CN216851389U - 一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路及充电器，充电电路包括：电源转换电路，至少包括变压器以及分设在变压器两侧的第一侧电路和第二侧电路；所述第一侧电路用于与交流电源连接，所述第二侧电路用于与蓄电池连接；所述电源转换电路用于将交流电源的交流市电转换为蓄电池的充电电能；至少一个高频脉冲修复电路，一端连接在所述第二侧电路上，另一端与蓄电池连接。本电路采用变压器和分设在变压器两侧的电源转换电路，将高频脉冲修复装置与第二侧电路连接，在充电的同时，进行电池修复，修复效率高，操作简便，且硬件成本不大，有利于大批量改进。

Description

一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路及充电器

技术领域

本实用新型属于充电器技术领域，具体涉及一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路以及充电器。

背景技术

蓄电池在日常生活中使用越来越多，很多人在使用蓄电池一段时间后，会发现电池容量“缺斤少两”，这是由于蓄电池失效造成的。

正常使用的铅酸蓄电池，在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时能够较容易地还原为铅。如果电池的使用和维护不善，例如长期放置不用或经常充电不足、过放电等等，负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅结晶。这种硫酸铅结晶不导电，在常规的充电方式下很难分解。这种现象被称为“不可逆硫酸盐化”。它引起蓄电池的内阻增大、容量下降，其形成的主要原因是硫酸铅的重结晶现象导致粗大结晶形成后溶解度减小进而无法分解。

目前现有除硫化的方式包括：

1.除硫修复仪，其原理是利用高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿消除硫化，但其缺点是需要把铅酸蓄电池从电动车上拆下来进行修复，操作不便；

2.加入化学再生剂，利用化学药剂分解不导电的硫酸铅结晶，还原其电解液的有效化学成分，但其材料成本非常昂贵，因此不利于产业上普遍使用且无经济效益，且需要拆开蓄电池，不利于家庭操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池电路以及充电器，能够在充电的同时进行电池修复，操作简便且成本低。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路，包括：

电源转换电路，至少包括变压器以及分设在变压器两侧的第一侧电路和第二侧电路；所述第一侧电路用于与交流电源连接，所述第二侧电路用于与蓄电池连接；所述电源转换电路用于将交流电源的交流市电转换为蓄电池的充电电能；

至少一个高频脉冲修复电路，一端连接在所述第二侧电路上，另一端与蓄电池连接。

进一步的，所述第一侧电路包括：开关电路以及并联在交流电源两端的指示灯电路；

所述第二侧电路包括：整流栈桥、二极管、电阻、三极管、电流表、晶闸管和熔断器；所述晶闸管VS在每一个正半周开始的时刻导通，对蓄电池进行充电；在正半周的末尾，当充电电能低于蓄电池电压时，晶闸管VS关断。

进一步的，所述开关电路包括刀闸开关。

进一步的，所述第一侧电路还包括保护电路，所述保护电路电连接于所述开关电路与所述指示灯电路之间，用于防止电路电流过大；所述保护电路包括熔断器。

进一步的，所述第二侧电路还包括电连接在电源转换电路和蓄电池之间的滤波电路；所述滤波电路包括LC滤波电路。

进一步的，所述高频脉冲修复电路至少包括脉冲电路、场效应管、整流电路；所述脉冲电路具有直流控制电压输出端和脉冲信号输出端；所述脉冲电路的输出端与场效应管的栅极G相连以控制场效应管的导通与截止；蓄电池的负极接线端通过场效应管的漏极D、源极S与地相连。

进一步的，所述高频脉冲修复电路与蓄电池之间设有第二保护电路，以防止蓄电池反接。

进一步的，所述第二保护电路为二极管。

第二方面，本实用新型提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电器，包括第一方面所述的充电电路。

进一步的，所述充电器内设有用于散热的风扇；

所述充电电路还包括散热电路，所述散热电路内设有温度传感器，所述散热电路另一端连接风扇。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、现有市场上的高频脉冲修复装置都是独立接入交流电源进行修复，装置本身设置变压器或者其他电压变换机构，本装置采用变压器和分设在变压器两侧的电源转换电路，将高频脉冲修复装置与第二侧电路连接，在充电的同时，进行电池修复，修复效率高，操作简便，且硬件成本不大，有利于大批量改进。

2、本实用新型的充电电路的充电电能同基准电压的比较是发生在没有充电电流流过的一段时间内进行的，这样更能准确地反映出蓄电池的充电程度，当蓄电池被充到规定电压值时，充电器会自动停止充电，防止蓄电池过充电。

3、高频脉冲修复电路对蓄电池充电过程中产生的极化反应有良好的消除作用，能显著提高蓄电池充电电流耐受力，结构简单、 工作可靠，可以大大减少蓄电池的硫化现象。

附图说明

图1为本实用新型提出的实施例一的电路框图；

图2为本实用新型提出的实施例二的电路框图；

图3为本实用新型提出的实施例二的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。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。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路，包括包括：

电源转换电路，至少包括变压器以及分设在变压器两侧的第一侧电路和第二侧电路；第一侧电路用于与交流电源连接，第二侧电路用于与蓄电池连接；电源转换电路用于将交流电源的交流市电转换为蓄电池的充电电能；至少一个高频脉冲修复电路，一端连接在第二侧电路上，另一端与蓄电池连接。

本实施例提供的电源转换电路，可以采用多种现有市面上的变压型蓄电池充电电路的结构，高频脉冲修复电路采用脉冲电路结合相关连接件可实现。

实施原理：现有市场上的高频脉冲修复装置都是独立接入电流进行修复，装置本身设置变压器或者其他电压变换机构，本装置采用变压器和分设在变压器两侧的电源转换电路，将高频脉冲修复装置与第二侧电路连接，在充电的同时，进行电池修复，修复效率高，且硬件成本不大，有利于大批量改进。

实施例二：

本实施例提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路，如图2-3所示，其相对于实施例一的改进点在于：

具体的，第一侧电路包括：开关电路以及并联在交流电源两端的指示灯电路。开关电路用于开启或关闭整个电路，可以同时关闭电源转换电路和高频脉冲修复电路。

如果有分开控制的需求，那么，可以在电源转换电路和高频脉冲修复电路分设开关以单独控制各电路的通断。具体的，开关电路包括刀闸开关。

另外，第一侧电路还包括保护电路，保护电路电连接于开关电路与指示灯电路之间，用于防止电路电流过大；保护电路包括熔断器。

第二侧电路包括：整流栈桥、二极管、电阻、三极管、电流表、晶闸管和熔断器；晶闸管VS在每一个正半周开始的时刻导通，对蓄电池进行充电；在正半周的末尾，当充电电能低于蓄电池电压时，晶闸管VS关断。

常见的蓄电池自动充电器是在充电的同时检测蓄电池电压的大小而实现自动控制的目的。然而，在有充电电流通过时，蓄电池两端电压会偏高，因此根据蓄电池电压的大小很难准确判断它的充电程度。

电路如图3所示。第二侧电路以晶闸管元件为核心的自动充电器。当充电器接入已放完电的蓄电池时，晶闸管VS在每一个正半周开始的时刻导通，对电他进行充电。在正半周的末尾，当充电电能低丁蓄电池电压时，晶闸管VS关断。随着充电的进行，电池电压增大，晶闸管导通的时刻逐渐推迟。在正半周开始时，晶闸管VS处于关断状态，此时充电电能和基准电压进行比较，以决定晶闸管VS是否导通。当电池两端电压达到—定值（约13．5V）时，由于二极管VD3的限压作用，三极管VT不再有电流通过，晶闸管VS截止，自动停止充电。

需要说明到是，二极管VD3的稳压值决定了基准电压的高低。若蓄电池最终所充的电压达不到要求值，则可以选择稳压值大—些的稳压管。为了调节方便，也可以在二极管VD3两端并接一个数十千欧的滑动变阻器，同时将图中三极管VT的基极接至滑动变阻器的滑动端。

电阻R1和指示灯HL构成的指示灯电路作为本充电电路的电源指示部分。注意，指示灯HL不能采用发光二扳管接在整流输出端的方式进行电源指示，因为这样会构成蓄电池向三极管VT的发射结、晶闸管VS的控制极进行放电的回路，容易造成三极管VT的发射结、晶闸管VS的控制极损坏。

按图3中二极管VDl、VD2和VS的取值大小，充电器的充电电流可进行调整，如果需要对不同电压的蓄电池进行充电，可以考虑加装在变压器侧加装不同输出档位。充电电流的大小以及充电是否结束，可以通过电流表来显示，便于人员在家中进行操作。

优选的，第二侧电路还包括电连接在电源转换电路和蓄电池之间的滤波电路；滤波电路包括LC滤波电路。

LC滤波器不需要额外提供电源。LC滤波器一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外(可滤除某一次或多次谐波)，还兼顾无功补偿的需要,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波构成低阻抗旁路。LC滤波器可以与高频脉冲修复电路产生的电流相区分，一方面把修复产生的高频谐振信号隔离在蓄电池端，防止干扰充电器电路的工作，另一方面对高频脉冲谐振修复电路起到保险和保护的作用，防止短路和反接。

进一步的，高频脉冲修复电路至少包括脉冲电路、场效应管、整流电路；脉冲电路具有直流控制电压输出端和脉冲信号输出端；脉冲电路的输出端与场效应管的栅极G相连以控制场效应管的导通与截止；蓄电池的负极接线端通过场效应管的漏极D、源极S与地相连。

高频脉冲修复电路与蓄电池之间设有第二保护电路，以防止蓄电池反接，具体的，第二保护电路为二极管。在第二保护电路上还可以包括一个稳压二极管，其阴极接在场效应管的栅极上，其阳极接地。它的作用是保护场效应管的栅极G不会被击穿。

本实施例的充电电路接通电源开始工作后，如图3所示，当蓄电池的正、负极与充电电路接线正确时，修复电路就通过不断地控制场效应管M1的导通、截止间断地给蓄电池充电，从而，实现对蓄电池B1的修复。

具体的，如图3所示，本实施例的高频脉冲修复电路可以采用如图所示的电路结构。555电路构成的可调脉宽震荡器的高性能修复器（在具体实施中，可以采用驱动CMOS管进行生成脉冲电流），经使用效果很好。

本充电电路可修复充电两用。高频脉冲修复电路也可以用变压器附加档位设置以适合不同电压的电瓶。充电时可选择相同电压档位变压器，适当调整脉宽电位器使电流为合适的充电电流。

实施例三：

本实施例提供一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电器，其包括实施例二的充电电路。具体来说，充电器内设有用于散热的风扇；充电电路还包括散热电路，散热电路内设有温度传感器，散热电路另一端连接风扇。

风扇是用于充电器内部散热，由于本充电器采用集成充电功能和修复功能，所以需要采用功率更高的散热装置，散热电路采集充电器内温度，控制风扇运转，散热电路采用现有技术中常用的电瓶车充电器散热板构造即可满足要求。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，包括：

电源转换电路，至少包括变压器以及分设在变压器两侧的第一侧电路和第二侧电路；所述第一侧电路用于与交流电源连接，所述第二侧电路用于与蓄电池连接；所述电源转换电路用于将交流电源的交流市电转换为蓄电池的充电电能；

至少一个高频脉冲修复电路，一端连接在所述第二侧电路上，另一端与蓄电池连接。

2.根据权利要求1所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述第一侧电路包括：开关电路以及并联在交流电源两端的指示灯电路；

所述第二侧电路包括：整流栈桥、二极管、电阻、三极管、电流表、晶闸管和熔断器；所述晶闸管在每一个正半周开始的时刻导通，对蓄电池进行充电；在正半周的末尾，当充电电能低于蓄电池电压时，晶闸管关断。

3.根据权利要求2所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述开关电路包括刀闸开关。

4.根据权利要求2所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述第一侧电路还包括保护电路，所述保护电路电连接于所述开关电路与所述指示灯电路之间，用于防止电路电流过大；所述保护电路包括熔断器。

5.根据权利要求4所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述第二侧电路还包括电连接在电源转换电路和蓄电池之间的滤波电路；所述滤波电路包括LC滤波电路。

6.根据权利要求2所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述高频脉冲修复电路至少包括脉冲电路、场效应管、整流电路；所述脉冲电路具有直流控制电压输出端和脉冲信号输出端；所述脉冲电路的输出端与场效应管的栅极相连以控制场效应管的导通与截止；

蓄电池的负极接线端通过场效应管的漏极、源极与地相连。

7.根据权利要求6所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述高频脉冲修复电路与蓄电池之间设有第二保护电路。

8.根据权利要求7所述的高频谐振蓄电池充电电路，其特征在于，所述第二保护电路为二极管。

9.一种具有修复功能的高频谐振蓄电池充电器，其特征在于，包括如权利要求1-8所述的充电电路。

10.根据权利要求9所述的高频谐振蓄电池充电器，其特征在于，所述充电器内设有用于散热的风扇；

所述充电电路还包括散热电路，所述散热电路内设有温度传感器，所述散热电路另一端连接风扇。

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