一种充电电路的制作方法

1.本实用新型发明属于不间断电源（以下简称ups）技术领域，涉及ups的充电电路。该电路由工频变压器（次级绕组），整流桥，可控电压基准和单向可控硅组成。可实现高效率对电池的连续浮充、均充和间歇充电功能。


背景技术：

2.目前内置工频变压器ups（如后备式ups）的充电电路基本都采用图1所示的电路构成。变压器次级绕组输出交流电经桥式整流和滤波电容后变成平稳直流，再经线性稳压电源稳压后经二极管输出给电池充电。二极管的作用是不充电时防止电池电流倒灌到线性稳压电源，以免电量流失；线性稳压电源的输出电压通常调节到电池组的浮充电压加0.7v（补偿二极管的正向压降）。
3.上述电路结构中，存在以下缺陷：
4.1.线性稳压电源工作时的压降一般在5v左右，充电损失的功率较高；
5.2.只能实现浮充，无法适合多种性质充电；
6.3.充电电路给电池的的充电电流是无纹波的恒定电流，无电池去极化能力。
7.4.充电电路因线性稳压电源会耗电，必须增加二极管防止不充电时电池电流倒灌。


技术实现要素：

8.为改善现有技术中的不足之处，本实用新型提出一种充电电路结构。
9.为此，提供一种充电电路，包括变压器、整流电路、单向可控硅和可控电压基准源；所述整流电路自变压器次级绕组取电，并输出脉动直流电给到单向可控硅和可控电压基准源；所述单向可控硅的输出端用于为外界电池充电；所述可控电压基准源的输出控制单向可控硅的门极。
10.进一步的，所述整流电路为桥式整流电路。
11.进一步的，所述充电电路的变压器为ups的内含工频变压器。所述ups为后备式、在线互动式或工频在线式ups。
12.进一步的，所述整流电路为包括单绕组全桥整流电路或次级绕组带中心抽头的全波整流电路。
13.进一步的，所述电池为充电电池，电池的数量配置为一个或多个。所述电池为锂电池。
14.本专利电路同传统电路比有以下好处：
15.1.效率高：本专利所用的单向可控硅工作时压降仅1v多，而传统的线性稳压电源工作时的压降一般在5v左右。同样充电电流下本专利电路损失的功率远低于传统电路。
16.2.可适合多种性质充电：本专利电路只需控制可控基准源的输出电压就可输出多种电压，从而适应浮充和均充的要求，因单向可控硅工作时压降基本恒定所以不会导致额
外的发热问题。而传统充电电路没此优势，一般只能实现浮充。
17.3.有一定的电池去极化能力：本专利电路给电池提供的是脉动充电电流，对电池在充电过程产生的极化现象有一定的消除作用。而传统的充电电路给电池的的充电电流是无纹波的恒定电流，故无此作用。
18.4.无需增加二极管：因单向可控硅具有单向导电性，故不充电时不会出现电池电流倒灌问题，无需再加二极管。传统充电电路因线性稳压电源会耗电，必须增加二极管防止不充电时电池电流倒灌。
19.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
20.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。
21.在附图中：
22.图1示出了传统充电电路结构。
23.图2示出了本专利电路结构。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
25.如图2所示，本专利的充电电路，包括变压器、整流电路、单向可控硅和可控电压基准源；整流电路自变压器次级绕组取电，并输出脉动直流电给到单向可控硅和可控电压基准源；单向可控硅的输出端用于为外界电池充电；可控电压基准源的输出控制单向可控硅的门极。
26.工作时，变压器次级绕组输出的交流电经整流电路变为脉动直流电，此脉动直流电加在单向可控硅和可控电压基准源，可控电压基准源的输出控制单向可控硅的门极，当可控基准源的输出电压高于电池电压加单向可控硅门极触发电压时，单向可控硅被触发，脉动直流电对电池充电；反之不会对电池充电。只要把可控电压基准的输出电压作为调节对象，就可以控制当前电池的充电电压或电流。依此可以实现电池的恒流充电、浮动充电和均衡充电。
27.本专利电路只有在交流瞬时幅度高于电池电压时才有充电电流，在交流瞬时幅度低于电池电压时充电间断，故充电电流是脉动的，有一定的去极化作用，对电池寿命有利。因单向可控硅导通时的压降只有1v多，故充电电路发热很小效率很高，从而可简化电路的散热设计。
28.本专利电路同传统电路比有以下好处：
29.1.效率高：本专利所用的单向可控硅工作时压降仅1v多，而传统的线性稳压电源工作时的压降一般在5v左右。同样充电电流下本专利电路损失的功率远低于传统电路。
30.2.可适合多种性质充电：本专利电路只需控制可控基准源的输出电压就可输出多种电压，从而适应浮充和均充的要求，因单向可控硅工作时压降基本恒定所以不会导致额外的发热问题。而传统充电电路没此优势，一般只能实现浮充。
31.3.有一定的电池去极化能力：本专利电路给电池提供的是脉动充电电流，对电池在充电过程产生的极化现象有一定的消除作用。而传统的充电电路给电池的的充电电流是无纹波的恒定电流，故无此作用。
32.4.无需增加二极管：因单向可控硅具有单向导电性，故不充电时不会出现电池电流倒灌问题，无需再加二极管。传统充电电路因线性稳压电源会耗电，必须增加二极管防止不充电时电池电流倒灌。
33.进一步的，本实用新型中，电池可以是充电电池，电池的数量配置为一个或多个，即本专利可灵活配置电池数量，可适应多种充电电池。作为示例性的，电池可以配置为锂电池，对于锂电池的应用场合，因长时间浮充对锂电池不利，本专利电路可在锂电池浮充一段时间后，关掉可控电压基准源的输出来中断充电输出，以延长锂电池的使用寿命。
34.本实用新型的整流电路优选采用桥式整流。见图2，电路结构主要适用于内含工频变压器的ups实现高效充电功能，例如后备式、在线互动式或工频在线式ups。当电路结构用于ups时，充电电路的变压器为ups的内含工频变压器，此时，整流电路优选为包括单绕组全桥整流电路或次级绕组带中心抽头的全波整流电路，以获得更平稳直流。
35.最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种充电电路，其特征在于：包括变压器、整流电路、单向可控硅和可控电压基准源；所述整流电路自变压器次级绕组取电，并输出脉动直流电给到单向可控硅和可控电压基准源；所述单向可控硅的输出端用于为外界电池充电；所述可控电压基准源的输出控制单向可控硅的门极。2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述整流电路为桥式整流电路。3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于：所述充电电路的变压器为ups的内含工频变压器。4.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于：所述ups为后备式、在线互动式或工频在线式ups。5.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于：所述整流电路为包括单绕组全桥整流电路或次级绕组带中心抽头的全波整流电路。6.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述电池为充电电池，电池的数量配置为一个或多个。7.如权利要求5所述的充电电路，其特征在于：所述电池为锂电池。

技术总结
本实用新型涉及一种充电电路，包括变压器、整流电路、单向可控硅和可控电压基准源；整流电路自变压器次级绕组取电，并输出脉动直流电给到单向可控硅和可控电压基准源；单向可控硅的输出端用于为外界电池充电；可控电压基准源的输出控制单向可控硅的门极。本实用新型具有效率高、可适合多种性质充电、有一定的电池去极化能力、无需增加二极管的性能优势，可实现高效率对电池的连续浮充、均充和间歇充电功能。能。能。


技术研发人员：韩春雷 罗剩勇
受保护的技术使用者：广东力迅电力电子科技有限公司
技术研发日：2022.12.31
技术公布日：2023/7/14