铅酸电池电压自适应充电电路、充电方法及充电器

摘要

本发明涉及铅酸电池充电技术领域，公开了一种铅酸电池电压自适应充电电路、充电方法及充电器，充电电路包括控制板、与控制板连接的放大电路、导通控制电路和充电电压产生电路；控制板设有脉冲控制信号的输出端，脉冲控制信号经顺序连接的放大电路和导通控制电路连接到待充电的铅酸电池的负极，导通控制电路用于间歇输出放大后的脉冲控制信号，脉冲控制信号用于修复存在硫化情况的待充电的铅酸电池，控制板根据反馈电压控制充电电压产生电路调整输出的充电电压。本发明先以脉冲电流充电，恢复铅酸电池的活性和将正常电池电压，修复已经部分硫化的铅酸电池，能够准确检测电池电压，以提供更加匹配的充电电压完成充电，延长铅酸电池的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸电池充电技术领域，具体涉及一种铅酸电池电压自适应充电电路、充电方法及充电器。

背景技术

铅酸电池(VRLA)，是一种电极主要由铅及其氧化物制成、电解液为硫酸溶液的蓄电池，其广泛应用于汽车、通信、电动车和移动音响等诸多领域。目前铅酸电池硫化现象，是降低电池容量和缩短使用寿命的重要原因。

现有技术中，铅酸电池电压自适应充电器要适应电池电压充电，大多是先检测电池电压再自动调整到适应电压充电。因为是先检测电压，对于已经硫化的铅酸电池会出现电压检测不正确，从而导致充电失败。

发明内容

技术目的：针对上述技术问题，本发明公开了一种铅酸电池电压自适应充电电路、充电方法及充电器，其能够准确检测电池电压，以提供更加匹配的充电电压完成充电。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种铅酸电池电压自适应充电电路，其特征在于：包括控制板、与控制板连接的放大电路、导通控制电路和充电电压产生电路；所述充电电压产生电路的输出端连接待充电的铅酸电池的正极，用于在控制板的控制下提供适配的充电电压；控制板设有脉冲控制信号的输出端，脉冲控制信号经顺序连接的放大电路和导通控制电路连接到待充电的铅酸电池的负极，导通控制电路用于间歇输出放大后的脉冲控制信号，脉冲控制信号用于修复存在硫化情况的待充电的铅酸电池；

所述导通控制电路和铅酸电池的负极均设有用于向控制板发送电压反馈信号的检测电阻，控制板根据反馈电压控制充电电压产生电路调整输出的充电电压。

具体地，还包括用于安装控制板的控制板连接器、用于安装充电电池正负极的充电电池连接器、用于为放大电路和导通控制电路提供工作电流的直流电源；

其中，所述充电电池连接器具有三个引脚，充电电池连接器的引脚一作为充电电池正极连接端、引脚三作为充电电池负极连接端；

所述控制板连接器设有十个引脚，控制板连接器的引脚三连接控制板输出的脉冲控制信号；控制板连接器的引脚一和充电电池连接器的引脚三之间通过设置第十六电阻连接；控制板连接器的引脚二连接直流电源正极、引脚十接地；

所述放大电路包括第十二电阻、第三三极管、第十九电阻、第十四电容和第十七电阻；控制板连接器的引脚三经第十二电阻连接第三三极管的基极，第三三极管的发射极和基极之间连接第十九电阻、基极和第十九电阻的公共连接点同时经第十四电容接地；

所述导通控制电路包括场效应管、分流器、第十二电容、第十五电阻、第十三电容和第十八电阻，场效应管的栅极经第十七电阻与第三三极管的集电极连接，经第三三极管放大后的脉冲控制信号用于控制场效应管的间歇导通；场效应管的漏极连接充电电池连接器的引脚三、源极经分流器接地；第二十一电阻的两端分别连接场效应管的漏极、源极与分流器的公共连接点；第十二电容与第十五电阻串联后与第二十一电阻并联；场效应管与第十七电阻的公共连接点经第十三电容和第十八电阻组成的滤波电路后接地；

所述第二十一电阻和第十六电阻两端的电压作为反馈电压，传送给控制板，控制板根据反馈电压适配对应的充电电压。

具体地，所述充电电压产生电路包括变压器，变压器的二次侧设有并联的第七二极管、第八二极管和第九电容，第七二极管和第八二极管的负极均连接充电电池连接器的引脚一。

本发明还公开了一种铅酸电池电压自适应充电电路的充电方法，其特征在于，顺序执行步骤：

S1、控制板办出间歇控制信号到第三三极管的基极，控制第三三极管的间歇导通，从而控制场效应管间歇导通接通充电回路，从而产出的脉冲电流；以脉冲电流充电，恢复铅酸电池的活性，并将电池电压恢复到正常电压；

S2、检测电池电压，控制板根据检测到的电池电压选择铅酸电池的充电电压，对铅酸电池进行充电。

本发明还公开了一种铅酸电池充电器，其特征在于：包括所述铅酸电池电压自适应充电电路。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明具有如下技术效果：

(1)本发明的充电方法先以脉冲电流充电，可以有效恢复铅酸电池的活性以及将电池电压恢复到正常电压，修复已经部分硫化的铅酸电池，延长铅酸电池的有效使用寿命；

(2)本发明的充电方法通过有效恢复并检测出放置过久或电极已经硫化空载、电压偏低的电池，确保电池电压检测的准确性，然后通过控制电路根据恢复的电池电压适配器，合理选择充电电压，完成铅酸电池的充电。

附图说明

图1为本发明的铅酸电池电压自适应充电电路的结构框图；

图2为本发明的铅酸电池电压自适应充电电路的一个实施例的电路图；

图3为图1中电池脉冲修复电路的电路图；

其中控制板连接器-CN3、充电电池连接器-CN2；第十六电阻-R16、第十二电阻-R12、第三三极管-Q3、第十九电阻-R19、第十四电容-C14、第十七电阻-R17；场效应管-Q6、分流器-RS1、第十二电容-C12、第十五电阻-R15、第十三电容-C13、第十八电阻-R18；

变压器-T1、第七二极管-D7、第八二极管-D8、第九电容-C9；第九二极管-D9、第十电容-C11、第十一电容-C11、第十二极管-D10；

第二十二电阻-R22、第二十三电阻-R23、第十五电容-C15、第二十电阻-R20、第十六电容-C16、第二十四电阻-R24、第二十五电阻-R25；第十七电容-C17、第二十六电阻-R26、第二十七电阻-R27、第十一二极管-R11、第十八电容-C18、第十九电容-C19、第二十电容-C20、稳压管-U4、第二十八电阻-R28、第二十九电阻-R29、第三十电阻-R30、第三十一电阻-R31、第三十二电阻-R32、第二十一电容-C21、IC-U3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明。

如图1至图2所示，本发明公开了一种新的基于先做脉冲充电修复电池再检测电池电压电路，包括控制板、与控制板连接的放大电路、导通控制电路、充电电压产生电路、用于安装控制板的控制板连接器CN3、用于安装充电电池正负极的充电电池连接器CN2、用于为放大电路和导通控制电路提供工作电流的直流电源。

如图2和图3所示，本实施例中，充电电池连接器CN2具有三个引脚，充电电池连接器CN2的引脚一作为充电电池正极连接端、引脚三作为充电电池负极连接端；

控制板连接器CN3设有十个引脚，控制板连接器CN3的引脚三连接控制板输出的脉冲控制信号；控制板连接器CN3的引脚一和充电电池连接器CN2的引脚三之间通过设置第十六电阻R16连接；控制板连接器的引脚二连接直流电源正极、引脚十接地；

构成放大电路的第十二电阻R12、第三三极管Q3、第十九电阻R19、第十四电容C14和第十七电阻R17；控制板连接器的引脚三经第十二电阻R12连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极和基极之间连接第十九电阻R19、基极和第十九电阻R19的公共连接点同时经第十四电容C14接地；

构成导通控制电路的场效应管Q6、分流器RS1、第十二电容C12、第十五电阻R15、第十三电容C13和第十八电阻R18，场效应管Q6的栅极经第十七电阻R17与第三三极管Q3的集电极连接，经第三三极管Q3放大后的脉冲控制信号用于控制场效应管Q6的间歇导通；场效应管Q6的漏极连接充电电池连接器的引脚三、源极经分流器RS1接地；第二十一电阻R21的两端分别连接场效应管Q6的漏极、源极与分流器RS1的公共连接点；第十二电容C12与第十五电阻R15串联后与第二十一电阻并联；场效应管Q6与第十七电阻R17的公共连接点经第十三电容C13和第十八电阻R18组成的滤波电路后接地；

其中第二十一电阻R21和第十六电阻R16两端的电压作为反馈电压，传送给控制板。

构成充电电压产生电路包括变压器T1，变压器T1的二次侧设有并联的第七二极管D7、第八二极管D8和第九电容C9，第七二极管D7和第八二极管D8的负极均连接充电电池连接器CN2的引脚一。本发明的充电电路中，变压器T1一直工作在开关电源状态，有输出电压，但充电电流回路受场效应管Q6控制，脉冲电流充电是由控制板给间歇控制信号到Q3的基极控制Q3的间歇导通从而控制Q6间歇导通接通充电回路，从而产出的脉冲充电电流。

本发明中，控制板可采用单片机或自主设计的控制电路板，其包括输出脉冲控制信号的输出端。变压器T1是充电电源(开关电源)的组成部分，T1可根据充电电源(开关电源)的功率单独设计或选取。如图2所示，本实施例中还包括充电电源即开关电源的恒流电流控制电路。本发明的充电电路工作原理如下：电池充电器开机并接入待充电电池后，CN3的引脚三接收控制板发来的脉冲控制信号，经过电阻R12到达三极管Q3的基极，通过三极管Q3发射极到集电极，将脉冲信号放大经过R17到达场效应管Q6的栅极，控制场效应管Q6的间歇导通，由充电器产生的充电电流经D8到CN2的引脚一连接待充电电池的正极，然后通过待充电电池的负极到达CN2的引脚三，再经场效应管Q6漏极到源极，通过分流器S1到达充电电源的负极，给待充电电池脉冲充电电流，由控制板控制脉冲充电时间,经过一段时间的脉冲充电，消除铅酸电池电极的硫化反应，恢复铅酸电池的正常电压(12V的电池恢复到10V，24V的电池恢复到20V)，通过R16,R21将电压反馈给控制板，即通过电阻R21经过RS1到地、作为检测的地，正电压通过电阻R16检测传送到控制板，经过控制板检测出电池电压再适配合理的充电电压给电池充电。

上述铅酸电池电压自适应充电电路的充电方法，包括步骤：

S1、以脉冲电流充电，恢复铅酸电池的活性，并将电池电压恢复到正常电压,如12V的电池恢复到10V，24V的电池恢复到20V；

S2、检测电池电压，根据检测到的电池电压选择铅酸电池的充电电压，对铅酸电池进行充电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。