專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中的化成充放電機(jī)，具體涉及 到一種用數(shù)字脈沖觸發(fā)、可擴(kuò)流的智能蓄電池化成充放電機(jī)。
背景技術(shù)：
化成充放電是蓄電池生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝之一，其控制過(guò)程直接關(guān)系到產(chǎn) 品的質(zhì)量。目前使用的化成設(shè)備一般由電源變壓器、可控硅整流器和調(diào)節(jié) 控制器組成，調(diào)節(jié)控制器用來(lái)調(diào)節(jié)充放電電壓，電流等參數(shù)和控制可控硅 的移相觸發(fā)。但這些設(shè)備在化成過(guò)程中消耗電能大，充電效率低、時(shí)間長(zhǎng)， 并且一般單獨(dú)回路只能獨(dú)立使用，只能輸出一個(gè)最大電流范圍，使得其適 用的電池規(guī)格受到設(shè)備型號(hào)的限制。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型需解決的問(wèn)題是提供一種節(jié)能、省時(shí)、高效，并能夠輸出 多個(gè)不同最大電流范圍實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備同時(shí)支持多種不同規(guī)格蓄電池化成 的智能蓄電池化成充放電機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的采取的技術(shù)方案是提供一種智能高 效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)，包括主控模塊、可控硅整流模塊、通訊 模塊、按鍵和顯示模塊，還包括六路并聯(lián)的數(shù)字觸發(fā)模塊，其并聯(lián)后與CPU 串口連接，每一路數(shù)字觸發(fā)模塊均獨(dú)立連接一路可控硅整流模塊。
所述主控模塊，包括中央處理器CPU及與CPU連接的用于存儲(chǔ)工藝指
令和運(yùn)行參數(shù)的存儲(chǔ)器、用于控制按鍵和顯示模塊的集成電路。
所述可控硅整流模塊，用于將充電電源整流成脈沖形式的直流電源輸 出給蓄電池組化成。
所述通訊模塊，與主控模塊連接，用于與PC機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)該
設(shè)備的集中控制。
所述按鍵和顯示模塊，與主控模塊連接，作為人機(jī)操作界面，按鍵用 于程序編輯和工藝設(shè)定，顯示模塊用于顯示各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和工藝指令。所述六路并聯(lián)的數(shù)字觸發(fā)模塊中每一路均包括互相之間電連接的控 制*路、保護(hù)電路、脈沖發(fā)生電路。
所述控制電路中設(shè)置集成控制芯片，該集成控制芯片串口與CPU串口
通過(guò)隔離光藕連接，實(shí)現(xiàn)串行通訊。
該化成充放電設(shè)備采用復(fù)合控制技術(shù)，即在主控模塊中設(shè)置中央處理
器CPU，將其作為主控制芯片，同時(shí)在六路數(shù)字觸發(fā)模塊中分別設(shè)置從屬
集成控制芯片，二者以串行方式通訊。
該復(fù)合控制技術(shù)使所述設(shè)備實(shí)現(xiàn)了各個(gè)回路的智能并聯(lián)，得以提供4 種不同工作模式，輸出4個(gè)不同的最大電流
A) 、 l-6各回路獨(dú)立運(yùn)行，每回路最大輸出電流為I安培；
B) 、 l與2， 3與4， 5與6每?jī)蓚€(gè)回路并聯(lián)使用形成3個(gè)獨(dú)立虛擬回 路，每個(gè)虛擬回路最大輸出電流21安培；
C) 、 1、 2、 3并聯(lián)，4、 5、 6并聯(lián)使用形成2個(gè)獨(dú)立虛擬回路，每個(gè) 虛擬回路最大輸出電流31安培；
D) 、所有6回路并聯(lián)使用形成1個(gè)獨(dú)立虛擬回路，該虛擬回路最大輸 出電流61安培。
本實(shí)用新型的有益效果是
第一，改進(jìn)了現(xiàn)有充放電設(shè)備中單獨(dú)回路只能獨(dú)立使用，只能輸出一 個(gè)最大電流范圍的缺點(diǎn)，采用復(fù)合控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了回路智能并聯(lián)、擴(kuò)流輸 出，能夠輸出多個(gè)不同的最大電流范圍， 一臺(tái)設(shè)備可支持多種不同規(guī)格蓄
電池化成。
第二，采用數(shù)字觸發(fā)技術(shù)，應(yīng)用慢脈沖充電理論，實(shí)現(xiàn)了恒定脈沖和 限壓脈沖兩種快速充電方式，該方式同現(xiàn)有常規(guī)充放電設(shè)備相比，可縮短 三分之一化成時(shí)間、節(jié)約四分之一電量，大大提高了生產(chǎn)效率并節(jié)約了電 能。


圖1是本實(shí)用新型組成示意框圖； 圖2是數(shù)字觸發(fā)模塊中脈沖發(fā)生電路原理示意圖； 圖3是數(shù)字觸發(fā)模塊中控制和保護(hù)電路原理示意圖； 圖4是可控硅整流電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一 步的詳細(xì)描述
如圖1，本實(shí)用新型包括主控模塊及與其連接通訊模塊、按鍵和顯示 模塊，還包括六路數(shù)字觸發(fā)模塊。所述數(shù)字觸發(fā)模塊并行連接后與主控模 塊連接。每一路數(shù)字觸發(fā)模塊均獨(dú)立連接一路可控硅整流電路。
如圖2是數(shù)字觸發(fā)模塊中脈沖發(fā)生電路原理圖。所述脈沖發(fā)生電路將 三相充電電源的每一相同步信號(hào)Wl、 Ul、 VI分別和控制電路發(fā)出的頻率
信號(hào)f經(jīng)依次連接的脈沖處理電路、脈沖合成電路和脈沖驅(qū)動(dòng)電路后輸出 給可控硅整流電路。
所述頻率信號(hào)f通過(guò)計(jì)數(shù)器U20電路處理后，經(jīng)集成運(yùn)放U4的C組 運(yùn)放器電路得到第一方波信號(hào)；將Wl信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放U4A、 B運(yùn)放器電 路轉(zhuǎn)換后得到第二方波信號(hào)；兩方波信號(hào)和控制電路發(fā)出的使能信號(hào)B經(jīng) 與門(mén)集成電路組成的脈沖合成電路合成處理后輸出到驅(qū)動(dòng)芯片U23的輸入 腳，經(jīng)U23放大驅(qū)動(dòng)后輸出到脈沖變壓器電路，最后由G1、 Kl、 G2、 K2 輸出到可控硅整流電路。
如圖，另兩相信號(hào)與f經(jīng)與上述相同連接的脈沖處理電路處理。
所述頻率信號(hào)f通過(guò)計(jì)數(shù)器U21電路處理后，經(jīng)集成運(yùn)放U5的C組 運(yùn)放器電路得到第三方波信號(hào)；將Ul信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放U5A、 B運(yùn)放器電 路轉(zhuǎn)換后得到第四方波信號(hào)；兩方波信號(hào)和控制電路發(fā)出的使能信號(hào)B經(jīng) 與門(mén)集成電路組成的脈沖合成電路合成處理后輸出到驅(qū)動(dòng)芯片U23的輸入 腳，經(jīng)U23放大驅(qū)動(dòng)后輸出到脈沖變壓器電路，最后由G3、 K3、 G4、 K4 輸出到可控硅整流電路。
所述頻率信號(hào)f通過(guò)計(jì)數(shù)器U22電路處理后，經(jīng)集成運(yùn)放U6的C組 運(yùn)放器電路得到第一方波信號(hào)；將VI信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放U6A、 B運(yùn)放器電 路轉(zhuǎn)換后得到第二方波信號(hào)；兩方波信號(hào)和控制電路發(fā)出的使能信號(hào)B經(jīng) 與門(mén)集成電路組成的脈沖合成電路合成處理后輸出到驅(qū)動(dòng)芯片U23的輸入 腳，經(jīng)U23放大驅(qū)動(dòng)后輸出到脈沖變壓器電路，最后由G5、 K5、 G6、 K6 輸出到可控硅整流電路。
如圖3，是數(shù)字觸發(fā)模塊中控制和保護(hù)電路原理示意圖。所述控制和保護(hù)電路將輸入電源整流穩(wěn)壓，變成5V、 +12V、 -12V、 24V直流電壓為 各集成運(yùn)放芯片提供工作電源。
AN、 AP為充放電回路電流采樣信號(hào)輸入端，VN、 VP為充放電回路 電壓信號(hào)采樣輸入端，兩信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路處理后輸入到A/D采樣芯片 U32, U32轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)到控制芯片U27。
所述控制電路主要包括集成控制芯片U27。
U27通過(guò)光藕U26、 U28與主控模塊CPU串口連接，實(shí)現(xiàn)串行通訊。根 據(jù)CPU發(fā)出的工藝指令，由15腳輸出一定頻率的脈沖信號(hào)作為給定信號(hào)， 通過(guò)三極管Q6、運(yùn)放U14、 PI電流環(huán)輸出到V-F轉(zhuǎn)換芯片U16的9腳，經(jīng) U16內(nèi)部轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)由4腳輸出，該輸出連接到脈沖發(fā)生電路f端。
保護(hù)電路包括過(guò)流保護(hù)電路和缺相保護(hù)兩部分。所述過(guò)流保護(hù)電路是 一個(gè)比較器電路，從充放電回路采樣出來(lái)的電流信號(hào)經(jīng)處理后有一路通過(guò) 電阻連接到比較器的正向輸入端，其與反向輸入端的設(shè)定信號(hào)比較，充放 電電流過(guò)大時(shí)輸出信號(hào)通過(guò)繼電器KA切斷回路。所述缺相保護(hù)部分也是 一個(gè)電壓比較器，當(dāng)W1、 Ul、 VI引入的充放電電路缺相時(shí)，比較器的反 向輸入端電壓低，比較器輸出信號(hào)通過(guò)繼電器KA切斷回路。
如圖4是可控硅整流電路原理圖。BP、 BN兩端連接蓄電池組，該電池 組與三相380V電中每一相都構(gòu)成充放電化成回路，在每個(gè)回路中串接兩 個(gè)可控硅電路，可控硅G端、K端連接圖3所示的脈沖發(fā)生電路，該電路 脈沖通過(guò)控制可控硅的通、斷而將380V交流充放電電源整流成一定頻率 的脈沖形式的直流充放電電源。
U33為分流器用于采樣充放電回路的電流信號(hào)，輸出給控制保護(hù)電路。
變壓器T7、 T8、 T9用于將380V電壓降壓后，通過(guò)W1、 Ul、 VI—路 作為同步信號(hào)輸出到脈沖發(fā)生電路；另一路通過(guò)AC1-1、 ACl-2和AC2-1、 AC2-2輸出到控制保護(hù)電路，為控制保護(hù)電路提供電源。
該脈沖形式的充放電電源可以通過(guò)程序精確控制脈沖頻率，進(jìn)而精確 控制充電電壓；可以選擇恒定脈沖和限壓脈沖方式充電，比較原來(lái)直接用 380V電源簡(jiǎn)單整流后對(duì)蓄電池進(jìn)行化成充放電，其能夠有效提高充電效 率，節(jié)約電能和充電時(shí)間。
權(quán)利要求1、一種智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)，包括主控模塊、可控硅整流模塊、通訊模塊、按鍵和顯示模塊，其中，主控模塊，包括中央處理器CPU及與CPU連接的用于存儲(chǔ)工藝指令和運(yùn)行參數(shù)的存儲(chǔ)器、用于控制按鍵和顯示模塊的集成電路；可控硅整流模塊，用于將充電電源整流成脈沖形式的直流電源輸出給蓄電池組化成；通訊模塊，與主控模塊連接，用于與PC機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)該設(shè)備的集中控制；按鍵和顯示模塊，與主控模塊連接，作為人機(jī)操作界面，按鍵用于程序編輯和工藝設(shè)定，顯示模塊用于顯示各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和工藝指令。其特征在于還包括六路并聯(lián)的數(shù)字觸發(fā)模塊，其并聯(lián)后與CPU串口連接，每一路數(shù)字觸發(fā)模塊均獨(dú)立連接一路可控硅整流模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)， 其特征在于所述六路并聯(lián)的數(shù)字觸發(fā)模塊中每一路均包括互相之間電連 接的控制電路、保護(hù)電路和脈沖發(fā)生電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能髙效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)，其特征在于所述控制電路中設(shè)置集成控制芯片，該集成控制芯片通過(guò)隔離光藕與CPU串行通訊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)， 其特征在于所述脈沖發(fā)生電路將三相充電電源的每一相同步信號(hào)Wl 、 Ul 、VI分別和控制電路發(fā)出的頻率信號(hào)f經(jīng)依次連接的脈沖處理電路、脈沖合成電路和脈沖驅(qū)動(dòng)電路后輸出給可控硅整流電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)， 其特征在于所述頻率信號(hào)f通過(guò)計(jì)數(shù)器U20電路處理后，經(jīng)集成運(yùn)放U4 的C組運(yùn)放器電路得到第一方波信號(hào)；將Wl信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放U4A、 B運(yùn) 放器電路轉(zhuǎn)換后得到第二方波信號(hào)；兩方波信號(hào)和控制電路發(fā)出的使能信 號(hào)B經(jīng)與門(mén)集成電路組成的脈沖合成電路合成處理后輸出到驅(qū)動(dòng)芯片U23 的輸入腳，經(jīng)U23放大驅(qū)動(dòng)后輸出到脈沖變壓器電路，最后由G1、 Kl、 G2、 K2輸出到可控硅整流電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)， 其特征在于所述頻率信號(hào)f通過(guò)計(jì)數(shù)器U21電路處理后，經(jīng)集成運(yùn)放U5 的C組運(yùn)放器電路得到第三方波信號(hào)；將Ul信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放U5A、 B運(yùn) 放器電路轉(zhuǎn)換后得到第四方波信號(hào)；兩方波信號(hào)和控制電路發(fā)出的使能信 號(hào)B經(jīng)與門(mén)集成電路組成的脈沖合成電路合成處理后輸出到驅(qū)動(dòng)芯片U23 的輸入腳，經(jīng)U23放大驅(qū)動(dòng)后輸出到脈沖變壓器電路，最后由G3、 K3、 G4、 K4輸出到可控硅整流電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能高效可擴(kuò)流蓄電池化成充放電機(jī)， 其特征在于所述頻率信號(hào)f通過(guò)計(jì)數(shù)器U22電路處理后，經(jīng)集成運(yùn)放U6 的C組運(yùn)放器電路得到第一方波信號(hào)；將VI信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放U6A、 B運(yùn) 放器電路轉(zhuǎn)換后得到第二方波信號(hào)；兩方波信號(hào)和控制電路發(fā)出的使能信 號(hào)B經(jīng)與門(mén)集成電路組成的脈沖合成電路合成處理后輸出到驅(qū)動(dòng)芯片U23 的輸入腳，經(jīng)U23放大驅(qū)動(dòng)后輸出到脈沖變壓器電路，最后由G5、 K5、 G6、 K6輸出到可控硅整流電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種蓄電池化成充放電機(jī)，包括主控模塊、可控硅整流模塊、通訊模塊、按鍵和顯示模塊，特征是還包括數(shù)字觸發(fā)模塊。所述數(shù)字觸發(fā)模塊共六路，六路并行連接后與主控模塊連接。其每一路均獨(dú)立連接一路可控硅整流電路，每一路中均設(shè)置集成控制芯片，該芯片與主控模塊中的CPU串行通訊。本實(shí)用新型采用復(fù)合控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了回路智能并聯(lián)擴(kuò)流，能夠輸出多個(gè)不同最大電流范圍，在一臺(tái)設(shè)備上可實(shí)現(xiàn)多種不同規(guī)格蓄電池的化成；并采用恒定脈沖和限壓脈沖兩種快速充電方式，該方式比現(xiàn)有常規(guī)設(shè)備充電可縮短三分之一化成時(shí)間、節(jié)約四分之一電量，大大提高生產(chǎn)效率并節(jié)約電能。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201238204SQ20082005007
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月28日
發(fā)明者付忠良, 向貴紅, 周志剛, 林國(guó)歡, 趙立國(guó), 維 黃 申請(qǐng)人:惠州市新科華實(shí)業(yè)有限公司