專利名稱：智能化充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及充電器，尤其涉及用半導(dǎo)體器件為電池組充電的充電器。
充電應(yīng)用范圍廣泛，隨著電池式電動工具的發(fā)展，與之配套的充電器在充電速度、性能、可靠性方面也不斷完善發(fā)展?，F(xiàn)有的電池式電動工具中常用的快速充電器種類很多，其中安全性能好和技術(shù)含量較高的有電壓峰值增量型自動充電器和全功能快速充電器，前者的特點是利用鎳鎘電池充滿后端電壓開始下降的負增量特性來自動結(jié)束充電，從而省去定時器，使電路具有能自動判別電池充電程度，適用于快充型電池，但其成本高，電氣控制線路復(fù)雜；后者的特點是采用充電專用芯片后，快速充電結(jié)束后自動轉(zhuǎn)入涓流充電，可選擇電池節(jié)數(shù)、充電電流、充電時間及結(jié)束充電的方式，功能齊全。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，芯片技術(shù)的開發(fā)，人們開始關(guān)注包含有充電專用微處理器的智能化充電器。
本實用新型的目的在于提供一種智能化充電器，該充電器能自動監(jiān)測充電電壓的變化，并自動調(diào)節(jié)充電方式。
本實用新型是由下列技術(shù)方案實現(xiàn)的一種智能化充電器，由降壓電路、整流電路、開關(guān)電路和可快速充電的電池組組成充電主回路，由充電專用集成塊IC和IC外圍電路組成充電控制回路，IC外圍電路包括控制回路電源電壓降壓、整流、濾波電路，電池電壓采樣輸入電路，IC輸出信號放大電路和充電信息指示電路，其特征是充電主回路由電容降壓限流電路、橋式整流電路、可控硅控制開關(guān)電路和可快速充電的電池組組成，電容降壓限流電路由電容C和電阻R1組成，橋式整流電路由二極管D1、D2、D3、D4組成，可控硅控制開關(guān)電路由可控硅T1、R2和IC輸出信號放大電路Q1、Q2組成。
本實用新型的工作原理是在充電專用集成塊IC的基礎(chǔ)上，采用電容降壓限流電路、橋式整流電路、可控硅控制開關(guān)電路和可快速充電的電池組組成充電主回路，充電專用集成塊IC和IC外圍電路組成充電控制回路，通過對充電電壓的變化率和充電電壓負增量的監(jiān)測，來自動調(diào)節(jié)充電方式由快速充電到滴充再到涓流充電，同時充電電流也相應(yīng)下降。
本實用新型智能化充電器克服了在充電過程中可能發(fā)生的充電不足或充電過充的缺點，充電電流穩(wěn)定，充電時電池發(fā)熱少，電池壽命長，充電可快速進行，使用較方便。


圖1為本實用新型智能化充電器電氣原理方框圖，圖2為智能化充電器電路示意圖，圖3為智能化充電器充電曲線圖，圖4為充電專用集成塊IC內(nèi)部框圖。
以下結(jié)合附圖給出本實用新型的實施例。
參見圖1、圖2，智能化充電器由電容降壓限流電路1、橋式整流電路2、可控硅控制開關(guān)電路3和可快速充電鎳鎘電池組4組成充電主回路，充電專用集成塊IC和IC外圍電路組成充電控制回路，充電主回路中的電容降壓限流電路1由電容C和電阻R1組成，電源電壓經(jīng)電容C限流降壓，再接入由二極管D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路2，經(jīng)整流后輸入由可控硅T1、電阻R2組成的可控硅控制開關(guān)電路3，再接至鎳鎘電池組4充電，可控硅T1由IC輸出信號放大電路輸出的信號控制。充電專用集成塊IC和IC外圍電路組成充電控制回路。集成塊IC內(nèi)部框圖參見圖4，它包括主控制部件和運算器，運算器可對充電電壓變化率d2Vdt2]]>和充電電壓負增量(-dV)進行運算判斷，接受電池測試和電池電壓監(jiān)測信號，以及接受充電狀態(tài)信號，經(jīng)過運算后對電池充電狀態(tài)進行控制，設(shè)置基準電壓參考和充電電壓參考，對充電電壓的相位控制和觸發(fā)控制，以及電源控制，設(shè)置了160mV電壓比較，還有溫控和充電中斷控制。專用集成塊IC還包括有振蕩器，圍繞專用集成塊IC,IC外圍電路包括控制回路電源電壓降壓、整流、濾波電路5，電池電壓采樣輸入電路，IC輸出信號放大電路和充電信息指示電路6，這些IC外圍電路與IC配合組成了充電控制回路，參見圖2,IC輸出信號放大電路包括二極管D13和放大器Q1、Q2，信號經(jīng)二極管放大后流過單向二極管D11輸入可控硅T1控制可控硅開關(guān)。智能化充電器對充電過程實行多級監(jiān)測，并控制電池充電方式實現(xiàn)積分梯度變化的充電過程。
下面對鎳鎘電池組充電過程和程序控制進行詳述。參見圖3，智能化充電器采用圖2所示的電路圖連接，當(dāng)電池插入充電器后，充電過程隨即開始進行。在最初的5分鐘，充電器對電池組的電壓負增量進行監(jiān)測，如電池組存在短路等故障，則立即停止充電；如正常則充電器對電池組的充電電壓變化率(d2Vdt2]]>)和電壓負增量(-dV)不斷進行監(jiān)測。隨著電池組的電量逐漸增加，電池組電壓也平穩(wěn)地上升，直至到達最高值。當(dāng)電池組少量地過充后，電池組電壓又逐漸下降，這時當(dāng)充電器對電池組的電壓監(jiān)測到電壓變化率(d2Vdt2]]>)出現(xiàn)拐點或負增量(-dV)下降時，充電器的充電方式立即轉(zhuǎn)入滴充方式，充電電流I0也相應(yīng)下降為 I0，持續(xù)幾分鐘后，充電方式變?yōu)殇噶鞒潆?，充電電流又降?I0并保持涓流狀態(tài)。
本實用新型智能化充電器采用快速充電和對電壓變化率(d2Vdt2]]>)和電壓負增量(-dV)的監(jiān)測，并相應(yīng)自動調(diào)節(jié)充電方式，因此鎳鎘電池不會發(fā)生充電不足或充電過充等現(xiàn)象，這樣能使鎳鎘電池反復(fù)充放電達到500次以上，且使用方便、可靠。本實用新型可應(yīng)用于各類不同電壓的充電式電動工具，或作為充電器使用。
權(quán)利要求1．一種智能化充電器，由降壓電路、整流電路、開關(guān)電路和可快速充電的電池組組成充電主回路，由充電專用集成塊IC和IC外圍電路組成充電控制回路，IC外圍電路包括控制回路電源電壓降壓、整流、濾波電路，電池電壓采樣輸入電路，IC輸出信號放大電路和充電信息指示電路，其特征是充電主回路由電容降壓限流電路、橋式整流電路、可控硅控制開關(guān)電路和可快速充電的電池組組成，電容降壓限流電路由電容C和電阻R1組成，橋式整流電路由二極管D1、D2、D3、D4組成，可控硅控制開關(guān)電路由可控硅T1、R2和IC輸出信號放大電路Q1、Q2組成。
專利摘要本實用新型涉及用半導(dǎo)體器件為電池組充電的充電器。智能化充電器由充電主回路和充電控制回路組成,充電主回路由電容降壓限流電路、橋式整流電路、可控硅控制開關(guān)電路和可快速充電的電池組組成,電容降壓限流電路由電容C和電阻R1組成,橋式整流電路由二極管D1、D2、D3、D4組成,可控硅控制開關(guān)電路由可控硅T1、R2和IC輸出信號放大電路Q1、Q2組成。該充電器可自動監(jiān)測充電電壓的變化,并自動調(diào)節(jié)充電方式。
文檔編號H02J7/10GK2445495SQ0024909
公開日2001年8月29日 申請日期2000年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月5日
發(fā)明者陳學(xué)群, 劉志勛, 梁曄 申請人:上海日立電動工具有限公司