[发明专利]铅酸蓄电池充电电路及充电器

说明书

技术领域

本发明涉及电源充电电路领域，尤其涉及铅酸蓄电池的充电电路，更具体是电路以恒压，恒流与浮充的方式对蓄电池进行标准充电的同时，将数兆赫兹的再生脉冲信号施加至铅酸蓄电池，移除顽固的硫酸铅结晶，达到恢复铅酸蓄电池性能的效果。

背景技术

如今以铅酸蓄电池为动力的电动车是不计其数。铅酸蓄电池利用电化学反映，充电时将电能转换为化学能在电池内存储起来，放电时将存储的化学能转换为电能共给外系统。铅酸蓄电池的使用寿命一般为5~10年，但实际上不到1.5~3年。使用铅酸蓄电池的时候，必然对其进行充放电。但充电不适当，而且使用久的话，极板上慢慢地产生出不可逆的硫酸铅结晶，从而导致蓄电池的性能下降。形成在极板上的粗大且不可逆的硫酸盐结晶，活性物质的脱落，电极不良，电池的漏液是导致可充电电池的性能降低与废弃的种种原因。其中，蓄电池的硫化是最常见的故障现象。蓄电池的硫化现象是在极板上形成一种导电性很差或非导电性的薄膜，妨碍电化学反应，从而导致蓄电池容量的减少，电解液比重的下降，充放电性能的降低。硫化程度严重时，活性物质的脱落随之增加，很难再回复到正常状态。

针对上述问题，作为移除沉积在铅酸蓄电池极板上的硫酸盐的解决方案，在韩国专利10-2005-0057544中已经提出了一种移除形成在蓄电池极板上的硫酸铅薄膜的装置。

在韩国专利10-2005-0057544中所公开的装置输出具有小于1us的脉冲宽度的脉冲电流以引起导电趋肤效应，从而集中地溶解沉积在电极上的膜状硫酸铅的表层部分。

然而，这种传统的硫酸铅薄膜移除装置潜在如下问题。由于它包含着单独的振荡器，放大器，波形整形电路以及负脉冲生成器等许多单元，电路的结构和操作相应地复杂，并且制造成本很高。

中国专利102273004A中提出了一种移除硫酸铅薄膜的修复仪，该修复仪是以控制SCR的方式，将脉冲电流施加至蓄电池的电极上，从而达到移除硫酸铅的目的。但这种方式存着在功率因数低的问题。尤其是蓄电池的容量比较大的时候，影响电力网，再生信号发生电路设计不够理想，对施加的再生信号没有明确的规定，从而没有明显的修复效果。

发明内容

因此考虑以上问题，申请人提出了本发明。本发明的主要目的是提供一种新型的具有改进再生功能的铅酸蓄电池充电电路及充电器。该铅酸蓄电池充电电路利用再生效果最为显著的2～6MHz的再生信号对蓄电池进行充电的同时除掉硫酸铅结晶。

本发明的另一个目的是利用该铅酸蓄电池充电电路及充电器对一般电动车电瓶进行恒压，恒流与浮充充电，提高充电效率，简洁了结构，降低了成本。

于是，本发明采用如下具体技术方案实现：

一种铅酸蓄电池充电电路，包括：交流直流变换单元、再生信号产生单元、充电输出单元、单片机控制单元和电压电流检测单元；其中：

该交流直流变换单元，输入连接于交流市电，输出连接于充电输出单元和再生信号产生单元，交流直流变换单元将输入的交流市电进行滤波整流后，通过一个PWM控制DC-DC转换器转换成直流的充电电源输送至充电输出单元，且该交流直流变换单元以反激方式工作；

该电压电流检测单元，输入连接于充电输出单元，输出连接于单片机控制单元，采样充电电源的电压值和电流值，并传输给单片机控制单元；

该单片机控制单元，输入连接于电压电流检测单元，输出连接于交流直流变换单元和再生信号产生单元，单片机控制单元根据接收到电压电流检测单元采样的充电电源的电压值和电流值，输出一个电压控制信号来控制交流直流变换单元的PWM控制信号，从而最终控制交流直流变换单元输出的充电电源，以及产生一个再生信号控制信号至再生信号产生单元；

该再生信号产生单元，输入连接于交流直流变换单元和单片机控制单元，输出连接于充电输出单元，再生信号产生单元根据接收由单片机控制单元发出的再生信号控制信号，将交流直流变换单元输出的充电电源进行共振耦合，产生高频脉冲信号输送至充电输出单元；

该充电输出单元，输入连接于交流直流变换单元和再生信号产生单元，输出连接于铅酸蓄电池，充电输出单元将交流直流变换单元输出的充电电源和再生信号产生单元产输出的高频脉冲信号叠加后，对铅酸蓄电池进行充电。

其中，该再生信号产生单元包括一个开关电路及电感电容共振耦合电路，开关电路输入端接收单片机控制单元发出的2～6MHz的高频的再生信号控制信号，产生高频的开关动作，再利用电感电容共振耦合电路将充电电源进行共振，产生2～6MHz的高频脉冲信号，并耦合输出。