[发明专利]一种快速充电电源

说明书

技术领域

本发明是一种快速充电电源，属于快速充电电源的创新技术。

背景技术

蓄电池使用前及放电完毕后均需要充电，蓄电池充电通常采用恒流充电或恒压充电的方法。在充电过程中，电池电压较低时，充电电流保持恒定，蓄电池电压逐渐升高，前期升高得比较快，但充电后期，则由于电池的电流接受率明显下降，一般采取恒压充电的方法，使充电电压恒定，电流逐渐减小，此时充电速率明显变慢。

上述充电方法在充电过程中，均会出现以下问题，以致电池寿命缩短：

1）电阻极化：充电电流流过蓄电池内阻，产生一定的压降，因此在充电过程中电池电压升高，电池内阻也发生变化，故也会引起电池端电压的变化，这种现象称为电阻极化。当充电电流流过极化电阻时，便产生了热量，使电池温度升高。

2）浓差极化现象：蓄电池充电过程中，内部离子电迁移运动速度远小于化学反应的速度，因此引起电池极板与极板附近的离子浓度远大于远离极板的离子浓度，这样必然引起电解液极化；这种极化引起了电极电位的变化，称为浓差极化，充电电流越大，浓差极化越严重，也严重影响电池的寿命。

3)电化学极化现象：充电过程中，电源不断从电池的正极板得到电子传输到负极板，正负极板与电解液发生电化学反应，但反应速度远小于电子运动速度，因此正负极板上形成电荷积累，则正负极板形成一个电容器，该电容器积累电荷越多，电压越高，蓄电池的端电压也就越高。

这三种极化电压都会对充电过程产生很不利的影响，使得充电需要更多的能量和时间。为解决上述的问题，使电池充电既省时，又节能，并确保电池寿命不受影响，各种快速充电电源不断被提出来，如中国专利申请号为00131102.6中公开了一种脉冲快速充电机；中国专利申请号为 200610051271.5中公开了一种智能快速充电机，这种充电机充电速度快，也保证了电池的温升小、析气量少及电池的寿命不受影响; 中国专利 申请号为201010132294.5中公开了一种节能型快速充电装置以及方法。上述方法各有特点，总的来说，快速充电的方法大多在充电过程中给电池进行短时间放电，使电池去极化，只是不同的专利提供的实现方法不同。但是，现有大多快速充电方法都未能实现电池放电时的能量回收。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种不仅能确保电池的快速充电，并保证在放电过程中电池释放的能量得到高效回收的快速充电电源。本发明设计合理，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明的快速充电电源，包括有AC/DC模块、DC/DC模块、充电选择模块、放电模块、数字PWM控制器，AC/DC模块的输入端与工频交流电源连接，AC/DC模块的输出端与DC/DC模块的输入端连接， DC/DC模块的输出端通过充电选择模块与电池相连接构成充电回路；且电池通过放电模块与DC/DC模块的输入端连接构成能量回馈回路；电池的电压信号与输入至数字PWM控制器的输入端，数字PWM控制器的输出端分别与DC/DC模块、充电选择模块及放电模块连接，电池控制DC/DC模块、充电选择模块及放电模块协同运行。

上述DC/DC模块包括有电容C1、C2及DC/DC变换电路，充电选择模块包括有开关管Q1、磁性元件T1的初级励磁电感及电容C3，放电模块包括有开关管Q1、Q2、二极管D1、磁性元件T1及电容C3，其中电容C1为DC/DC模块的输入端的储能电容，电容C1连接AC/DC模块及DC/DC变换电路；电容C2为DC/DC模块的输出端的储能电容，电容C2的正极与DC/DC变换电路连接及与开关管Q1连接，电容C2的负极与电池的负极相连接；开关管Q1的漏极与电容C2的正极连接，开关管Q1的源极与磁性元件T1的初级励磁电感的同名端连接，磁性元件T1的初级励磁电感的异名端与电容C3的正极连接，且电容C3的正极与电池的正极连接，电容C3的负极与电池的负极连接；开关管Q2的漏极与开关管Q1的源极连接及与磁性元件T1的初级励磁电感的同名端连接，开关管Q2的源极与电池的负极连接，磁性元件T1的初级励磁电感的异名端与电容C3连接及与电池的正极连接，数字PWM控制器分别与开关管Q1开关管Q2的栅极连接。