一种普通充电器制作的智能脉正负脉冲式电动车充电器
正负脉冲充电器的设计
正负脉冲充电器的设计陈志前Design of a positive and negative pulse chargerZhiqian chen摘要：本介绍了脉冲充电器的原理，以及通过单片机的控制实现对蓄电池进行智能脉冲充电的设计方法。
关键词：铅酸蓄电池，正负脉冲，充电。
Summary：This introduces the principle of pulse charger, and through the single chip microcomputer control to realize intelligent battery charging the design method of the pulse。
Key words: lead-acid storage battery，positive and negative pulse，charge1、概述，随着人们对环境污染的日益重视，铅酸蓄电池由于制造成本低、容量大、成本低等优点，在人们的日常生活中已经是一个非常常见的储能方式了，常见的如我们风光互补发电系统的储能部分大部分就是采用铅酸蓄电池；我们日常的代步工具——电动自行车，它的能源也是来源于铅酸蓄电池。
但是在蓄电池的使用中，由于使用方法的不同，对蓄电池的使用寿命也产生很大的影响。
充电方式的选择就是其中主要因素。
目前我们主要的蓄电池充电方式有恒压限流、恒流充电以及快速充电法等几种。
这几种常见充电方法在现实的应用中各有优缺点。
正负脉冲充电器的就是我们常用一种充电器。
在这里我们着重介绍正负脉冲充电器的工作原理。
2、脉冲充电的原理美国科学家马斯对蓄电池的充电过程的出气问题作了大量的直言和研究工作，提出了以最低出气率为前提的蓄电池可接受的充电电流曲线，在充电过程中，只要充电电流不超过蓄电池的可接受的电流，蓄电池内部就不会产生大量的气泡。
常规的三段式充电在充电初期，充电电流远小于蓄电池的可接受充电电流，因而充电时间较长，充电过程后期，充电电流有大于蓄电池的可接受电流，因而蓄电池内部会产生大量的气泡，如果在整个充电过程中能使用实际充电电流始终等于会接近于蓄电池可接受的充电电流进行充电，，却是可以大大加快充电速度，然而，充电过程中蓄电池产生的极化电压会阻碍本身的充电。
正负脉冲型电动车智能充电器的设计
１ 系统硬 件 设计
本方案 电路主要分 为三个部 分 ， 分别为 电源 电路部分 、 单片机系统电路部分 和正负 脉冲控制 电路部 分。如 图 １ 所
示， 图中 ５ Ｖ电源 电路 为单 片机 供 电， 单 片机 通过控 制 正负
１ ． ２ 正负脉 冲控制电路 普 通充电方式在 充电过 程中温 升较大 ， 容 易产生 析气 ，
有效地防止因极性不 同而发生 的故障 ， 并 且可以强制进 入浮
图１ 正负脉冲型电动车智能充电器 电路框 图
ｒ］
充阶段 ， 但是多采用晶 闸管或继 电器进行控 制 ， 晶 闸管对 电
网有影响 ， 继电器控 制直 流 电灭弧 困难 ， 有 安全 隐患。 （ ３ ）
脉冲充 电器 ， 将 三段式 充电器中的恒压阶段改为脉冲式 充电 方式 ， 但仅仅 是正脉冲。这 在一定程度上解决 了充 电过 程中 温升高的问题 ， 同时充电效率 有所 提高 ， 但是 仅仅依靠 正脉
山西 电子技 术 ２ ０ １ ３年 第 １期
文章编 号 ： １ ６ ７ ４ ． ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ １ ８ － ０ ２
应 用 实 践
正 负脉 冲 型 电动 车 智 能 充 电器 的设计 木
王 斌 ，赵 卉 ，孔令 强 ，巫 灵珊 ，朱金 荣
如图 ２所 示 ， 变压 器输 出的交 流信 号 经过续 流 二极 管
Ｄ１ ８整流 和 电 容 ６ ＂ ２ ０滤 波输 出约 １ ２ Ｖ 的直 流 电压 Ｖ Ｃ Ｃ １ ，
外， 目前普通充电器定 时一般采 用定时芯 片 ， 增 加 了额 外成
本 。本文 中直接在单 片机 中定 时 ， 时间 到则发 出信号 ， 强制 进 入浮充 阶段 ， 再过一定时 间后 单 片机发 出信号 ， 控 制 ＭＯ Ｓ
DZ-PFC1208A正负脉冲电动车充电器的原理
DZC系列智能型充电器使用说明书一：简介DZC系列正负脉冲充电器是我们公司目前一款比较先进的智能型充电器，它一改传统充电器的充电模式，由公司自行开发的电源管理专用芯片DFY-7168控制充电器的各种状态，具有脉冲充电与脉冲放电(俗称负脉冲)，环境温度检测，定时等功能，可以根据环境温度的变化来确定充电电压，半恒流充电，确保电池在微析气的状态下充电，具体以环境温度在25℃时为基础临界点，环境温度每上升1℃每个单体的浮充电压就下降4mV,那么一个由6个单体蓄电池串联成的12V蓄电池,25℃时的浮充电压是13.5V。
当环境温度降为0℃时，浮充电压就上升为14.1V；而当环境温度上升为40℃时，浮充电压就下降为13.14V。
我们日常使用的蓄电池不可能长期在25℃的环境下工作，使用同一模式对蓄电池充电是不完善的。
而采用我们以上这种方式对蓄电池充电将有利于提高蓄电池的日常使用中可靠性，从而大大提高了蓄电池的使用寿命。
二：技术参数1；输入电压AC95V-265V 50Hz-~60Hz2：最大功耗0.15-0.18KW3：输出电压24V/12V（阶段自适应）4；输出电流最大8A（按产品要求）5：充电时间蓄电池深度放电80﹪时，全程充电9-11小时 6；体积 230×120×86 195×110×657：重量 1.5Kg三:操作充电时，只要将蓄电池和充电器插件连接，开通电源(输入电压应与铭牌标称范围一致,否则不能开机)，本机可自动检测待充蓄电池现存电量和环境温度，根据待充蓄电池不同的放电量进行充电，蓄电池充足后自动关闭充电系统，无论蓄电池极性接反或输出端短路或开路，充电器均无电流输出，防止操作人员的误操作而导致充电器或蓄电池损坏。
无须人员值守。
DZC系列产品参数：。
智能脉冲充电器介绍
48V 10-14Ah智能正负脉冲充电器性能介绍基本参数：输入交流电压185-240V AC 50Hz正脉冲充电电流 2.5A+-0.15A负脉冲放电电流 2.4A+-0.2A （电池电压为56V时）负脉冲占比 2.8%快速充电平均充电电流 2.05A +-0.1A最高充电电压59V+-1% 25摄氏度浮充电电压55.55V+-1% 25摄氏度技术特点：以高效快速响应开关电源为基础，配以单片微电脑全程监测和控制，采用各种配比的正负脉冲对电池进行充电，提高电池受电率并大大降低电池失水率。
通过独创的过程电压曲线监视分析技术，可以早期发现异常温升等非正常情况，完全防止电池充热充鼓，且能够正常判停缺格电池。
内置进风口温度检测，对充电电压进行温度补偿，保证冬季充足，夏季不充过。
充电状态及描述：1.接入电池初期检测：充电器首先检测电池电压，确定电池电压在可充电范围内（39V-58V），否则指示电池电压错误。
2.过放电电池预充电：电池接入后，如果电压在39V-47V之见，充电器先对电池进行短脉冲预充电（平均有效电流0.5A），此时指示灯为红色慢闪，直到电压达到47V以上为止。
3.全电流预充电检测：充电器对电池进行为时5秒的全电流连续充电，通过这个过程判断电池的可充电性以及是否为充满的电池，此过程指示灯为红灯常亮。
如果是充满电的电池，此过程只相当于浮充。
4.正负脉冲快速充电：当之前检测及预充电通过后，充电器进入正负脉冲快速充电阶段，此时指示灯为红色快速闪烁。
快速充电阶段每三分钟为一个小充电区间，之见将会进行为时10秒的电池状态检测，此时指示灯橙色常亮。
检测阶段将会判断电池是否充满，同时会记录电池当前电压并和之前多组电压数据进行比对（即电压曲线监视）。
当判断电池已经充满或者电压曲线监视发现电池将要发生热失控时，则立刻停止快速充电状态。
另外，当快速充电时间超过约10小时，也会强制退出快速充电状态，超时退出后也会进入浮充状态，但是指示灯为绿色橙色交替慢闪。
正负脉冲充电器原理
正负脉冲充电器原理
正负脉冲充电器是一种电子设备，根据变压器的原理来工作。
它主要由变压器、整流器和滤波器三部分组成。
首先，正负脉冲充电器中的变压器起到了降压的作用。
变压器有两个线圈，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。
通过改变高压线圈与低压线圈的匝数比，可以实现不同电压的输出。
其次，整流器用来将变压器输出的交流电转换成直流电。
在正负脉冲充电器中，常用的整流器是单相整流桥。
整流桥由四个二极管组成，可以将交流电的负半周期和正半周期分别变为单向导通。
最后，滤波器用来削弱或去除直流电中的脉动成分。
在正负脉冲充电器中，常用的滤波器是电容滤波器。
电容滤波器通过连接一个电容器，可以将直流电中的脉动电压削弱到一定程度。
总体来说，正负脉冲充电器通过变压器将输入电压降低并转换为特定电压的交流电，然后经过整流器将交流电转换为直流电，最后通过滤波器去除直流电中的脉动成分。
这样就实现了对电池或其他装置的充电。
不同规格的正负脉冲充电器可以根据需要调整变压器的参数以适应不同的充电需求。
智能脉冲充电器介绍
48V 10-14Ah智能正负脉冲充电器性能介绍基本参数：输入交流电压185-240V AC 50Hz正脉冲充电电流 2.5A+-0.15A负脉冲放电电流 2.4A+-0.2A （电池电压为56V时）负脉冲占比 2.8%快速充电平均充电电流 2.05A +-0.1A最高充电电压59V+-1% 25摄氏度浮充电电压55.55V+-1% 25摄氏度技术特点：以高效快速响应开关电源为基础，配以单片微电脑全程监测和控制，采用各种配比的正负脉冲对电池进行充电，提高电池受电率并大大降低电池失水率。
通过独创的过程电压曲线监视分析技术，可以早期发现异常温升等非正常情况，完全防止电池充热充鼓，且能够正常判停缺格电池。
内置进风口温度检测，对充电电压进行温度补偿，保证冬季充足，夏季不充过。
充电状态及描述：1.接入电池初期检测：充电器首先检测电池电压，确定电池电压在可充电范围内（39V-58V），否则指示电池电压错误。
2.过放电电池预充电：电池接入后，如果电压在39V-47V之见，充电器先对电池进行短脉冲预充电（平均有效电流0.5A），此时指示灯为红色慢闪，直到电压达到47V以上为止。
3.全电流预充电检测：充电器对电池进行为时5秒的全电流连续充电，通过这个过程判断电池的可充电性以及是否为充满的电池，此过程指示灯为红灯常亮。
如果是充满电的电池，此过程只相当于浮充。
4.正负脉冲快速充电：当之前检测及预充电通过后，充电器进入正负脉冲快速充电阶段，此时指示灯为红色快速闪烁。
快速充电阶段每三分钟为一个小充电区间，之见将会进行为时10秒的电池状态检测，此时指示灯橙色常亮。
检测阶段将会判断电池是否充满，同时会记录电池当前电压并和之前多组电压数据进行比对（即电压曲线监视）。
当判断电池已经充满或者电压曲线监视发现电池将要发生热失控时，则立刻停止快速充电状态。
另外，当快速充电时间超过约10小时，也会强制退出快速充电状态，超时退出后也会进入浮充状态，但是指示灯为绿色橙色交替慢闪。
正负脉冲充电器
正负脉冲充电器近年来，铅酸蓄电池由于其制造成本低、容量大，价格低廉而受到了广泛的使用。
但若使用不当，其寿命将大大缩短，影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，充电方式就是其中一个主要因素。
随着人们对快速充电理论的研究不断深入，电力电子技术应用的日益广泛，铅酸蓄电池快速充电技术也有了进一步改进及进入实用阶段的条件和可能。
这里所介绍的铅酸蓄电池快速充电电路以马斯三定律为理论基础，一方面加快了蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，提高了充电速度；另一方面保证了蓄电池负极能及时的吸收正极所产生的氧气，避免了电池的极化现象。
较好地实现了铅酸蓄电池的快速充电与去除极化，延长了电池的使用寿命。
快速充电原理理论和实践证明蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程，一般来说充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降，不可能自动按恒流或者恒压充电。
而且充电过程中影响充电的因素很多，电解液浓、极板活性物的浓度和环境温度等的不同都会使充电产生很大的差异。
而且随着放电状态、使用和保存期的不同，即使相同型号容量的同类电池的充电也大不一样。
1972年，美国科学家马斯在第二届世界电动汽车年会上提出了著名的马斯三定律，根据马斯三定律，如图1所示，我们可以知道在充电过程中，当充电电流接近蓄电池固有的微量析气充电曲线时，适时地对电池进行反向大电流瞬间放电，能够除去正极板上的气体，并使氧气在负极板上被吸收，从而解决了电池在快速充电过程中的极化问题，这个过程还可以降低电池内部压力、温度、阻抗，减少能量的损耗，使电能更有效地转化为化学能并存储起来，提高了充电效率和蓄电池的充电接受能力，从而大大提高充电速度，缩短充电时间。
图1主电路设计电路的总体结构如图2所示，可分为四个部分：功率因数校正部分(PFC)、双正激变换充电部分、放电部分以及能量回馈部分。
功率因数校正部分由L1、Q1、C1、D1组成；双正激变换充电部分由C1、Q3、Q4、D3、D4、D5、D6、T1以及T2组成；放电部分则由Q2、T2组成；T2、D2和C1构成了能量反馈部分。
电动车充电器原理图
电动车充电器原理图电动车充电器原理图电动车充电器36V/48V电池充电器式开关电源充电器，具有恒流充电、充电电压监测防过充和涓流充电等功能。
6V(50Hz～60Hz)。
(2)输出电压：44.3V±0.3V。
输出电流(视电池容量不同)：1.8—2A。
若被充电池容量为12Ah，则充电时间约为9小时．充电效率约为示。
路、D1～D4整流、BT扼流、C3滤波后形成310V左右直流电压，经启动电阻R1、R2加至脉宽调制IC1(TL3842F)⑦脚，IC1起振，从⑥脚输出激励脉生感应电流经D5、R4回授给IC1⑦脚供电，使IC1建立稳定的振荡脉冲输出。
同时，在N3感生的电流经D7(BYW29)整流、C16滤波后输出44V±0.3V余电压为32V左右)时，将输出1.8A～2A的充电电流，在充电限流/恒流取样电阻R8(1.5Ω)上的压降大于(TC431)中2.5V基准比较电压，使V3 K极电位构成电压监测电路，以保证不过充。
由于开始充电时，被充电池电压较低，而且在R18上的恒流充电电压降较大，所以V5(TC431)的R端电压远低于2.其④、⑤脚间内阻呈高阻抗，使IC1②脚(误差放大器反相输入端)的电位较低；①脚电位保持不变，所以⑥脚保持输出脉宽较宽且较稳定的激励脉冲，使T 压(44V)时，由于V5的反馈作用．充电电流也有所下降，V5 R极取样电压高于2.5V，V5 K极电压立即下降，使IC2①、②脚间电压升高，④、⑤脚间内输出电流大大减小。
此时．因R18上的电流减小，压降变低，V3 K极电位升高，LED1熄灭；与此同时LED2因V5 K极电位降低而点亮，表示电池已充2小时)内随时都可取用电池。
输出。
直流电压，若无且BX未熔断，多数是电源电路(如L、D1～D4、RT等)有开路故障。
而BX熔断，可能为电源电路有短路情况或V1击穿所致。
原因就较多，如IC1未起振等．应查IC1的工作状态。
先查IC1⑦脚有无20V左右的电压、⑧脚有无5V基准电压；然后查其余各脚在空载情况下的电压C2④脚电压，在空载时②脚为3.8V、①脚为1V左右。
一种三段式加脉冲智能电动车充电器[实用新型专利]
![一种三段式加脉冲智能电动车充电器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0c3960ce58fb770bf68a5567.png)
专利名称：一种三段式加脉冲智能电动车充电器专利类型：实用新型专利
发明人：刘琼,蔡继宗,周明
申请号：CN201420602339.4
申请日：20141020
公开号：CN204118838U
公开日：
20150121
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种三段式加脉冲智能电动车充电器，包括电源开关转换、电源输出、单片机智能控制部分，场效应管Q3为正脉冲控制器件和反接保护控制器件，电池BT1正极经电阻R48和场效应管Q5到电池BT1负极形成放电回路，经单片机U1控制产生负脉冲。
本实用新型以传统三段式充电为基础，在恒压段加入温度补偿及正负脉冲充电控制，有效减少电池硫化及电池极化产生的热量，提高充电效率，延长电池使用寿命，充电器本身包含反接保护、温度补偿、过温保护、限时充电、LED报警、正负脉冲等功能，舍弃传统的运算放大器结构，所有功能由单片机U1控制完成，体积小、适用于大批量生产。
申请人：广州市江科电子有限公司
地址：510000 广东省广州市番禺区石壁街屏二村荔枝岗之二
国籍：CN
代理机构：北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：汤东凤
更多信息请下载全文后查看。
数字正负脉冲充电器优点
智能负脉冲充电器性能优点正负脉冲充电器采用单片机控制充电，电流是正负脉冲输出，专业用于铅酸电池除硫、除极化，产品应用范围宽广，修复效果明显。
特别适合个人用户、蓄电池发烧友或电池维修店作为铅酸电池进行去硫处理，去极化处理的充电器。
1、负脉冲充电器是专门针对消除铅酸电池的硫化和极化而设计的。
很多铅酸电池用久了，电量减小，大部分都是因为电池硫化和电池极板极化而导致的电量下降，除了部分是因为物理损伤没办法修复外，均可以使用该产品使电池得以修复，为用户节省支出。
2、本产品采用国外先进的负脉冲技术，有效地防止、抑制、消除电池的硫化、极化、使新电池容量稳定，通过使用此充电器可以使已极化、容量下降的旧电池容量恢复，可有效延长电池使用寿命2倍以上。
3、该产器采用嵌入式电脑技术，采样精确，实现对电瓶电压、电流与充电时间的变化率实时监测，根据电瓶内在物理、化学特性，实时调整充电、修复正负脉冲的周期和脉宽，达到消除硫化、极化，降低温度，减少失水，恢复电瓶储能能力，延长电瓶使用寿命。
4、安全设计，空载无输出，在电源安全规范的基础上，设有短路、过流、极性误接等全方位保护、实现自动监控、转换、关闭、启动等功能，使用更安全。
本充电模式，能极大地消除电池的极化电压，充电电流达到最大，效率高，功耗低，同等容量的电池充电时间最短，耗电量小。
5、本负脉冲充电器充电方式中的短暂放电有利于消除电池极板极化，抑制电解液温度，提高电池电荷能力．使电池在充电过程中不升温，无失水（其失水量极微，是普通三段式充电器失水率的１/6）从而使电池老化程度大为延慢，容量相对稳定，自然而然使电池寿命大大延长。
效益计算：电瓶的平均使用寿命约为15个月，更换一组20AH的电瓶要560元，电瓶每个月的损耗费就是560/15＝37元！使用该充电器使电瓶可至少多用30个月计算，用户在至少3年时间内少买2次电池，节省费用30×37元=1110元！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1, 充电曲线可以通过PC设置，（内置4种曲线，分别适合松下，天能等，再一种自定义）
2，采用dv/dt和测量环境温度计算大量析气电压方法双重判断失水，失水量是普通恒压限流充电器的6%～12％
分100多个阶梯，递减式减少占空比，根绝电池热失控现象。
5，带RS232接口，可联接电脑实时显示每次的充电曲线。（电池电压曲线、电流曲线，电池充电容量、和电池内阻）。
7, 温度独立监控。
8，控制方式可以无限升级（通过PC下载）
9, 可以升级为蓄电池专业的脉冲修复仪，放电曲线和容量测试仪。
电脑实时显示每次的测试曲线。（电池电压曲线、电流曲线，电池充电容量、和电池内 阻）。
电路见付图：
此主题相关图片如下：
此主题相关图片如下：
3，“伪恒压充电”的开路电压值满足下式：
gs=UCV=42.3+0.072(25℃－Ta) ，
浮充充电开路电压满足下式：
Uf=40.5+0.072(25℃－Ta)
式中：UCV为充电峰值电压
Uf为浮充电压
Ta为环境温Βιβλιοθήκη 4，带电池脉冲修复功能：可对电池进行修复。