一种12v/24v的40a逆变控制的蓄电池充电器的制造方法

文档序号:9710605阅读:1467来源:国知局
一种12v/24v的40a逆变控制的蓄电池充电器的制造方法
【专利说明】—种12V/24V的40A逆变控制的蓄电池充电器
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种40A逆变控制的用于12V/24V蓄电池充电的充电器产品。具体是一种M0S管半桥逆变式的充电器产品的结构和控制电路设计,属于蓄电池充电器技术领域。
【背景技术】
[0003]当前,充电器产品市场的竞争,不仅体现在技术的先进性上,还在很大程度上取决于充电器的电路功能、外观和结构设计、生产制造工艺的先进性、生产效率的高低、生产成本的多少,产品的一致性和可靠性等方面。
[0004]目前,国内外市场上小型蓄电池充电器的输出电压通常有6V/12V/24V等不同类型。主流的充电器产品,其充电电流等级通常都是小电流(如1A、2A、4A、20A等)的。大电流的充电器,如30A到100A的,很多都是采用传统变压器和整流器的电路和结构形式。采用逆变和开关电源控制电路的充电器,由于开发技术难度大、要求高,要实现大电流输出、多功能、高可靠性等要求,是有较大难度的。对于市场上采用传统变压器和整流器结构和电路形式的充电器,由于是采用经低频(50Hz或60Hz)变压器变换为低压交流电,再经过整流的方式来实现,因此,产品的技术含量低,变压器和整流器笨重,耗材多,发热量大,工作能量转换效率低,产品体积大、重量重等众多的问题。近一些年来,电子控制技术的发展也推动了电子控制(如开关电源和逆变)式蓄电池充电器的发展。这类充电器,由于为满足输出要求而采用的控制技术方式与变压器整流器式的(传统型)充电器产品有着显著的不同,因此,技术性能和节能等指标大大优于传统型的充电器。先进的技术,使此类充电器的变压器大为减小,不是普通变压器的形式,而是采用中或高频开关电源或逆变电源的变压器(制作变压器的磁芯材料等发生了根本的变化)。不仅体积小,而且重量非常轻,更加方便携带和运输。整流器也不是普通的二极管构成的整流器,而是采用快速恢复二极管的整流器。发热也非常小,电源的能量转换效率高,节能和节材等方面非常突出。因此,开关稳压或逆变电源的充电器被誉为“新型高效节能电源”,代表着稳压电源的发展方向。由于内部器件工作在高频开关状态,故本身消耗的能量极低。充电器效率可以达到90%以上,比传统变压器整流的充电器的效率提高近一倍。随着充电器电源技术的飞速发展,开关稳压或逆变电源充电器正朝着小型化、高频化、集成化的方向发展,高效率的开关稳压或逆变电源充电器已得到越来越广泛的应用。未来肯定是传统型充电器的替代者。
[0005]电子控制(如开关电源和逆变)类充电器,主要是依靠电路板及其上面的控制电路来实现产品的功能。通常,与传统型的充电器相比,它们的电路相对复杂。生产方式也以电路板的制造和产品组装为主。当然,在相同输出电压和电流等级下,不同的产品,其电路原理和电路板的设计,以及生产方式都可能是完全不同的。这些都影响着产品的技术性能、可靠性、生产和制造成本、产品市场竞争力等。也就是说,结构和电路设计、制造工艺水平不同的充电器,其技术参数、使用性能、生产效率,甚至可靠性以及市场竞争力等是差别比较大的。
[0006]本发明充电器的主要零部件包括:外壳、机底、主(控制)板组件、数显板、(充电)电流调节电位器、冷却风扇、供电电源线、两根蓄电池电瓶夹子线等部分。产品生产主要是解决电路板的加工和调试问题。
[0007]虽然采用电子控制(如开关电源和逆变)技术的充电器种类是比较多的。但它们的电路和内外部结构形式也是多种多样的。不同的电路及其结构设计思路,所采用的具体电路形式和整个产品及电路布置的方式是不同的。不仅如此,充电器的性能指标包括输出的电流/电压、绝缘等级、温升、制作工艺水平、产品可靠性等也会表现出一些明显的差距。即使是在相同的产品参数性能指标下,由于具体电路及其充电器结构设计方面的不同,或者所采用的电子元器件的封装形式不同,因而电路板等元器件的装配、焊接和检测工艺水平、自动化程度等也会明显不同,这就会使这类产品电路板生产时安装的方便性、生产效率、生产成本、产品的成本等也会显著不同。例如,如果采用大量贴片器件和集成电路的充电器,由于这些器件的体积小,因而会使电路板的尺寸减小,降低PCB材料的成本。同时,由于装焊这些器件通常采用先进、高效、适合于大批量自动化生产和检测的设备,所以,可极大地提高电路板或产品的生产效率,降低生产成本,增加产品的市场竞争力。
[0008]所述的充电器是一种用于12V/24V蓄电池充电的、最大电流40A的逆变控制充电器产品,包括充电器的外壳及设在该外壳体内的构成充电器的各零部件。本发明充电器的主要零部件包括:外壳、机底、主(控制)板组件、数显板、(充电)电流调节电位器、冷却风扇、供电电源线、两根蓄电池电瓶夹子线等部分。所述充电器的尺寸为305 X182X 145mm。重量为
3.9kg。不仅体积小,重量轻,而且携带十分方便。使用本充电器时,可通过开关选择对12V或24V的蓄电池充电。其充电电流可在8?40A之间连续调节。数显表可实时显示充电电流。利用该充电器,用户可根据蓄电池的容量大小选择合适的充电电流实现合理、快速充电。蓄电池的容量范围大,可为28AH?600AH。充电器具有三种充电模式,分别为恒流、恒压、浮充模式。并有过热、连接电池类型错误、短路、电池极性接反、风扇节能保护功能。进一步地说,当充电器的输出正、负极与蓄电池的正、负极不是对应连接关系或极性接反时,充电器会自动实现反接保护。即充电器不工作,且有反接指示(红)灯提示;当充电器的输出正、负极短路连接时,充电器会自动实现短路保护。此时充电器不输出电流或工作;当充电器内部器件的温度达到设定温度时,充电器会停止充电。待内部器件的温度下降后,才能继续充电。这就是其自动过热保护功能。如果环境温度比较高,出现频繁保护时,用户可以选择稍小的充电电流对电瓶充电,过热保护的次数会有效地减少;当通过面板开关选择12V档,但连接的蓄电池不是12V的,而是24V的电瓶时。或者,当通过面板开关选择24V档,但连接的蓄电池不是24V的,而是12V的电瓶时,充电器对电瓶均不充电,且有接错电瓶指示(红)灯亮,提示接错电瓶类型;在恒流、恒压充电阶段,充电器的冷却风扇工作,可有效减小充电器内部器件的温度,延长充电器零部件的寿命。在浮充(即小电流充电)阶段时,冷却风扇会自动停止工作。此时,由于充电电流很小,充电器内部器件的温度很低。这样可大大提高了冷却风扇的使用寿命,实现对风扇的保护。本发明充电器的控制电路和功能及结构设计具有自己的特色,也是本发明专利保护的重点和权利要求。

【发明内容】

[0009]本发明的目的在于提供一种12V/24V的40A逆变控制的蓄电池充电器,采用良好的电路及其结构设计是本发明的优势所在,也是满足高效和低成本生产、高可靠性、制造技术先进性的重要保障,本发明专利申请保护的内容就在于保护这种充电器的结构和电路及布局设计;本发明不仅采用了先进的逆变电源控制技术,而且还采用了先进的加工工艺技术来生产电路板。充电器具有结构合理、体积小、重量轻、成本低、生产效率高、制造技术先进等优点。
[0010]为实现上述目的采用以下技术方案:
一种12V/24V的40A逆变控制的蓄电池充电器,其特征在于:所述的充电器主要包括机底、外壳、主电路板组件、供电电源线及插头、固线拉不脱、两个蓄电池电瓶夹子、风机和风扇网罩、数显板、12V/24V转换开关、电流调节电位器及旋钮、充电线接电池错误指示灯;主电路板组件通过螺丝固定在机底上,供电电源线及插头、两个蓄电池电瓶夹子之间通过导线与主电路板组件进行相应的电路连接,供电电源线和两个蓄电池电瓶夹子的连接线通过固线器固定在壳体相应卡槽部位;数显板、12V/24V转换开关、电流调节电位器及旋钮、充电线接电池错误指示灯设置在壳体的面板上并通过导线与主电路板电路连接;所述的主电路板组件上的元件器件主要包括:U2稳压模块LM7812、连接在MK2接口处的主控制板、K2和K3继电器、E8和E9输出滤波电容、L1输出滤波电感、D23和D24输出快恢复二极管及其散热器、T3逆变主变压器、T1电流互感器、T4驱动变压器、Ml和M2场效应M0S管及其散热器、E1和E2输入滤波电容、BR1输入整流桥的散热器、BR1输入整流桥、FUSE1输入保险丝、M3场效应管、连接在MK1接口处的辅助或开关电源板、T2辅助电源变压器、U3稳压模块LM7805部分。
[0011]所述的主控制板电路采用了半桥逆变主电路,主要由PTC47D-15热敏电阻、继电器K或K1、F1保险丝(或管)或FUSE1、4个二极管组成的BR1整流器、滤波电容C1、T1电流检测互感器、Ml和M2场效应M0S管、半桥逆变电路中的桥臂电容E1~E2和C10?C11、T3逆变主变压器、D23和D24快速恢复整流二极管、L1滤波电感、E8~E9滤波电容、K2和K3继电器、60A/75mv的R0分流器,以及其它的电子元器件组成。
[0012]所述的充电器,充电器的尺寸为305X182 X 145mm。重量为3.9kg。外形小巧、美观。供电电源可为200?230VAC,50Hz或60Hz。输出额定电流/电压可达40A/12V,40A/24V。输出端为BAT+”和“BAT—”分别与对应颜色的两个蓄电池电瓶夹子相连接。使用本充电器时,可通过开关选择对12V或24V的蓄电池充电。其充电电流可在8?40A之间连续调节。数显表可实时显示充电电流。利用该充电器,用户可根据蓄电池的容量大小选择合适的充电电流实现合理、快速充电。蓄电池的容量范围大,可为28AH?600AH。充电器具有三种充电模式,分别为恒流、恒压、浮充模式。并有过热、连接电池类型错误、短路、电池极性接反、风扇节能保护功能。进一步地说,当充电器
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