正負脈衝電路組合及充電器的製造方法
2023-12-09 23:51:36
正負脈衝電路組合及充電器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及正負脈衝電路組合及充電器。正負脈衝電路組合(100)，適於對電池進行充放電；其包括：控制器(101)，配置有第一控制信號(OCB)提供端和第二控制信號(FD)提供端；正脈衝電路(105)，配置有電源輸入端並電連接至所述第一控制信號(OCB)提供端；以及負脈衝電路(107)，電連接至所述第二控制信號(FD)提供端。此外，還提供一種採用上述正負脈衝電路組合的充電器。本實用新型通過提供同時設置有正脈衝電路和負脈衝電路的正負脈衝電路組合，其中正脈衝電路可以達到去硫化作用，負脈衝電路可以用於加快充電速度以及降低電池溫升，從而當其應用於充電器時對電池具備維護效果。
【專利說明】正負脈衝電路組合及充電器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及充電【技術領域】，特別是涉及一種正負脈衝電路組合以及一種採用該正負脈衝電路組合的充電器。
【背景技術】
[0002]蓄電池在長時間使用後會在電池內部出現硫化或失水等問題，導致電池性能下降。然而，目前對電池進行維護的大型修復設備對於一般用戶來說價格較為昂貴，一般用戶其擁有的電池數量較少，不太可能購買該種大型修復設備來對自己的電池進行維護來延長電池的使用壽命。有鑑於此，有必要提供一種價格低廉且具有電池維護功能的裝置，供一般用戶對電池進行一定程度的維護。
實用新型內容
[0003]因此，本實用新型的實施例提供一種具有電池維護功能的正負脈衝電路組合，其包括:控制器、正脈衝電路以及負脈衝電路。其中，所述控制器配置有第一控制信號提供端和第二控制信號提供端；所述正脈衝電路配置有電源輸入端並電連接至所述第一控制信號提供端；所述負脈衝電路電連接至所述第二控制信號提供端。
[0004]在本實用新型的一個實施例中，上述正負脈衝電路組合還包括充放電切換電路，配置有電池連接端且電連接所述正脈衝電路及所述負脈衝電路。
[0005]在本實用新型的一個實施例中，上述控制器包括單片機。
[0006]在本實用新型的一個實施例中，上述正脈衝電路包括充電路徑以及電連接所述充電路徑的充電控制電路，所述充電控制電路電連接至所述第一控制信號提供端以根據所述第一控制信號提供端的電位決定所述充電路徑的導通和關斷。
[0007]在本實用新型的一個實施例中，上述充電路徑包括第一電晶體和至少一個第一二極體；所述第一電晶體的第一端電連接所述電源輸入端，所述第一電晶體的第二端電連接所述第一二極體的正端，所述第一電晶體的控制端電連接所述充電控制電路；以及所述第一二極體的負端作為充電端。
[0008]在本實用新型的一個實施例中，上述充電控制電路包括穩壓管、第一至第七電阻、電容、第二電晶體以及第三電晶體；穩壓管的負端電連接所述電源輸入端，穩壓管的正端通過所述第三電阻電連接至所述第一電晶體的所述控制端；所述第一電阻電連接在所述穩壓管的負端和所述第一電晶體的所述控制端之間；所述第二電阻和所述電容並聯在所述第一電晶體的所述控制端和所述第二電晶體的第一端之間，所述第二電晶體的第二端電連接至預設電位；所述第三電晶體的控制端通過第六電阻電連接至所述第一控制信號提供端，所述第三電晶體的第一端通過第四電阻電連接至所述第一電晶體的第二端並電連接至所述第二電晶體的控制端，所述第三電晶體的第二端電連接至所述預設電位並通過第七電阻電連接至所述第一控制信號提供端以及通過第五電阻電連接至所述第二電晶體的所述控制端。
[0009]在本實用新型的一個實施例中，上述負脈衝電路包括放電路徑以及電連接所述放電路徑的放電控制電路，所述放電控制電路電連接至所述第二控制信號提供端以根據所述第二控制信號提供端的電位決定所述放電路徑的導通和關斷。
[0010]在本實用新型的一個實施例中，上述放電路徑包括第二二極體、第八電阻、第九電阻以及第四電晶體；所述第二二極體的正端作為放電端，所述第二二極體的負端通過所述第八電阻電連接至所述第四電晶體的第一端，所述第四電晶體的控制端電連接至所述放電控制電路，所述第四電晶體的第二端電連接至預設電位並通過所述第九電阻電連接至所述第四電晶體的所述控制端。
[0011]在本實用新型的一個實施例中，上述放電控制電路包括第十至第第十二電阻、第五電晶體、第六電晶體以及第三二極體；所述第六電晶體的控制端通過所述第十二電阻電連接至所述第二控制信號提供端，所述第六電晶體的第一端通過所述第十一電阻電連接至預設工作電壓，所述第六電晶體的第二端電連接至所述預設電位；所述第五電晶體的控制端電連接至所述第六電晶體的所述第二端，所述第五電晶體的第一端電連接至所述預設工作電壓，所述第五電晶體的第二端通過所述第十電阻電連接至所述第四電晶體的所述控制端並通過所述第三二極體電連接至所述第五電晶體的所述控制端。
[0012]在本實用新型的一個實施例中，上述正脈衝電路包括充電路徑以及電連接所述充電路徑的充電控制電路，所述充電控制電路電連接至所述第一控制信號提供端以根據所述第一控制信號提供端的電位決定所述充電路徑的導通和關斷；所述充電路徑包括第一和至少一個第一二極體；所述第一電晶體的第一端電連接所述電源輸入端，所述第一電晶體的第二端電連接所述第一二極體的正端，所述第一電晶體的控制端電連接所述充電控制電路；以及所述第一二極體的負端電連接至所述充放電切換電路的第一端子。所述負脈衝電路包括放電路徑以及電連接所述放電路徑的放電控制電路，所述放電控制電路電連接至所述第二控制信號提供端以根據所述第二控制信號提供端的電位決定所述放電路徑的導通和關斷；所述放電路徑包括第二二極體、第八電阻、第九電阻以及第四電晶體；所述第二二極體的正端電連接至所述充放電切換電路的所述第一端子和第四端子，而所述充放電切換電路的第二端子和第三端子電連接至預設電位、以及所述充放電切換電路的第五端子和第六端子分別電連接所述電池連接端，所述第二二極體的負端通過所述第八電阻電連接至所述第四電晶體的第一端，所述第四電晶體的控制端電連接至所述放電控制電路，所述第四電晶體的第二端電連接至所述預設電位並通過所述第九電阻電連接至所述第四電晶體的所述控制端。
[0013]此外，本實用新型的實施例還提供一種充電器，包括上述任意一種正負脈衝電路組合。
[0014]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過提供同時設置有正脈衝電路和負脈衝電路的正負脈衝電路組合，其中正脈衝電路可以達到去硫化作用，負脈衝電路可以用於加快充電速度以及降低電池溫升，從而當其應用於充電器時對電池具備維護效果，可降低用戶電池的淘汰率，延長用戶電池的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例的一種正負脈衝電路組合的結構框圖。
[0016]圖2是本實用新型實施例的正負脈衝電路組合中的控制器的電路原理圖。
[0017]圖3是本實用新型實施例的正負脈衝電路組合中除控制器之外的多個電路模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
[0019]請參閱圖1，本實用新型的一個實施例的正負脈衝電路組合100包括控制器101、充放電切換電路103、正脈衝電路105以及負脈衝電路107。其中控制器101提供控制信號OCB和控制信號FD分別至正脈衝電路105和負脈衝電路107，正脈衝電路105電連接充電電源並電連接至充放電切換電路103，負脈衝電路107電連接充放電切換電路103並電連接至預設電位例如接地地位GND，充放電切換電路103適於連接電池。在此，需要說明的是，本實施例中的正負脈衝電路組合100也可不設置充放電切換電路103，將電池連接至正脈衝電路105及/或負脈衝電路107，其同樣可以實現對電池的充放電；只是充放電切換電路103的設置可以簡化用戶將電池連接至正負脈衝電路組合100的操作。
[0020]請參閱圖2，控制器101包括單片機，而單片機配置有控制信號OCB提供端和控制信號FD提供端；本實施例中，控制信號OCB提供端和控制信號FD提供端均為單片機的輸入輸出埠。此外，可以理解的是，單片機還會設置一些必要的外圍電路，例如晶振電路、電源電路和復位(Reset)電路等等，其為常規設計，在此不再贅述。
[0021]請參閱圖3，正脈衝電路105包括充電路徑1051以及電連接充電路徑1051的充電控制電路1053，充電控制電路1053還電連接至控制信號OCB提供端以根據控制信號OCB提供端的電位(也即控制信號OCB的電位)決定充電路徑的導通和關斷。更具體地:
[0022]充電路徑1051包括第一電晶體Ql和二極體D1，D2，其中二極體Dl，D2並聯在一起。電晶體Ql (例如場效應電晶體)的第一端電連接電源輸入端，電晶體Ql的第二端電連接二極體Dl，D2的正端，電晶體Ql的控制端電連接充電控制電路1053 ;以及二極體Dl，D2的負端作為充電端電連接至充放電切換電路103的第一端子。
[0023]充電控制電路1053包括穩壓管D3、第一至第七電阻Rl，R2, R3, R4, R5, R6, R7、電容Cl、電晶體Q2及Q3。穩壓管D3的負端電連接所述電源輸入端，穩壓管D3的正端通過電阻R3電連接至電晶體Ql的控制端。電阻Rl電連接在穩壓管D3的負端和電晶體Ql的控制端之間。電阻R2和電容(Cl)並聯在電晶體Ql的控制端和電晶體Q2(例如三極體，也稱雙極型電晶體)的第一端之間，電晶體Q2的第二端電連接至預設電位例如接地電位GND。電晶體Q3 (例如三極體)的控制端通過電阻R6電連接至控制信號OCB提供端，電晶體Q3的第一端通過電阻R4電連接至電晶體Ql的第二端並電連接至電晶體Q2的控制端，電晶體Q3的第二端電連接至預設電位例如接地電位GND並通過電阻R7電連接至控制信號OCB提供端以及通過電阻R5電連接至電晶體Q2的控制端。
[0024]請再參閱圖3，負脈衝電路107包括放電路徑1071以及電連接放電路徑1071的放電控制電路1073，放電控制電路1073還電連接至控制信號FD提供端以根據控制信號FD提供端的電位(也即控制信號FD的電位)決定放電路徑1071的導通和關斷。更具體地:
[0025]放電路徑1071包括二極體D4、電阻R8及R9以及電晶體Q4。二極體D4的正端作為放電端電連接至充放電切換電路103的第一端子和第四端子，二極體D4的負端通過電阻R8電連接至電晶體Q4(例如場效應電晶體)的第一端，電晶體Q4的控制端電連接至放電控制電路1073，電晶體Q4的第二端電連接至預設電位例如接地電位GND並通過電阻R9電連接至電晶體Q4的控制端。
[0026]放電控制電路1073包括電阻町0，1?11，1?12、電晶體05及06以及二極體D5。電晶體Q6 (例如三極體)的控制端通過電阻R12電連接至控制信號FD提供端，電晶體Q6的第一端通過電阻Rl I電連接至預設工作電壓VCCl (例如12V)，電晶體Q6的第二端電連接至預設電位例如接地電位GND。電晶體Q5 (例如三極體)的控制端電連接至電晶體Q6的第二端，電晶體Q5的第一端電連接至預設工作電壓VCC1，電晶體Q5的第二端通過電阻RlO電連接至電晶體Q4的控制端並通過二極體D5電連接至電晶體Q5的控制端。
[0027]請再參閱圖3，充放電切換電路103具有電池連接端，其包括控制部Kl以及第一至第六端子。其中，第一端子電連接二極體D1，D2的負端以及二極體D4的正端，第二及第三端子接地，第四端子電連接二極體D4的正端，第五和第六端子分別電連接至二電池連接端；控制部Kl用於同步控制第五端子和第六端子分別與第一端子和第三端子相連通，或者同步控制第五端子和第六端子分別與第二端子和第四端子相連通。
[0028]下面將結合圖2和圖3對本實用新型實施例的正負脈衝電路組合100的工作過程進行詳細說明。
[0029](I)當控制信號OCB為邏輯高電位，電晶體Q3導通，電晶體Q2截止，電晶體Ql導通，此時充電路徑1051處於導通狀態，電源電壓經過導通的電晶體Ql和二極體Dl，D2傳送至充放電切換電路103的第一端子。此時，當充放電切換電路103的第五端子和第六端子分別與第一端子和第三端子相連通時，該電源電壓可對電池進行充電。當控制信號OCB為邏輯低電位，電晶體Q3截止，電晶體Q2導通，電晶體Ql截止，此時充電路徑1051出與關斷狀態，電源電壓暫停對電池進行充電。由此可見，通過切換控制信號OCB的電位高低，可實現間歇式正向脈衝充電，或稱之為正脈衝充電。
[0030](2)當控制信號FD為邏輯低電位，電晶體Q6截止，電晶體Q5導通，電晶體Q4導通，此時放電路徑1071處於導通狀態，此時當充放電切換電路103的第五端子和第六端子分別與第二端子和第四端子相連通時，電池可通過放電路徑1071對地進行放電。當控制信號FD為邏輯高電位，電晶體Q6導通，電晶體Q5截止，電晶體Q4截止，此時放電路徑1071處於關斷狀態，電池暫停放電。由此可見，通過切換控制信號FD的電位高低，可實現間歇式反向脈衝放電，或稱之為負脈衝放電。
[0031]由於控制信號OCB和FD可通過對單片機編程來提供，因此通過本實用新型的正負脈衝電路組合可以單獨進行正脈衝充電、單獨進行負脈衝放電、或者交替進行正脈衝充電和負脈衝放電。其中，正脈衝電路提供的正脈衝充電功能可以達到去硫化作用，因為一定頻率的脈衝可以產生置換反應，使硫化結晶脫落還原；負脈衝電路提供的負脈衝放電功能可用於加快充電速度及以及降低電池溫升，例如在涓流充電階段，一般需要比較長的時間才能把電池充滿，而負脈衝電路的設置允許較短時間通過較大功率的開關電源對電池進行一個快速充電，並且在快速充電期間間斷性地給電池放電，例如控制信號FD每使能一次，電池放電0.5%來控制電池溫升，如此可使得電池能夠快速被充滿。由此可見，本實用新型的正負脈衝電路組合應用於充電器時具有電池維護效果，從而可降低用戶電池的淘汰率，延長用戶電池的使用壽命。
[0032]另外，本領域技術人員在不脫離本實用新型的提供具有正負脈衝電路的正負脈衝電路組合的設計思路的前提下，對電路進行適當的變更，例如適當改變控制器的電路結構、充放電切換電路、充電控制電路、及/或放電控制電路等等，這些適當的變更均應屬於本實用新型的發明範疇。
[0033]以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利保護範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種正負脈衝電路組合(100)，適於對電池進行充放電，其特徵在於，包括: 控制器(101)，配置有第一控制信號(OCB)提供端和第二控制信號(FD)提供端； 正脈衝電路(105)，配置有電源輸入端並電連接至所述第一控制信號(OCB)提供端；以及 負脈衝電路(107)，電連接至所述第二控制信號(FD)提供端。
2.如權利要求1所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，還包括充放電切換電路(103)，配置有電池連接端且電連接所述正脈衝電路(105)及所述負脈衝電路(107)。
3.如權利要求1所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述控制器(101)包括單片機。
4.如權利要求1所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述正脈衝電路(105)包括充電路徑(1051)以及電連接所述充電路徑(1051)的充電控制電路(1053)，所述充電控制電路(1053)電連接至所述第一控制信號(OCB)提供端以根據所述第一控制信號(OCB)提供端的電位決定所述充電路徑(1051)的導通和關斷。
5.如權利要求4所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述充電路徑(1051)包括第一電晶體(Ql)和至少一個第一二極體(D1，D2);所述第一電晶體(Ql)的第一端電連接所述電源輸入端，所述第一電晶體(Ql)的第二端電連接所述第一二極體(D1，D2)的正端，所述第一電晶體(Ql)的控制端電連接所述充電控制電路(1053);以及所述第一二極體(D1，D2)的負端作為充電端。
6.如權利要求5所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述充電控制電路(1053)包括穩壓管D3、第一至第七電阻(Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7)、電容(Cl)、第二電晶體(Q2)以及第三電晶體(Q3);穩壓管(D3)的負端電連接所述電源輸入端，穩壓管(D3)的正端通過所述第三電阻(R3)電連接至所述第一電晶體(Ql)的所述控制端；所述第一電阻(Rl)電連接在所述穩壓管(D3)的負端和所述第一電晶體(Ql)的所述控制端之間；所述第二電阻(R2)和所述電容(Cl)並聯在所述第一電晶體(Ql)的所述控制端和所述第二電晶體(Q2)的第一端之間，所述第二電晶體(Q2)的第二端電連接至預設電位(GND);所述第三電晶體(Q3)的控制端通過第六電阻(R6)電連接至所述第一控制信號(OCB)提供端，所述第三電晶體(Q3)的第一端通過第四電阻(R4)電連接至所述第一電晶體(Ql)的第二端並電連接至所述第二電晶體(Q2)的控制端，所述第三電晶體(Q3)的第二端電連接至所述預設電位(GND)並通過第七電阻(R7)電連接至所述第一控制信號(OCB)提供端以及通過第五電阻(R5)電連接至所述第二電晶體(Q2)的所述控制端。
7.如權利要求1所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述負脈衝電路(107)包括放電路徑(1071)以及電連接所述放電路徑(1071)的放電控制電路(1073)，所述放電控制電路(1073)電連接至所述第二控制信號(FD)提供端以根據所述第二控制信號(FD)提供端的電位決定所述放電路徑(1071)的導通和關斷。
8.如權利要求7所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述放電路徑(1071)包括第二二極體(D4)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)以及第四電晶體(Q4);所述第二二極體(D4)的正端作為放電端，所述第二二極體(D4)的負端通過所述第八電阻(R8)電連接至所述第四電晶體(Q4)的第一端，所述第四電晶體(Q4)的控制端電連接至所述放電控制電路(1073)，所述第四電晶體(Q4)的第二端電連接至預設電位(GND)並通過所述第九電阻(R9)電連接至所述第四電晶體(Q4)的所述控制端。
9.如權利要求8所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述放電控制電路(1073)包括第十至第第十二電阻(R10，R11，R12)、第五電晶體(Q5)、第六電晶體(Q6)以及第三二極體(D5);所述第六電晶體(Q6)的控制端通過所述第十二電阻(R12)電連接至所述第二控制信號(FD)提供端，所述第六電晶體(Q6)的第一端通過所述第十一電阻(Rll)電連接至預設工作電壓(VCCl)，所述第六電晶體(Q6)的第二端電連接至所述預設電位(GND);所述第五電晶體(Q5)的控制端電連接至所述第六電晶體(Q6)的所述第二端，所述第五電晶體(Q5)的第一端電連接至所述預設工作電壓(VCCl)，所述第五電晶體(Q5)的第二端通過所述第十電阻(RlO)電連接至所述第四電晶體(Q4)的所述控制端並通過所述第三二極體(D5)電連接至所述第五電晶體(Q5)的所述控制端。
10.如權利要求2所述的正負脈衝電路組合(100)，其特徵在於，所述正脈衝電路(105)包括充電路徑(1051)以及電連接所述充電路徑(1051)的充電控制電路(1053)，所述充電控制電路(1053)電連接至所述第一控制信號(OCB)提供端以根據所述第一控制信號(OCB)提供端的電位決定所述充電路徑(1051)的導通和關斷； 所述充電路徑(1051)包括第一電晶體(Ql)和至少一個第一二極體(D1，D2);所述第一電晶體(Ql)的第一端電連接所述電源輸入端，所述第一電晶體(Ql)的第二端電連接所述第一二極體(D1，D2)的正端，所述第一電晶體(Ql)的控制端電連接所述充電控制電路(1053);以及所述第一二極體(D1，D2)的負端電連接至所述充放電切換電路(103)的第一端子； 所述負脈衝電路(107)包括放電路徑(1071)以及電連接所述放電路徑(1071)的放電控制電路(1073)，所述放電控制電路(1073)電連接至所述第二控制信號(FD)提供端以根據所述第二控制信號(FD)提供端的電位決定所述放電路徑(1071)的導通和關斷； 所述放電路徑(1071)包括第二二極體(D4)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)以及第四電晶體(Q4);所述第二二極體(D4)的正端電連接至所述充放電切換電路(103)的所述第一端子和第四端子，而所述充放電切換電路(103)的第二端子和第三端子電連接至預設電位(GND)、以及所述充放電切換電路(103)的第五端子和第六端子分別電連接所述電池連接端，所述第二二極體(D4)的負端通過所述第八電阻(R8)電連接至所述第四電晶體(Q4)的第一端，所述第四電晶體(Q4)的控制端電連接至所述放電控制電路(1073)，所述第四電晶體(Q4)的第二端電連接至所述預設電位(GND)並通過所述第九電阻(R9)電連接至所述第四電晶體(Q4)的所述控制端。
11.一種充電器，包括如權利要求1至10任意一項所述的正負脈衝電路組合(100)。
【文檔編號】H02J7/00GK204089241SQ201420450151
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】鄭翱 申請人:杭州得康蓄電池修復儀有限公司