[发明专利]高功率因素磷酸铁锂电池快速充电器

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池快速充电器，尤其是一种高功率因素磷酸铁锂电池快速充电器。

背景技术

随着科学技术的发展及电化学材料及工艺技术的进步，人们不断地研究、开发出新型电池材料及新型电池。继镍镉、镍氢可充电电池之后，在1991年开发出可充电的锂离子电池，1995年又推出性能更好的聚合物锂电池，到2002年后，新型磷酸铁锂电池问世，磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，由于该电池非常适用于作动力电池，所以往往称它为磷酸铁锂动力电池，本文简写成LiFePO4电池。

目前市场上的锂离子电池的正极材料主要是氧化钴锂(LiCoO2)，另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料，新型磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂(LiFePO4)作电池正极，用石墨作负极的锂离子电池，它的工作原理与锂离子电池完全相同，是锂离子电池家族中的新成员。

在上述几种锂离子电池正极材料中，以金属元素钴(Co)最贵，并且世界上储藏量不多、其次是镍(Ni)、锰(Mn)较便宜、而铁(Fe)最便宜，正极材料的价格也与这些金属材料的价格行情一致，因此，LiFePO4电池应是最便宜的，LiFePO4电池还具有放电平台特别平坦、能用大放电率放电(5-10C)、特别安全(不会因过充电、过放电、甚至短路时发生燃烧或爆炸)、循环寿命长、对环境无污染等特点，作为大电流输出的动力电池，它的性能是最佳的。

市场上锂电池充电器分为两类：

一种是如图1所示的0.2C充电率的充电器，即只能提供2A充电电流，0.2C的充电率将电池充满需要6-8小时，时间太长了对用户来说不是很方便，同时该种类型充电器也没有完全将LiFePO4可以接受大电流充电的特性发挥出来。

另一种是如图2所示的0.5C充电率的充电器，这种类型的充电器基本上都没有采用功率因数校正，0.5C充电率的充电器功率达到200W以上，没有高功率因素(PFC)校正功能时，充电器就是个电磁干扰源，对其它同时使用的电器及用电线路有很强的污染，另因是半桥结构如要实现宽电压输入，实现方式只能采用人工手动开关方式，对普通用户来说是很不方便的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高功率因素磷酸铁锂电池快速充电器，其采用0.5C充电率，不但提高电能的利用率，降低电磁干扰，还可以很方便的实现宽电压输入。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高功率因素磷酸铁锂电池快速充电器，其包括交流输入电路、桥式整流电路、充电管理电路，其中，还包括高功率因素(PFC)校正电路和准谐振反激式变换电路，交流输入电路连接桥式整流电路，桥式整流电路连接高功率因素(PFC)校正电路，高功率因素校正电路连接准谐振反激式变换电路，准谐振反激式变换电路再连接充电管理电路。

其中，高功率因素(PFC)校正电路可采用集成电路SG6961。

其中，准谐振反激式变换电路采用FSCQ1565电路。

其中，充电管理电路可采用PIC12F629加LM358。

本发明由于采用了高功率因素(PFC)校正电路，因此可以提高电能利用率，还可以很方便的实现宽电压输入，由于采用了准谐振反激式变换电路，该电路因为是过零开关从而降低了开关损耗提高了电源效率及可靠性，而且准谐振技术使谐波含量降低从而降低了电磁(EMI)干扰。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为现有技术的一种0.2C充电率的充电器的框图；

图2为现有技术的一种0.5C充电率的充电器的框图；

图3为本发明的磷酸铁锂电池快速充电器的框图；

图4为本发明的磷酸铁锂电池快速充电器的具体电路；

图4.a-图4.d为图4的分块图；

图5为充电管理中理想的充电曲线图；

图6为实现图5中理想充电曲线图所采用的硬件电路；

图6.a-图6.d为图6的分块图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

首先介绍一下本发明所涉及相关概念。