專利名稱：防止電池反接的大功率電池充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低功耗的防止電池反接的大功率電池充電裝置。
背景技術(shù)：
大功率充電電源將市電轉(zhuǎn)換為一個恒定或者變化的直流電壓，并根據(jù)人為設(shè)置或者電池管理系統(tǒng)的通信內(nèi)容調(diào)整輸出的電壓限值和電流限值給電池或者其它儲能設(shè)備充電。傳統(tǒng)充電器為防止在電池突然接入的瞬間電池突然給充電器的內(nèi)部輸出電容充電形成瞬間大電流而燒壞線路，一般會在輸出增加一路輸出二極管作為防止倒灌裝置。這種措施雖然能有效防止電流倒灌，但是會有較大的功率損耗。為避免以下情況:(1)電池未和充電電源連接，充電電源輸出可能對外裸露，一旦機器開啟可能會導(dǎo)致人員觸電等事故；
(2)充電電源和電池已經(jīng)連接，但是極性接反:電池的正極和充電器輸出的負(fù)極相連，電池的負(fù)極和充電器的正極相連，電池的電壓會被充電機輸出的整流二極管短路，引起事故等，一般會額外增加半導(dǎo)體開關(guān),導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜,并且增加功率損耗和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種低功耗的防止電池反接的大功率電池充電裝置。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
防止電池反接的大功率電池充電裝置，特點是:包括整流單元、濾波單元、防反灌防反接開關(guān)、支路、采樣電路和控制電路單元，整流單元的輸出端與濾波單元連接，濾波單元的輸出正端連接防反灌防反接開關(guān)和支路，支路與防反灌防反接開關(guān)相并聯(lián)，支路由電阻與二極管串聯(lián)組成，防反灌防反接開關(guān)另一端連接采樣電路，采樣電路連接控制電路單元，控制電路單元與防反灌防反接開關(guān)連接，控制電路單元和濾波單元接地。進一步地，上述的防止電池反接的大功率電池充電裝置，其特征在于:所述采樣電路為電壓檢測電路。更進一步地，上述的防止電池反接的大功率電池充電裝置，其特征在于:所述防反灌防反接開關(guān)為繼電器。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在:
利用檢測輸出端口的電壓，在功率損失極小的前提下識別電池和充電電源是否正確連接、未連接和反接三種情況，MCU根據(jù)三種情況采取三種操作；防反灌防反接開關(guān)采用機械接觸開關(guān)(如繼電器)，比起半導(dǎo)體器件能大幅減小功率損耗；繼電器開關(guān)既能防止電流快速的倒灌引起電弧，又能防止電池反接的情況下輸出整流二極管被短路；并聯(lián)支路的電阻防止電流快速回灌，能平衡內(nèi)外部電壓，保證繼電器合上的時候不會引起電弧；有效防止可能的人員觸電和電池短路等各種意外的發(fā)生。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明:
圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，防止電池反接的大功率電池充電裝置，包括整流單元1、濾波單元2、防反灌防反接開關(guān)3、支路4、采樣電路5和控制電路單元6，采樣電路5為電壓檢測電路，防反灌防反接開關(guān)3為繼電器，整流單元I的輸出端與濾波單元2連接，濾波單元2的輸出正端連接防反灌防反接開關(guān)3和支路4，支路4與防反灌防反接開關(guān)3相并聯(lián)，支路4由電阻與二極管串聯(lián)組成，防反灌防反接開關(guān)3另一端連接采樣電路5，采樣電路5連接控制電路單元6，控制電路單元6與防反灌防反接開關(guān)3控制連接，控制防反灌防反接開關(guān)3的開合，控制電路單元6和濾波單元2接地。整流單元I將變壓器輸出的脈沖整流成正向的電壓(或者是脈沖)；濾波單元2將整流后的電壓濾成直流電壓；防反灌防反接開關(guān)3能夠防止電流由于外部儲能設(shè)備的反接突然劇增；并聯(lián)的支路4與防反灌防反接開關(guān)3 —起防止儲能設(shè)備7 (電池)反接時的電流劇增，并且在儲能設(shè)備7正向接入時由于電阻的作用能夠限制電流在電源正端由右向左的流動速度，保證安全；采樣電路5的作用是檢測正端的電壓，在檢測到電壓為正時說明儲能設(shè)備7接入是正確的，檢測到電壓為“零”則說明儲能設(shè)備7反接或者沒有接入(也可以使控制電路單元6能同時檢測正電壓或者負(fù)電壓，這樣則可以區(qū)分儲能設(shè)備7反接或者是無連接)；控制電路單元6根據(jù)采樣電路5的檢測信號做出相應(yīng)的動作。在儲能設(shè)備7接入正確，控制電路單元6判斷無誤后，穩(wěn)態(tài)下，防反灌防反接開關(guān)3打開，電源給外部儲能設(shè)備7供電，在防反灌防反接開關(guān)3為機械觸點開關(guān)時，系統(tǒng)有極小的額外損耗。儲能設(shè)備7不連接或者反向連接時控制電路單元6根據(jù)判斷結(jié)果，不打開電源輸出和防反灌防反 接開關(guān)3，確保系統(tǒng)安全。當(dāng)外部儲能設(shè)備7 (電池)在正向接入充電電源時，二極管與電阻串聯(lián)組成的支路4會降低電流反灌的速度，防止沖擊電流，在采樣電路5檢測到電池的電壓為正后延時一段時間，等待繼電器開關(guān)兩邊電壓基本平衡時打開繼電器，消除繼電器打開時的電流沖擊，檢測支路會將儲能設(shè)備7 (電池)的電壓送到控制電路單元6的采樣端口，控制電路單元6檢測到儲能設(shè)備7 (電池)的電壓之后可以上報給系統(tǒng)，或者作出判斷儲能設(shè)備7 (電池)有無完好連接，確認(rèn)連接之后使電源輸出，這樣可以防止在儲能設(shè)備7 (電池)未接入的情況下打開輸出可能導(dǎo)致的人員觸電危險并可以事先和系統(tǒng)確認(rèn)儲能設(shè)備7 (電池)的電壓信息。由于繼電器的接觸電阻和導(dǎo)通電阻明顯小于半導(dǎo)體開關(guān)，系統(tǒng)在運行過程中能量損耗極小，保證了系統(tǒng)的效率。在外部儲能設(shè)備7 (電池)反接接入充電電源時，防反灌防反接開關(guān)3和二極管電阻串聯(lián)支路4會截止電池電流流經(jīng)整流二極管造成的可能的短路，此時電壓檢測電路會檢測到負(fù)電壓，控制電路單元6將信息上報給系統(tǒng)電池錯接小心并禁止繼電器閉合和電源輸出。采用創(chuàng)新的電路結(jié)構(gòu)，利用檢測輸出端口的電壓，一次識別三種情況:電池未連接、電池正確連接和電池錯誤連接，MCU根據(jù)三種情況采取三種操作；防反灌防反接開關(guān)3可采用機械接觸開關(guān)(如繼電器)，比起半導(dǎo)體器件能大幅減小功率損耗；繼電器開關(guān)既能防止電流快速的倒灌引起電弧，又能防止電池反接的情況下輸出整流二極管被短路。并聯(lián)支路的電阻防止電流快速回灌，但是能平衡內(nèi)外部電壓，保證繼電器合上的時候不會引起電弧。本發(fā)明在功率損失極小的前提下識別電池和充電電源是否正確連接、未連接和反接三種情況，防止可能的人員觸電和電池短路等各種意外的發(fā)生，并且實現(xiàn)實現(xiàn)事先確認(rèn)電池信息給系統(tǒng)上報等功能。需要理解到的是:以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護 范圍。
權(quán)利要求
1.防止電池反接的大功率電池充電裝置，其特征在于:包括整流單元、濾波單元、防反灌防反接開關(guān)、支路、采樣電路和控制電路單元，整流單元的輸出端與濾波單元連接，濾波單元的輸出正端連接防反灌防反接開關(guān)和支路，支路與防反灌防反接開關(guān)相并聯(lián)，支路由電阻與二極管串聯(lián)組成，防反灌防反接開關(guān)另一端連接采樣電路，采樣電路連接控制電路單元，控制電路單元與防反灌防反接開關(guān)連接，控制電路單元和濾波單元接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止電池反接的大功率電池充電裝置，其特征在于:所述采樣電路為電壓檢測電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止電池反接的大功率電池充電裝置，其特征在于:所述防反灌防反接開關(guān)為繼 電器。
全文摘要
本發(fā)明涉及防止電池反接的大功率電池充電裝置，整流單元的輸出端與濾波單元連接，濾波單元的輸出正端連接防反灌防反接開關(guān)和支路，支路與防反灌防反接開關(guān)相并聯(lián)，支路由電阻與二極管串聯(lián)組成，防反灌防反接開關(guān)另一端連接采樣電路，采樣電路連接控制電路單元，控制電路單元與防反灌防反接開關(guān)連接，控制電路單元和濾波單元接地。利用檢測輸出端口的電壓，在功率損失極小的前提下識別電池和充電電源是否正確連接、未連接和反接三種情況；繼電器比起半導(dǎo)體器件能大幅減小功率損耗；繼電器開關(guān)既能防止電流快速的倒灌引起電弧，又能防止電池反接的情況下輸出整流二極管被短路；避免人員觸電和電池短路等各種意外的發(fā)生。
文檔編號H02H11/00GK103219776SQ20131015813
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者陳亮 申請人:安伏(蘇州)汽車電源科技有限公司