[实用新型]无工频变压器全自动快速充电器

说明书

本实用新型涉及充电器，属于充电电池的充电电路领域。通常给可充电电池(统称蓄电池)充电，一般是由工频变压器将市电电压降压整流做为充电压，采用的充电方式一般分为恒压式充电法和恒流式充电法。采用恒压充电时，充电初期，充电电流过大，易造成电池损坏，所以串接了限流电阻，这样又使效率降低了，同时还会因为降低了充电电压易造成充电不足。采用恒流充电时，在充电初期，电池接受电流的能力强，当充电一段时间后，电池接受电流的能力减小，为了避免仍用大电流充电造成电池温升加剧，产生大量气泡和极化而损坏，就要分阶段使用不同的充电电流充电，要准确控制是困难的，所以易发生过充而损坏电池。专利ZL94201997.0公开了一种恒压恒限流充电器，是由工频变压器将市电降压整流作为充电电源，由于充电是严格与整流波型同步的，所以充电电压是脉动的，频率只有100周。电池的充电，实际是将电网的电能输入到畜电池储存的过程，由于能量守恒，这种充电器充电频率低，所以充电时间长，效率低，充电过程中产生极化，使电池内阻增大，充电电流减小，易造成充电不足致使电池硫化，容量降低甚致损坏。再有，因为使用了笨重的工频变压器使充电器的体积和重量都很大，成本较高，效率低。

本实用新型的目的在于克服已有充电器的不足之处，设计了一种新型电子充电器，没有笨重的工频变压器，具有对电池电压和温度的检测，自动调整充电电压和电流，频率高，充电速度快，不发热，效率高，实现100％充满电，准确自动停机，不过充，有利于延长电池寿命，体积小，重量轻，成本低，使用简便的全自动充电器。

本实用新型无工频变压器全自动快速充电器，由整流电路、脉宽调制(以下称PWM)直流变换器、PWM电路、充放电开关电路、充电检测电路五部分组成。交流市电直接经桥式整流器、滤波电容组成的整流电路整流成直流电，作为PWM直流变换器的输入电压。PWM直流变换器由脉冲驱动变压器、功率开关晶体管、二极管、电阻、电容、脉冲功率变压器、电感组成，将整流电路输出的高压直流电变换成充电电压。PWM电路是由PWM集成电路、电阻、电容组成，从充电回路中的采样电阻上，取得充电电压和充电电流值信号，输入PWM集成电路，当电网电压变化或充电电压及充电电流的变化造成PWM集成电路输出两个相差180度的矩形脉冲宽度变化，此脉冲加到PWM直流变换器的脉冲驱动变压器初级，通过脉冲驱动变压器次级控制功率开关晶体管的导通，从而达到控制PWM直流变换器的输出。构成闭环负反馈，充电电压的高低和充电电流的大小，改变输出的脉冲占空比，从而实现恒压恒限流的作用。充放电开关电路，是由集成计数译码器，开关晶体管、二极管、电感、电阻组成。来自PWM电路的同步脉冲，通过计数译码器，计数分配输出的脉冲，控制充电回路输出正的脉冲电流进行充电、控制放电回路进行电流负脉冲放电、间隙停充和取样检测的时序及各部分工作的时间。实现“正、负”脉冲电流充电，即在充电脉冲中，加入负脉冲电流放电，充电电流波形图见图2。充电检测电路是由集成比较器、集成触发器、电阻组成。在停充的间隙时间，充电检测电路工作，对电池进行电压和温度检测，当测到充满电时，输出控制信号，使集成触发器翻转，输出的电平使计数译码器清零、锁定，停止计数输出，使充放电开关电路截止，实现了充满电自动停机的目的。

本实用新型无工频变压器全自动充电器与现有技术相比有如下优点：

1.因为没有笨重的工频变压器，节约了大量铜和硅钢片，体积小，重量轻。

2.采用普通元器件，有利于生产制造，降低成本。

3.设计的充电频率高达数十千周，又采用“正、负”脉冲电流充电，加入电流负脉冲放电，可以有效地清除电池的极化效应，使畜电池始终保持初始充电状态，有利于能量的输入，充电电流大，充电效率高、速度快。

4.具有对电池电压和温度的检测，自动调整充电电压和电流，不发热，效率高，实现100％充满电，准确自动停机，不过充，有利于延长电池寿命，体积小，重量轻，成本低，充电过程全部自动完成，使用简便。

说明附图如下：

图1，为本实用新型快速充电器的一种实施例电路原理图。

图2，为本实用新型快速充电器正、负脉冲充电电流波形图。

图3，为本实用新型快速充电器一种实施例的外形结构示意图。

结合附图说明实施例如下：

图1是本实用新型无工频变压器全自动快速充电器的一种实施例，由整流电路(1)、PWM直流变换器(2)、充放电开关电路(3)、充电检测电路(4)、PWM电路(5)组成。

整流电路(1)由整流桥U1将市电220V直接整流，由电容C1、C2滤波成300V直流电压作为PWM直流变换器的输入电压。