CN103023121A

CN103023121A - 电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器

Info

Publication number: CN103023121A
Application number: CN2013100048472A
Authority: CN
Inventors: 刘昭利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器，该充电器的技术特征是：它由220V交流电、电解电容降压及半波整流电路、可控硅脉冲触发电路、可控硅保护电路、直流电流表A、工作状态指示电路和蓄电池组组成。本发明可激发蓄电池极板上的大晶体硫酸铅等惰性物质转化为活性物质,使其继续参加电化学反应，使充电器具有去极化作用,使蓄电池容量充得更加饱满。本发明实现了电解电容串联降压、硅整流二极管半波整流、充电、放电的功能。用这个技术方案制作的除硫化充电装置具有体积小、重量轻、运行噪音小、除硫化效果好等优点。本发明能有效的减轻充电装置的重量，减少有色金属的使用，降低制作成本，有效延长了蓄电池组的使用寿命。

Description

电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器

技术领域

本发明属于电子技术和蓄电池充电技术领域，涉及一种电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器。

背景技术

铅酸蓄电池（电瓶）的容量大、性价高是目前各种可充电电池所无法比拟的。特别是免维护蓄电池的研发成功，使其应用的领域更加广泛。目前，电动自行车用的电池普遍采用免维护铅酸蓄电池作为动力源，所以蓄电池性能的好坏直接影响着电动自行车的各项性能。因此，如何使用、维护蓄电池是消费者最为关心的事情。尽管蓄电池对充电方式有很大的包容性，但如果长期使用劣质充电器会加速蓄电池的老化和容量快速下降，从而导致电动自行车续航里程变短，载重能力下降，主要原因有：

⒈ 一般蓄电池充电器是通过交流变压器降压后，经桥式整流电路或用开关电源方式获得直流电。充电器在工作时，无论是采取变流方式还是恒流方式充电，充电回路始终处于导通（充电）状态。因此，充电器要求充电电流不能设定的很高，一般设在0.5～2A。因充电电流偏小，从而导致充电电压与充电电流强度的去除极板硫酸化(即：盐化)的作用不明显；

⒉ 蓄电池经常在亏电状态下运行，或经常处于过度放电状态；

⒊ 蓄电池充电时间过长，会引起蓄电池加剧失水，电解液（稀硫酸）因失水过早干涸，容易造成蓄电池充鼓、变形，使蓄电池使用寿命提前终止；

⒋ 利用过充电或用大电流充电的办法，虽可增加去硫酸铅化作用，但其效果甚微，且有损蓄电池性能。在充电过程中大量电能被用作稀硫酸液中的水被电解成氢气和氧气而失水（现象为产生气泡，即：产生的气体是从阳极出氧气，从阴极出氢气，其体积比O₂:H₂＝1:2，这就是电池使用过程中电解液减少的主要原因），蓄电池也随之产生很多热量；

⒌ 一般充电器充电时对蓄电池极板的硫酸铅化（盐化）形成无抑制作用（尽管蓄电池对充电技术有很大的包容性），而极板的硫酸盐化为不可逆过程。长期使用性能较差的充电器，对蓄电池性能会造成不利影响，且这种不利影响会日积月累。

由于电动自行车蓄电池的使用或维护不当都会导致其容量迅速下降、使用寿命（早衰）大幅度缩短。市场上用于蓄电池充电的普通充电器种类较多，但充电效果普遍欠佳，且绝大部分没有修复功能。如何达到正常或更长的寿命期限，已是蓄电池用户最为关心的问题。

使用工频电源变压器制作一直存在体积、重量大等问题，而使用开关电源存在制作成本高、易损坏等实际问题。

发明内容

发明目的及有益效果：电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器可以激发蓄电池极板上的大晶体硫酸铅等惰性物质转化为活性物质,使其继续参加电化学反应。同时,还可以降低蓄电池内部由于化学物质等原因所造成的极化电压,使充电装置具有去极化作用,使蓄电池容量充得更加饱满。本发明实现了电解电容串联降压、硅整流二极管半波整流、充电、放电的功能。用这个技术方案制作的除硫化充电装置具有体积小、重量轻、运行噪音小、除硫化效果好等优点。

本发明能有效的减轻充电装置的重量，减少有色金属的使用，降低制作成本，有效延长了蓄电池组的使用寿命，有利于推广使用。

电路工作原理：电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器电路是由电解电容串联降压电路(用于交流电网与负载电路的隔离)、半波整流充电电路、电解电容并联放电电路、小功率电源变压器脉冲触发电路、指示电路和负载电路等组成。

随着交流电的周期将充、放电电路交替转换为串联充电与并联放电电路，即：让电路的充电电路与放电电路交替工作于交流电的正半周或负半周。当交流电为正半周时，220V交流电经硅整流二极管D1、C电解电容1、硅整流二极管D4、电解电容C2、硅整流二极管D7、C3、硅整流二极管D2串联回路，对串联电解电容Cl～C3进行充电，此时硅整流二极管 D3、D5、D6、D8因为没有形成回路而不导通。

这使电路中与电解电容C1～C3连接的硅整流二极管D3、D5、D6、D8与蓄电池组形成了等效的3组并联放电回路。

单向可控硅VT的截止或导通由脉冲触发电路控制，变压器B次级绕组经电阻R1、硅整流二极管D9触发单向可控硅 VT 的控制极，使单向可控硅VT导通而形成完整的回路。这样，当220V交流电为正半周时串联充电，220V交流电为负半周时并联放电，本发明实现了电解电容串联降压、硅整流二极管半波整流、充电、放电的功能。

技术特征：电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器，它由220V交流电、电解电容降压及半波整流电路、单向可控硅触发电路、单向可控硅保护电路、直流电流表、工作状态指示电路和蓄电池组组成，其特征包括：

电解电容降压及半波整流电路：它由硅整流二极管D1、硅整流二极管D2、硅整流二极管D4、硅整流二极管D7和电解电容C1～C3组成，硅整流二极管D1的正极通过保险丝BX和开关SW1接220V交流电的火线端L，硅整流二极管D1的负极、硅整流二极管D4的负极、硅整流二极管D7的负极分别接电解电容C1的正极、电解电容C2的正极、电解电容C3的正极，硅整流二极管D4的正极接电解电容C1的负极，硅整流二极管D7的正极、硅整流二极管D8的负极接电解电容C2的负极和开关SW2的一端，电解电容C3的负极与硅整流二极管D5的正极、硅整流二极管D8的正极、硅整流二极管D2的正极和开关SW2的另一端与电路地GND相连，硅整流二极管D2的负极接220V交流电的零线端N；

单向可控硅触发电路：它由电源变压器B、电阻R1、硅整流二极管D9和单向可控硅VT组成，电源变压器B的初级绕组通过保险丝BX和开关SW1接220V交流电的火线端L和220V交流电的零线端N，变压器B次级绕组一端接单向可控硅VT的阴极和直流电流表A的正极，变压器B次级绕组的另一端通过电阻R1接硅整流二极管D9的正极，硅整流二极管D9的负极接可控硅VT的控制极；

单向可控硅保护电路：硅整流二极管D1的负极与电解电容C1的正极、硅整流二极管D3的负极、硅整流二极管D6的负极、硅整流二极管D10的负极和电感线圈L的一端相连，电感线圈L的另一端与硅整流二极管D10的正极、单向可控硅VT的阳极相连；

直流电流表A的负极接蓄电池组的正极，蓄电池组的负极接电路地GND。

工作状态指示电路：它由电阻R2、硅整流二极管D11和发光二极管LED组成，直流电流表A的负极通过接电阻R2接硅整流二极管D11的正极,硅整流二极管D11的负极接发光二极管LED的正极，发光二极管LED的负极接电路地GND。

附图说明

附图是电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器实施例的电路工作原理图。

具体实施方式

按照附图和附图说明，结合以下实施例对本发明相关技术作进一步的描述。

元器件选择及电路调试

元器件名称及主要技术参数

变压器B的选择比较灵活，要求电源变压器铁芯功率≥1.5W，变压器初、次级电压比为220V/10V；

电感线圈L1是限制上电瞬间电流快速上升而设，对单向可控硅能起到保护作用；制作时可选用≥￠1mm 的漆包线，在中￠5mm 的圆柱体上平绕 25～30 圈，脱胎成空心电感线圈即可；

单向可控硅选VT用导通电流≥10A、耐压≥1000V，使用时必须加装散热片；

电阻R1的阻值根据可控硅VT的触发电流而定，阻值范围为200～360Ω；

开关SW2 是蓄电池组电压选择开关，开关SW2断开时，电路用于36V 蓄电池组的充电和修复；开关SW2闭合时，电路用于48V 蓄电池组的充电和修复；

注意事项：

实施例中推荐的元器件参数，充电电流约为0.5A，若进一步提高电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器的充电电流，需要增加电解电容C1～C3的容量；

红色发光二极管LED用于接入蓄电池的极性判断和工作状态指示。当电路接入蓄电池后，红色发光二极管LED 点亮，则表明蓄电池组极性接入正确，否则须调换蓄电池的正负极性。当开关SW1闭合后即进入蓄电池组的充电和修复过程；

本发明主要是为了修复蓄电池硫酸化而设计，若直接作为蓄电池的充电装置使用，因充电电流较小，故充电时间较长；

若条件允许，可将蓄电池组充满电量之后，再用本发明进行蓄电池的修复工作，这样充电效率更高；

因本发明与220V交流电没有隔离，220V交流电依靠电解电容降压，电路输出电压较高，输出端电压约有100V；

为了安全起见，在使用本装置时，220V交流电的火线接入端一定要正确。

Claims

1.一种电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器，它由220V交流电、电解电容降压及半波整流电路、单向可控硅触发电路、单向可控硅保护电路、直流电流表A、工作状态指示电路和蓄电池组组成，其特征包括：

所述的电解电容降压及半波整流电路由硅整流二极管D1、硅整流二极管D2、硅整流二极管D4、硅整流二极管D7和电解电容C1～C3组成，硅整流二极管D1的正极通过保险丝BX和开关SW1接220V交流电的火线端L，硅整流二极管D1的负极、硅整流二极管D4的负极、硅整流二极管D7的负极分别接电解电容C1的正极、电解电容C2的正极、电解电容C3的正极，硅整流二极管D4的正极接电解电容C1的负极，硅整流二极管D7的正极、硅整流二极管D8的负极接电解电容C2的负极和开关SW2的一端，电解电容C3的负极与硅整流二极管D5的正极、硅整流二极管D8的正极、硅整流二极管D2的正极和开关SW2的另一端与电路地GND相连，硅整流二极管D2的负极接220V交流电的零线端N；

所述的单向可控硅触发电路由电源变压器B、电阻R1、硅整流二极管D9和单向可控硅VT组成，电源变压器B的初级绕组通过保险丝BX和开关SW1接220V交流电的火线端L和220V交流电的零线端N，变压器B次级绕组一端接单向可控硅VT的阴极和直流电流表A的正极，变压器B次级绕组的另一端通过电阻R1接硅整流二极管D9的正极，硅整流二极管D9的负极接可控硅VT的控制极；

所述的单向可控硅保护电路中硅整流二极管D1的负极与电解电容C1的正极、硅整流二极管D3的负极、硅整流二极管D6的负极、硅整流二极管D10的负极和电感线圈L的一端相连，电感线圈L的另一端与硅整流二极管D10的正极、单向可控硅VT的阳极相连；

所述的直流电流表A的负极接蓄电池组的正极，蓄电池组的负极接电路地GND。

2.根据权利要求1所述的电动车蓄电池除硫化无电源变压器充电器，其特征是：工作状态指示电路由电阻R2、硅整流二极管D11和发光二极管LED组成，直流电流表A的负极通过接电阻R2接硅整流二极管D11的正极,硅整流二极管D11的负极接发光二极管LED的正极，发光二极管LED的负极接电路地GND。