一種低頻軟脈衝充電電路和方法
2023-10-09 20:15:49 1
專利名稱：一種低頻軟脈衝充電電路和方法
技術領域：
本發明涉及一種低頻軟脈衝充電電路，同時，本發明還公開了一種低頻軟脈衝充電方法。
背景技術：
在整個現有的充電技術領域中，大體有兩種充電技術:一種是恆定直流電充電技術，一種是高頻矩形波脈衝充電技術，這兩種技術都有相應的弊端，前者對電池充電，離子沒有擴散時間，使電池內部極板周圍的離子濃度很高，從而使電化學反應越來越慢，並且會帶有晶體出現，使電池容易極化，電池使用壽命越來越短；後者頻率很高，脈衝間隙很小，其結果就等效於其平均值的直流電。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種可以實現低頻軟脈衝充電的電路，其中，本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:一種低頻軟脈衝充電電路，具體包括:第一開關器件S1、第二開關器件S2、第三開關器件S3、第四開關器件S4、第五開關器件S5、第六開關器件S6、第七開關器件S7、第八開關器件S8、第九開關器件S9、第十開關器件S10、第十一開關器件S11、第十二開關器件S12，分別具有兩個接線端；第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6，分別具有正極、負極；第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、第八二極體D8，分別具有陽極、陰極；其中，所述的第一開關器件SI第一接線端與第一交流輸入端或者直流電源正極相連，同時與第八開關器件S8第一接線端相連；所述的第一電容Cl的正極與第一開關器件SI第二接線端相連，同時與第二開關器件S2第一接線端相連；所述的第一二極體Dl陽極與第一電容Cl的負極相連，同時與第二二極體D2陰極相連；所述的第二電容C2正極與第一二極體Dl陰極相連，同時與第七開關器件S7第一接線端相連；所述的第五二極體D5陽極與第二電容C2負極相連，同時與第六二極體D6陰極相連；所述的第五電容C5正極與第五二極體D5陰極相連，同時與第六開關器件S6第一接線端相連；所述的第五開關器件S5第一接線端與第二交流輸入端或者直流電源負極相連，同時與第四開關器件S4第一接線端相連；所述的第五開關器件S5第二接線端與第五電容C5負極相連，同時與第十一開關器件Sll相連；所述的第二二極體陽極與第六二極體陽極相連，同時與輸出端OUT-相連；所述的第二開關器件S2第二接線端與第三開關器件S3第二接線端相連，同時與第六開關器件S6、第七開關器件S7第二接線端相連，同時輸出端正極OUT+相連；所述的第四開關器件S4第二接線端與第三電容C3正極相連，同時與第三開關器件S3第二接線端相連；所述第三二極體D3陽極與第三電容C3負極相連，同時與第四二極體D4陰極相連；所述第四電容C4正極與第三二極體D3陰極相連，同時與第十二開關器件S12第一接線端相連；所述的第七二極體D7陽極與第四電容C4負極相連，同時與第八二極體D8陰極相連；所述的第六電容C6正極與第七二極體D7陰極相連，同時與第十開關器件SlO第一接線端相連；所述的第九開關器件S9第一接線端與第六電容C6負極相連，同時與第八開關器件S8第二接線端相連；所述的第五二極體D5陽極與第八二極體D8陽極相連，同時與第九開關器件S9、第十一開關器件Sll第二接線端和輸出端負極OUT-相連；所述的第十二開關器件S12第二接線端與第十開關器件Sio第二接線端相連，同時輸出端正極OUT+相連。進一步地，優選的結構是，所述開關器件由三極體開關或者MOS管開關或者可控矽開關或者IGBT管開關任意或其組合。優選的結構是,進一步包括:所述開關部件S1、S5、S4、S8是二極體或者整流橋。優選的結構是，進一步包括:所述第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6之間還設有多個串聯電容；或者，任意一個電容並聯多個電容。此外，本發明還公開了一種低頻軟脈衝充電方法，具體包括:設定第一交流電源輸入端為L，第二交流電源輸入端為N時；
當L為正時，開關器件S1、S5、S9開通，S2、S4、S6、S7、S8、Sll關閉，並平均時間依次開通33、512、310放電容03、(:4、〇6中的電能，電容C1、C2、C5充電並降壓。進一步地，優選的方法包括:當L為負時，開關器件S4、S8、S11開通，S1、S3、S5、S9、S10、S12關閉，平均時間依次開通S2、S7、S6放電容Cl、C2、C5中的電能，電容C3、C4、C6充電並降壓。進一步地，優選的方法包括:當電源輸入端為直流電時，分別給兩組串聯電容分時交替充電，交替放電。本發明與現有技術相比，電路結構簡單，電容降壓，中間環節少，減少了電能的損耗，輸出波形為低頻(50-1000HZ)軟脈衝指數衰減曲線，對於二次充電電池具有防極化，具有修復功能，頻率低，增加了離子的擴散時間，不容易極化。
下面結合附圖對本發明進行詳細的描述，以使得本發明的上述優點更加明確。圖1是本發明低頻軟脈衝充電電路的結構圖；圖2是本發明低頻軟脈衝充電電路的另一結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。其中，圖1是本發明低頻軟脈衝充電電路的結構圖2是本發明低頻軟脈衝充電電路的另一結構示意圖。裝置實施例一:如圖1和圖2所示，所述電路具體包括:第一開關器件S1、第二開關器件S2、第三開關器件S3、第四開關器件S4、第五開關器件S5、第六開關器件S6、第七開關器件S7、第八開關器件S8、第九開關器件S9、第十開關器件S10、第十一開關器件S11、第十二開關器件S12，分別具有兩個接線端；第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6，分別具有正極、負極；第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、第八二極體D8，分別具有陽極、陰極；其中，所述的第一開關器件SI第一接線端與第一交流輸入端或者直流電源正極相連，同時與第八開關器件S8第一接線端相連；所述的第一電容Cl的正極與第一開關器件SI第二接線端相連，同時與第二開關器件S2第一接線端相連；所述的第一二極體Dl陽極與第一電容Cl的負極相連，同時與第二二極體D2陰極相連；所述的第二電容C2正極與第一二極體Dl陰極相連，同時與第七開關器件S7第一接線端相連；所述的第五二極體D5陽極與第二電容C2負極相連，同時與第六二極體D6陰極相連；所述的第五電容C5正極與第五二極體D5陰極相連，同時與第六開關器件S6第一接線端相連；所述的第五開關器件S5第一接線端與第二交流輸入端或者直流電源負極相連，同時與第四開關器件S4第一接線端相連；所述的第五開關器件S5第二接線端與第五電容C5負極相連，同時與第十一開關器件Sll相連；所述的第二二極體陽極與第六二極體陽極相連，同時與輸出端OUT-相連；所述的第二開關器件S2第二接線端與第三開關器件S3第二接線端相連，同時與第六開關器件S6、第七開關器件S7第二接線端相連，同時輸出端正極OUT+相連；所述的第四開關器件S4第二接線端與第三電容C3正極相連，同時與第三開關器件S3第二接線端相連；所述第三二極體D3陽極與第三電容C3負極相連，同時與第四二極體D4陰極相連；所述第四電容C4正極與第三二極體D3陰極相連，同時與第十二開關器件S12第一接線端相連；所述的第七二極體D7陽極與第四電容C4負極相連，同時與第八二極體D8陰極相連；所述的第六電容C6正極與第七二極體D7陰極相連，同時與第十開關器件SlO第一接線端相連；所述的第九開關器件S9第一接線端與第六電容C6負極相連，同時與第八開關器件S8第二接線端相連；所述的第五二極體D5陽極與第八二極體D8陽極相連，同時與第九開關器件S9、第十一開關器件Sll第二接線端和輸出端負極OUT-相連；所述的第十二開關器件S12第二接線端與第十開關器件Sio第二接線端相連，同時輸出端正極OUT+相連。此外，進一步地，在該優選的實施例中，其中，所述開關器件由三極體開關或者MOS管開關或者可控矽開關或者IGBT管開關任意或其組合。且，所述開關部件S1、S5、S4、S8是二極體或者整流橋。
此外，更進一步的優選實施例中，所述第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6之間還設有多個串聯電容；或者，任意一個電容並聯多個電容。方法實施例一:本發明交錯式雙庫克電路工作流程如下:設定當第一交流電源輸入端為L，第二交流電源輸入端為N時，當L為正時，開關器件S1、S5、S9開通，S2、S4、S6、S7、S8、Sll關閉，平均時間依次開通S3、S12、SlO放電容C3、C4、C6中的電能，電容C1、C2、C5充電並降壓；當L為負時，開關器件S4、S8、S11開通，S1、S3、S5、S9、S10、S12關閉，平均時間依次開通S2、S7、S6放電容Cl、C2、C5中的電能，電容C3、C4、C6充電並降壓；同理，如果當第一交流電源輸入端為N，第二交流電源輸入端為L時，當L為正時，開關器件S4、S8、Sll開通，S1、S3、S5、S9、S10、S12關閉，平均時間依次開通S2、S7、S6放電容C1、C2、C5中的電能，電容C3、C4、C6充電並降壓；當L為負時，開關器件S1、S5、S9開通，S2、S4、S6、S7、S8、Sll關閉，平均時間依次開通S3、S12、SlO放電容C3、C4、C6中的電能，電容Cl、C2、C5充電並降壓。此外，進一步地，當電源輸入端為直流電時，分別給兩組串聯電容分時交替充電，交替放電；其中，根據本發明，其放電的次數決定充電技術的頻率，輸出波形為指數衰減曲線。並且，本發明與現有技術相比，電路結構簡單，電容降壓，中間環節少，減少了電能的損耗，輸出波形為低頻(50-1000HZ)軟脈衝指數衰減曲線，對於二次充電電池具有防極化，具有修復功能，頻率低，增加了離子的擴散時間，不容易極化。需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發明的保護範圍內。本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發明的目的，並非用於限制本發明。本發明的保護範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種低頻軟脈衝充電電路，其特徵在於，包括: 第一開關器件S1、第二開關器件S2、第三開關器件S3、第四開關器件S4、第五開關器件S5、第六開關器件S6、第七開關器件S7、第八開關器件S8、第九開關器件S9、第十開關器件S10、第十一開關器件S11、第十二開關器件S12，分別具有兩個接線端； 第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6，分別具有正極、負極； 第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、第八二極體D8，分別具有陽極、陰極；其中， 所述的第一開關器件SI第一接線端與第一交流輸入端或者直流電源正極相連，同時與第八開關器件S8第一接線端相連； 所述的第一電容Cl的正極與第一開關器件SI第二接線端相連，同時與第二開關器件S2第一接線端相連； 所述的第一二極體Dl陽極與第一電容Cl的負極相連，同時與第二二極體D2陰極相連； 所述的第二電容C2正極與第一二極體Dl陰極相連，同時與第七開關器件S7第一接線端相連；所述的第五二極體D5陽極與第二電容C2負極相連，同時與第六二極體D6陰極相連；所述的第五電容C5正極與第五二極體D5陰極相連，同時與第六開關器件S6第一接線端相連； 所述的第五開關器件S5第一接線端與第二交流輸入端或者直流電源負極相連，同時與第四開關器件S4第一接線端相連；所述的第五開關器件S5第二接線端與第五電容C5負極相連，同時與第十一開關器 件Sll相連；所述的第二二極體陽極與第六二極體陽極相連，同時與輸出端OUT-相連；所述的第二開關器件S2第二接線端與第三開關器件S3第二接線端相連，同時與第六開關器件S6、第七開關器件S7第二接線端相連，同時輸出端正極OUT+相連； 所述的第四開關器件S4第二接線端與第三電容C3正極相連，同時與第三開關器件S3第二接線端相連；所述第三二極體D3陽極與第三電容C3負極相連，同時與第四二極體D4陰極相連；所述第四電容C4正極與第三二極體D3陰極相連，同時與第十二開關器件S12第一接線端相連；所述的第七二極體D7陽極與第四電容C4負極相連，同時與第八二極體D8陰極相連；所述的第六電容C6正極與第七二極體D7陰極相連，同時與第十開關器件SlO第一接線端相連；所述的第九開關器件S9第一接線端與第六電容C6負極相連，同時與第八開關器件S8第二接線端相連； 所述的第五二極體D5陽極與第八二極體D8陽極相連，同時與第九開關器件S9、第十一開關器件Sll第二接線端和輸出端負極OUT-相連；所述的第十二開關器件S12第二接線端與第十開關器件SlO第二接線端相連，同時輸出端正極OUT+相連。
2.根據權利要求1所述的低頻軟脈衝充電電路，其特徵在於，所述開關器件由三極體開關或者MOS管開關或者可控矽開關或者IGBT管開關任意或其組合。
3.根據權利要求1或2所述的低頻軟脈衝充電電路，其特徵在於，進一步包括:所述開關部件S1、S5、S4、S8是二極體或者整流橋。
4.根據權利要求1或2所述的低頻軟脈衝充電電路，其特徵在於，所述第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6之間還設有多個串聯電容；或者，任意一個電容並聯多個電容。
兩組串聯電容，可以串聯很多電容，並且每個電容也可以並聯很多電容，每組串聯電容可以一起放電，也可以分別分時放電；放電的次數決定充電技術的頻率，輸出波形為指數衰減曲線。
5.一種低頻軟脈衝充電方法，其特徵在於， 設定第一交流電源輸入端為L,第二交流電源輸入端為N時； 當L為正時，開關器件S1、S5、S9開通，S2、S4、S6、S7、S8、Sll關閉，並平均時間依次開通S3、S12、S10放電容C3、C4、C6中的電能，電容C1、C2、C5充電並降壓。
6.根據權利要求5所述的低頻軟脈衝充電方法，其特徵在於， 當L為負時，開關器件S4、S8、S11開通，51、53、55、59、510、512關閉，平均時間依次開通S2、S7、S6放電容C1、C2、C5中的電能，電容C3、C4、C6充電並降壓。
7.根據權利要求5或 6所述的低頻軟脈衝充電方法，其特徵在於，其特徵在於，進一步還包括: 當電源輸入端為直流電時，分別給兩組串聯電容分時交替充電，交替放電。
全文摘要
本發明公開了一種低頻軟脈衝充電電路，包括第一開關器件S1、第二開關器件S2、第三開關器件S3、第四開關器件S4、第五開關器件S5、第六開關器件S6、第七開關器件S7、第八開關器件S8、第九開關器件S9、第十開關器件S10、第十一開關器件S11、第十二開關器件S12，分別具有兩個接線端；第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6，分別具有正極、負極；第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、第八二極體D8，分別具有陽極、陰極，此外，本發明還公開了一種低頻軟脈衝充電方法。
文檔編號H02M3/07GK103138567SQ20111039165
公開日2013年6月5日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者董建 申請人:浙江源創電子科技有限公司