一種電動車充電器的制造方法
【專利摘要】一種電動車充電器，包括對蓄電池充電的充電單元、對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半周對蓄電池放電；可控硅所輸出的電壓是通過改變導通角來實現(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，采用可控硅對蓄電池充電可大大縮小充電器的體積，同時可省去硅鋼片和漆包線材料的使用。本實用新型的電路結(jié)構(gòu)簡單并且能滿足對蓄電池充電的要求。
【專利說明】一種電動車充電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電動車充電器，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]電動車在使用過程中需要對其蓄電池進行充電，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。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提供一種電動車充電器，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]本實用新型的技術(shù)方案是，一種電動車充電器包括對蓄電池充電的充電單兀、對蓄電池放電的放電單元、對蓄電池的端電壓信號進行濾波的信號濾波單元、根據(jù)信號濾波單元輸出的信號控制充電單元和放電單元停止工作的停機控制單元，以及為電動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，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半周對蓄電池放電；
[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，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線圈一端，脈沖變壓器的初級線圈另一端接地，脈沖變壓器的次級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]所述的停機控制單元由型號為NE555的時基集成電路IC3，電阻R31-R33、電容C3組成，時基集成電路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接時基集成電路IC3的引腳2，時基集成電路IC3的引腳2通過電阻R33接地；時基集成電路IC3的引腳7為充電停止信號輸出端，與單結(jié)晶體管的發(fā)射極相連接，時基集成電路IC3的引腳3為放電停止信號輸出端；時基集成電路IC3的引腳8、4接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，時基集成電路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接時基集成電路IC4的引腳2，時基集成電路IC4的引腳2通過電阻R53接地；時基集成電路IC4的引腳7為放電控制信號輸出端；時基集成電路IC4的引腳8、4接時基集成電路IC3的引腳3，時基集成電路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；光耦GRl的光敏三極管輸出放電脈沖信號；
[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]本實用新型采用在市電正半周期間對蓄電池充電在市電負半周期間對蓄電池放電的技術(shù)方案，能可靠地防止充電與放電的動作同時發(fā)生的現(xiàn)象；可控硅所輸出的電壓是通過改變導通角來實現(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，采用可控硅對蓄電池充電可大大縮小充電器的體積，同時可省去硅鋼片和漆包線材料的使用。本實用新型的電路結(jié)構(gòu)簡單并且能滿足對蓄電池充電的要求。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0015]現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0016]一種電動車充電器包括對蓄電池充電的充電單元、對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控制單元、對蓄電池端電壓信號進行濾波的信號濾波單元以及為電動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的初級線圈與市電連接，其次級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，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線圈一端，脈沖變壓器的初級線圈另一端接地，脈沖變壓器的次級線圈兩端分別與第一單相可控硅SCR2的控制極和陰極連接，脈沖變壓器的次級線圈輸出的脈沖信號觸發(fā)第一單相可控硅SCR2導通；電阻R23和電容C21構(gòu)成一充電回路，當電容C21上的電壓升至一定值時，單結(jié)晶體管導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通角來實現(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，采用可控硅對蓄電池充電可大大縮小充電器的體積，同時可省去硅鋼片和漆包線材料的使用。
[0020]所述的停機控制單元為一施密特觸發(fā)器，它由型號為NE555的時基集成電路IC3，電阻R31-R33、電容C3組成，時基集成電路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接時基集成電路IC3的引腳2，時基集成電路IC3的引腳2通過電阻R33接地；時基集成電路IC3的引腳7為充電停止信號輸出端，與單結(jié)晶體管的發(fā)射極相連接，時基集成電路IC3的引腳3為放電停止信號輸出端；時基集成電路IC3的引腳8、4接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，時基集成電路IC3的引腳5通過電容C3接地；
[0021]電容C6上的電壓對應(yīng)于蓄電池的端電壓，電阻R31-R33組成一分壓電路對蓄電池的端電壓進行分壓，在時基集成電路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，當蓄電池充足電后其端電壓應(yīng)升至規(guī)定的值，時基集成電路IC3的引腳6上的電壓大于基準電壓(基準電壓由時基集成電路自動產(chǎn)生，它與時基集成電路的工作電壓成正比關(guān)系)，這時時基集成電路IC3的引腳3的電平由高翻轉(zhuǎn)為低，使放電單元停止對蓄電池的放電；而時基集成電路IC3的引腳7由對地的截止狀態(tài)變?yōu)閷Φ氐膶顟B(tài)，使觸發(fā)電路中單結(jié)晶體管的發(fā)射極對地短路，觸發(fā)電路停止振蕩無觸發(fā)脈沖信號輸出，從而使充電單元停止向蓄電池充電。采用施密特觸發(fā)器對蓄電池的端電壓進行比較判別，可防止因蓄電池的端電壓的波動而使輸出信號抖動。
[0022]所述的放電單元包括由型號為NE555的時基集成電路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接時基集成電路IC4的引腳2，時基集成電路IC4的引腳2通過電阻R53接地；時基集成電路IC4的引腳7為放電控制信號輸出端；時基集成電路IC4的引腳8、4接時基集成電路IC3的引腳3，時基集成電路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；光耦GRl的光敏三極管輸出放電脈沖信號；
[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，當端電壓大于放電規(guī)定電壓時時基集成電路IC4的引腳7由對地的截止狀態(tài)變?yōu)閷Φ氐膶顟B(tài)，構(gòu)成三極管T51導通條件之一；當輸入的交流電壓為負半周時第二單相可控硅SCR5導通，光耦GRl的發(fā)光二極管有電流通過，光敏三極管導通，構(gòu)成三極管T51導通條件之二 ；通過選擇電容C5、電阻R51的值可選擇第二單相可控硅SCR5的導通角即光敏三極管輸出的脈沖寬度；三極管T51的兩個導通條件具備時，三極管T51才能導通對蓄電池進行放電。
[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初級線圈接市電，變壓器BI的次級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的型號為7809。采用穩(wěn)壓電源向時基集成電路供電可保證時基集成電路對蓄電池端電壓的檢測精度，從而能及時對蓄電池進行放電操作和停機操作，在使蓄電池充足電的同時避免過充電。
[0028]所述蓄電池的端電壓的信號濾波單元由電阻R6和電解電容C6組成，對蓄電池端電壓進行濾波，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的正極為信號濾波單元的輸出端。
[0029]為提示充電器的運行狀態(tài)，在時基集成電路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 ;時基集成電路IC3的引腳3為高電平時發(fā)光二極管LED2亮，表示在充電中；時基集成電路IC3的引腳3為低電平時發(fā)光二極管LEDl亮，表示在充電結(jié)束。
[0030]本電動車充電器的工作原理是，當市電為正半周時，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通角，使充電單兀輸出合適的電壓對蓄電池進行第一階段充電；
[0031]當蓄電池的端電壓升至其標稱電壓的1.2倍(即放電電壓的設(shè)定值)時進行第二階段充電；在該階段，當市電為負半周時有放電脈沖加入對蓄電池進行短暫放電，其作用是對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)器對蓄電池的端電壓進行判別，當蓄電池的端電壓大于或等于放電電壓的設(shè)定值時施密特觸發(fā)器中的時基集成電路IC4的引腳7由對地的截止狀態(tài)變?yōu)閷Φ氐膶顟B(tài)，使放電單元中的功放電路對蓄電池放電；改變功放電路中的電阻R57的阻值可改變放電電流的大?。环烹娒}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]當蓄電池的端電壓升至其標稱電壓的1.38倍(即充電結(jié)束電壓的設(shè)定值)時，充電單元和放電單元停止工作；停機控制單元中的施密特觸發(fā)器對蓄電池的端電壓進行判別，當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:1、時基集成電路IC3的引腳7由對地的截止狀態(tài)變?yōu)閷Φ氐膶顟B(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狀態(tài)；2、時基集成電路IC3的引腳3由高電平變?yōu)榈碗娖?，使放電單元中時基集成電路IC4的引腳8 (時基集成電路的工作電源輸入端)無電壓供給，時基集成電路IC4的引腳7對地為截止狀態(tài)，放電單元無放電脈沖輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種電動車充電器，包括對蓄電池充電的充電單元、對蓄電池放電的放電單元、對蓄電池的端電壓信號進行濾波的信號濾波單元、根據(jù)信號濾波單元輸出的信號控制充電單元和放電單元停止工作的停機控制單元，以及為電動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，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半周對蓄電池放電； 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，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線圈一端，脈沖變壓器的初級線圈另一端接地，脈沖變壓器的次級線圈兩端分別與第一單相可控硅SCR2的控制極和陰極連接； 所述的停機控制單元由型號為NE555的時基集成電路IC3，電阻R31-R33、電容C3組成，時基集成電路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接時基集成電路IC3的引腳2，時基集成電路IC3的引腳2通過電阻R33接地；時基集成電路IC3的引腳7為充電停止信號輸出端，與單結(jié)晶體管的發(fā)射極相連接，時基集成電路IC3的引腳3為放電停止信號輸出端；時基集成電路IC3的引腳8、4接穩(wěn)壓電源的正極Vdd，時基集成電路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接時基集成電路IC4的引腳2，時基集成電路IC4的引腳2通過電阻R53接地；時基集成電路IC4的引腳7為放電控制信號輸出端；時基集成電路IC4的引腳8、4接時基集成電路IC3的引腳3，時基集成電路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；光耦GRl的光敏三極管輸出放電脈沖信號； 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所述的電動車充電器，其特征是，所述的信號濾波單元由電阻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的正極為信號濾波單元的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車充電器，其特征是，在時基集成電路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】H02J7/10GK203984068SQ201420470881
【公開日】2014年12月3日 申請日期: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 申請人:高玉琴