一種航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于為蓄電池進行充電的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]航空蓄電池有很多類型，例如鉛酸電池、鋅銀電池組、鎘鎳電池組等，電池的種類不同，要求的充電電壓、充電電流也各不相同，不僅要求可以為單體電池或電池組充電，還要求充電電壓可以從幾伏到一百伏變化。
[0003]用于為航空蓄電池進行充電的設(shè)備主體大多為開關(guān)電源，開關(guān)電源將市電轉(zhuǎn)換為直流電壓給電池組充電，充電設(shè)備在設(shè)計時要保證能給標稱最高電壓的電池組充電，這樣充電設(shè)備中的開關(guān)電源在輸出電壓一百伏時，開關(guān)電源的占空比(開關(guān)電源內(nèi)部功率開關(guān)器件導(dǎo)通時間占開關(guān)周期的百分比)達到最大值，在同一開關(guān)電源設(shè)備中其占空比越大轉(zhuǎn)換效率越高，此時充電設(shè)備工作于最高轉(zhuǎn)換效率點。但是，標稱電壓較低的電池組或單體電池要求的充電電壓較低，采用標稱值較高的充電設(shè)備給較低標稱電壓電池組或單體電池充電時，充電設(shè)備中開關(guān)電源的占空比減小，轉(zhuǎn)換效率降低。并且，較小的占空比使開關(guān)電源的輸出紋波大幅增加，開關(guān)電源的輸出紋波較大時采樣信號、控制信號的紋波也會增大，使開關(guān)電源的工作穩(wěn)定性變差。
[0004]為保證充電設(shè)備能適應(yīng)多種電池組充電和充電設(shè)備的工作穩(wěn)定性，傳統(tǒng)做法是為不同的電池組購置專用充電設(shè)備，這樣大大增加了充電設(shè)備數(shù)量和種類，增加了充電設(shè)備的采購成本。另外，在操作過程中，要求多種電池組和充電設(shè)備一一對應(yīng)，增加了人員管理成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，它能夠為多種標稱電壓的蓄電池進行充電，且充電效率較高。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0007]—種航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，包括開關(guān)電源，還包括設(shè)置在開關(guān)電源與蓄電池之間的控制電路，所述控制電路包括控制器、次級繞組匝數(shù)可調(diào)的高頻功率變壓器以及在控制器控制下用于改變高頻功率變壓器次級繞組匝數(shù)的驅(qū)動電路;所述高頻功率變壓器初級繞組的兩端連接開關(guān)電源拓撲的功率開關(guān)，高頻功率變壓器次級繞組的輸出端連接橋式整流電路;所述控制器的輸出端分別與開關(guān)電源和驅(qū)動電路的受控端連接。
[0008]上述航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，所述高頻功率變壓器的次級繞組包括若干串聯(lián)連接的小繞組，每個小繞組均設(shè)置有獨立的接線抽頭。
[0009]上述航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，所述驅(qū)動電路為由若干繼電器構(gòu)成的繼電器組，繼電器的數(shù)量與小繞組的數(shù)量相應(yīng);所述繼電器的常開觸點串聯(lián)連接在小繞組的獨立接線抽頭上，繼電器線圈的受控端連接控制器的輸出端。
[0010]上述航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，所述控制電路還包括連接在高頻功率變壓器輸出端與蓄電池之間的橋式整流電路。
[0011]上述航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，所述橋式整流電路與蓄電池之間還設(shè)置有LC濾波電路。
[0012]由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型所取得的技術(shù)進步效果如下。
[0013]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便且性能可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)為多種標稱電壓的蓄電池進行充電。當充電電壓較低時高頻功率變壓器的次級匝數(shù)少，充電電壓較高時高頻功率變壓器的次級匝數(shù)多，從而使開關(guān)電源始終工作在較高的占空比狀態(tài)下工作，實現(xiàn)了較高的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的電氣原理圖。
[0015]圖中各標號表示為:VC為開關(guān)電源拓撲的功率開關(guān)，BI為高頻功率變壓器，Nm為高頻功率變壓器的初級繞組，NI?Nn為高頻功率變壓器的次級小繞組，Jl?Jn為繼電器，J-VOl?J-VOn為控制器輸出信號，D1~D4為快恢復(fù)二極管，LI為濾波電感，Cl為濾波電容，BAT為待充電蓄電池。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0017]本實用新型的可調(diào)充電設(shè)備包括開關(guān)電源開關(guān)電源拓撲的功率開關(guān)VC和控制電路，開關(guān)電源的輸入端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接蓄電池?？刂齐娐返脑O(shè)置，用于根據(jù)蓄電池充電電壓的要求，改變輸出電壓，以滿足不同蓄電池的充電要求，達到一機多用的目的。
[0018]控制電路包括控制器、高頻功率變壓器以及驅(qū)動電路，高頻功率變壓器初級繞組的兩端連接開關(guān)電源的開關(guān)電源拓撲的功率開關(guān)，高頻功率變壓器次級繞組的輸出端連接橋式整流電路;控制器的輸出端分別與開關(guān)電源和驅(qū)動電路連接。高頻功率變壓器的次級繞組匝數(shù)通過驅(qū)動電路進行調(diào)節(jié)，驅(qū)動電路則在控制器控制下動作后改變高頻功率變壓器次級繞組的匝數(shù)，從而改變輸出電壓。
[0019 ]控制電路的高頻功率變壓器BI的初級繞組Nm兩端連接開關(guān)電源拓撲的功率開關(guān)，高頻功率變壓器BI的次級繞組包括若干串聯(lián)連接的小繞組NI?Nn，每個小繞組均設(shè)置有獨立的接線抽頭。
[0020]驅(qū)動電路為由若干繼電器Jl?Jn構(gòu)成的繼電器組，繼電器的數(shù)量與小繞組的數(shù)量相應(yīng)，每個繼電器對應(yīng)一個小繞組，繼電器的常開觸點串聯(lián)連接在小繞組的獨立接線抽頭上，繼電器線圈的受控端連接控制器的輸出端，繼電器在控制器輸出的控制信號作用下動作來控制相應(yīng)的小繞組投切。
[0021]控制器可采用普通單片機實現(xiàn)，使用時根據(jù)所需充電電壓需求設(shè)定輸出電壓值，控制器根據(jù)設(shè)定的輸出電壓值，輸出相應(yīng)的控制信號，控制相應(yīng)繼電器動作。在本實用新型中，控制器輸出的信號為J-VOI?J-VOn，分別對應(yīng)控制JI?Jn繼電器?？刂破髟诳刂评^電器動作時，Jl?Jn繼電器只能有一個處于閉合狀態(tài)，其他繼電器處于斷開狀態(tài)。
[0022]本實用新型的控制電路還包括連接在高頻功率變壓器輸出端與蓄電池之間的橋式整流電路和LC濾波電路，橋式整流電路的輸入端連接高頻功率變壓器輸出端，用于將交流電壓整流為直流電壓;LC濾波電路的輸入端連接橋式整流電路的輸出端，LC濾波電路的輸出端連接待充電蓄電池MT。橋式整流電路包括首尾連接的Dl、D2、D3、D4快恢復(fù)二極管；LC濾波電路包括濾波電感LI和濾波電容Cl，如圖1所示。
[0023]本實用新型的工作原理為:首先，按正確的極性連接充電設(shè)備和待充電蓄電池，開關(guān)電源輸入端接入市電，此時控制器開始工作;其次，根據(jù)蓄電池的標稱電壓設(shè)定充電設(shè)備的輸出電壓，控制器根據(jù)設(shè)定的充電電壓，向驅(qū)動電路輸出控制信號，使相應(yīng)的繼電器處于閉合狀態(tài)，其他繼電器處于斷開狀態(tài)，從而控制高頻功率變壓器的次級繞組匝數(shù);然后，控制器控制開關(guān)電源啟動給待充電蓄電池充電，當蓄電池充電完成時，控制器控制開關(guān)電源關(guān)閉，停止給蓄電池充電。
[0024]本實施例中，假定高頻功率變壓器的次級繞組有四個小繞組N1~N4串聯(lián)連接構(gòu)成，繼電器組包括繼電器J1~J4，用于為標稱電壓在5V~100V之間的航空蓄電池充電。當所需充電電壓為5?1V時，控制器輸出J-VOI控制信號，驅(qū)動電路中的繼電器JI受控閉合，其他繼電器斷開，此時高頻變壓器次級有效繞組為NI，輸出電壓較低；當所需充電電壓為10~30V時，控制器輸出J-V02控制信號，繼電器J2受控閉合，其他繼電器斷開，高頻變壓器次級有效繞組為N1、N2的串聯(lián)繞組；當所需充電電壓為30?60V時，控制器輸出J-V03控制信號，繼電器J3受控閉合，其他繼電器斷開，高頻變壓器次級有效繞組為N1、N2、N3的串聯(lián)繞組；當所需充電電壓為60?10V時，控制器輸出J-V04控制信號，繼電器J4受控閉合，其他繼電器斷開，高頻變壓器次級有效繞組為NI?N4的串聯(lián)繞組，此時輸出電壓較高。這樣即可實現(xiàn)充電電壓低時高頻功率變壓器次級繞組匝數(shù)少、充電電壓高時高頻功率變壓器次級匝數(shù)多的可調(diào)狀態(tài)，保證了充電設(shè)備中的開關(guān)電源始終工作在較高占空比的狀態(tài)，達到高轉(zhuǎn)換效率的目的。
【主權(quán)項】
1.一種航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，包括開關(guān)電源，還包括設(shè)置在開關(guān)電源與蓄電池之間的控制電路，所述控制電路包括控制器、次級繞組匝數(shù)可調(diào)的高頻功率變壓器以及在控制器控制下用于改變高頻功率變壓器次級繞組匝數(shù)的驅(qū)動電路;所述高頻功率變壓器初級繞組的兩端連接開關(guān)電源的輸出端，高頻功率變壓器次級繞組的輸出端連接蓄電池;所述控制器的輸出端分別與開關(guān)電源和驅(qū)動電路的受控端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，其特征在于:所述高頻功率變壓器的次級繞組包括若干串聯(lián)連接的小繞組，每個小繞組均設(shè)置有獨立的接線抽頭。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，其特征在于:所述驅(qū)動電路為由若干繼電器構(gòu)成的繼電器組，繼電器的數(shù)量與小繞組的數(shù)量相應(yīng);所述繼電器的常開觸點串聯(lián)連接在小繞組的獨立接線抽頭上，繼電器線圈的受控端連接控制器的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，其特征在于:所述控制電路還包括連接在高頻功率變壓器輸出端與蓄電池之間的橋式整流電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，其特征在于:所述橋式整流電路與蓄電池之間還設(shè)置有LC濾波電路。
【專利摘要】一種航空蓄電池可調(diào)充電設(shè)備，包括開關(guān)電源，還包括設(shè)置在開關(guān)電源與蓄電池之間的控制電路，所述控制電路包括控制器、次級繞組匝數(shù)可調(diào)的高頻功率變壓器以及在控制器控制下用于改變高頻功率變壓器次級繞組匝數(shù)的驅(qū)動電路；所述高頻功率變壓器初級繞組的兩端連接開關(guān)電源的輸出端，高頻功率變壓器次級繞組的輸出端連接蓄電池；所述控制器的輸出端分別與開關(guān)電源和驅(qū)動電路的受控端連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便且性能可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)為多種標稱電壓的蓄電池進行充電，且開關(guān)電源始終在較高的占空比狀態(tài)下工作，實現(xiàn)了較高的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約了成本。
【IPC分類】H02J7/04
【公開號】CN205335946
【申請?zhí)枴緾N201520973859
【發(fā)明人】葛鵬, 耿曉嬌, 張輝, 王新強, 朱志勇, 甄雪朋, 劉松松, 郭璽, 王麗芬, 趙書偉, 高東耀
【申請人】深圳市國耀電子科技股份有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年11月30日