智能式快速充電機的製作方法
2023-06-03 04:56:06
專利名稱：智能式快速充電機的製作方法
技術領域：
本實用新型所述的智能式快速充電機是一種由計算機控制實現對鉛酸蓄電池快速充電，並且初次充電時，可一次充達容量為100％的新型充電機。
目前的現有技術是採用常規的充電機，即利用恆流或恆壓的充電方法對汽車類蓄電池進行充電。初次充電平均需30小時以上，復充電需20小時左右，不但充電時間長而且耗電，充電量也僅能達90％；同時由於蓄電池本身固有記憶效應，當下次再充電時充電量將低於90％。這樣便減少了蓄電池每次使用時間從而使其壽命大大縮短。由於常規充電機未能實現馬斯充電電流曲線，不可能達到高效、快速、節能的目的。同時因是採用分離電子器件來完成控制，故而控制複雜、故障率高、可靠性低、使用周期短。針對上述現有技術中所存在的問題，設計一種結構新穎、使用方便、快速充電、高效節能的鉛酸蓄電池智能式快速充電機是十分必要的。
鑑於上述現有技術中所存在的問題，本實用新型的目的是設計一種結構新穎、技術先進、節時節能、高效可靠的新型充電機。這種充電機是由微電腦控制，實現對鉛酸蓄電池進行充電，除解決大電流脈衝充電、高幅值短時放電去極化問題，還考慮到蓄電池可接受的充電電流曲線這一重要影響充電質量的因素。所以本實用新型具有結構新穎、使用可靠、充電快速、高效節能、使用壽命長等特點。因此本實用新型是一種適於實用的理想智能式快速充電機。
本實用新型提供一種智能式快速充電機，其結構由微機控制系統、充電主電路、放電電路、保護電路所組成。各電路的輸出或輸入接口均與微型計算機的接口電路相連接，通過微型計算機的控制實現充電、停充、放電、停放時序。本實用新型所述的微機控制系統由STD總線工業控制微型計算機、A／D轉換板、可控矽觸發驅動和同步過零檢測電路及LED靜態顯示板所組成。本實用新型所述的充電主電路由電源空氣自動開關OF1、控制變壓器T1、三相半控整流橋、充放電平波電抗器、電流傳感器TC1、電流、電壓表PA1、PV1及其連接線路所組成。本實用新型所述的充電主電路中的三相半控整流橋由可控矽V1、V3、V5，電阻R1～R3、電容C1～C3、二極體V2、V4、V6及其連接線路所構成。本實用新型所述的放電電路由放電電阻R4、三個放電可控矽V7～V9、關斷電容C4及其連接線路所組成。本實用新型所述的保護電路由可控矽的阻容吸收回路、過流保護器、缺相保護器和快速熔斷器所組成。本實用新型所述的可控矽觸發驅動和同步過零檢測電路，其中觸發驅動電路由跳線器W1和W2、光電隔離器件U1～U6，限流電阻R1A、R2A～R1K、R2K、三極體V1A～V1K、續流二極體V2A～V2K、續流電阻R3A～R3K所組成。同步過零檢測電路由整流二極體V1S、限流電阻R1S和R2S、限幅穩壓管V2S、加速電容C1S、偏置電阻R3S、三極體V3S、微分電容C2S、微分電阻R4S和旁路二極體V4S所組成。本實用新型所述的可控矽觸發驅動和同步過零檢測電路中觸發驅動部分共有6個通道，其中有一通道為備用通道，若其餘5通道中的一個出現故障，通過跳線器W1、W2可以接通備用通道。
本實用新型提供的智能式快速充電機解決了目前對鉛酸蓄電池充電所存在的問題。蓄電池在國民生活的各領域中使用非常廣泛，隨著社會經濟的高速發展，需求量將日益增加。如內燃機車、汽車、工廠電瓶車、電活總機站以及遊樂園中遊戲車等都裝有蓄電池，這樣需要大量的充電機。通常人們在選購充電機的同時，自然會將快速、高效、可靠、節能等因素作為選購標準，而本實用新型正符合這一標準，因此必將具有廣闊的前景。本實用新型與常規的充電機相比，具有下列特點1、採用本實用新型可大大縮短充電時間，對汽車類蓄電池常規初充電平均需30小時，復充電為20小時，而採用本實用新型工作僅需花費常規充電時間的1／8。
2、採用本實用新型與常規充電裝置相比可節電200％以上。
3、採用本實用新型可按馬斯曲線充電，初次充電時，可一次充達容量的100％。
4、採用本實用新型工作，可使水解現象得到緩和，微產氣，溫升低於45℃。
5、由於本實用新型採用STD總線工業微機、器件參數選擇合理，機內元器件分布得當，故而抗幹擾能力強、使用可靠性高。
6、本實用新型採用鍵盤操作、設定、修改工藝參數並由LED數碼管顯示，故而使用靈活方便，並且根據需要可快速充電也可常規充電。
7、本實用新型具有上電自檢和軟啟動功能，在開始運行時即可檢查是否具有故障，並能避免初始充電的不穩定因素和過流。
綜上所述，本實用新型的採用具有節時、節電、高效、提高使用周期、降低維修費用等特點，從而可以大大降低鉛酸蓄電池的使用成本、節約能源、提高效率，使蓄電池在同等條件下得以充分利用。因此本實用新型的採用必將具有明顯的社會效益和經濟效益。
本實用新型共有兩張附圖，其中附
圖1是智能式快速充電機的結構示意圖。附圖2是智能式快速充電機的電路工作原理圖。附圖3是可控矽觸發驅動電路圖。
圖中KA1－缺相保護器KA2－過流繼電器TA1－電流傳感器本實用新型的具體實施例如附圖所示，其結構由充電主電路、放電電路、保護電路所組成。各電路的輸出或輸入接口均與STD總線工業控制微型計算機相連接，由微型計算機對電路的工作實施控制，實現充電、停充、放電、停放時序。其工作原理是，計算機開始運行時首先檢查顯示器、CTC計時器，PIO並行輸入／輸出接口，同步過零檢測線路是否正常，然後進入待命狀態，由操作者通過小鍵盤啟動(或停止)充電。若不需要更改充電工藝參數，如起始電流、充電脈寬、放電脈寬、停充停放間隔等，則計算機以默認(最佳的)工藝參數進行控制。充電時，由取自A、C相線電壓而形成的過零脈衝信號作為基準，通過CTC的1號通道產生中斷請求，計算機CPU響應中斷請求後，根據起始電流值(可予先設定)決定控制角的大小。完成移相後發出A相的觸發脈衝，觸發脈衝經PIO並行接口送至觸發驅動極，經脈衝變壓器去觸發A相可控矽(V1)。同時CPU又啟動CTC的3號通道計時，完成120°移相，再產生B相觸發脈衝之後，又移相120°產生C相觸發脈衝，終止CTC的3號通道計時，結束一個周期(20ms)的工作。在充電脈寬值的範圍內循環上述過程。同時通過A／D模數板採集霍爾電流傳感器獲得的電流值，與設定值進行比較，調整控制角α，使充電電流達到設定值。此設定值是以充電時間作為時基(單位分)，按馬斯曲線衰減實現按馬斯充電電流曲線進充電的過程。CTC的0號通道作為系統時(1ms)，完成充電一停充一放電一停入時序的定時，同時用作時鐘功能的基本單位。當時序進行至放電階段時，CPU產生放電觸發脈衝，使可控矽(V7、V8)導通。依據放電脈寬值(1～10ms)終止放電，發出停放脈衝導通，關斷電容器(C4)，通過可控矽(V9)放電使之截止。中央處理器除上述工作外還要做鍵盤掃描處理、顯示器刷新、時鐘計時等工作。
權利要求1.一種智能式快速充電機，其特徵在於由微機控制系統、充電主電路、放電電路、保護電路所組成；各電路的輸出或輸入接口均與微型計算機的接口電路相連接，通過微型計算機的控制實現充電、停充、放電、停放時序。
2.根據權利要求1所述的智能式快速充電機，其特徵在於微機控制系統由STD總線工業控制微型計算機、A／D轉換板、可控矽觸發驅動和同步過零檢測電路及LED靜態顯示板所組成。
3.根據權利要求1所述的智能式快速充電機，其特徵在於充電主電路由電源空氣自動開關QF1、控制變壓器T1、三相半控整流橋、充放電平波電抗器L1、電流傳感器TA1、電流、電壓表PA1、PV1及其連接線路所組成。
4.根據權利要求3所述的智能式快速充電機，其特徵在於充電主電路中的三相半控整流橋由可控矽V1、V3、V5，電阻R1～R3、電容C1～C3、二極體V2、V4、V6及其連接線路所構成。
5.根據權利要求1所述的智能式快速充電機，其特徵在於放電電路由放電電阻R4、三個放電可控矽V7～V9、關斷電容C4及其連接線路所組成。
6.根據權利要求1所述的智能式快速充電機，其特徵在於保護電路由可控矽的阻容吸收回路、過流保護器、缺相保護器和快速熔斷器所組成。
7.根據權利要求2所述的智能式快速充電機，其特徵在於觸發驅動電路由跳線器W1和W2、光電隔離器件U1～U6，限流電阻R1A、R2A～R1K、R2K、三極體V1A～V1K、續流二極體V2A～V2K、續流電阻R3A～R3K所組成。同步過零檢測電路由整流二極體V1S、限流電阻R1S和R2S、限幅穩壓管V2S、加速電容C1S、偏置電阻R3S、三極體V3S、微分電容C2S、微分電阻R4S和旁路二極體V4S所組成。
8.根據權利要求2或7所述的智能式快速充電機，其特徵在於可控矽觸發驅動和同步過零檢測電路中，觸發驅動部分共有6個通道，其中有一通道為備用通道，若其餘5通道中的一個出現故障，通過跳線器W1、W2可以接通備用通道。
專利摘要本實用新型提供一種智能式快速充電機，其結構由充電主電路、放電電路、微型計算機控制系統、保護電路所組成。微機控制系統由STD總線微計算機、A/D轉換板、可控矽觸發驅動和同步過零檢測板、LED靜態顯示板組成。本實用新型是由電腦控制實現對鉛酸蓄電池進行充電，並且充電時間為現有技術的1/8；充電效率可達100％、節能可達50％以上。所以本實用新型具有結構新穎、技術先進、節時節能、高效可靠、使用壽命長等特點。
文檔編號H02J7/10GK2138360SQ92209178
公開日1993年7月14日 申請日期1992年5月3日 優先權日1992年5月3日
發明者楊紅, 殷南, 陳忠勇, 宋傑 申請人:大連新星電腦有限公司