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：
本實用新型涉及電池充電裝置，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 能對一個電池組進行充電，工作效率較低
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(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電池充電時的"極化"現(xiàn)象，以圖實現(xiàn)高壓電池充電 器充電電流脈沖化，并且實現(xiàn)每次可對多個電池組同時進行充電，以提高生產(chǎn) 效率。
本實用新型所采用的技術(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、電流檢測電路、電池電壓檢測電路、 輸入緩沖電路、驅(qū)動及分流電路、電源電路及電池組負載組成，其中輸入緩沖 電路輸出的普通恒流電經(jīng)驅(qū)動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電池組負載沖電，接在電池組負載輸出端的電池電 壓檢測電路用于檢測電池組負載兩端的電壓并將檢測結(jié)果反饋給控制電路，與 電池組負載相接的電流檢測電路用于檢測電池組負載的充電電流并將檢測結(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"，其中Q之腳2是第一路電池電壓輸入， 與電池電壓檢測電路之放大器U7B的腳7相連接，U,之腳3是第二路電池電壓輸入，與電池電壓檢測電路之放大器U7A的腳1相連接；U,之腳4是第一路充 電電流輸入，與電流檢測電路之放大器U6A的腳1相連接，U,之腳7是第二路 充電電流輸入，與電流檢測電路之放大器U6B的腳7相連接；Ui之腳12是第一
路電池驅(qū)動控制信號，接驅(qū)動及分流電路三極管Q 的基極，Q之腳13是第二 路電池驅(qū)動控制信號，接驅(qū)動及分流電路三極管Q4的基極；U,的腳21是第一 路電池反接檢測輸入，接電池電壓檢測電路光耦U4的輸出腳，U,的腳23是第 二路電池反接檢測輸入，接電池電壓檢測電路光耦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)動及
分流電路并受第二路電池驅(qū)動控制信號P,的控制，Q3的集電極接電池組負載， Q3的發(fā)射極接取樣電阻R28并將取樣信號加至放大器U6A,放大器的輸出信號即 第1路充電電流輸入接控制電路W的腳4;絕緣柵雙極晶體管Q8的柵極接驅(qū)動
及分流電路并受第一路電池驅(qū)動控制信號P2的控制，Q8的集電極接電池組負載，
Q8的發(fā)射極接取樣電阻R49并將取樣信號加至放大器U6B，放大器的輸出信號即 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輸入，接控制電路Ui的腳21,光 耦U5和輸出腳為第二路電池反接檢測輸入，接控制電路U,的腳23;光耦174 的輸入端接第一路電池組負載的正極，光耦U5的輸入端接第二路電池組負載的 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Q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U,的腳3。
所述驅(qū)動及分流電路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)動控制信號P2，接控制電路U,的腳 12， Qs的集電極接第一路電池組負載的負極；所述驅(qū)動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)動控制信號P,，接控制電路U,的腳13， Q3的集電極接第二路電池組的負載。 本實用新型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 對電池極板有加強其韌性的效果，提高了蓄電池的循環(huán)使用壽命；同時，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現(xiàn)每次對多個電池組同時進行充電，提 高了生產(chǎn)效率。


圖l是本實用新型的電路框圖。
圖2是本實用新型的電原理總圖。
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中的電流檢測電路。
圖6是圖2中的電池電壓檢測電路。
圖7是圖2中的驅(qū)動及分流電路。
圖8是圖2中的電源電路。
具體實施方式
如圖1所示，本實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、電流檢測電路3、電池電壓檢測電路4、輸入緩沖電路5、驅(qū)動及分流電 路6、電源電路7及各個電池組(負載)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電池組，實現(xiàn)多電池組同時充電。接在 電池組輸出端的電池電壓檢測電路4用于檢測電池組兩端的電壓并將檢測結(jié)果 反饋給控制電路2;與電池組相接的電流檢測電路3用于檢測流過電池組的充電電流并將檢測結(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，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 序存儲器，368字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，256字節(jié)的EEPROM存儲器。其EEPROM 存儲器具有掉電不丟失的特點，可用來存儲各種參數(shù)設(shè)定值)。PIC16F876單片 機采用數(shù)字PID控制策略，將恒流輸入電流通過驅(qū)動及分流電路6以脈沖方式 均勻的分配到各個電池組，實現(xiàn)多電池組同時恒流充電。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，與電池電壓檢測電路4之放大器Um的腳1相連 接；Ui之腳4是第一路充電電流輸入，與電流檢測電路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)動控制信號，接驅(qū)動及分流電路6三極 管Qu的基極，Ui之腳13是第二路電池驅(qū)動控制信號，接驅(qū)動及分流電路6三 極管Q4的發(fā)射極；U,的腳21是第一路電池反接檢測輸入，接電池電壓檢測電 路4光耦U4的輸出端，U,的腳23是第二路電池反接檢測輸入，接電池電壓檢 測電路4光耦U5的輸出端。U！的腳25通過電阻R,5和三極管Q2接蜂鳴器B,， Ui的腳26接輸入緩沖電路5的軟啟動控制輸出，U,之腳27和腳28分別接第 一路和第二路電池工作指示燈，當電池組反接或出現(xiàn)其它不正常情況時，該路 的工作指示燈閃爍且蜂鳴器發(fā)出報警。
所述電流檢測電路3對流過電池組的電流信號進行實時檢測，并將檢測結(jié) 果送控制電路2之單片機U,，控制電路計算出每路電流與目標電流的差值，調(diào) 節(jié)各個驅(qū)動器的導通時間，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Ui進行動態(tài)控制，實 時調(diào)節(jié)各個驅(qū)動器的導通時間，實現(xiàn)各路電池在整個充電過程中的脈沖電流均分。電流檢測電路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1128和R49,絕緣柵雙極晶體管Q3的柵極接驅(qū)動及分
流電路6并受第二路電池驅(qū)動控制信號P！的控制，Q3的集電極接電池組負極， Q3的發(fā)射極接有取樣電阻R28并將取樣信號輸入至放大器U6A，放大器的輸出信 號即第l路充電電流輸入(電流檢測結(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)動及分流電路6并受第一路電池驅(qū)動控制信號
P2的控制，Qs的集電極接電池組負極，Qs的發(fā)射極接有取樣電阻R49并將取樣
信號輸入至放大器U6B，放大器的輸出信號即第2路充電電流輸入(電流檢測 結(jié)果)反饋至控制電路(2) U,的腳7。
所述電池電壓檢測電路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輸入，接控制電路(2) U, 的腳21，光耦U5和輸出腳為第二路電池反接檢測輸入，接控制電路(2)"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(電壓檢測結(jié)果)，
并將檢測結(jié)果反饋至控制電路(2) U,的腳2，放大器U7A的輸出腳1為第二路 電池電壓輸入(電壓檢測結(jié)果)，并將檢測結(jié)果反饋至控制電路(2) Ui的腳3。 所述驅(qū)動及分流電路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)動控制信號P2，接控制電路(2) Ui的腳12， Qs的集電極接第一路電池組的負極；所述驅(qū)動及分流電路(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)動控制信號P,，接控制電路(2) U,的腳13， Q3的集電極接第二路 電池組的負載。
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 示擴展電路U9、 U1Q，該電路的第2位數(shù)碼管位控制信號V,接控制電路2的腳 11，第1位數(shù)碼管位控制信號Vo接控制電路2的腳14。
所述電源電路7包括變壓器T1，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。
本實用新型的工作原理是從普通恒流器輸出的恒流電流首先進入輸入緩 沖電路5，從緩沖電路輸出的直流電進入驅(qū)動及分流電路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P,、 P2的控制，從而形成脈動電
流，實現(xiàn)了以脈沖方式對電池組充電。電流檢測電路3和電池電壓檢測電路4 都是實時檢測充電過程中的電流、電壓情況，并將檢測結(jié)果反饋到控制電路2， 以便及時調(diào)節(jié)各個驅(qū)動器的導通時間，實現(xiàn)各路電池在整個充電過程中的脈沖 電流均分。
為了便于說明，本實施例只介紹了對兩路電池組進行充電的電路結(jié)構(gòu)，在 實際應(yīng)用中可以依據(jù)本實用新型的設(shè)計構(gòu)思實現(xiàn)三路、四路甚至更多路電池組 的同時充電。
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)、電流檢測電路(3)、電池電壓檢測電路(4)、輸入緩沖電路(5)、驅(qū)動及分流電路(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電池組沖電，接在電池組負載輸出端的電池電壓檢測電路(4)用于檢測電池組負載兩端的電壓并將檢測結(jié)果反饋給控制電路(2)，與電池組負載相接的電流檢測電路(3)用于檢測電池組負載的充電電流并將檢測結(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Q，其中Q之腳2是第一路電池電壓輸入，與 電池電壓檢測電路(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，與電池電壓檢測電路(4)之放大器U7A的腳1相連接；Q之腳4是第 一路充電電流輸入，與電流檢測電路(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，與電流檢測電路(3)之放大器U6B的腳7相連接； Q之腳12是第一路電池驅(qū)動控制信號，接驅(qū)動及分流電路(6)三極管Qu的 基極，U,之腳13是第二路電池驅(qū)動控制信號，接驅(qū)動及分流電路(6)三極管 Q4的基極；Q的腳21是第一路電池反接檢測輸入，接電池電壓檢測電路(4) 光耦U4的輸出腳，U!的腳23是第二路電池反接檢測輸入，接電池電壓檢測電 路(4)光耦U5的輸出腳，Q的腳25接蜂鳴器，"的腳26接輸入緩沖電路(5) 的軟啟動控制輸出，Ui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)動及分流電路(6)并受第二路電池驅(qū)動控制信號R的控制，Q3的集電極接電池組負載， Q3的發(fā)射極接取樣電阻R28并將取樣信號加至放大器U6A，放大器的輸出信號即 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)動及分流電路(6)并受第一路電池驅(qū)動控制信號P2的控制，Qs的集電極接電池組負載，Q8的發(fā)射極接取樣電阻R49并將取樣信號加至放大器U6B，放大器的輸出信號即第2路充電電流輸入接控制電路(2) Ui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電路(4)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輸入，接控制電路(2) W的腳21， 光耦U5和輸出腳為第二路電池反接檢測輸入，接控制電路(2) Q的腳23;光 耦U4的輸入端接第一路電池組負載的正極，光耦U5的輸入端接第二路電池組 負載的正極；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) Q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) Q 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)動及分流電路(6)主要包括第一路開關(guān)管Q 、 Q6、 Q,2和絕緣柵雙極晶體管 Q8，其中Qu的基極為第一路電池驅(qū)動控制信號P2，接控制電路(2)"的腳 12， Qs的集電極接第一路電池組負載的負極；所述驅(qū)動及分流電路(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)動控制信號P"接控制電路(2)"的腳13， Q3的集電極接第二路電池 組的負載。
專利摘要本實用新型涉及電池充電用直流電流均分器。其目的是克服普通恒流充電器在對電池充電時的“極化”現(xiàn)象，以圖實現(xiàn)高壓電池充電器充電電流脈沖化，實現(xiàn)每次可對多個電池組同時進行充電。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電池組負載沖電，接在電池組負載輸出端的電池電壓檢測電路用于檢測電池組負載兩端的電壓并將檢測結(jié)果反饋給控制電路，與電池組負載相接的電流檢測電路用于檢測電池組負載的充電電流并將檢測結(jié)果反饋給控制電路，顯示電路與控制電路相連接，電源電路為整個電路提供穩(wěn)定的工作電壓。本實用新型可用于鉛蓄電池的生產(chǎn)測試。
文檔編號H02J7/02GK201130869SQ20072030323
公開日2008年10月8日 申請日期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 申請人:浙江機電職業(yè)技術(shù)學院