[發明專利]斬波穩壓充電機

無效

• 申請號: 200710077844.6
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101090206A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 張曉英;王自;王彬
• 申請（專利權）人: 王自
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種快速充電機，可作為鉛酸蓄電池，鎳隔、鎳氫電池和鋰離子電池等蓄電池的充電設備，特別適合于汽車蓄電池，電動汽車的動力蓄電池和井下電力機車的動力蓄電池的充電之用。

背景技術

目前比較流行的充電設備有兩種，即定流充電機和脈沖快速充電機。

1、定流充電機。在充電過程中，充電電流是恒定不變的，有以下不足：

a、充電時間長。一般在10小時以上。

b、能耗大。在充電過程的后期，要出現過充電，必然要增加能耗。

c、損壞蓄電池。過充電流都用來產生大量的氣泡，使極板活性物質脫落而造成蓄電池的使用壽命縮短。

2、脈沖快速充電機。這種充電機在充電過程中還穿插有放電的過程，即：充電(正脈沖)——停充——放電(負脈沖)——停放——充電……，在充電的每一個循環中，各個環節的技術參數均有嚴格的要求。所以，脈沖快速充電機有以下不足：

a、控制技術要求高。

B、結構復雜、成本高。

發明內容

本發明提供的是充電速度快，既不過充也不欠充，而且結構簡單，工作可靠，成本低的充電設備，即斬波調制穩壓快速充電機。該機由變壓器(1)、整流器(2)、控制器(3)和機箱等部分構成，如圖1所示。其特征在于：控制器(3)是一個斬波調制穩壓器，其結構如圖2所示，由基準電壓源(5)、比較電路(6)、觸發電路(7)、調整元件(8)和采樣電路(9)等構成。

在充電的初期，被充蓄電池(4)的端電壓U₀較低，調整元件(8)處于正常的斬波狀態，一個波接著一個波地對蓄電池充電，充電機可以提供很大的充電電流。這一過程可以縮短充電時間，即提高充電速度。隨著充電過程的進行，蓄電池容量的增加，其端電壓U₀不斷上升，達到某一設定值時就要進行調整，以鉛酸蓄電池為例，當單格電壓充到2.4V時，充電量達到70～80％，電解液中開始冒出明顯的氣泡，這個電壓稱氣泡點，到此就停止充電，顯然欠充太多。若按傳統的定流充電法繼續充電，則會冒出大量氣泡，即過充，必將增加能耗，更重要的是損壞蓄電池極板，縮短蓄電池使用壽命。本發明就是為了解決“欠充”和“過充”問題而設計的充電設備。當采樣電路(9)檢測到蓄電池端電壓U₀達到設定值時，與基準電壓(5)比較后，比較電路(6)輸出截止信號，觸發電路(7)不提供觸發信號，調整元件(8)處于截止狀態，停止充電。停充后極化電壓消除，端電壓U₀下降，降到設定電壓以下時，通過一系列的控制，調整元件(8)又開始導通充電。但是，經過瞬間的停充，已經斬掉了一個或幾個波。再次充電，端電壓又要上升，達到設定值又要被停充，這樣周而復始地調節，使充電電壓不再升高，充電電流越來越小，充足后電流趨近于0。根據被充蓄電池的虧電程度，自動控制充電電流的大小，既不欠充，也不過充，充電速度快，實現本發明的目的。

附圖說明

圖1——斬波調制穩壓充電機的總體方案示意圖。其中：U為輸入電壓，一般為220V和380V，也可以是660V。(1)是變壓器，(2)是整流器，(3)是控制器，即斬波調制穩壓器，(4)是被充電的蓄電池。

圖2——斬波調制穩壓器的方框示意圖。其中：(5)是基準電壓源，(6)是比較電路，(7)是觸發電路，(8)是調整元件，(9)是采樣檢測電路。

圖3——采用三極管作為調整元件的電路原理圖。其中：BT是變壓器，Q是橋式整流器，V₁是作為調整元件的三極管，也可以采用IGBT管或場效應管，C是濾波電容，K₁是觸發電路，E是被充電的蓄電池。

圖4——采用可控硅作為調整元件的電路原理圖。其中：V₂是作為調整元件的可控硅，V₅是提供基準電壓的穩壓二極管，R₁是觸發限流電阻，V₈是極性反接保護的二極管，二極管V₃、V₅、V₆、三極管V₄、V₇和電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅構成一個輸出端短路保護電路，蜂鳴器H和二極管V₉構成極性反接報警指示電路。