均设有正极和负极，两者的正极相互连接，控制中心(2)的负极与MOS功率管Q1的源极连接，MOS功率管Q1的漏极与通用接口(4)的负极连接；防反接电路(3)中设有包括电阻R1、电阻R2和稳压管D1的分压电路，电阻R1和电阻R2的一端、稳压管D1的负极均与MOS功率管Q1的栅极连接，电阻R1的另一端与通用接口(4)的正极连接，电阻R2的另一端和稳压管D1的正极均与通用接口(4)的负极连接。
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| CN201720423555.6U CN206640364U (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种铅酸电池通用型充电器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107733066A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-02-23 | 山东省农业科学院科技信息研究所 | 一种太阳能充电控制电路 |
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2017
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