專利名稱：智能脈沖溫控充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蓄電池充電器，具體涉及一種用于電動自行車鉛酸蓄電池使用后的補充充電。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動車鉛酸蓄電池充電器，多為恒流、恒壓、恒壓涓充三階段充電模式，輸出都是直流，充電時蓄電池會產(chǎn)生極化，其次充電電壓值和電流值都是以25°C溫度條件下給出的。由于鉛酸蓄電池的充電、受氣溫的影響很大，因此夏季將會過充，冬季將會充電不 足，過充和欠充會引起鉛酸蓄電池的失水和硫酸鹽化。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，采用溫度傳感器，并采用單片機程序控制，以脈沖電流充電，可消除蓄電池充電過程中產(chǎn)生的極化，充電電壓和電流能根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整。本實用新型提出以下技術(shù)方案智能脈沖溫控充電器，由殼體及充電電路組成，所述充電電路由高壓開關(guān)電源電路及低壓控制電路組成，其特征在于所述低壓控制電路中采用單片機控制，該單片機的三個引腳作輸入端，分別連接溫度采樣電路、蓄電池DC的充電電壓采樣電路、充電電流采樣電路；該單片機的兩個引腳作輸出端，其中一個引腳通過光電耦合器與高壓開關(guān)電源連接，另一個引腳依次與雙色發(fā)光管和散熱風扇連接。所述低壓控制電路中的單片機，其三個引腳作輸入端穩(wěn)壓集成塊經(jīng)電阻R19連接相互串聯(lián)的溫敏二極管D10、二極管Dll、D12，并通過所述二極管D12的負極接地，電阻R19和溫敏二極管DlO的節(jié)點接單片機的第5腳，作為所述溫度采樣電路；蓄電池DC的負極經(jīng)接插件SK接電阻R15、R16的一端，電阻R15的另一端接地，電阻R16的另一端接電容C14和單片機的第6腳，作為所述充電電流采樣電路；蓄電池DC的正極經(jīng)接插件SK接二極管D9的正極和繼電器K的觸點的一端，二極管D9的負極接繼電器K的線圈和電阻R17的一端，電阻R17的另一端經(jīng)電阻R18接地，電阻R18并聯(lián)電容C12作為分壓濾波電路，電阻R18、R17的分壓點接單片機的第7腳，作為所述充電電壓采樣電路；繼電器K的觸點的另一端接二極管D7的負極，二極管D7的正極接高頻變壓器的次級線圈的5號接線端，次級線圈的6號接線端接地。所述低壓控制電路中的單片機，有二個引腳作輸出端單片機的第2腳經(jīng)電阻R13、光電耦合器PC的發(fā)光管、指示發(fā)光管VLl接地以控制聞壓開關(guān)電源；單片機的第3腳經(jīng)電阻R25接三極管VT2的基極，VT2的集電極接電阻R23、R26、R27的連接點，R26的另一端接雙色發(fā)光管VL2的紅燈，R27的另一端接三極管VT3的基極，VT3的發(fā)射極接VT4的基極，VT3的集電極接雙色發(fā)光管VL2的綠燈和電阻R24的一端，VT4的發(fā)射極接地，VT4的集電極接散熱風扇FS的負端，散熱風扇的正端經(jīng)電阻R14接電容C13的正端和二極管D8的負極，二極管D8的正極接高頻變壓器的次級線圈的7號接線端，次級線圈的8號接線端接地。所述的低壓控制電路中，蓄電池DC與接插件連接，蓄電池DC的正極經(jīng)二極管D9、繼電器K的線圈、電阻R20、R21分壓、電容C15、C16濾波、穩(wěn)壓集成塊穩(wěn)壓、電阻R22微調(diào)后輸出5. 12V電壓，再經(jīng)電容C17、C18濾波后，供給單片機作工作電源。所述高壓開關(guān)電源電路中，光電耦合器PC的光電三極管的集電極，接電阻R5和R6 的節(jié)點，電阻R5的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻Rl接高頻變壓器的初級線圈的I號接線端，另一路經(jīng)電阻Rll和二極管D6接高頻變壓器的初級線圈的3號接線端，電阻R6的另一端接集成電路的第2腳。本實用新型的工作原理是由單片機通過溫度傳感器2檢測環(huán)境溫度(溫度傳感器采用溫敏二極管D10)，自動計算出當前應(yīng)充的電壓和電流，并通過光電耦合器，控制開關(guān)電源輸出的一定占空比的每秒鐘脈沖個數(shù)，來控制充電的電壓和電流。本實用新型的有益效果是本實用新型與現(xiàn)有的鉛酸蓄電池充電器相比，具有五個特點1、脈沖充電，有利于消除充電時產(chǎn)生的極化；2、根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整充電電壓和電流，使鉛酸蓄電池熱天不過充，冷天不欠充；3、有涓充報時功能，鉛酸蓄電池達到涓充綠燈亮時，還需再充2-3小時(而現(xiàn)有的充電器無報時功能)；4、五階段充電模式；5、防電池極性反接保護功能。
圖I是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進一步說明。如圖I、圖2所示，本實用新型所述的智能脈沖溫控充電器，由殼體以及充電電路組成，為使圖面整潔，圖中殼體省略不畫。所述充電電路包括高壓開關(guān)電源電路I及低壓控制電路3。在高壓開關(guān)電源電路中，插頭PL接220V交流電源，插頭的二根電源線分別經(jīng)過熔斷器F和負溫度系數(shù)熱敏電阻RT，二根電源線之間連接有電容Cl，二根電源線分別經(jīng)扼流線圈L接橋式整流電路(由二極管D1、D2、D3、D4組成)的輸入端。橋式整流電路的正、負輸出端接濾波電容C2，濾波電容C2的正端接電阻Rl、R2、R3和電容C3的一端以及高頻變壓器T的初級線圈(即高壓側(cè))的I號接線端，電阻R2和電容C3并聯(lián)后接二極管D5的負極，電阻R3串聯(lián)電容C4，二極管D5的正極和電容C4的另一端接高頻變壓器的初級線圈的2號接線端和場效應(yīng)管VTl的漏極(即圖2中的D極)，場效應(yīng)管的源極(圖中的S極)接電阻R4、R8的一端，電阻R4的另一端接高壓側(cè)的公共端，電阻R8的另一端接電容C8和集成電路(脈寬調(diào)制集成電路，推薦采用UC3842)的第3腳，集成電路的第I腳和第2腳間并聯(lián)接電阻R7和電容C7，第2腳又接電阻R6，電阻R6的另一端接光電耦合器PC的光電三極管的集電極和電阻R5，電阻R5的另一端接高壓側(cè)電源(電阻R5與電阻Rl連接)，光電三極管的發(fā)射極接高壓側(cè)的公共端；集成電路的第8腳輸出5V穩(wěn)壓電源，第8腳接濾波電容C9和電阻R12，電阻R12的另一端接集成電路的第4腳和電容C10，集成電路的第5腳接高壓側(cè)公共端，集成電路的第7腳接高壓側(cè)工作電源，集成電路的第6腳通過電阻R9接場效應(yīng)管的柵極(圖2中的G極)和電阻R10，電阻RlO的另一端接高壓側(cè)公共端；高頻變壓器的3號接線端經(jīng)二極管D6、電阻Rll接電容C5的正端，電容C5與電容C6、穩(wěn)壓管DW并聯(lián)，C5的正端又經(jīng)電阻Rl接300V高壓整流電源(上述二極管D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路輸出300V電壓 )。說明上述高頻變壓器設(shè)有四組相互獨立的繞組(共鐵芯)，第一繞組的接線端子分別為所述I號、2號接線端(處于電路的高壓側(cè))，第三繞組的接線端子分別為5號、6號接線端(處于電路的低壓側(cè));第二繞組的接線端子分別為3號、4號接線端(4號接線端連接公共端)，第四繞組的接線端子分別為7號、8號接線端，4號接線端和8號接線端之間接有電容 cii。上述結(jié)構(gòu)與常規(guī)充電器類似。所述低壓控制電路中采用單片機作為主控芯片(單片機推薦采用PIC12F675)，其三個引腳作輸入端，其中穩(wěn)壓集成塊(三端穩(wěn)壓集成電路，推薦采用7805)經(jīng)電阻R19接串聯(lián)的溫敏二極管D10、二極管Dll、D12，二極管D12的負極接地，電阻R19和溫敏二極管DlO的節(jié)點接單片機的第5腳，作溫度采樣電路；蓄電池DC的負極經(jīng)接插件SK接電阻R15、R16，電阻R15的另一端接地，電阻R16的另一端接電容C14和單片機的第6腳(電容C14另一端接地)，作充電電流采樣電路；蓄電池DC的正極經(jīng)接插件SK接二極管D9的正極和繼電器K的觸點的一端，二極管D9的負極接繼電器K的線圈和電阻R17，電阻R17的另一端接電阻R18，電阻R18并聯(lián)電容C12，接成分壓濾波電路，電阻R17、R18的分壓點接單片機的第7腳，作充電電壓采樣電路；繼電器K的觸點的另一端接二極管D7的負極，二極管D7的正極接高頻變壓器的5號接線端，高頻變壓器的6號接線端接地。所述低壓控制電路中單片機有二個引腳作輸出，其第2腳經(jīng)電阻R13與光電耦合器PC的發(fā)光管連接，光電耦合器PC的發(fā)光管經(jīng)指示發(fā)光管VLl接地，作控制高壓開關(guān)電源的用途；其第3腳經(jīng)電阻R25接三極管VT2的基極，三極管VT2的集電極接電阻R23、R26、R27的連接點，電阻R26的另一端接雙色發(fā)光管VL2的紅燈，電阻R27的另一端接三極管VT3的基極，三極管VT3的發(fā)射極接三極管VT4的基極，VT3的集電極接雙色發(fā)光管VL2的綠燈和電阻R24的一端，三極管VT4的發(fā)射極接地，三極管VT4的集電極接散熱風扇FS的負端，散熱風扇的正端經(jīng)電阻R14，接電容C13的正端和二極管D8的負極，二極管D8的正極接高頻變壓器的7號接線端，8號接線端接地。所述電阻R24的另一端與所述電容C13的正端連接，散熱風扇FS并聯(lián)有二極管D13。所述的低壓控制電路中單片機的工作電源取自蓄電池DC(使用后需補充充電的蓄電池還存有一定的電量)；蓄電池DC經(jīng)接插件后，其正極經(jīng)二極管D9、繼電器K的線圈，經(jīng)電阻R20、R21分壓，經(jīng)電容C15、C16濾波，再經(jīng)所述穩(wěn)壓集成塊穩(wěn)壓，以及電阻R22微調(diào)后輸出穩(wěn)壓值為5. 12V的電壓，再經(jīng)電容C17、C18濾波后，供給單片機作工作電源。220V交流電源，經(jīng)整流濾波后，得到約300V的直流電壓；一路從高頻變壓器的I號接線端輸入，經(jīng)高頻變壓器的I號接線端、2號接線端加到功率場效應(yīng)管的漏極；另一路通過啟動電阻Rl接電容C5的正端，當光電耦合器PC中的發(fā)光管受控導通時，光電三極管也導通，使集成電路工作，集成電路的第6腳輸出約54KHZ的開關(guān)脈沖，使場效應(yīng)管VTl導通或阻斷，通過高頻變壓器的互感，得到正常工作所需的電壓使5號、6號接線端輸出充電電壓，使3號、4號接線端輸出高壓側(cè)工作電源，7號、8號接線端輸 出散熱風扇FS及指示燈(即雙色發(fā)光管VL2)所需的電壓；當光電耦合器PC中的發(fā)光管受控關(guān)斷時，集成電路也使場效應(yīng)管VTl關(guān)斷。
權(quán)利要求1.智能脈沖溫控充電器，由殼體及充電電路組成，所述充電電路由高壓開關(guān)電源電路(I)及低壓控制電路(3)組成，其特征在于所述低壓控制電路中采用單片機控制，該單片機的三個引腳作輸入端，分別連接溫度采樣電路、蓄電池的充電電壓采樣電路、充電電流采樣電路；該單片機的兩個引腳作輸出端，其中一個引腳通過光電耦合器與高壓開關(guān)電源連接，另ー個引腳依次與雙色發(fā)光管和散熱風扇連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能脈沖溫控充電器，其特征在于所述低壓控制電路中的單片機，其三個引腳作輸入端 穩(wěn)壓集成塊經(jīng)電阻R19連接相互串聯(lián)的溫敏ニ極管D10、ニ極管Dll、D12，并通過所述ニ極管D12的負極接地，電阻R19和溫敏ニ極管DlO的節(jié)點接單片機的第5腳，作為所述溫度采樣電路； 蓄電池DC的負極經(jīng)接插件SK接電阻R15、R16的一端，電阻R15的另一端接地，電阻R16的另一端接電容C14和單片機的第6腳，作為所述充電電流采樣電路； 蓄電池的正極經(jīng)接插件SK接ニ極管D9的正極和繼電器K的觸點的一端，ニ極管D9的負極接繼電器K的線圈和電阻R17的一端，電阻R17的另一端經(jīng)電阻R18接地，電阻R18并聯(lián)電容C12作為分壓濾波電路，電阻R18、R17的分壓點接單片機的第7腳，作為所述充電電壓采樣電路； 繼電器K的觸點的另一端接ニ極管D7的負極，ニ極管D7的正極接高頻變壓器T的次級線圈的5號接線端，次級線圈的6號接線端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的智能脈沖溫控充電器，其特征在于所述低壓控制電路中的單片機，有ニ個引腳作輸出端 單片機的第2腳經(jīng)電阻R13、光電耦合器PC的發(fā)光管、指示發(fā)光管VLl接地以控制高壓開關(guān)電源； 單片機的第3腳經(jīng)電阻R25接三極管VT2的基板，VT2的集電極接電阻R23、R26、R27的連接點，R26的另一端接雙色發(fā)光管VL2的紅燈，R27的另一端接三極管VT3的基板，VT3的發(fā)射極接VT4的基板，VT3的集電極接雙色發(fā)光管VL2的綠燈和電阻R24的一端，VT4的發(fā)射極接地，VT4的集電極接散熱風扇FS的負端，散熱風扇的正端經(jīng)電阻R14接電容C13的正端和ニ極管D8的負極，ニ極管D8的正極接高頻變壓器的次級線圈的7號接線端，次級線圈的8號接線端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能脈沖溫控充電器，其特征在于所述的低壓控制電路中，蓄電池與接插件連接，蓄電池的正極經(jīng)ニ極管D9、繼電器K的線圈、電阻R20、R21分壓、電容C15、C16濾波、穩(wěn)壓集成塊穩(wěn)壓、電阻R22微調(diào)后輸出5. 12V電壓，再經(jīng)電容C17、C18濾波后，供給單片機作工作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能脈沖溫控充電器，其特征在于所述高壓開關(guān)電源電路中，光電耦合器PC的光電三極管的集電極，接電阻R5和R6的節(jié)點，電阻R5的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻Rl接高頻變壓器的初級線圈的I號接線端，另一路經(jīng)電阻Rll和ニ極管D6接高頻變壓器的初級線圈的3號接線端，電阻R6的另一端接集成電路的第2腳。
專利摘要本實用新型涉及一種蓄電池充電器。目的是提供的充電器采用溫度傳感器，并采用單片機程序控制，以脈沖電流充電，具有可消除蓄電池充電過程中產(chǎn)生的極化，充電電壓和電流能根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整的特點。技術(shù)方案是智能脈沖溫控充電器，由殼體及充電電路組成，所述充電電路由高壓開關(guān)電源電路及低壓控制電路組成，其特征在于所述低壓控制電路中采用單片機控制，該單片機的三個引腳作輸入端，分別連接溫度采樣電路、蓄電池DC的充電電壓采樣電路、充電電流采樣電路；該單片機的兩個引腳作輸出端，其中一個引腳通過光電耦合器與高壓開關(guān)電源連接，另一個引腳依次與雙色發(fā)光管和散熱風扇連接。
文檔編號H02J7/10GK202586409SQ201220154519
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者俞維林, 李夢全 申請人:杭州創(chuàng)美實業(yè)有限公司