快速充電器的製作方法

2023-07-28 11:08:26

專利名稱：快速充電器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及二次電池充電器。
本實用新型的目的是提供一種充電速率高，充電時間短，不過充，且能在充電過程中防止電池發熱的超快速充電器。
本實用新型充電過程分為4個階段，即預充電、快速充電、補足充電、涓流充電。採用程控恆流源得到各階段所需的充電電流，預充電充電速率為0.1C，快速充電充電速率為10C，補足充電充電速率為8C→6.5C→4.5C→2.5C，涓流充電的速率為0.1C。快速充電器主要採用「+ΔV/Δt」「零ΔV」「ΔT/Δt」相結合來檢測控制，停機準確可保證100％充滿、不過充，不發熱，延長電池使用壽命。另外其充電器具有「-ΔV」「Tmax」「Vmax」「定時充電」等檢測控制，做為安全保護措施。只需7-15分鐘就可將6-20節電池充滿電，充電速度快，並有快充指示、滿充指示、故障指示，使用方便，安全可靠，停機準確，可保證100％充滿。不過充，且能防止電池發熱。
在初級除採用保險管F1進行短路保護，還採用了NTC電阻R21來減少對電網和電路的衝擊。採用R26、R29、C17等元件進行限流保護，沒有採用常規的用採樣電阻的方法，減少了損耗。開關電源以脈寬調製器UC3842為主體，並由開關變壓器T2、MOS開關管Q4、快速恢復二極體D15A、光隔IC2、光隔IC3以及電阻電容等部件構成開關電源，開關電源的頻率高達100KHz，它有兩個控制閉合環路，一個是閉合環路(I)，通過光隔IC3直接反饋輸出電壓信號做為反饋電壓信號給UC3842的電流傳感端Pin3，實現輸出電壓調整和保護，一個是閉合環路(II)，通過光隔IC2直接反饋輸出電壓信號和控制電流大小信號做為反饋信號給UC3842的電流傳感端Pin2，用於控制程控電流的大小，同時用於控制因負載變化引起的的輸出電壓變化，使電路具備了良好的負載調整率。其兩個閉合環路控制實現如下，閉合環路(I)的實現方法是，一，通過D8、R13、C7、R6、R11、R18、Q1、C10、R12、C8等元件來實現對每個周期開關電源佔空比的檢測，當佔空比過大時，C10的電壓升高，通過D6制Q2。通過Q2控制Q3導通，再通過光藕IC3反饋到初級，停止輸出。並且由於Q3的導通，實現通過負載電池對電路的自鎖。二，當負載端出現超過60V的高壓時，通過D2、R20、R19使Q2導通，同樣也使輸出停止，並且當負載是電池時也能實現電路的自鎖，實現實現雙重保護。閉合環路(II)的實現方法是檢測採樣電阻R18的電壓，通過與基準電壓的比較，當電流過大時，比較器輸出高電平，通過光藕IC2，反饋到初級停止輸出，實現限流。通過穩壓管D3，二極體D5，電阻R9檢測負載電壓，當超過時，通過光藕IC2反饋到初級，停止輸出，實現限壓。程控恆流的實現，主要是通過單片機IC6給其PB6、PB7、PA1腳置相應的高低電平，通過電阻R61、R60、R47、R49得到不同的基準電源給IC5 LM393，使其與R18的採樣電阻的電壓比比較，當電流過大時，比較器輸出高電平，通過光藕IC2，反饋到初級停止輸出，實現限流。如給PB6、PB7、PA1置111，則得到10C的充電電流，如置110則得到8C的充電電流。
控制部分主要是單片機IC6及其外圍部件組成，在其快速充電器中，其單片機一共使用了6個A/D口，即從PB0-PB5。PB5用於採樣電池的溫度，採樣溫度主要是通過貼在電池組的熱敏電阻實現的；PB4用於採樣識別電阻，通過識別電阻可知所要充電的電池節數(6節-20節電池組)，然後調用相應的充電參數，實現理想充電；PB3用於採樣的環境溫度，當檢測到充電器內的環境溫度異常時，切斷充電迴路；PB0-PB2三個埠都是用來採樣電池電壓，由於電池節數範圍大，即從6-20節，為了提高採樣精度並能準確控制電池的充電狀態，所以6-10節採用PB0，11-15節採用PB1，16-20節採用PB2。由於電池電壓變化範圍大，為了保護採樣埠，通過D14、D15、D16限制PB0～PB2的埠電壓不超過5.5V。別外單片機通過控制其PD0腳，從而能控制蜂鳴器；控制PC0、PC1腳，從而控制LED的顯示，綠燈常亮表示有電源或涓流充電或充滿電，綠燈閃爍表示進入快充，紅燈亮表示有故障。
權利要求1.一種快速充電器，其特徵在於它包括電源電路、控制電路，其中電源電路為開關電源，以脈寬調製器UC3842為主體，並由開關變壓器、MOS開關管、快速恢復二極體、光隔、電阻以及電容等部件構成；控制電路主要由單片機及其外圍部件組成，通過單片機實現程控恆流。
2.如權利要求1所述的快速充電器，其特徵在於它包括如下組件及採用如下方式連接電源電路部分為，交流220V的兩個輸入端分別串接保險絲F1和NTC電阻R21，F1和R21的另一端接變壓器T1的兩個輸入端，T1的兩個輸出端接橋式整流器KBJ40B的1、3輸入端，輸出2端接電容C13正極、R22一端、變壓器T2的1端，變壓器的2端接MOS開關管Q4(K2610)的源極，Q4的柵極接R14、R25的一端，輸出4端接C13負極、R14另一端、C14一端，C14另一端接UC3842的8腳、IC2(CNY17F-2)的5腳、R26、R28、C17的一端，R22另一端接UC3842的7腳，R25另一端接UC3842的6腳，T2的3端接二極體D9的正極R23、R29的一端，R23的另一端接C4一端，C4另一端接D9的負極、C11正極、C15、R10一端接UC3842的7腳，Q4的漏極接C15另一端、C11負極、C16一端、UC3842的5腳、T2的4端、R27的一端，C16的另一端接UC3842的4腳、R28一端，UC3842的3腳接C17、R29、R26另一端、IC3的4端，IC3的5端接R10另一端，UC3842的2腳接R15、R16的一端，UC3842的1腳接R15另一端，R16另一端接IC2的4端、R27的另一端；IC2的1端接R9、R32一端、D13正極，IC2的2端接IC3的2端、IC4的2端、T2的6端、C18負極、C19負極、D12正極、R18、R5、R11、R12、R19、R7、C9、C8一端、C10負極、Q1發射極、C6負極接輸出充電的負極、接地；T2的8端接FEP30DP的1端、R4、C1一端、D8正極，D8負極接R13一端，C1另一端接R1一端，R4另一端接C3一端，T2的7端接FEP30DP的2端，R1另一端接FEP30DP的3端、R2一端、L1一端，R2的另一端接C17一端，L1的另一端接C6正極、D1負極、D3負極、D2負極、R8一端、Q3發射極、輸出充電正極；D1正極接R5另一端，D3正極接D4、D5的正極，D4負極接R11另一端、R6一端、C7一端，R6另一端接Q1基極，R13另一端接C7另一端R18一端、R12一端、C8一端，R18另一端接Q1集電極、C10正極D6正極，D6負極接C9另一端、R19、R20一端、Q2基極，Q2發射極接R7另一端，R8另一端接Q3基極、Q2集電極，C3另一端、C17另一端、R18另一端接GND1，D2正極接R20另一端、Q3集電極、R30一端，R30另一端接IC3的1端，T2的5端接R31一端，R31的另一端接D10正極、R24一端，R24另一端接C5一端，D10的負極接C5、C18另一端R17一端、D7負極、IC4的1腳，D7正極接IC4的3腳、C19正極、D12負極、+5V電源，R17的另一端接NET1；控制電路部分為，D13的正極接R34一端，R34另一端接IC5(LM393)的1端、R35的一端，R35的另一端接R38、C21、R27一端、IC5的3端，IC5的2腳接R36一端，R36的另一端接J3熱敏元件，R38的另一端接R40一端、接+5V電源，IC5的5端接R39、R40的另一端，IC5的6端接C20、R49、R60、R61、R47一端，R49另一端接GND1，IC5的7腳接R32、R33另一端，IC5的8腳、D16負極、D15負極、D14負極、R55、R56、R58、C26、C25一端、IC6(HT46R23)的16腳、NTC2的一端、R50、R51一端接+5V電源，R42、R44、R46接BAT+，R50另一端接ID2端、R48一端，R48另一端接C22一端接IC6的2腳，R51的另一端接NTC1的1端R52的一端，R52的另一端接C23一端接IC6的1腳，NTC2的另一端接C24、R54、IC6的7腳，D16的正極、R41的一端、R42的另一端接IC6的8腳，R43一端、R44另一端、D15的正極接IC6的9腳，R45的一端、R46的另一端、D14的正極接IC6的10腳，IC12腳接D18負極，D18正極接R55的另一端，IC6的13腳接D17的負極，D17的正極接R56的另一端，IC6的14腳接R57一端，R57的另一端接Q5的基極，R58的另一端接C27一端接IC6的15腳，IC6的17腳接R59一端、C25另一端，IC6的23腳接R60另一端，IC6的24腳接R61的另一端，Q5集電極接NET1、BUZZR，IC5的4腳、C21、R37、R39、R41、R43、R45、C22、C23、R59、C27、C26、C24、R54的另一端、IC6的11腳、Q5的發射極、BUZZR的另一端接地。
專利摘要本實用新型涉及電池充電器，它由電源電路、控制電路兩部分組成，其中電源電路為開關電源，以脈寬調製器UC3842為主體，並由開關變壓器、MOS開關管、快速恢復二極體、光隔、電阻以及電容等部件構成，控制電路主要由單片機及其外圍部件組成，通過單片機實現程控恆流，有效的延長了電池使用壽命；此外還具有「－ΔV」「Tmax」「Vmax」「定時充電」等檢測控制，做為安全保護措施；只需7－15分鐘就可將6－20節電池充滿電，充電速度快，並有快充指示、滿充指示、故障指示，使用方便，安全可靠，停機準確，可保證100％充滿，不過充，且能防止電池發熱。
文檔編號H02J7/10GK2604813SQ0224958
公開日2004年2月25日 申請日期2002年11月19日 優先權日2002年11月19日
發明者楊海珊, 嚴嶽清, 王傳福, 沈華勇 申請人:比亞迪股份有限公司