專利名稱：微電腦鉛酸蓄電池充電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蓄電池充電器，具體涉及一種微電腦鉛酸蓄電池充電器。
背景技術：
現(xiàn)行的充電器的固定充電方式及固定參數(shù)容易造成電池的過充及欠充，這是因為 鉛酸蓄電池的本身的固有的特性及結(jié)構決定的，現(xiàn)行的充電器采用三段式充電模式(如 圖l所示)，以固定的參數(shù)對電池充電(以48V12AH電池為例，與之相配的充電器充電電 流1. 8A，最高電壓59V，轉(zhuǎn)態(tài)電流0. 35A，浮充電壓55. 2V) ， A段以一恒定的電流(1. 8A) 充電，充入的電量占電池容量的80 %左右時電流開始下降電池電壓接近恒壓，充電進入B 段，在此階段電流逐漸下降，電壓接近最高電壓(59V)，在此階段充入的電量占總?cè)萘康?20% -25%時，電流下降到一個設定的轉(zhuǎn)態(tài)點(0. 35A)，充電器進入C段浮充狀態(tài)，電壓變?yōu)?一個相對低的值(浮充電壓55. 2V)，充電器以很小的電流繼續(xù)充電。 普通的充電器充電電壓是固定的，不同的季節(jié)溫度不同時，對電池的充電會形成 過充和欠充，對電池的使用壽命有很大影響，因為電池在不同的溫度下對充電的接受能力 不同，對于這個問題，應該對充電器的充電電壓在不同的溫度下作出相應調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決充電器對電池的欠充及過充，提供一種操作簡單、 成本合理、性能優(yōu)異、安全可靠的微電腦鉛酸蓄電池充電器。 本實用新型的技術方案是一種微電腦鉛酸蓄電池充電器，包括依次連接的市電 輸入部分、開關管、變壓器和輸出整流部分，所述市電輸入部分與開關管之間連接有P麗形 成輸出部分，所述輸出整流部分與P麗形成輸出部分連接有控制板； 所述控制板的電路包括MCU、第1放大器、第2放大器、第3放大器、第4放大器和 第5放大器，第39電阻、第40電阻與MCU的25腳分別連接，MCU的13腳與第18電阻連接， 第18電阻與第12電容、第17電阻分別連接，第17電阻與第11電容、以及第4放大器的5 腳分別連接，第4放大器的6腳、7腳與第45電阻分別連接，第l放大器的5腳與第45電 阻、第22電阻、第21電阻分別連接，第1放大器的6腳、第9 二極管和第47電阻分別連接， 第47電阻和第8電容連接，第8電容、第1放大器的7腳與第7 二極管分別連接，第9 二極 管與第23電阻、第24電阻分別連接，第24電阻與第25電阻、第26電阻依次連接，MCU的 15腳與第43電阻連接，第43電阻與第44電阻、第13電容分別連接，第44電阻、第14電容 與第5放大器的10腳分別連接，第5放大器的9腳、10腳與第46電阻分別連接，第46電 阻與第2放大器的1腳、第19電阻、第20電阻分別連接，第20電阻與第22電阻連接后與 5V電源相連接，第2放大器的2腳與第30電阻、第34電阻分別連接，第34電阻和第9電 容連接，第9電容、第8 二極管與第2放大器的3腳分別連接，第7 二極管依次連接第8 二 極管、第15電阻，第15電阻與第16電阻連接，MCU的24腳與第33電阻、第10電容、第30 電阻分別連接，第33電阻、第36電阻與第3放大器的14腳分別連接，第3放大器的12腳和第35電阻連接，MCU的23腳與第32電阻、第31電阻分別連接，第31電阻依次連接第28 電阻、第27電阻，第27電阻分別連接第26電阻、第3 二極管、第5電容，MCU的8腳與R38 相連接； 第39電阻為溫度檢測熱敏電阻，與第40電阻形成溫度信號輸入到MCU， MCU通過 處理，形成一個與溫度成比例的P麗信號，即電壓控制P麗信號，MCU輸出電壓控制P麗信 號通過第17電阻、第18電阻、第11電容、第12電容向第4放大器輸入直流電壓，第4放大 器就輸出一個平穩(wěn)的電壓通過第45電阻與第1放大器正輸入相連接，同時第1放大器正輸 入通過第21電阻、第22電阻與5V電源相連接，第1放大器負輸入通過第24電阻、第25電 阻、第26電阻、第23電阻、第9 二極管與第3 二極管相連接得到電池充電的電壓，第1放大 器的輸出通過第7 二極管與第2集成電路連接，去控制第2集成電路輸出合適的P麗信號， 控制第1三極管的開關，使充電器的輸出電壓得到控制； MCU輸出電流P麗信號通過第43電阻、第44電阻、第13電容、第14電容向第5放 大器輸入直流電壓，第5放大器就輸出一個平穩(wěn)的電壓通過第46電阻與第2放大器正輸入 相連接，同時第2放大器正輸入通過第19電阻、第20電阻與5V電源相連接，第2放大器負 輸入通過第30電阻、第33電阻與第3放大器相連接，第3放大器通過第35電阻與第29電 阻連接得到電池充電的電流，第2放大器的輸出通過D8與IC2連接，去控制IC1輸出合適 的P麗信號，控制Ql的開關，使充電器的輸出電流得到控制。 為了解決充電器對電池的欠充及過充，最為有效的方法是對充電電壓進行溫度補 償，及單片機的監(jiān)控保護，也就是在普通充電器的電路基礎上，增加一個單片機微控制器芯 片，在充電器接上電源時，檢測環(huán)境溫度，然后設定好充電電壓?，F(xiàn)在的電動車絕大部分仍 然以鉛酸蓄電池為主，鉛酸蓄電池單體電壓為12V，在溫度為25度時充電電壓14.75V。在 此基礎上，對電壓施加一個補償系數(shù)(-3MV)-(-4MV)，夏天電壓調(diào)低，冬天電壓調(diào)高，在充分 適應電池充電特性的情況下，有效的延長電池壽命。 —、充電器充電參數(shù)的溫度補償 充電器的最高電壓(即恒壓值)隨溫度施加一個補償系數(shù)(-3MV/格)，環(huán)境溫 度25t:時，12V電池的最高充電電壓為14. 7-14.8V。環(huán)境溫度-l(TC時，最高電壓應為 15. 20-15. 30V，溫度再低電壓不再升高。環(huán)境溫度4(TC時，最高電壓應為14. 4-14. 5V，溫度 再高電壓不再降低。即充電器B段末期的電壓根據(jù)溫度作相應調(diào)整，在夏天時可以大大減 少電池的失水。 充電器進入C段后的電壓也應根據(jù)溫度作相應調(diào)整，隨溫度施加一個補償系數(shù) (-3MV/格)，環(huán)境溫度25t:時，12V電池的最高充電電壓為13. 7-13. 8V。環(huán)境溫度-l(TC時， 電壓應為14. 3-14. 4V。環(huán)境溫度4(TC時，最高電壓應為13. 5-13. 6V。進入C段3小時后， 完全切斷與電池的連接，停止充電。 二、單片機監(jiān)控保護 充電過程中A段充入的電量最多，接近恒壓點時，如果電池老化嚴重，失水過多 時，可能造成充電電流不能下降，電池電壓不能上升無法靠近恒壓點，如果長時間處于這個 狀態(tài)，電池會發(fā)熱鼓脹損壞，在此段用單片機監(jiān)視電流(1.8A)，并計算時間，適配的充電器 和電池，電池性能較好時此時間一般在6小時(假定電池完全放電)充電電流會逐漸下降， 如果電流在7小時后，仍然接近1. 8A(充電總量達到電池容量的1. 1倍)，單片機就強行將充電器電壓降至浮充電壓，跳過B段。 充電電流從恒流開始下降(即正常進入B段)，性能良好的電池，充電電流逐漸下降并達到轉(zhuǎn)態(tài)電流(0.35A)，充電器進入浮充狀態(tài)。此充電過程中，電池的析氣最多。當電池失水到一定程度時，此階段的充電電流隨時間變化不能形成原來的特定的曲線，而會出現(xiàn)波動，停在某個值上，甚至會出現(xiàn)反彈，電池發(fā)熱，普通充電器會完全失去控制。為避免此問題，可以采取以下幾種方法B階段充入電量占整個容量的20X _25%，在這個階段單片機監(jiān)視電流，并對電流在時間上積分，當電量達到25%時，轉(zhuǎn)浮充。B階段開始時計時，如果3小時不能進入浮充，則轉(zhuǎn)浮充。在此階段充電電流應當逐漸下降，如果電流出現(xiàn)反彈，并且持續(xù)時間超過10分鐘，充電器進入浮充狀態(tài)。[0016] 綜上所述，歸納表格如下[0017]
充電 時段存在的問題對策電壓補償 (一10 40。C)
A電流不降無法進入B段7小時后轉(zhuǎn)浮充61.2V 57. 6V
B1、 電流不逐漸降低 2、 電流反彈1.1、 3小時不達到轉(zhuǎn)態(tài)電流轉(zhuǎn) 浮充 1.2、 電量達到25%時轉(zhuǎn)浮充 2、 IO分鐘后轉(zhuǎn)浮充C長時間充電3小時后斷開充電57. 5V 54. 2V 三、充電器的自我保護 當充電器內(nèi)部溫度達到60°C以上時，啟動冷卻風扇，溫度下降到40°C以下時風扇停止運轉(zhuǎn)，這樣風扇壽命得以延長。 如果某種原因(如充電時被覆蓋)造成充電器內(nèi)部溫度超過8(TC時，充電器將轉(zhuǎn)入浮充，停止充電。 如果充電器自身的電壓控制部分出現(xiàn)變化，造成充電電壓過高的，充電器停止充電并給出故障顯示(紅綠燈同時亮)。 當電池正負極與充電器的正負極不配時，充電器處于等待狀態(tài)(紅綠指示燈交替閃爍)。 本實用新型的有益效果是本實用新型的充電器解決了電池的過充及欠充的問題，可以提高充電器的性能，延長電池的使用壽命。

圖1為現(xiàn)有充電器充電模式示意圖；[0025] 圖2為本實用新型的電路原理方框圖；[0026] 圖3為本實用新型的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明 如圖l和圖2所示一種微電腦鉛酸蓄電池充電器，包括依次連接的市電輸入部分
1、開關管3、變壓器4和輸出整流部分5，所述市電輸入部分1與開關管3之間連接有P麗
形成輸出部分2，所述輸出整流部分5與P麗形成輸出部分2連接有控制板6 ; 220V交流市電與第1放大器相連，整流后第3電容濾波形成300V直流電壓與Bl
相連接，300V通過第1電阻、第4電阻與第l集成電路相連接，第1集成電路形成的P麗信
號通過第8電路與第1三極管相連接，變壓器形成的輸出電壓通過第3 二極管整流形成給
電池充電的電壓。 所述控制板6的電路包括MCU、第1放大器、第2放大器、第3放大器、第4放大器和第5放大器，第39電阻、第40電阻與MCU的25腳分別連接，MCU的13腳與第18電阻連接，第18電阻與第12電容、第17電阻分別連接，第17電阻與第11電容、以及第4放大器的5腳分別連接，第4放大器的6腳、7腳與第45電阻分別連接，第1放大器的5腳宇第45電阻、第22電阻、第21電阻分別連接，第1放大器的6腳、第9 二極管和第47電阻分別連接，第47電阻和第8電容連接，第8電容、第l放大器的7腳與第7二極管分別連接，第9二極管與第23電阻、第24電阻分別連接，第24電阻與第25電阻、第26電阻依次連接，MCU的15腳與第43電阻連接，第43電阻與第44電阻、第13電容分別連接，第44電阻、第14電容與第5放大器的10腳分別連接，第5放大器的9腳、10腳與第46電阻分別連接，第46電阻與第2放大器的1腳、第19電阻、第20電阻分別連接，第20電阻與第22電阻相連接同時與5V電源相連接，第2放大器的2腳與第30電阻、第34電阻分別連接，第34電阻和第9電容連接，第9電容、第8 二極管與第2放大器的3腳分別連接，第7 二極管依次連接第8 二極管、第15電阻，第15電阻與第16電阻連接，MCU的24腳與第33電阻、第10電容、第30電阻分別連接，第33電阻、第36電阻與第3放大器的14腳分別連接，第3放大器的12腳和第35電阻連接，MCU的23腳與第32電阻、第31電阻分別連接，第31電阻依次連接第28電阻、第27電阻，第27電阻分別連接第26電阻、第3 二極管、第5電容，MCU的8腳與第38電阻相連接； 第39電阻為溫度檢測熱敏電阻，與第40電阻形成溫度信號輸入到MCU， MCU通過處理，形成一個與溫度成比例的P麗信號，即電壓控制P麗信號，MCU輸出電壓控制P麗信號通過第17電阻、第18電阻、第11電容、第12電容向第4放大器輸入直流電壓，第4放大器就輸出一個平穩(wěn)的電壓通過第45電阻與第1放大器正輸入相連接，同時第1放大器正輸入通過第21電阻、第22電阻與5V電源相連接，第1放大器負輸入通過第24電阻、第25電阻、第26電阻、第23電阻、第9 二極管與第3 二極管相連接得到電池充電的電壓，第1放大器的輸出通過第7 二極管與第2集成電路連接，去控制第2集成電路輸出合適的P麗信號，控制第1三極管的開關，使充電器的輸出電壓得到控制； MCU輸出電流P麗信號通過第43電阻、第44電阻、第13電容、第14電容向第5放大器輸入直流電壓，第5放大器就輸出一個平穩(wěn)的電壓通過第46電阻與第2放大器正輸入相連接，同時第2放大器正輸入通過第19電阻、第20電阻與5V電源相連接，第2放大器負輸入通過第R30電阻、第R33電阻與第3放大器相連接，第3放大器通過第35電阻與第29電阻連接得到電池充電的電流，第2放大器的輸出通過第8 二極管與集成電路2連接，去控制集成電路1輸出合適的P麗信號，控制開關管1的開關，使充電器的輸出電流得到控制。
權利要求一種微電腦鉛酸蓄電池充電器，包括依次連接的市電輸入部分、開關管、變壓器和輸出整流部分，所述市電輸入部分與開關管之間連接有PWM形成輸出部分，其特征在于所述輸出整流部分與PWM形成輸出部分連接有控制板；所述控制板的電路包括MCU、第1放大器、第2放大器、第3放大器、第4放大器和第5放大器，第39電阻、第40電阻與MCU的25腳分別連接，MCU的13腳與第18電阻連接，第18電阻與第12電容、第17電阻分別連接，第17電阻與第11電容、以及第4放大器的5腳分別連接，第4放大器的6腳、7腳與第45電阻分別連接，第1放大器的5腳與第45電阻、第22電阻、第21電阻分別連接，第1放大器的6腳、第9二極管和第47電阻分別連接，第47電阻和第8電容連接，第8電容、第1放大器的7腳與第7二極管分別連接，第9二極管與第23電阻、第24電阻分別連接，第24電阻與第25電阻、第26電阻依次連接，MCU的15腳與第43電阻連接，第43電阻與第44電阻、第13電容分別連接，第44電阻、第14電容與第5放大器的10腳分別連接，第5放大器的9腳、10腳與第46電阻分別連接，第46電阻與第2放大器的1腳、第19電阻、第20電阻分別連接，第20電阻與第22電阻連接后與5V電源相連接，第2放大器的2腳與第30電阻、第34電阻分別連接，第34電阻和第9電容連接，第9電容、第8二極管與第2放大器的3腳分別連接，第7二極管依次連接第8二極管、第15電阻，第15電阻與第16電阻連接，MCU的24腳與第33電阻、第10電容、第30電阻分別連接，第33電阻、第36電阻與第3放大器的14腳分別連接，第3放大器的12腳和第35電阻連接，MCU的23腳與第32電阻、第31電阻分別連接，第31電阻依次連接第28電阻、第27電阻，第27電阻分別連接第26電阻、第3二極管、第5電容，MCU的8腳與R38相連接；第39電阻為溫度檢測熱敏電阻，與第40電阻形成溫度信號輸入到MCU，MCU通過處理，形成一個與溫度成比例的PWM信號，即電壓控制PWM信號，MCU輸出電壓控制PWM信號通過第17電阻、第18電阻、第11電容、第12電容向第4放大器輸入直流電壓，第4放大器就輸出一個平穩(wěn)的電壓通過第45電阻與第1放大器正輸入相連接，同時第1放大器正輸入通過第21電阻、第22電阻與5V電源相連接，第1放大器負輸入通過第24電阻、第25電阻、第26電阻、第23電阻、第9二極管與第3二極管相連接得到電池充電的電壓，第1放大器的輸出通過第7二極管與第2集成電路連接，去控制第2集成電路輸出合適的PWM信號，控制第1三極管的開關，使充電器的輸出電壓得到控制；MCU輸出電流PWM信號通過第43電阻、第44電阻、第13電容、第14電容向第5放大器輸入直流電壓，第5放大器就輸出一個平穩(wěn)的電壓通過第46電阻與第2放大器正輸入相連接，同時第2放大器正輸入通過第19電阻、第20電阻與5V電源相連接，第2放大器負輸入通過第30電阻、第33電阻與第3放大器相連接，第3放大器通過第35電阻與第29電阻連接得到電池充電的電流，第2放大器的輸出通過D8與IC2連接，去控制IC1輸出合適的PWM信號，控制Q1的開關，使充電器的輸出電流得到控制。
專利摘要本實用新型的目的是為了解決充電器對電池的欠充及過充，提供一種操作簡單、成本合理、性能優(yōu)異、安全可靠的微電腦鉛酸蓄電池充電器，它包括依次連接的市電輸入部分、開關管、變壓器和輸出整流部分，所述市電輸入部分與開關管之間連接有PWM形成輸出部分，所述輸出整流部分與PWM形成輸出部分連接有控制板。
文檔編號H02J7/10GK201450359SQ20092004328
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權日2009年7月6日
發(fā)明者張志剛, 馬貴龍 申請人:劉福芹