專利名稱：蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種蓄電池充電裝置，特別涉及一種免維護(hù)密封鉛蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器。
目前，使用交流電源給各種蓄電池或蓄電池組充電的裝置有很多種，其中較常用的是用控制可控硅導(dǎo)通角的方式來控制充電電流平均值，當(dāng)充到蓄電池端電壓升至一設(shè)定值時(shí)，就自動(dòng)切斷充電回路，完成整個(gè)充電過程。但是，在充電過程中，蓄電池端電壓升至該設(shè)定值并不能表示電已經(jīng)充滿了，因此，這類充電裝置不能將蓄電池充至滿容量，另外，當(dāng)交流電源中夾帶著比較強(qiáng)的干擾信號(hào)時(shí)，有可能干擾可控硅的控制電路，造成可控硅觸發(fā)混亂，使充電器不能正常工作。并且，在充電電流比較大時(shí)，可控硅導(dǎo)通瞬間產(chǎn)生的浪涌電流還會(huì)對交流電源形成干擾。
本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)化程度高、恒流恒壓、抗干擾能力強(qiáng)并對供電電源不產(chǎn)生干擾且充電效率高的蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它有一個(gè)直流穩(wěn)壓電源、用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，所說的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與接觸式自耦調(diào)壓器的滑動(dòng)觸頭相連，用于調(diào)整充電電壓值和充電電流，該蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器還有一個(gè)充電電流取樣電路和用于把交流電變成脈動(dòng)直流電的全波整流電路，及用于采集充電電壓信號(hào)的充電電壓取樣電路，所說的充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路與恒流恒壓控制電路相連，并通過恒流恒壓控制電路提供運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號(hào)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，所說的恒流恒壓電路由分別與電壓取樣電路和電流取樣電路輸出端相連的運(yùn)算放大器及接在運(yùn)算放大器輸出端的與門電路構(gòu)成，在電流取樣電路的輸出端還分別接有過流保護(hù)電路和自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，所說的過流保護(hù)電路由過流比較器和接在其輸出端的開關(guān)管、過流繼電器構(gòu)成，所說的自動(dòng)關(guān)機(jī)電路由關(guān)機(jī)比較器、光耦和多級二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、及接在計(jì)數(shù)器輸出端的開關(guān)管和關(guān)機(jī)繼電器構(gòu)成，在電源端和地端之間分別通過過零繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)和關(guān)機(jī)繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)接有主繼電器，所說的主繼電器的觸點(diǎn)接主回路，用于控制充電主回路的通斷。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1、自動(dòng)化強(qiáng)度高，整個(gè)充電過程符合密封鉛蓄電池的充電特性，首先進(jìn)行恒流充電，然后轉(zhuǎn)入恒壓充電階段，最后充足電自動(dòng)切斷電源；2、抗干擾能力強(qiáng)，并且對供電電源不產(chǎn)生干擾；3、充電效率高；4、充電恒壓值可大范圍調(diào)節(jié)(10～160V)；5、輸入交流電源電壓范圍大(120～250V)。
圖面說明

圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明如圖所示，該蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(線圈L1～L4)、由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滑動(dòng)觸頭的接觸式自耦調(diào)壓器1、充電電流取樣電路2、全波整流器3、恒流恒壓控制電路4、電壓取樣電路5、步進(jìn)電機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6、自動(dòng)關(guān)機(jī)電路7、過流保護(hù)電路8、直流穩(wěn)壓電源9、繼電器J1及接在充電主回路中的觸點(diǎn)J1、保險(xiǎn)絲10、電流表11、電壓表12和電源開關(guān)13。
所說的電壓取樣電路5由電容C1～C3、電阻R1～R4構(gòu)成，其輸入端為A、D(接地端)，電流取樣電路2由電流互感器T1、二極管D1～D4、電位器W1、電阻R5～R6和電容C4～C5組成，電流互感器T1的B、C端串入充電回路交流側(cè)，從次級感應(yīng)出交流電信號(hào)，經(jīng)整流、濾波后輸出電流取樣信號(hào)，恒流恒壓控制電路4中恒壓控制部分由與電壓取樣電路5輸出端相連的運(yùn)算放大器1C1、電阻R7～R11、二極管D5、電位器W2、穩(wěn)壓管DW1組成電壓信號(hào)運(yùn)算放大電路，恒流控制部分由與電流取樣電路2輸出端相連的運(yùn)放IC2、電阻R12～R16、二極管D6、電位器W3、穩(wěn)壓管DW2組成電流運(yùn)算放大電路。從電壓取樣電路5輸出電壓取樣信號(hào)通過電阻R9與電位器W2設(shè)定的參數(shù)電壓相加，得出合成電壓信號(hào)輸入運(yùn)放IC1反相輸入端，經(jīng)放大后從輸出端輸出恒壓控制信號(hào)；從電流取樣電路2輸出電流取樣信號(hào)通過電阻R14與電位器W3設(shè)定的參數(shù)電流相加，得出合成電流信號(hào)輸入運(yùn)放IC2反相輸入端，經(jīng)放大后從輸出端輸出恒流控制信號(hào)。運(yùn)放IC1輸出的恒壓控制信號(hào)與運(yùn)放IC2輸出的恒流控制信號(hào)，在一個(gè)由二極管D5、D6和電阻R27構(gòu)成的與門電路中被合成一個(gè)控制信號(hào)從E點(diǎn)輸出進(jìn)入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6由壓控振蕩器14、電壓雙限比較器、電壓過零比較器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)專用集成電路IC9及外圍電路(電容C7～C8、電阻R39～R47、三極管Q7～Q11、二極管D17～D20)組成。其中壓控振蕩器14由三極管Q1～Q3、Q5及二極管D7～D10、光耦VT2、電位器W6～W7、電阻R35～R38、集成電路IC8(時(shí)基555)和電容C6組成。從E點(diǎn)輸出的恒流恒壓控制信號(hào)經(jīng)過三極管Q1～Q2放大，二極管D7～D10整流，光耦VT2隔離傳輸，最后在三極管Q3的集電極和發(fā)射極兩端產(chǎn)生一個(gè)直流電壓信號(hào)，用它來控制一個(gè)555振蕩器電路的頻率，該振蕩器輸出的方波脈沖信號(hào)被送入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)專用集成電路IC9作為它的時(shí)鐘信號(hào)，用來控制步過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電壓雙限比較器由比較器IC5～I(xiàn)C6、電阻R28～R31、電位器W8～W9、二極管D13～D14組成，當(dāng)E點(diǎn)的電壓信號(hào)高于或低于電位器W8、W9設(shè)定的門限電平值時(shí)，該電路就輸出高電平信號(hào)并通過電阻R47加至三極管Q11的基極，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。電壓過零比較器由比較器IC7、電阻32～R34、二極管D15組成，它輸出的高低電平信號(hào)加到專用集成電路IC9的3腳，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。過流保護(hù)電路8由比較器IC4、電阻R22～R26，三極管Q4、過零繼電器J2、二極管D11和電位器W5組成，所說的自動(dòng)關(guān)機(jī)電路7由多級二進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC10、比較器IC3、光耦VT1、關(guān)機(jī)繼電器J3、三極管Q6、二極管D16、電位器W4、電阻R17～R21和R48～R52、電容C9、C10、C13組成。在電源端和地線端之間分別通過過零繼電器J2的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J2和關(guān)機(jī)繼電器J3的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J3接有主繼電器J1和二極管D12，在轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J2之間并聯(lián)有轉(zhuǎn)換開關(guān)K1。輸入比較器IC4反相輸入端的電流取樣信號(hào)幅度超過電位器W5設(shè)置的門限電平時(shí)，比較器IC4輸出低電平，三極管Q4截止，繼電器J2線圈斷電，從而使繼電器J1線圈斷電，通過其觸點(diǎn)J1切斷充電主回路從電流取樣電路輸出的電流信號(hào)通過電阻R19加至比較器IC3的反相輸入端，與電位器W4設(shè)定的門限電平比較，當(dāng)它低于該門限電平時(shí)，比較器IC3輸出高電平，光耦VT1的輸出低電平，計(jì)數(shù)器IC10的11腳變?yōu)楦唠娖剑鋬?nèi)部振蕩器開始振蕩計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)累積時(shí)間達(dá)到(設(shè)定的)120分鐘左右時(shí)，輸出高電平，驅(qū)動(dòng)三極管Q6使繼電器J3的觸點(diǎn)吸合并自鎖，繼電器J1線圈斷電，切斷充電主回路。這部分電路的作用是當(dāng)充電電流低于某一設(shè)定值的累積時(shí)間達(dá)到120分鐘左右時(shí)，就控制繼電器J1切斷充電主回路，保證蓄電池在充足電的前提下避免過充電。
在充電初期，充電電流比較大時(shí)，從電流取樣電路2中取出的電流信號(hào)進(jìn)入恒流恒壓控制電路4，與恒流控制基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較、放大，得出誤差電壓信號(hào)送入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，從而使調(diào)壓器1上的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)位置，將充電電流穩(wěn)定在預(yù)定值。在充電后期，蓄電池端電壓逐漸上升，充電電流逐漸下降，當(dāng)蓄電池端電壓升至設(shè)定的恒壓值時(shí)，充電器自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電階段。在恒壓充電過程中，電壓取樣電路5中產(chǎn)生的電壓信號(hào)進(jìn)入恒流恒壓控制電路4，與恒壓控制基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較、放大，得出誤差電壓信號(hào)，送入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，使調(diào)壓器1上的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)位置，將充電電壓穩(wěn)定在預(yù)定值。在恒流恒壓控制電路4中，恒流控制部分輸出的誤差電壓信號(hào)與恒壓控制部分輸出的誤差電壓信號(hào)一起輸入到與門電路中，被合成一路誤差電壓信號(hào)，送到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6中，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)與門電路的作用是實(shí)現(xiàn)了從恒流充電過程到恒壓充電過程的自動(dòng)切換。該充電裝置是以閉環(huán)調(diào)節(jié)方式穩(wěn)定充電恒壓值和充電電流的。從恒流恒壓控制電路4輸出的電壓信號(hào)E進(jìn)入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6后分成了三路，第一路經(jīng)放大、整流、光耦隔離后進(jìn)入了壓控振蕩器14，控制該振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率，這個(gè)脈沖信號(hào)成為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的時(shí)鐘信號(hào)，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)充電電壓電流偏離預(yù)定值較多時(shí)，從恒流恒壓控制電路4輸出的電壓信號(hào)的絕對值增高，從而提高了時(shí)鐘信號(hào)的頻率，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高，充電電壓或電流很快就被調(diào)整到設(shè)定值。第二路進(jìn)入電壓雙限比較器，與其門限電平比較，輸出高低電平信號(hào)，用來控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止。第三路進(jìn)入電壓過零比較器，其輸出信號(hào)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
當(dāng)充電電流超過設(shè)定的電流值時(shí)，過流保護(hù)電路8輸出信號(hào)使繼電器J2斷電、J1觸點(diǎn)斷開，切斷充電回路，滑動(dòng)觸頭回零，等電流恢復(fù)正常后自動(dòng)接通充電回路，恢復(fù)正常充電狀態(tài)。
在充電后期，當(dāng)充電電流降至某一電流值以下時(shí)，從電壓比較器輸出信號(hào)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)累計(jì)時(shí)間達(dá)到120分鐘左右時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)斷開繼電器J1的觸點(diǎn)，切斷充電回路，完成整個(gè)過程。
權(quán)利要求1.一種蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器，包括直流穩(wěn)壓電源、用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所說的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與接觸式自耦調(diào)壓器的滑動(dòng)觸頭相連，用于調(diào)整充電電壓值和充電電流，該蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器還有一個(gè)充電電流取樣電路和用于把交流電變成脈動(dòng)直流電的全波整流電路，及用于采集充電電壓信號(hào)的充電電壓取樣電路，所說的充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路與恒流恒壓控制電路相連，并通過恒流恒壓控制電路提供運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號(hào)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，所說的恒流恒壓電路由分別與電壓取樣電路和電流取樣電路輸出端相連的運(yùn)算放大器及接在運(yùn)算放大器輸出端的與門電路構(gòu)成，在電流取樣電路的輸出端還分別接有過流保護(hù)電路和自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，所說的過流保護(hù)電路由過流比較器和接在其輸出端的開關(guān)管、過流繼電器構(gòu)成，所說的自動(dòng)關(guān)機(jī)電路由關(guān)機(jī)比較器、光耦和多級二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、及接在計(jì)數(shù)器輸出端的開關(guān)管和關(guān)機(jī)繼電器構(gòu)成，在電源端和地端之間分別通過過零繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)和關(guān)機(jī)繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)接有主繼電器，所說的主繼電器的觸點(diǎn)接主回路，用于控制充電主回路的通斷。
專利摘要一種恒流恒壓、抗干擾能力強(qiáng)并對供電電源不產(chǎn)生干擾且充電效率高的蓄電池恒流恒壓全自動(dòng)充電器,它有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與接觸式自耦調(diào)壓器的滑動(dòng)觸頭相連,該充電器還有一個(gè)充電電流取樣電路和全波整流電路及充電電壓取樣電路,充電電流取樣電路和充電電壓取樣電路與恒流恒壓控制電路相連,用于提供運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號(hào)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,在電流取樣電路的輸出端接有過流保護(hù)電路和自動(dòng)關(guān)機(jī)電路,用于控制充電主回路的通斷。
文檔編號(hào)H01M10/44GK2404250SQ99250519
公開日2000年11月1日 申請日期1999年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月1日
發(fā)明者張森 申請人:張森