CN203850903U - 一种多种类电池全自动智能充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多种类电池全自动智能充电机，包括外壳(1)，外壳(1)内设有主电路和控制电路(2)，主电路包括可控硅(3)、主变压器(4)、整流器(5)和电池充电电路(6)，可控硅(3)的输入端连接市电，可控硅(3)的输出端电路连接主变压器(4)，主变压器(4)的输出端电路连接整流器(5)，整流器(5)的输出端电路连接电池充电电路(6)，控制电路(2)包括模拟电路(7)、数字电路(8)和单片机(9)，控制电路(2)与可控硅(3)的另一端电路连接，控制电路(2)对可控硅(3)导通角大小进行控制；本实用新型智能化程度高，能够实时监测整个充电过程中蓄电池充电电流、充电电压的变化率，自动调整相应的充电参数，延长了电池的使用寿命。

Description

一种多种类电池全自动智能充电机

[技术领域]

本实用新型涉及电池充电机技术领域，具体地说是一种多种类电池全自动智能充电机。

[背景技术]

传统的充电机大多由工频变压器及可控硅调相整流电路组成,虽然其电路结构非常简单，但存在着以下不足之处：一方面，现有技术中的充电机缺乏完善的保护功能，如在被充电设备反接或者发生短路的状况下，充电机不能起到应有的保护作用，可能对被充电的蓄电池造成损坏，影响了蓄电池的使用寿命；另一方面，传统的充电机由于自身设计的原因，不能输出稳定的电压，且在充电过程中电流不恒定，需要手动调节电流，电流的波动对充电的稳定性影响较大，且容易发生过热等故障；并且，现有的充电机无法避免欠压蓄电池前期过流充电的现象，以及存在只能适合单种电池，无法同时适用于多种类电池。因此，若能提供一种智能化的充电机，克服上述问题，以实现对蓄电池进行智能充电，延长电池的使用寿命，将具有非常重要的意义。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种多种类电池全自动智能充电机，智能化程度高，能够实时监测整个充电过程中蓄电池充电电流、充电电压的变化率，自动调整相应的充电参数，延长了电池的使用寿命。

为实现上述目的设计一种多种类电池全自动智能充电机，包括外壳1，所述外壳1内设有主电路和控制电路2，所述主电路包括可控硅3、主变压器4、整流器5和电池充电电路6，所述可控硅3的输入端连接市电，所述可控硅3的输出端电路连接主变压器4，所述主变压器4的输出端电路连接整流器5，所述整流器5的输出端电路连接电池充电电路6，所述控制电路2包括模拟电路7、数字电路8和单片机9，所述控制电路2与可控硅3的另一端电路连接，所述控制电路2对可控硅3导通角大小进行控制。

所述主电路还包括充电保护电路，所述充电保护电路包括交流保险、直流保险和输出继电器。

所述控制电路2采用同步变压器10输入作为供电电源，所述同步变压器10的输入端电路连接可控硅3。

还包括负反馈运算放大器，所述负反馈运算放大器的一端电路连接主电路，所述负反馈运算放大器的另一端电路连接单片机9。

所述外壳1的一侧设有交流输入口11，所述外壳1的另一侧设有直流输出口12，所述外壳1内设有变压器板13、控制板14、主变压器4、散热风扇15、分流器16及散热器整流桥17，所述控制板14安装在外壳1的内壁上，所述主变压器4设置在外壳1中央位置处。

所述外壳1的前端面上设有控制面板18，所述控制面板18上设有充电模式按键区、电池类型按键区和电池规格按键区，所述充电模式按键区、电池类型按键区和电池规格按键区分别通过线路连接控制电路2。

本实用新型同现有技术相比，通过设有主电路和控制电路，主电路包括可控硅、主变压器、整流器和电池充电电路，控制电路包括模拟电路、数字电路和单片机，通过控制电路对可控硅导通角大小进行控制，将智能控制技术与成熟的充电技术融为一体，具有功能强大实用、智能化程度高的特点，能够实时监测整个充电过程中蓄电池充电电流、充电电压的变化率，并自动调整相应的充电参数，以及智能识别充电的完成的工频充电机；而且，该充电机根据蓄电池充电曲线设计，具备恒流、恒压，充足保护，自动均充等性能，主要针对电力系统、通讯系统、铁路系统、航船系统、矿用电机车、电动车、托盘车、电瓶堆高叉车、电动液压平台车、高空工作平台、电动游乐设备、电动游船、电动洗地机等专门设计，充分考虑到了用户的实际使用情况，真正实现了无需调整、无人值守、智能充电、充满自停；此外，本实用新型能够避免欠压蓄电池前期过流充电的现象，能够减小电瓶析气和极化，以及可适应多种类电池，提高了电池的使用寿命。

[附图说明]

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型的内部结构示意图；

图3是本实用新型中控制面板的布局示意图；

图4是本实用新型的电路原理接线图；

图中：1、外壳  2、控制电路  3、可控硅  4、主变压器  5、整流器  6、电池充电电路  7、模拟电路  8、数字电路  9、单片机  10、同步变压器  11、交流输入口  12、直流输出口  13、变压器板  14、控制板  15、散热风扇  16、分流器  17、散热器整流桥  18、控制面板。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图1所示，本实用新型包括：外壳1，外壳1内设有主电路和控制电路2，主电路包括可控硅3、主变压器4、整流器5和电池充电电路6，可控硅3的输入端连接市电，可控硅3的输出端电路连接主变压器4，主变压器4的输出端电路连接整流器5，整流器5的输出端电路连接电池充电电路6，控制电路2包括模拟电路7、数字电路8和单片机9，控制电路2与可控硅3的另一端电路连接，控制电路2对可控硅3导通角大小进行控制；主电路还包括充电保护电路，充电保护电路包括交流保险、直流保险和输出继电器(用于电池反接、错接保护)等充电保护；控制电路2采用同步变压器10输入作为供电电源，同步变压器10的输入端电路连接可控硅3；还包括负反馈运算放大器，负反馈运算放大器的一端电路连接主电路，负反馈运算放大器的另一端电路连接单片机9。

如附图2所示，本实用新型中外壳1的一侧设有交流输入口11，外壳1的另一侧设有直流输出口12，外壳1内设有变压器板13、控制板14、主变压器4、散热风扇15、分流器16及散热器整流桥17，控制板14安装在外壳1的内壁上，主变压器4设置在外壳1中央位置处。

如附图3所示，外壳1的前端面上设有控制面板18，控制面板18上设有充电模式按键区、电池类型按键区和电池规格按键区，充电模式按键区、电池类型按键区和电池规格按键区分别通过线路连接控制电路2。

本实用新型的技术原理为：

(1)主电路。市电经过受控的可控硅—主变压器—整流器—电池充电电路，其控制过程为：在直流输出回路对电流和电压进行取样，正端为直流控制公共地，负反馈取样，增强抗干扰，经过控制电路，对主电路里的可控硅导通角大小控制，达到对电池充电过程的电流电压曲线控制，以最合理有效的方式完成充电工作。

(2)控制电路。

①用同步变压器输入兼做控制电路的供电电源；

②将主电路上电流和电压取样信号，进入负反馈运算放大器进行比例放大运算，与单片机设定输出的设定值进行实时比较跟踪，与同步变压器取样出来的导通角控制锯齿波进行切割比较，得到导通角控制取值进入高频震荡电路，由同步正负半周信号控制，分别驱动正负半周的单向可控硅的脉冲变压器对主电路上的正负半周的单向可控硅进行导通角控制，达到充电过程的可靠稳定工作。

③主电路上电流和电压取样信号，进入另一组负反馈运算放大器进行比例放大运算，提供给单片机，进行程序运算，提供电流、电压设定值，提供指示显示，提供保护控制输出。

④单片机工作状态：单片机编程使用10#插座在线编程；过程时间由充电时钟控制；设定参数由电压值分压点经AD转换取值设定；电流和电压取样信号进入单片机AD转换运算；电流和电压设定值由单片机输出PWM经过转换取得；指示显示由LED启动集成电路担任；单片机输出保护报警信号，直接控制保护电路工作；内带复位按钮、设定值偏差内调节；软件包含工作程序和调试程序。

本实用新型中，常规充电电压设定点的电池类型为：加水型铅酸蓄电池充电电压(16.0V)、普通免维护蓄电池充电电压(15.0V)、胶体式蓄电池充电电压(14.7V)。常规充电电流设定点为：15A，120-200AH；12A，90-120AH；9A，60-90AH；6A，30-60AH；2A，保养式涓流慢充电。充电形式为：①浮充：在限压13.8V，常规恒电流充电充足后，以13.8V恒电压维护式小电流给于24小时不间断浮充电；②常规(循环)充电：在常规充电结束后，就停止充电输出。

本实用新型充电流程为：小电流测试充电→恒流充电1/10C～1/5C→恒压充电(电压升高到整定点，容量已充到80％以上时)→充足停充或浮充(电流减小到整定值充足灯亮，蓄电池容量已达95％以上时)

本实用新型所述充电机具有以下功能：

(1)恒流充电：不论蓄电池如何欠压，都能以额定电流限流恒流充电，避免了欠压蓄电池前期过流充电的现象。

(2)恒压充电：蓄电池经过恒流充电，电压升高到整定值，自动转为恒压充电，这时容量已充到80％左右，充电电流逐渐减小。在充电后期，恒压充电，减小电瓶析气和极化，提高了电池寿命。

(3)充足指示：继续恒压小电流充电，电池容量达到95％以上，充足灯亮，停止充电。

以下为对本实用新型的工作流程的描述：

(1)电源指示灯：有指示灯无触摸按键，电源指示灯亮则代表电源接通，其它设定指示不亮，电池连接故障时，相应故障灯会亮；电源指示灯灭则代表电源没有接通，或者保险丝已断。

(2)充电功能选择为浮充模式或循环充电模式：有指示灯有触摸按键，通过按键进行选择。浮充模式指示灯亮，则代表进入浮充模式；循环充电模式指示灯亮，则代表进入循环充电模式。

(3)电压档位选择：有指示灯有触摸按键，浮充模式下选择电压时电压指示灯亮，三档电压选择有显示，但是实际充电的限压全部是13.8V；循环充电模式下选择电压时电压指示灯亮，3档电压按照设定电压(16V\15.0V\14.7V)进行充电，在14.7V档时，电流则只可以选择2A、6A、9A、12A。

(4)电流档位选择：有指示灯有触摸按键，常规模式下选择对应电流档位，指示灯自动亮；浮充模式下电流只可以选择3A档、6A档、9A档。

(5)充电/停止按键：按下启动/暂停按键则所有设定指示灯亮，充电机开始工作，进行充电，充电中所有档位锁定，不能进行调整；再按启动/暂停按键则充电机停止工作，无输出，除电源灯外，其它选择复位灯全部不亮，如需充电，需重新设定各个功能，再按启动/暂停按键启动。

(6)充电中指示灯、充满指示灯、极性接错或无电池指示灯、电池问题：充电中指示灯亮则代表电池在充电中，浮充模式下，电池充足后，充电中指示灯和充满灯同时亮；电池充满灯亮则代表电池已经充满，充电机停止输出，充足灯亮，除电源灯和保险灯亮外，其它设定灯亮；极性接错灯亮则代表电池极性接错，或者无电池；电池问题灯亮则表示所冲电池为非12V电池或者电池电压在20V以上6V以下。

(7)充电机在任何充电模式下充电，在车充电时，汽车启动(瞬间峰值电流将达到500A)需要对充电机没有损坏，在车充电时，汽车启动后发电机会进行工作进行给电池充电，此时充电机也在给电池充电，这样情况下不能出现损坏电池或者充电机的现象。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多种类电池全自动智能充电机，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)内设有主电路和控制电路(2)，所述主电路包括可控硅(3)、主变压器(4)、整流器(5)和电池充电电路(6)，所述可控硅(3)的输入端连接市电，所述可控硅(3)的输出端电路连接主变压器(4)，所述主变压器(4)的输出端电路连接整流器(5)，所述整流器(5)的输出端电路连接电池充电电路(6)，所述控制电路(2)包括模拟电路(7)、数字电路(8)和单片机(9)，所述控制电路(2)与可控硅(3)的另一端电路连接，所述控制电路(2)对可控硅(3)导通角大小进行控制。

2.如权利要求1所述的多种类电池全自动智能充电机，其特征在于：所述主电路还包括充电保护电路，所述充电保护电路包括交流保险、直流保险和输出继电器。

3.如权利要求1或2所述的多种类电池全自动智能充电机，其特征在于：所述控制电路(2)采用同步变压器(10)输入作为供电电源，所述同步变压器(10)的输入端电路连接可控硅(3)。

4.如权利要求3所述的多种类电池全自动智能充电机，其特征在于：还包括负反馈运算放大器，所述负反馈运算放大器的一端电路连接主电路，所述负反馈运算放大器的另一端电路连接单片机(9)。

5.如权利要求4所述的多种类电池全自动智能充电机，其特征在于：所述外壳(1)的一侧设有交流输入口(11)，所述外壳(1)的另一侧设有直流输出口(12)，所述外壳(1)内设有变压器板(13)、控制板(14)、主变压器(4)、散热风扇(15)、分流器(16)及散热器整流桥(17)，所述控制板(14)安装在外壳(1)的内壁上，所述主变压器(4)设置在外壳(1)中央位置处。

6.如权利要求5所述的多种类电池全自动智能充电机，其特征在于：所述外壳(1)的前端面上设有控制面板(18)，所述控制面板(18)上设有充电模式按键区、电池类型按键区和电池规格按键区，所述充电模式按键区、电池类型按键区和电池规格按键区分别通过线路连接控制电路(2)。