CN102545360A - 电动车蓄电池智能充电器 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子技术与蓄电池充电技术领域，是关于一种电动车蓄电池智能充电器。该蓄电池智能充电器由220V交流电、电源变压器T及全波整流电路、脉动直流电指示电路、单向可控硅及其触发电路、PNP型三极管VT1的偏置电路、充电输出端子及充电状态指示电路组成。本发明所述的电动车蓄电池智能充电器具有防蓄电池极板脱落或电极断开、蓄电池出现短路、蓄电池正负极接反、蓄电池组标称电压偏离、抑制蓄电池极板硫酸铅化的形成，以及快速充电，充满自停等多重保护功能，这给蓄电池用户的使用带来很大方便，适合于电动车用户的粗放使用，也适用于门面、摊点开展蓄电池的充电、维修业务。

Description

电动车蓄电池智能充电器

技术领域

本发明属于电子技术与蓄电池充电技术领域，是关于一种电动车蓄电池智能充电器。

背景技术

蓄电池的容量大、性价比较高是各种可充电电池所无法比拟的。目前，电动自行车用的电池普遍采用免维护铅酸蓄电池作为动力源，所以蓄电池性能的好坏直接影响着电动自行车的工作性能。因此，如何使用、维护蓄电池是消费者最为关心的事情。蓄电池充电器多数是电动车的配套装置，尽管蓄电池对充电方式有很大的包容性，但如果长期使用劣质充电器会加速蓄电池的老化和容量快速下降，从而导致电动自行车续航里程变短，载重能力下降等问题。市场上用于蓄电池充电的充电器种类繁多，但几乎都要求蓄电池的正负极与充电器的正负极必须正确连接，否则一旦正负极连接出错，那么轻则降低蓄电池的性能或使用寿命，或者烧坏充电器中的电子元件；重则烧坏整个充电器或充坏蓄电池；甚至有可能发生蓄电池暴炸损物、伤人的严重后果；并且普通充电器绝大部分没有修复功能，在充电时对蓄电池极板形成的硫酸铅无修复作用，而极板的硫酸盐化为不可逆过程。长期使用性能较差的充电器，对蓄电池性能会造成十分不利的影响，且这种不利影响会日积月累，最终导致其容量迅速下降、使用寿命大幅度缩短。

本发明仅使用少量普通分立元器件实现了蓄电池充电器具有智能保护功能。以下详细说明本发明所述的电动车蓄电池智能充电器在制作过程中所涉及的相关技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：本发明电动车蓄电池智能充电器的多重保护功能给蓄电池用户的使用带来很大方便，适合于门面、摊点开展蓄电池充电、维修业务或电动车用户的粗放使用。

蓄电池电压设定为36V，若被充蓄电池极板脱落或电极断开，造成蓄电池组不通，或某组蓄电池出现短路，那么蓄电池的端电压就会降低或为零，这时本充电器将无充电电流输出；

若误将蓄电池的正负极接反，则单向可控硅触发电路反偏截止，无触发信号，单向可控硅不导通，充电输出端的充电电流为零；

若被充蓄电池电压偏离设定电压，如：误接了24V或12V蓄电池时，该充电器无输出电流；

采用脉动直流电充电，有助于抑制蓄电池极板硫酸铅化的形成，有利于延长蓄电池的寿命；由于经全波整流后是脉动直流电，只有当其波峰电压大于蓄电池电压时单向可控硅才会导通，而当脉动直流电压处于波谷范围时，单向可控硅则反偏截止，停止向蓄电池充电；

快速充电，充满自停；由于刚开始充电时蓄电池两端的电压较低，因而充电电流较大；当蓄电池即将充满时(36V蓄电池的端电压可充电到43V)，由于充电电压越来越接近脉动直流电输出电压峰值时，则充电电流将会越来越小，最后变为涓流充电；当蓄电池两端电压被充到接近整流输出的波峰最大值时，充电过程接近停止。

电路工作原理：220V交流电经电源变压器T降压，经全波硅堆QZ整流后，得到约45V的脉动直流电压。当输出端按极性接入被充蓄电池后，若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过蓄电池的端电压时，PNP型三极管VT1的集电极产生触发电流使单向可控硅SCR导通，充电电流经单向可控硅SCR给蓄电池充电。脉动电压接近或等于蓄电池电压时，单向可控硅SCR被关断，蓄电池停止充电。调节电位器RP可改变PNP型三极管VT1的导通电压。附图1中的红色发光管LED1用作脉动直流电指示，绿色发光管LED2用作蓄电池充电状态指示。

技术方案：电动车蓄电池智能充电器，由220V交流电、电源变压器T及全波整流电路、脉动直流电指示电路、单向可控硅及其触发电路、PNP型三极管VT1的偏置电路、充电输出端子及充电状态指示电路组成，其特征包括：

交流变压器T及全桥整流电路：电源变压器T初级线圈L1的两端分别接220V交流电，电源变压器T次级线圈L2的两端分别接全桥整流硅堆QZ的交流电输入端，全桥整流硅堆QZ的正极输出端接脉动直流电的正极VCC，全桥整流硅堆QZ的负极输出端与电路地GND相连；

单向可控硅SCR及其触发电路：单向可控硅SCR的阴极接电路地GND，单向可控硅SCR的控制极接充电状态指示灯LED2的负极，充电状态指示灯LED2的正极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP型三极管VT1的集电极，PNP型三极管VT1的发射极接脉动直流电的正极VCC，单向可控硅SCR的阳极接充电输出端子的负极；

PNP型三极管VT1的偏置电路：PNP型三极管VT1的基极与电阻R3的一端、电位器RP的一端相连，电阻R3的另一端接脉动直流电的正极VCC，电位器RP的另一端接单向可控硅SCR的阳极。

充电输出端子中充电输出端子的正极接脉动直流电的正极VCC，充电输出端子的负极接单向可控硅SCR的阳极。

脉动直流电指示电路：红色发光二极管LED1的正极接脉动直流电的正极VCC，红色发光二极管LED1的负极串接电阻R1后接电路地GND。

附图说明

附图1是本发明提供一个电动车蓄电池智能充电器的实施例电路工作原理图。

具体实施方式

按照附图1所示有多重保护功能的电动车蓄电池充电器的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。

元器件的选择及其技术参数

以下以电动车36V蓄电池为例：

电动车蓄电池智能充电器电路中全桥整流硅堆QZ，可选用塑封方形8-10A的全桥，因硅堆QZ功率较大应安装在铝质散热板上；

单向可控硅SCR可选用10A/100V金属封装的单向可控硅，可将与全桥整流硅堆QZ用螺母固定在同一块铝质散热板上，注意元件之间的绝缘处理；

VT1为单向可控硅触发电路所设，应选用PNP型三极管，参数为Vceo≥60V，IM＝1A，电流放大倍数β＞80，选用2SB536、B564或B1008等型号的三极管；

LED1为￠5红色发光二极管；LED2为￠5绿色发光二极管；

电阻选用金属膜电阻，电阻R1的阻值为3.3KΩ、功率为1/2W；电阻R2的阻值为4.7KΩ、功率为1W；电阻R3的阻值为1KΩ、功率为1/4W；

RP为线性电位器、其阻值36KΩ、功率为2W；

电源变压器T可选用BK200型的控制变压器，输出电压选用42V挡，输出电压空载时约41～42V。

电路制作要点与电路调试说明

因电动车蓄电池智能充电器的电路结构比较简单，一般只要使用的元器件性能完好，元器件的物理连接正确无误，电路不需要进行调试就可以正常工作；

电路中全桥整流后的脉动直流电切不能随意添加滤波电路，否则蓄电池在充电过程中的修复作用将会变差；

全桥整流输出脉动直流电空载电压为45V，调节电位器RP的阻值可改变PNP型三极管VT1的导通电压，一般将电位器RP由大阻值向小阻值调整，调整到PNP型三极管VT1导通时，能够同时触发单向可控硅SCR导通即好；

经过试验：在给36V电动车蓄电池充电时(三组12V/14Ah蓄电池串联)，电源变压器T次级线圈的交流电压满载时降低为40V，串接上直流电流表测量平均充电电流为1.8～2.2A。

Claims (3)

1.一种电动车蓄电池智能充电器，由220V交流电、电源变压器T及全波整流电路、脉动直流电指示电路、单向可控硅及其触发电路、PNP型三极管VT1的偏置电路、充电输出端子及充电状态指示电路组成，其特征包括：

交流变压器T及全桥整流电路中的电源变压器T初级线圈L1的两端分别接220V交流电，电源变压器T次级线圈L2的两端分别接全桥整流硅堆QZ的交流电输入端，全桥整流硅堆QZ的正极输出端接脉动直流电的正极VCC，全桥整流硅堆QZ的负极输出端与电路地GND相连；

单向可控硅SCR及其触发电路中的单向可控硅SCR的阴极接电路地GND，单向可控硅SCR的控制极接充电状态指示灯LED2的负极，充电状态指示灯LED2的正极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP型三极管VT1的集电极，PNP型三极管VT1的发射极接脉动直流电的正极VCC，单向可控硅SCR的阳极接充电输出端子的负极；

PNP型三极管VT1的偏置电路中的PNP型三极管VT1的基极与电阻R3的一端、电位器RP的一端相连，电阻R3的另一端接脉动直流电的正极VCC，电位器RP的另一端接单向可控硅SCR的阳极。

2.根据权利要求1所述的电动车蓄电池智能充电器，其特征是：充电输出端子中充电输出端子的正极接脉动直流电的正极VCC，充电输出端子的负极接单向可控硅SCR的阳极。

3.根据权利要求1所述的的电动车蓄电池智能充电器，其特征是：脉动直流电指示电路中红色发光二极管LED1的正极接脉动直流电的正极VCC，红色发光二极管LED1的负极串接电阻R1后接电路地GND。

Images