基于蓄电池修复激活的恒流充电装置的制作方法

本实用新型涉及蓄电池维护技术领域，具体的，涉及一种基于蓄电池修复激活的恒流充电装置。

背景技术：

蓄电池在每次放电后，正负极板的不同活性物质均转变为硫酸铅，充电后各自还原回不同的活性物质。而经常因为过放电、小电流深放电、低温大电流放电、补充电不及时、充电不充足、酸液密度过高、电池内部缺水、长期搁置等原因，极板表面的硫酸铅堆积过量且在电解液中溶解，呈饱和状态，这些硫酸铅微粒在温度、酸浓度的波动下，重新结晶析出在极板表面。

由于多晶体系倾向于减小其表面自由能的结果，重组析出后的结晶呈增大、增厚趋势；由于硫酸铅是难溶电解质，重组后的结晶体其比表面积减小，在电解液中的溶解度和溶解速度降低。硫酸铅附着在极板表面和微孔中阻碍了电池的正常扩散反映，且硫酸铅电导不良阻值大，致使电池在正常的充电中欧姆极化、浓差极化增大，充电接受率降低，在活性物质尚未充分转化时已达极化电压产生水分解，电池迅速升温使充电不能继续下去进而活性物质转化不完全，同时极板附着硫酸铅结晶体导致电解液与极板接触不良也是造成容量降低和寿命缩短的原因。

然而，通过化学还原反应是可以对电池进行快速有效的修复达到合格投运电池的要求，即采用脉动充电结合可控曲线的负载，有效实现快速硫化还原，提高电池容量，但常规的蓄电池充电要求严格的恒流特性，并且电流越稳定越好，所以仅仅依靠调整充电恒流值起不到脉动激活的目的，如何在恒流充电中实现脉动控制，既保证了恒流，又能实现阻尼振荡曲线的脉动是目前需要解决的技术关键。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种不仅可以有效实现蓄电池硫化还原而且还可以提高蓄电池容量的基于蓄电池修复激活的恒流充电装置。

为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的基于蓄电池修复激活的恒流充电装置包括方波控制电路、IGBT模块、第一电容、蓄电池以及恒流源模块，方波控制电路的第一输出端与IGBT模块的门极之间连接有IGBT驱动电路，方波控制电路的第二输出端与恒流源模块电连接，IGBT驱动电路输出驱动信号至IGBT模块，IGBT模块的发射极与蓄电池的正极电连接，第一电容与IGBT模块的集电极电连接；IGBT驱动电路包括功率驱动模块、第一晶体管、第二晶体管，功率驱动模块的第一输出端分别与第一晶体管的基极、第二晶体管的基极电连接；方波控制电路包括时基电路芯片、第一电阻以及热敏电阻，时基电路芯片的第一端与第一电阻电连接，时基电路芯片的第二端与热敏电阻电连接。

进一步的方案是，功率驱动模块的输出端与第一晶体管的基极、第二晶体管的基极之间还连接有第二电阻。

更进一步的方案是，IGBT模块的门极与蓄电池的负极之间还连接有第一二极管、第二二极管，第一二极管与第二二极管反向串联。

更进一步的方案是，功率驱动模块为TLP250功率驱动模块

由此可见，本实用新型提供的恒流充电装置首先通过方波控制电路针对不同状态的待恢复电池，选择合适的方波占空比，一方面待修复的蓄电池通过高稳定性的恒流源模块进行常规的恒流充电，另一方面通过开通IGBT模块使待修复蓄电池对超级电容充电，利用电容自身的阻抗其负载曲线为RC阻尼振荡特性实现脉动放电的目的，由于方波控制电路可以保证IGBT模块和恒流源模块不会同时工作，而且恒流源模块的导通时间比IGBT模块导通时间长，这样既保证了恒流充电又实现了脉动放电。

所以，线路简单实用，成本低，工作稳定，应用于蓄电池修复专用冲击阶梯电压电流发生装置实现容量恢复效果的最大化；设定灵活，适用面广，可应用于多种状态、规格型号的蓄电池；采用稳定的RC阻尼振荡特性实现脉动放电，安全可靠，去硫化效果显著，大大减少活化时间。

【附图说明】

图1是本实用新型基于蓄电池修复激活的恒流充电装置实施例的电路原理图。

图2是本实用新型基于蓄电池修复激活的恒流充电装置实施例中IGBT驱动电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限用于本实用新型。

参见图1，本实用新型的基于蓄电池修复激活的恒流充电装置包括方波控制电路10、IGBT模块Q1、电容C1、蓄电池BAT以及恒流源模块30，方波控制电路10的第一输出端与IGBT模块Q1的门极之间连接有IGBT驱动电路20，方波控制电路10的第二输出端与恒流源模块30电连接，IGBT驱动电路20输出驱动信号至IGBT模块Q1，IGBT模块Q1的发射极与蓄电池BAT的正极电连接，电容C1与IGBT模块Q1的集电极电连接。在本实施例中，恒流充电装置由方波控制电路10、IGBT驱动电路20、IGBT模块Q1、电容C1以及可控开关的恒流源模块30等组成，待恢复的蓄电池BAT和IGBT模块Q1、电容C1构成回路，同时待恢复的蓄电池BAT也和可控开关的恒流源模块30构成回路，IGBT模块Q1和恒流源模块30共同与方波控制电路10连接，并且接收方波控制电路10输出的控制信号。

优选的，电容C1为0.5F至1.5F容量的超级电容，通过IGBT模块Q1控制其接入，利用电容自身的阻抗可以实现RC阻尼振荡曲线放电的目的。

另外，方波控制电路10可以保证IGBT模块Q1和恒流源模块30不会同时工作，并且针对不同状态的待恢复电池，通过改变方波的占空比实现最优的活化效果；方波控制电路10可以保证恒流源模块30的导通时间比IGBT模块Q1导通时间长10倍以上，以保证蓄电池BAT的正常充电容量。

参见图2，IGBT驱动电路20包括功率驱动模块、晶体管VT1、晶体管VT2，功率驱动模块的第一输出端分别与晶体管VT1的基极、晶体管VT2的基极电连接。优选的，功率驱动模块为TLP250功率驱动模块。

其中，功率驱动模块的输出端与晶体管VT1的基极、晶体管VT2的基极之间还连接有电阻R2。

其中，IGBT模块Q1的门极与蓄电池BAT的负极之间还连接有第一二极管、第二二极管，第一二极管与第二二极管反向串联。

可见，由集成电路TLP250为主构成了驱动电路，TLP250内置光耦合器的隔离电压可达2500V，保证了现场环境使用的隔离安全性，可直接驱动50A/1200V以内的IGBT模块Q1，外加推挽放大晶体管后，可驱动电流容量更大的IGBT模块Q1并且提高了工作可靠性，可以适用于更大容量电池，更加精确地实现阻尼振荡特性导通。

在本实施例中，方波控制电路10包括时基电路芯片、第一电阻以及热敏电阻，时基电路芯片的第一端与第一电阻电连接，时基电路芯片的第二端与热敏电阻电连接。优选的，时基电路芯片为LM555芯片，可见，采用成熟的高精度时基电路LM555构成的方波脉冲信号产生电路，该电路的频率调整范围很宽，是一个宽频带方波振荡器电路，以达到适用于多种状态、规格型号的蓄电池BAT脉动激活的目的，脉冲频率占空比和频率调整由第一电阻和热敏电阻决定。

由此可见，本实用新型提供的恒流充电装置首先通过方波控制电路10针对不同状态的待恢复电池，比如老化程度、使用年限等因素，选择合适的方波占空比，一方面待修复的蓄电池BAT通过高稳定性的恒流源模块30进行常规的0.1C10恒流充电，另一方面通过开通IGBT模块Q1使待修复的蓄电池BAT对超级电容充电，利用电容自身的阻抗其负载曲线为RC阻尼振荡特性实现脉动放电的目的，由于方波控制电路10可以保证IGBT模块Q1和恒流源模块30不会同时工作，而且恒流源模块30的导通时间比IGBT模块Q1导通时间长10倍以上，这样既保证了恒流充电又实现了脉动放电。

所以，线路简单实用，成本低，工作稳定，应用于蓄电池修复专用冲击阶梯电压电流发生装置实现容量恢复效果的最大化；设定灵活，适用面广，可应用于多种状态、规格型号的蓄电池；采用稳定的RC阻尼振荡特性实现脉动放电，安全可靠，去硫化效果显著，大大减少活化时间。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。