[实用新型]快速充电机

说明书

本实用新型涉及一种快速充电机，属于蓄电池充电设备。

充电机是蓄电池行业中一个不可缺少的设备，他和蓄电池是相互促进共同发展的。当今工厂生产的新电池初充电仍需要50-70小时，为了提高电池的容量，初充电过程还必须有一次或数次的放电，放电量往往达到充电量的75％。这些能量都是以热能的形式放掉，白白地浪费了。使用后电池的补充充电一般也需要8-12小时。所以初充电过程中电能的利用率都在25％左右。而电池极板生产的化成过程电能的利用率只有20％，加大充电电流虽能减少时间，有时也常常被一些使用单位作为应急采用，例如，冬天发动汽车电力不足时等等。由于当时的技术水平所限，普通认为，快速充电会损害电池，减少其使用寿命，这是大多数电池业内人士长期以来普遍的看法。直流大电流充电对电池的害处已经从理论和实验上弄得比较清楚了：极板的极化，电解液的温升，水的被电解……等等都是造成电能利用率低，破坏极板微观组织，损坏极板微观框架的主要原因。因此，消除极化，降低温升，就有可能使快速充电成为可能，这是蓄电池行业梦寐以求的。

发明专利CN1160941A公开了＂一种新型充电放电装置＂，它利用一个电感和一对开关器件，两个续流二极管构成一个能量双向传递装置对蓄电池进行充、放电，不失为一个好主意。但是该发明存在以下明显的缺点和不足：由于充电和放电共用了同一个电感，中实际应用上，特别是对不同容量电池，要同时满足充电和放电最佳工艺，电路设计选择参数十分困难。

实用新型专利95202199公开了＂蓄电池快速充电器＂，它采用非线性元件作为储能元件并且把去极化放电过程的电能反馈给充电电源，在下一个充电周期时，重新加以利用，以达到节能的目的。这种方案是目前大多数快速充电器所采用的。它的不足是若按专利所述用电容作为储能元件，在工业上实施起来只能有理论意义。若用电感作为储能元件，有限电能的存储和取出过程自身的消耗也是不可忽视的。

本实用新型的目的在于：提供一种用于蓄电池工业生产上可实际使用的快速充电设备。特别是涉及一种能将去极化放电电流直接用来充电的快速充电装置。

本实用新型可用如下的方法来实现：

这种快速充电机包括充电电源、充电回路、放电回路和控制电路，放是回路和蓄电池之间还有能量反馈电路，充电电源经充电回路对蓄电池充电，蓄电池通过放电回路放电，充电回路和放电回路中均有开关元件控制充电和放电，各开关元件均由控制电路决定其导通和截止的时序，即决定充电和放电的时间和间隔，放电回路中的感性元件中储存的放电能量经能量反馈电路直接给蓄电池充电，无须返回充电电源。

当放电回路中的感性元件具初次级结构时，其次级与二极管10串联组成能量反馈电路，并联于蓄电池两端，其极性是电流流向蓄电池正极。

当放电回路中的感性元件是单绕组时，能量反馈电路增加二极管9，其正极接蓄电池负极，其负极接开关管4与电感7的联接点。

本实用新型的积极效果：

放电过程中不但能有去极化的积极的效果，放电过程的后半部，把部分放电的能量直接回送给电池。极大的提高了电能的利用率。在实际应用中，不仅能使蓄电池的初充电由60小时减少到8小时以下，蓄电池的补充充电也由过去的8-12小时减少到2小时左右。节省电能60％-70％，节省时间85％以上。意义十分重大。其应用范围包括：

A  蓄电池生产厂电池的初充电；

B  电池极板厂的化成；

C  电池硫化极板的修复；

D  电动汽车和电动自行车的充电；

E  井下矿灯的充电等等。

下面对附图进行说明：

图1是本实用新型的逻辑框图。

图2、3和图4是本实用新型的实施例电气原理图，图5是充放电波形图。

图2中充电电源1(可控或不可控)和滤波电容2并联，电源正极接开关管3，开关管的出口串接电感6后接蓄电池11的正极，蓄电池负极则连接电源1的负极。这是快速充电机的充电回路。充电回路中的电感6和续流管8是为了限流和进一步提高充电效率而设置的。蓄电池正极还和开关管4相连后串接一变压器7的初级和电阻13后接回蓄电池的负极。7的次级一端接电池负极，另一端则通过二极管10连到蓄电池1的正极。

开关管3和4的动作是按照控制电路12的逻辑指令来执行的。控制电路12可以是脉冲发生器，脉宽调制器也可以是微电脑。