一種電動(dòng)車充電器的制造方法
【專利摘要】一種電動(dòng)車充電器，包括對(duì)蓄電池充電的充電單元、對(duì)蓄電池放電的放電單元、根據(jù)蓄電池的端電壓控制充電單元和放電單元停止工作的停機(jī)控制單元，所述的充電單元為一單相半波可控硅整流電路，在市電的正半周合適的充電電壓；所述的放電單元在市電的負(fù)半周對(duì)蓄電池放電；可控硅所輸出的電壓是通過改變導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)的，與開關(guān)電源式調(diào)壓相比，可控硅上的功率損耗比開關(guān)電源中的開關(guān)管要低得多；同時(shí)可控硅整流電路所用的元件較少，除了可降低材料成本外還降低了故障率。與工頻變壓器式充電器相比，采用可控硅對(duì)蓄電池充電可大大縮小充電器的體積，同時(shí)可省去硅鋼片和漆包線材料的使用。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡單并且能滿足對(duì)蓄電池充電的要求。
【專利說明】一種電動(dòng)車充電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)車充電器，尤其是涉及一種單相半波可控硅整流的充電器。

【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車在使用過程中需要對(duì)其蓄電池進(jìn)行充電，目前市場上的充電器主要是工頻變壓器式充電器和開關(guān)電源式充電器兩種，工頻變壓器式充電器電路簡單，但體積較大，效率低；開關(guān)電源式充電器體積小，效率高，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜生產(chǎn)成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提供一種電動(dòng)車充電器，其電路結(jié)構(gòu)簡單，能在滿足充電要求的基礎(chǔ)上，降低制造成本。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種電動(dòng)車充電器包括對(duì)蓄電池充電的充電單兀、對(duì)蓄電池放電的放電單元、對(duì)蓄電池的端電壓信號(hào)進(jìn)行濾波的信號(hào)濾波單元、根據(jù)信號(hào)濾波單元輸出的信號(hào)控制充電單元和放電單元停止工作的停機(jī)控制單元，以及為電動(dòng)車充電器提供工作電源的穩(wěn)壓電源；
[0005]其特征是，所述的充電單元為一單相半波可控硅整流電路，它包括第一單相可控硅SCR2和觸發(fā)電路，第一單相可控硅的陽極接市電的火線，第一單相可控硅的陰極接蓄電池E的正極，蓄電池的負(fù)極接市電的零線；觸發(fā)電路在市電的正半周向第一單相可控硅的控制極輸送觸發(fā)脈沖信號(hào)，使第一單相可控硅輸出合適的充電電壓；所述的放電單元在市電的負(fù)半周對(duì)蓄電池放電；
[0006]所述的觸發(fā)電路為一單結(jié)晶體管自振蕩電路，它包括單結(jié)晶體管T2、脈沖變壓器B2 ;單結(jié)晶體管的發(fā)射極分別通過電容C21接地和通過電阻R23接受來自市電的同步信號(hào)，單結(jié)晶體管的第二基極通過電阻R22接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，單結(jié)晶體管的第一基極接脈沖變壓器的初級(jí)線圈一端，脈沖變壓器的初級(jí)線圈另一端接地，脈沖變壓器的次級(jí)線圈兩端分別與第一單相可控硅SCR2的控制極和陰極連接；
[0007]所述的停機(jī)控制單元由型號(hào)為NE555的時(shí)基集成電路IC3，電阻R31-R33、電容C3組成，時(shí)基集成電路IC3的引腳6分別通過電阻R31接電容C6的正極和通過電阻R32接時(shí)基集成電路IC3的引腳2，時(shí)基集成電路IC3的引腳2通過電阻R33接地；時(shí)基集成電路IC3的引腳7為充電停止信號(hào)輸出端，與單結(jié)晶體管的發(fā)射極相連接，時(shí)基集成電路IC3的引腳3為放電停止信號(hào)輸出端；時(shí)基集成電路IC3的引腳8、4接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，時(shí)基集成電路IC3的引腳5通過電容C3接地；
[0008]所述的放電單元包括施密特觸發(fā)器、放電脈沖形成電路和功放電路；
[0009]所述的施密特觸發(fā)器中各元件的連接關(guān)系為，時(shí)基集成電路IC4的引腳6分別通過電阻R41接電容C6的正極和通過電阻R42接時(shí)基集成電路IC4的引腳2，時(shí)基集成電路IC4的引腳2通過電阻R53接地；時(shí)基集成電路IC4的引腳7為放電控制信號(hào)輸出端；時(shí)基集成電路IC4的引腳8、4接時(shí)基集成電路IC3的引腳3，時(shí)基集成電路IC4的引腳5通過電容C4接地；
[0010]所述的放電脈沖形成電路中各元件的連接關(guān)系為，第二單相可控硅SCR5的陽極通過光耦GRl的發(fā)光二極管、電阻R52接零線，第二單相可控硅SCR5的陽極接火線，第二單相可控硅SCR5的陽極依次通過電容C5、電阻R51、二極管D51接零線，第二單相可控硅SCR5的控制極通過觸發(fā)二極管D52接電容C5與電阻R51之間的節(jié)點(diǎn)；光耦GRl的光敏三極管輸出放電脈沖信號(hào)；
[0011]所述的功放電路中各元件的連接關(guān)系為，三極管T51的基極通過光耦GRl的光敏三極管、電阻R53接時(shí)基集成電路IC4的引腳7，三極管T51的基極通過電阻R54接蓄電池的正極，三極管T51的發(fā)射極接蓄電池的正極，三極管T51的集電極分別通過電阻R55接地和通過電阻R56接三極管T52的基極，三極管T52的集電極通過電阻R57接蓄電池的正極。
[0012]本實(shí)用新型采用在市電正半周期間對(duì)蓄電池充電在市電負(fù)半周期間對(duì)蓄電池放電的技術(shù)方案，能可靠地防止充電與放電的動(dòng)作同時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象；可控硅所輸出的電壓是通過改變導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)的，與開關(guān)電源式調(diào)壓相比，可控硅上的功率損耗比開關(guān)電源中的開關(guān)管要低得多；同時(shí)可控硅整流電路所用的元件較少，除了可降低材料成本外還降低了故障率。與工頻變壓器式充電器相比，采用可控硅對(duì)蓄電池充電可大大縮小充電器的體積，同時(shí)可省去硅鋼片和漆包線材料的使用。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡單并且能滿足對(duì)蓄電池充電的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的電路原理方框圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0016]一種電動(dòng)車充電器包括對(duì)蓄電池充電的充電單元、對(duì)蓄電池放電的放電單元、在蓄電池充足電后使充電單元和放電單元停止工作的停機(jī)控制單元、對(duì)蓄電池端電壓信號(hào)進(jìn)行濾波的信號(hào)濾波單元以及為電動(dòng)車充電器提供工作電源的穩(wěn)壓電源。
[0017]所述的充電單元為一單相半波可控硅整流電路，它包括第一單相可控硅SCR2和觸發(fā)電路，第一單相可控硅的陽極接市電的火線，第一單相可控硅的陰極接蓄電池E的正極，蓄電池的負(fù)極接市電的零線；市電的零線與充電器電路中的地相聯(lián)接。
[0018]所述的觸發(fā)電路為一單結(jié)晶體管自振蕩電路，它包括單結(jié)晶體管T2、變壓器B1、脈沖變壓器B2 ;變壓器BI的初級(jí)線圈與市電連接，其次級(jí)線圈的一端通過依次串聯(lián)的二極管D21、電阻R21、穩(wěn)壓二極管DW2接地，在穩(wěn)壓二極管DW2上形成同步信號(hào)，單結(jié)晶體管的發(fā)射極分別通過電容C21接地和通過電阻R23接穩(wěn)壓二極管DW2的陰極，單結(jié)晶體管的第二基極通過電阻R22接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，單結(jié)晶體管的第一基極接脈沖變壓器的初級(jí)線圈一端，脈沖變壓器的初級(jí)線圈另一端接地，脈沖變壓器的次級(jí)線圈兩端分別與第一單相可控硅SCR2的控制極和陰極連接，脈沖變壓器的次級(jí)線圈輸出的脈沖信號(hào)觸發(fā)第一單相可控硅SCR2導(dǎo)通；電阻R23和電容C21構(gòu)成一充電回路，當(dāng)電容C21上的電壓升至一定值時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通在脈沖變壓器上產(chǎn)生脈沖，阻值可改變第一單相可控硅的導(dǎo)通角，從而改變第一單相可控娃輸出的電壓。
[0019]可控硅所輸出的電壓是通過改變導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)的，與開關(guān)電源式調(diào)壓相比，可控硅上的功率損耗比開關(guān)電源中的開關(guān)管要低得多；同時(shí)可控硅整流電路所用的元件較少，除了可降低材料成本外還降低了故障率。與工頻變壓器式充電器相比，采用可控硅對(duì)蓄電池充電可大大縮小充電器的體積，同時(shí)可省去硅鋼片和漆包線材料的使用。
[0020]所述的停機(jī)控制單元為一施密特觸發(fā)器，它由型號(hào)為NE555的時(shí)基集成電路IC3，電阻R31-R33、電容C3組成，時(shí)基集成電路IC3的引腳6分別通過電阻R31接電容C6的正極和通過電阻R32接時(shí)基集成電路IC3的引腳2，時(shí)基集成電路IC3的引腳2通過電阻R33接地；時(shí)基集成電路IC3的引腳7為充電停止信號(hào)輸出端，與單結(jié)晶體管的發(fā)射極相連接，時(shí)基集成電路IC3的引腳3為放電停止信號(hào)輸出端；時(shí)基集成電路IC3的引腳8、4接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，時(shí)基集成電路IC3的引腳5通過電容C3接地；
[0021]電容C6上的電壓對(duì)應(yīng)于蓄電池的端電壓，電阻R31-R33組成一分壓電路對(duì)蓄電池的端電壓進(jìn)行分壓，在時(shí)基集成電路IC3的引腳6上形成的電壓略高于引腳2形成的電壓，兩者的電壓差為施密特觸發(fā)器的回差電壓，當(dāng)蓄電池充足電后其端電壓應(yīng)升至規(guī)定的值，時(shí)基集成電路IC3的引腳6上的電壓大于基準(zhǔn)電壓(基準(zhǔn)電壓由時(shí)基集成電路自動(dòng)產(chǎn)生，它與時(shí)基集成電路的工作電壓成正比關(guān)系)，這時(shí)時(shí)基集成電路IC3的引腳3的電平由高翻轉(zhuǎn)為低，使放電單元停止對(duì)蓄電池的放電；而時(shí)基集成電路IC3的引腳7由對(duì)地的截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?duì)地的導(dǎo)通狀態(tài)，使觸發(fā)電路中單結(jié)晶體管的發(fā)射極對(duì)地短路，觸發(fā)電路停止振蕩無觸發(fā)脈沖信號(hào)輸出，從而使充電單元停止向蓄電池充電。采用施密特觸發(fā)器對(duì)蓄電池的端電壓進(jìn)行比較判別，可防止因蓄電池的端電壓的波動(dòng)而使輸出信號(hào)抖動(dòng)。
[0022]所述的放電單元包括由型號(hào)為NE555的時(shí)基集成電路IC4、電阻R41-R43、電容C4組成的施密特觸發(fā)器，由第二單相可控硅SCR5、觸發(fā)二極管D52、光耦GR1、電阻R51-R52、電容C5組成的放電脈沖形成電路，由三極管T51-T52、電阻R53-R57組成的功放電路；
[0023]所述的施密特觸發(fā)器中各元件的連接關(guān)系為，時(shí)基集成電路IC4的引腳6分別通過電阻R41接電容C6的正極和通過電阻R42接時(shí)基集成電路IC4的引腳2，時(shí)基集成電路IC4的引腳2通過電阻R53接地；時(shí)基集成電路IC4的引腳7為放電控制信號(hào)輸出端；時(shí)基集成電路IC4的引腳8、4接時(shí)基集成電路IC3的引腳3，時(shí)基集成電路IC4的引腳5通過電容C4接地；
[0024]所述的放電脈沖形成電路中各元件的連接關(guān)系為，第二單相可控硅SCR5的陽極通過光耦GRl的發(fā)光二極管、電阻R52接零線，第二單相可控硅SCR5的陽極接火線，第二單相可控硅SCR5的陽極依次通過電容C5、電阻R51、二極管D51接零線，第二單相可控硅SCR5的控制極通過觸發(fā)二極管D52接電容C5與電阻R51之間的節(jié)點(diǎn)；光耦GRl的光敏三極管輸出放電脈沖信號(hào)；
[0025]所述的功放電路中各元件的連接關(guān)系為，三極管T51的基極通過光耦GRl的光敏三極管、電阻R53接時(shí)基集成電路IC4的引腳7，三極管T51的基極通過電阻R54接蓄電池的正極，三極管T51的發(fā)射極接蓄電池的正極，三極管T51的集電極分別通過電阻R55接地和通過電阻R56接三極管T52的基極，三極管T52的集電極通過電阻R57接蓄電池的正極；
[0026]放電單元的工作原理是，所述的施密特觸發(fā)器檢測蓄電池的端電壓，當(dāng)端電壓大于放電規(guī)定電壓時(shí)時(shí)基集成電路IC4的引腳7由對(duì)地的截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?duì)地的導(dǎo)通狀態(tài)，構(gòu)成三極管T51導(dǎo)通條件之一；當(dāng)輸入的交流電壓為負(fù)半周時(shí)第二單相可控硅SCR5導(dǎo)通，光耦GRl的發(fā)光二極管有電流通過，光敏三極管導(dǎo)通，構(gòu)成三極管T51導(dǎo)通條件之二 ；通過選擇電容C5、電阻R51的值可選擇第二單相可控硅SCR5的導(dǎo)通角即光敏三極管輸出的脈沖寬度；三極管T51的兩個(gè)導(dǎo)通條件具備時(shí)，三極管T51才能導(dǎo)通對(duì)蓄電池進(jìn)行放電。
[0027]所述的穩(wěn)壓電源包括變壓器B1、二極管D11-D12、集成穩(wěn)壓電路ICl、電解電容C11-C12;其連接關(guān)系為，變壓器BI初級(jí)線圈接市電，變壓器BI的次級(jí)線圈的兩端分別通過二極管Dll和二極管D12接集成穩(wěn)壓電路ICl的引腳1，變壓器BI的中心抽頭接地，集成穩(wěn)壓電路ICl的引腳I和引腳3分別通過電解電容Cll和電解電容C12接地，集成穩(wěn)壓電路ICl的引腳2接地，集成穩(wěn)壓電路ICl的引腳3為穩(wěn)壓電源的正極Vdd，集成穩(wěn)壓電路ICl的型號(hào)為7809。采用穩(wěn)壓電源向時(shí)基集成電路供電可保證時(shí)基集成電路對(duì)蓄電池端電壓的檢測精度，從而能及時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行放電操作和停機(jī)操作，在使蓄電池充足電的同時(shí)避免過充電。
[0028]所述蓄電池的端電壓的信號(hào)濾波單元由電阻R6和電解電容C6組成，對(duì)蓄電池端電壓進(jìn)行濾波，電阻R6的一端接蓄電池正極,其另一端通過電解電容C6接地，電解電容C6的正極為信號(hào)濾波單元的輸出端。
[0029]為提示充電器的運(yùn)行狀態(tài)，在時(shí)基集成電路IC3的引腳3與穩(wěn)壓電源正極之間串接有電阻R34、發(fā)光二極管LED1，在時(shí)基集成電路IC3的引腳3與地之間串接有電阻R35、發(fā)光二極管LED2 ;時(shí)基集成電路IC3的引腳3為高電平時(shí)發(fā)光二極管LED2亮，表示在充電中；時(shí)基集成電路IC3的引腳3為低電平時(shí)發(fā)光二極管LEDl亮，表示在充電結(jié)束。
[0030]本電動(dòng)車充電器的工作原理是，當(dāng)市電為正半周時(shí)，觸發(fā)電路向第一單相可控硅的控制極輸送觸發(fā)脈沖，改變觸發(fā)電路中電阻R23的阻值可改變第一單相可控硅的導(dǎo)通角，使充電單兀輸出合適的電壓對(duì)蓄電池進(jìn)行第一階段充電；
[0031]當(dāng)蓄電池的端電壓升至其標(biāo)稱電壓的1.2倍(即放電電壓的設(shè)定值)時(shí)進(jìn)行第二階段充電；在該階段，當(dāng)市電為負(fù)半周時(shí)有放電脈沖加入對(duì)蓄電池進(jìn)行短暫放電，其作用是對(duì)蓄電池的極板去極化以增加極板的接受能力，降低充電溫度，提高蓄電池的充電容量，以及延長蓄電池的使用壽命。放電單元中的施密特觸發(fā)器對(duì)蓄電池的端電壓進(jìn)行判別，當(dāng)蓄電池的端電壓大于或等于放電電壓的設(shè)定值時(shí)施密特觸發(fā)器中的時(shí)基集成電路IC4的引腳7由對(duì)地的截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?duì)地的導(dǎo)通狀態(tài)，使放電單元中的功放電路對(duì)蓄電池放電；改變功放電路中的電阻R57的阻值可改變放電電流的大??；放電脈沖的寬度可通過調(diào)整放電脈沖形成電路中的電阻R51阻值來確定；
[0032]當(dāng)蓄電池的端電壓升至其標(biāo)稱電壓的1.38倍(即充電結(jié)束電壓的設(shè)定值)時(shí)，充電單元和放電單元停止工作；停機(jī)控制單元中的施密特觸發(fā)器對(duì)蓄電池的端電壓進(jìn)行判別，當(dāng)蓄電池的端電壓大于或等于充電結(jié)束電壓的設(shè)定值時(shí):1、時(shí)基集成電路IC3的引腳7由對(duì)地的截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?duì)地的導(dǎo)通狀態(tài)，使觸發(fā)電路中的電容C21上的電壓為零，觸發(fā)電路無觸發(fā)脈沖輸出，第一單相可控硅處于截止?fàn)顟B(tài)；2、時(shí)基集成電路IC3的引腳3由高電平變?yōu)榈碗娖剑狗烹妴卧袝r(shí)基集成電路IC4的引腳8 (時(shí)基集成電路的工作電源輸入端)無電壓供給，時(shí)基集成電路IC4的引腳7對(duì)地為截止?fàn)顟B(tài)，放電單元無放電脈沖輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車充電器，包括對(duì)蓄電池充電的充電單元、對(duì)蓄電池放電的放電單元、對(duì)蓄電池的端電壓信號(hào)進(jìn)行濾波的信號(hào)濾波單元、根據(jù)信號(hào)濾波單元輸出的信號(hào)控制充電單元和放電單元停止工作的停機(jī)控制單元，以及為電動(dòng)車充電器提供工作電源的穩(wěn)壓電源； 其特征是，所述的充電單元為一單相半波可控硅整流電路，它包括第一單相可控硅SCR2和觸發(fā)電路，第一單相可控硅的陽極接市電的火線，第一單相可控硅的陰極接蓄電池E的正極，蓄電池的負(fù)極接市電的零線；觸發(fā)電路在市電的正半周向第一單相可控硅的控制極輸送觸發(fā)脈沖信號(hào)，使第一單相可控硅輸出合適的充電電壓；所述的放電單元在市電的負(fù)半周對(duì)蓄電池放電； 所述的觸發(fā)電路為一單結(jié)晶體管自振蕩電路，它包括單結(jié)晶體管T2、脈沖變壓器B2 ；單結(jié)晶體管的發(fā)射極分別通過電容C21接地和通過電阻R23接受來自市電的同步信號(hào)，單結(jié)晶體管的第二基極通過電阻R22接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，單結(jié)晶體管的第一基極接脈沖變壓器的初級(jí)線圈一端，脈沖變壓器的初級(jí)線圈另一端接地，脈沖變壓器的次級(jí)線圈兩端分別與第一單相可控硅SCR2的控制極和陰極連接； 所述的停機(jī)控制單元由型號(hào)為NE555的時(shí)基集成電路IC3，電阻R31-R33、電容C3組成，時(shí)基集成電路IC3的引腳6分別通過電阻R31接電容C6的正極和通過電阻R32接時(shí)基集成電路IC3的引腳2，時(shí)基集成電路IC3的引腳2通過電阻R33接地；時(shí)基集成電路IC3的引腳7為充電停止信號(hào)輸出端，與單結(jié)晶體管的發(fā)射極相連接，時(shí)基集成電路IC3的引腳3為放電停止信號(hào)輸出端；時(shí)基集成電路IC3的引腳8、4接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，時(shí)基集成電路IC3的引腳5通過電容C3接地； 所述的放電單元包括施密特觸發(fā)器、放電脈沖形成電路和功放電路； 所述的施密特觸發(fā)器中各元件的連接關(guān)系為，時(shí)基集成電路IC4的引腳6分別通過電阻R41接電容C6的正極和通過電阻R42接時(shí)基集成電路IC4的引腳2，時(shí)基集成電路IC4的引腳2通過電阻R53接地；時(shí)基集成電路IC4的引腳7為放電控制信號(hào)輸出端；時(shí)基集成電路IC4的引腳8、4接時(shí)基集成電路IC3的引腳3，時(shí)基集成電路IC4的引腳5通過電容C4接地； 所述的放電脈沖形成電路中各元件的連接關(guān)系為，第二單相可控硅SCR5的陽極通過光耦GRl的發(fā)光二極管、電阻R52接零線，第二單相可控硅SCR5的陽極接火線，第二單相可控硅SCR5的陽極依次通過電容C5、電阻R51、二極管D51接零線，第二單相可控硅SCR5的控制極通過觸發(fā)二極管D52接電容C5與電阻R51之間的節(jié)點(diǎn)；光耦GRl的光敏三極管輸出放電脈沖信號(hào)； 所述的功放電路中各元件的連接關(guān)系為，三極管T51的基極通過光耦GRl的光敏三極管、電阻R53接時(shí)基集成電路IC4的引腳7，三極管T51的基極通過電阻R54接蓄電池的正極，三極管T51的發(fā)射極接蓄電池的正極，三極管T51的集電極分別通過電阻R55接地和通過電阻R56接三極管T52的基極，三極管T52的集電極通過電阻R57接蓄電池的正極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車充電器，其特征是，所述的信號(hào)濾波單元由電阻R6和電解電容C6組成，電阻R6的一端接蓄電池正極，其另一端通過電解電容C6接地，電解電容C6的正極為信號(hào)濾波單元的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車充電器，其特征是，在時(shí)基集成電路IC3的引腳3與穩(wěn)壓電源正極之間串接有電阻R34、發(fā)光二極管LEDl，在時(shí)基集成電路IC3的引腳3與地之間 串接有電阻R35、發(fā)光二極管LED2。
【文檔編號(hào)】H02J7/10GK203984068SQ201420470881
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】高玉琴 申請(qǐng)人:高玉琴