專利名稱：電池充電用直流電流均分器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池充電裝置，尤其是一種電池充電用電流均分器。適用于鉛 蓄電池的生產(chǎn)測(cè)試。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高壓電池充電器一般采用恒流、恒壓的充電方式，其充電電流不間 斷地持續(xù)輸出，存在電池"極化"現(xiàn)象；此外，現(xiàn)有的高壓電池充電器每次只 能對(duì)一個(gè)電池組進(jìn)行充電，工作效率較低

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電池充電用電流均分器，旨在克服 普通恒流充電器在對(duì)電池充電時(shí)的"極化"現(xiàn)象，以圖實(shí)現(xiàn)高壓電池充電器充 電電流脈沖化，并且實(shí)現(xiàn)每次可對(duì)多個(gè)電池組同時(shí)進(jìn)行充電，以提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種電池充電用直流電流均分器，其特征在 于該均分器由顯示電路、控制電路、電流檢測(cè)電路、電池電壓檢測(cè)電路、輸入 緩沖電路、驅(qū)動(dòng)及分流電路、電源電路及電池組負(fù)載組成，其中輸入緩沖電路 輸出的普通恒流電經(jīng)驅(qū)動(dòng)及分流電路在控制電路的控制下使充電電流脈沖化， 并以脈沖電流的方式對(duì)電池組負(fù)載沖電，接在電池組負(fù)載輸出端的電池電壓檢 測(cè)電路用于檢測(cè)電池組負(fù)載兩端的電壓并將檢測(cè)結(jié)果反饋給控制電路，與電池 組負(fù)載相接的電流檢測(cè)電路用于檢測(cè)電池組負(fù)載的充電電流并將檢測(cè)結(jié)果反饋 給控制電路，顯示電路與控制電路相連接，電源電路為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的工 作電壓。
所述控制電路包括一集成電路Up其中Q之腳2是第一路電池電壓輸入， 與電池電壓檢測(cè)電路之放大器U7B的腳7相連接，U,之腳3是第二路電池電壓 輸入，與電池電壓檢測(cè)電路之放大器U7A的腳1相連接；W之腳4是第一路充
電電流輸入，與電流檢測(cè)電路之放大器U6A的腳1相連接，U,之腳7是第二路 充電電流輸入，與電流檢測(cè)電路之放大器U6B的腳7相連接；U,之腳12是第一 路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，接驅(qū)動(dòng)及分流電路三極管Q 的基極，U,之腳13是第二 路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，接驅(qū)動(dòng)及分流電路三極管Q4的基極；U,的腳21是第一 路電池反接檢測(cè)輸入，接電池電壓檢測(cè)電路光耦U4的輸出腳，"的腳23是第 二路電池反接檢測(cè)輸入，接電池電壓檢測(cè)電路光耦U5的輸出腳，U,的腳25接 蜂鳴器，U,的腳26接輸入緩沖電路的軟啟動(dòng)控制輸出，U,腳27和腳28分別 接第一路和第二路電池工作指示燈。
所述電流檢測(cè)電路主要包括絕緣柵雙極晶體管Q3和Q8、用作放大器的集 成電路U6A和U6B、取樣電阻R28和R49，絕緣柵雙極晶體管Q3的柵極接驅(qū)動(dòng)及 分流電路并受第二路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的控制，Q3的集電極接電池組負(fù)載， Q3的發(fā)射極接取樣電阻R28并將取樣信號(hào)加至放大器U6A，放大器的輸出信號(hào)即 第1路充電電流輸入接控制電路的腳4;絕緣柵雙極晶體管Q8的柵極接驅(qū)動(dòng)
及分流電路并受第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P2的控制，Q8的集電極接電池組負(fù)載，
Q8的發(fā)射極接取樣電阻R49并將取樣信號(hào)加至放大器U6B，放大器的輸出信號(hào)即 第2路充電電流輸入接控制電路W的腳7。
所述電池電壓檢測(cè)電路主要包括光電耦合器U4和U5、放大電路U7B和U7A， 其中光耦U4的輸出腳為第一路電池反接檢測(cè)輸入，接控制電路U,的腳21，光 耦U5和輸出腳為第二路電池反接檢測(cè)輸入，接控制電路"的腳23;光耦U4 的輸入端接第--路電池組負(fù)載的正極，光耦U5的輸入端接第二路電池組負(fù)載的 正極；放大器U7B的輸出腳7為第一路電池電壓輸入，接控制電路Ut的腳2， 放大器U7A的輸出腳1為第二路電池電壓輸入，接控制電路l^的腳3。
所述驅(qū)動(dòng)及分流電路主要包括第一路開關(guān)管Qn、 Q6、 Qi2和絕緣柵雙極晶 體管Q8，其中Qll的基極為第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P2，接控制電路"的腳
12， Qs的集電極接第一路電池組負(fù)載的負(fù)極；所述驅(qū)動(dòng)及分流電路還包括第二 路開關(guān)管Q4、 Q5、 Q7和絕緣柵雙極晶體管Q3，其中Q4的發(fā)射極為第二路電池
驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P，接控制電路U,的腳13, Q3的集電極接第二路電池組的負(fù)載。
本發(fā)明的有益效果是由于在高壓恒流電池充電器的后面增加了本電流均 分器后電流就可以脈沖方式輸出，加快了活性物質(zhì)的反應(yīng)速度，避免了電解液 硫化結(jié)晶，并且可以有效的擊碎已經(jīng)出現(xiàn)的結(jié)晶顆粒，脈沖電流充電還能對(duì)電 池極板有加強(qiáng)其韌性的效果，提高了蓄電池的循環(huán)使用壽命；同時(shí)，由于"極化" 現(xiàn)象的消失，脈沖電流激活電池內(nèi)部的活性物質(zhì)，提高了蓄電池的充電有效容 量。除此之外，本電流均分器可以實(shí)現(xiàn)每次對(duì)多個(gè)電池組同時(shí)進(jìn)行充電，提高 了生產(chǎn)效率。


圖1是本發(fā)明的電路框圖。
圖2是本發(fā)明的電原理總圖。
圖3是圖2中的顯示電路。
圖4是圖2中的控制電路。
圖5是圖2中的電流檢測(cè)電路。
圖6是圖2中的電池電壓檢測(cè)電路。
圖7是圖2中的驅(qū)動(dòng)及分流電路。
圖8是圖2中的電源電路。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本實(shí)施例電池充電用直流電流均分器由顯示電路1、控制電 路2、電流檢測(cè)電路3、電池電壓檢測(cè)電路4、輸入緩沖電路5、驅(qū)動(dòng)及分流電 路6、電源電路7及各個(gè)電池組(負(fù)載)組成。其中，從輸入緩沖電路5出來 的普通恒流電通過驅(qū)動(dòng)及分流電路6在控制電路2的控制下使沖電電流脈沖化， 并以脈沖電流的方式均勻的分配到各個(gè)電池組，實(shí)現(xiàn)多電池組同時(shí)充電。接在 電池組輸出端的電池電壓檢測(cè)電路4用于檢測(cè)電池組兩端的電壓并將檢測(cè)結(jié)果 反饋給控制電路2;與電池組相接的電流檢測(cè)電路3用于檢測(cè)流過電池組的充 電電流并將檢測(cè)結(jié)果反饋給控制電路2。顯示電路1與控制電路2相連接，電
源電路7為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的工作電壓。
所述控制電路2包括一集成電路U, (PIC16F876單片機(jī)，PIC16F876集成 有5路10位A/D變換器、通用同步屏步收發(fā)器USART、捕捉/比較脈寬調(diào)制器、 看門狗等模塊?？稍诰€調(diào)試、在線編程。PIC16F876內(nèi)有8K字節(jié)的FLASH程 序存儲(chǔ)器，368字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，256字節(jié)的EEPROM存儲(chǔ)器。其EEPROM 存儲(chǔ)器具有掉電不丟失的特點(diǎn)，可用來存儲(chǔ)各種參數(shù)設(shè)定值)。PIC16F876單片 機(jī)采用數(shù)字PID控制策略，將恒流輸入電流通過驅(qū)動(dòng)及分流電路6以脈沖方式 均勻的分配到各個(gè)電池組，實(shí)現(xiàn)多電池組同時(shí)恒流充電。其中Ui之腳2是第
一路電池電壓輸入，與電池電壓檢測(cè)電路4之放大器U7B的腳7相連接，U!之
腳3是第二路電池電壓輸入，與電池電壓檢測(cè)電路4之放大器U7A的膽P 1相連 接；Ui之腳4是第一路充電電流輸入，與電流檢測(cè)電路3之放大器U6A的腳1 相連接，U,之腳7是第二路充電電流輸入，與電流檢測(cè)電路3之放大器U6B的 腳7相連接；U,之腳12是第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，接驅(qū)動(dòng)及分流電路6三極 管Q 的基極，Ui之腳13是第二路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，接驅(qū)動(dòng)及分流電路6三 極管Q4的發(fā)射極；Ut的腳21是第一路電池反接檢測(cè)輸入，接電池電壓檢測(cè)電 路4光耦U4的輸出端，W的腳23是第二路電池反接檢測(cè)輸入，接電池電壓檢 測(cè)電路4光耦U5的輸出端。U,的腳25通過電阻R15和三極管Q2接蜂鳴器Bp "的腳26接輸入緩沖電路5的軟啟動(dòng)控制輸出，Ut之腳27和腳28分別接第 一路和第二路電池工作指示燈，當(dāng)電池組反接或出現(xiàn)其它不正常情況時(shí)，該路
的工作指示燈閃爍且蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。
所述電流檢測(cè)電路3對(duì)流過電池組的電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié) 果送控制電路2之單片機(jī)Up控制電路計(jì)算出每路電流與目標(biāo)電流的差值，調(diào) 節(jié)各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通時(shí)間，使得流經(jīng)各路電池的電流相等。電池充電過程中電 池的特性發(fā)生變化，各路電流也將發(fā)生改變，數(shù)字控制器"進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，實(shí) 時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)各路電池在整個(gè)充電過程中的脈沖電流均 分。電流檢測(cè)電路3主要包括絕緣柵雙極晶體管Q3和Qs、用作放大器的集成
電路U6A和U6B、取樣電阻R28和R49，絕緣柵雙極晶體管Q3的柵極接驅(qū)動(dòng)及分 流電路6并受第二路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P,的控制，Q3的集電極接電池組負(fù)極，
Q3的發(fā)射極接有取樣電阻R28并將取樣信號(hào)輸入至放大器U6A，放大器的輸出信 號(hào)即第1路充電電流輸入(電流檢測(cè)結(jié)果)反饋至控制電路(2) U,的腳4;絕 緣柵雙極晶體管Q8的柵極接驅(qū)動(dòng)及分流電路6并受第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)
P2的控制，Q8的集電極接電池組負(fù)極，Q8的發(fā)射極接有取樣電阻R49并將取樣
信號(hào)輸入至放大器U6B,放大器的輸出信號(hào)即第2路充電電流輸入(電流檢測(cè) 結(jié)果)反饋至控制電路(2) Q的腳7。
所述電池電壓檢測(cè)電路4主要包括光電耦合器114和U5、放大電路1178和 U7A，其中光耦U4的輸出腳為第一路電池反接檢測(cè)輸入，接控制電路(2) Q 的腳21，光耦U5和輸出腳為第二路電池反接檢測(cè)輸入，接控制電路(2) U,的 腳23。光耦U4的輸入端接第一路電池組的正極，光耦U5的輸入端接第二路電
池組的正極。放大器U7B的輸出腳7為第一路電池電壓輸入(電壓檢測(cè)結(jié)果)，
并將檢測(cè)結(jié)果反饋至控制電路(2)"的腳2，放大器U7A的輸出腳1為第二路 電池電壓輸入(電壓檢測(cè)結(jié)果)，并將檢測(cè)結(jié)果反饋至控制電路(2) U,的腳3。
所述驅(qū)動(dòng)及分流電路6主要包括第一路開關(guān)管Qn、 Q6、 Qu和絕緣柵雙極 晶體管Q8，其中Qu的基極為第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P2，接控制電路(2) Ui的腳12， Q8的集電極接第一路電池組的負(fù)極；所述驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)還 包括第二路開關(guān)管Q4、 Q5、 Q7和絕緣柵雙極晶體管Q3，其中Q4的發(fā)射極為第 二路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)Pi，接控制電路(2) U,的腳13， Q3的集電極接第二路 電池組的負(fù)載。
所述顯示電路l,包括數(shù)碼管L,(四位)、L2 (三位)、L3 (三位)，兩塊顯 示擴(kuò)展電路U9、 U1()，該電路的第2位數(shù)碼管位控制信號(hào)V,接控制電路2的腳 11,第1位數(shù)碼管位控制信號(hào)Vo接控制電路2的腳14。
所述電源電路7包括變壓器Tl，橋式整電路D3、 D4、 D5、 D6，三端穩(wěn)壓 塊112、 U3、 U8，最終輸出12V穩(wěn)定的直流電壓。
本發(fā)明的工作原理是從普通恒流器輸出的恒流電流首先進(jìn)入輸入緩沖電 路5，從緩沖電路輸出的直流電進(jìn)入驅(qū)動(dòng)及分流電路6，在該電路中流經(jīng)絕緣柵 雙極晶體管Q3和Q8的電流受到控制信號(hào)Pi、 P2的控制，從而形成脈動(dòng)電流，
實(shí)現(xiàn)了以脈沖方式對(duì)電池組充電。電流檢測(cè)電路3和電池電壓檢測(cè)電路4都是 實(shí)時(shí)檢測(cè)充電過程中的電流、電壓情況，并將檢測(cè)結(jié)果反饋到控制電路2，以 便及時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)各路電池在整個(gè)充電過程中的脈沖電 流均分。
為了便于說明，本實(shí)施例只介紹了對(duì)兩路電池組進(jìn)行充電的電路結(jié)構(gòu)，在 實(shí)際應(yīng)用中可以依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思實(shí)現(xiàn)三路、四路甚至更多路電池組的同 時(shí)充電。
權(quán)利要求
1、一種電池充電用直流電流均分器，其特征在于該均分器由顯示電路(1)、控制電路(2)、電流檢測(cè)電路(3)、電池電壓檢測(cè)電路(4)、輸入緩沖電路(5)、驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)、電源電路(7)組成，其中輸入緩沖電路(5)輸出的普通恒流電經(jīng)驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)在控制電路(2)的控制下使充電電流脈沖化，并以脈沖電流的方式對(duì)電池組沖電，接在電池組負(fù)載輸出端的電池電壓檢測(cè)電路(4)用于檢測(cè)電池組負(fù)載兩端的電壓并將檢測(cè)結(jié)果反饋給控制電路(2)，與電池組負(fù)載相接的電流檢測(cè)電路(3)用于檢測(cè)電池組負(fù)載的充電電流并將檢測(cè)結(jié)果反饋給控制電路(2)，顯示電路(1)與控制電路(2)相連接，電源電路(7)為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的工作電壓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池充電用直流電流均分器，其特征在于所述 控制電路(2)包括一集成電路Up其中Ui之腳2是第一路電池電壓輸入，與 電池電壓檢測(cè)電路(4)之放大器U7B的腳7相連接，U,之腳3是第二路電池電 壓輸入，與電池電壓檢測(cè)電路(4)之放大器U7A的腳1相連接；"之腳4是第 一路充電電流輸入，與電流檢測(cè)電路(3)之放大器U6A的腳1相連接，Ui之腳 7是第二路充電電流輸入，與電流檢測(cè)電路(3)之放大器U6B的腳7相連接； U,之腳12是第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，接驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)三極管Qn的 基極，Ui之腳13是第二路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，接驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)三極管 Q4的基極；U,的腳21是第一路電池反接檢測(cè)輸入，接電池電壓檢測(cè)電路(4) 光耦U4的輸出腳，U,的腳23是第二路電池反接檢測(cè)輸入，接電池電壓檢測(cè)電 路(4)光耦U5的輸出腳，U,的腳25接蜂鳴器，W的腳26接輸入緩沖電路(5) 的軟啟動(dòng)控制輸出，"腳27和腳28分別接第一路和第二路電池工作指示燈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池充電用直流電流均分器，其特征在于所述 電流檢測(cè)電路(3)主要包括絕緣柵雙極晶體管Q3和Q8、用作放大器的集成電路U6A和U6B、取樣電阻R28和R49，絕緣柵雙極晶體管Q3的柵極接驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)并受第二路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P,的控制，Q3的集電極接電池組負(fù)載， Q3的發(fā)射極接取樣電阻R28并將取樣信號(hào)加至放大器U6A，放大器的輸出信號(hào)即 第1路充電電流輸入接控制電路(2) U,的腳4;絕緣柵雙極晶體管Qs的柵極 接驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)并受第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P2的控制，Qs的集電極接電池組負(fù)載，Q8的發(fā)射極接取樣電阻R49并將取樣信號(hào)加至放大器U6B,放大器的輸出信號(hào)即第2路充電電流輸入接控制電路(2)"的腳7。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池充電用直流電流均分器，其特征在于所述 電池電壓檢測(cè)電路(4)主要包括光電耦合器U4和U5、放大電路U7B和UM，其中光耦U4的輸出腳為第一路電池反接檢測(cè)輸入，接控制電路(2) W的腳21 ， 光耦1)5和輸出腳為第二路電池反接檢測(cè)輸入，接控制電路(2) Ut的腳23;光 耦U4的輸入端接第一路電池組負(fù)載的正極，光耦U5的輸入端接第二路電池組 負(fù)載的正極；放大器U7B的輸出腳7為第一路電池電壓輸入，接控制電路(2) "的腳2，放大器U7A的輸出腳1為第二路電池電壓輸入，接控制電路(2) U, 的腳3。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池充電用直流電流均分器，其特征在于所述 驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)主要包括第一路開關(guān)管Qn、 Q6、 Q^和絕緣柵雙極晶體管 Q8，其中Qu的基極為第一路電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)P2，接控制電路(2) U,的腳 12， Qs的集電極接第一路電池組負(fù)載的負(fù)極；所述驅(qū)動(dòng)及分流電路(6)還包括 第二路開關(guān)管Q4、 Q5、 Q7和絕緣柵雙極晶體管Q3，其中Q4的發(fā)射極為第二路 電池驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)Pp接控制電路(2)"的腳13， Q3的集電極接第二路電池 組的負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池充電用直流電流均分器。其目的旨在克服普通恒流充電器在對(duì)電池充電時(shí)的“極化”現(xiàn)象，以圖實(shí)現(xiàn)高壓電池充電器充電電流脈沖化，實(shí)現(xiàn)每次可對(duì)多個(gè)電池組同時(shí)進(jìn)行充電。解決該問題的技術(shù)方案是該均分器的輸入緩沖電路輸出的普通恒流電經(jīng)驅(qū)動(dòng)及分流電路在控制電路的控制下使充電電流脈沖化，并以脈沖電流的方式對(duì)電池組負(fù)載充電，接在電池組負(fù)載輸出端的電池電壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)電池組負(fù)載兩端的電壓并將檢測(cè)結(jié)果反饋給控制電路，與電池組負(fù)載相接的電流檢測(cè)電路用于檢測(cè)電池組負(fù)載的充電電流并將檢測(cè)結(jié)果反饋給控制電路，顯示電路與控制電路相連接，電源電路為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的工作電壓。本發(fā)明可用于鉛蓄電池的生產(chǎn)測(cè)試。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101197505SQ20071016477
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者耀 張, 陳基偉, 黃忠慧 申請(qǐng)人:浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院