[发明专利]智能型负脉冲修复充电器

说明书

技术领域

本发明智能型负脉冲修复充电器涉及的是一种采用开关电源技术，用半导体功率器件作为开关，将市电变换成蓄电池充电需要的电压和电流。蓄电池随着容量和存储电能不同，在不同的充电阶段，所需的电压和电流不同，智能型负脉冲修复充电器采用单片机精确采样，用脉宽调制方式(PWM)控制电子开关的开度，达到控制开关电源的输出，实现闭环控制。

背景技术

目前市面上大量流行的三段式充电器，把充电过程分为恒流、恒压、浮充三个阶段，以我国电动车行业采用较多的36V12Ah铅酸蓄电池组为例，第一阶段以1.8A的恒定电流将电池电压充到约44.4V，第二阶段将充电电流减小至约0.3A，再次将电池电压充到约44.4V，第三阶段将电池电压维持在44.1V，电流减至50mA对电池进行浮充。

参考资料：国家自行车质量监督检验中心《东方车讯》2008年9月总第55期，《电动自行车充电器充电模式和充电参数》

三段式充电器出现在线性电源时期，因此充电模式偏重充电电压和电流，缺少充电波形和频率方面的内容是情由可原的，三段式充电器普遍存在以下的问题：

1、没有波形变化，甚至将充电器当成稳压电源来做。

2、充电过程缺少休止阶段。

3、充电过程中，缺少负脉冲激活，哪怕只有充电的1％，也会对抑制电池气化和抬高气化电压产生不可替代的作用。

4、充电频率单调。缺少修补性充电功能。已经逐渐不能满足蓄电池购买者的需求

发明内容

本发明的目的是针对于上述不足之处提供一种智能型负脉冲修复充电器，采用开关电源技术，在单片机的控制下，高速开通和关断，把直流变成高频交流，提高转换效率，缩小体积。可以精确控制充电电压和充电电流，根据蓄电池不同的化学成分和充电要求，把充电过程分为若干不同阶段，以不同频率、不同间隔、不同脉宽、不同幅度的正负脉冲进行充电，达到降低蓄电池温升，减少析气，提高蓄电池电流接受能力，延长电池寿命，实现快速充电。

智能型负脉冲修复充电器是采取以下技术方案实现：

智能负脉冲修复充电器具有充电器外壳，充电器外壳内装有电子线路板、电子线路及电子元器件。电子线路包括整流桥、MOSFET管(场效应管)、高频脉冲变压器、快恢复二极管整流电路、采样电路、负脉冲回路、主控芯片(单片机)IC1、数码显示器、光电耦合器IC3和电源管理芯片IC2。整流桥输入端与交流电源连接，整流桥输出端通过MOSFET管与高频脉冲变压器相连，高频脉冲变压器输出端与快恢复二极管整流电路相连，高频脉冲变压器输出端通过快恢复二极管整流电路整流，输出直流，给蓄电池充电.快恢复二极管整流电路直流输出端与采样电路相连，单片机IC1与光电耦合器IC3相连，光电耦合器IC3与管理芯片IC2相连，电源管理芯片IC2与MOSFET管相连，主控芯片(单片机)IC1又分别与采样电路和负脉冲回路、数码显示器相连，主控芯片(单片机)IC1通过采样电路采样。所述主控芯片IC1通过采样电路采得充电参数后，进行数据处理，分析计算，按照充电控制程序的要求，控制光电耦合器输出和负脉冲回路，对蓄电池进行充电。

所述充电器外壳上装有市电输入插头和充电输出接口。

所述充电器外壳面板上有数码显示窗口和发光二极管指示灯，数码显示窗口装有数码显示器中的数码管，数码显示窗口显示充电电压和故障代码，发光二极管指示灯指示正负脉冲。

智能型负脉冲修复充电器电子线路具有控制芯片IC1和电源管理芯片IC2，采用开关电源技术，用半导体功率器件MOSFET作为开关，将市电变换成蓄电池充电需要的电压和电流。蓄电池随着容量和存储电能不同，在不同的充电阶段，所需的电压和电流不同，智能型负脉冲修复充电器采用单片机精确采样，用脉宽调制方式(PWM)控制电子开关的开度，达到控制开关电源的输出，实现闭环控制。

负脉冲是在美国科学家提出的充电三定律启发下设计的，蓄电池的电流接受能力和放电的电流强度相关，放电愈深，电流接受能力愈大。因此，蓄电池充电需要又充电又放电，边充边放，充多放少，哪怕放电只有充电的1％，也将会对抑制电池气化和抬高气化电压产生不可替代的作用。在充电的不同阶段和修补性充电阶段，加上不同频率、不同周期、不同幅度、不同脉宽的负脉冲，对消除铅酸电池在充电时产生的电化学极化和浓差极化，从而增加和延长电池的容量和寿命具有决定性意义。