專利名稱：可控高頻式輕小型充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及蓄電池的充電裝置。
已有充電機(jī)的充電方法是通過工頻變壓器將網(wǎng)電變壓成相配的電壓電流經(jīng)整流后對(duì)蓄電池充電。這種充電機(jī)由于使用了工頻變壓器，雖然在電源隔離、電壓要求及電流匹配上滿足了使用要求，但它使得充電機(jī)的體積、重量無法滿足輕小便攜的要求。另外，這種充電機(jī)，在充電過程中，鉛蓄電池會(huì)產(chǎn)生較多的汽泡，影響電池的使用壽命，同時(shí)，這種充電機(jī)所需充電時(shí)間較長(zhǎng)。另有一種“脈沖充電放電去極化快速充電機(jī)”，它使用了大電流脈沖電和放電去極化技術(shù)，使充電時(shí)間大為縮短，同時(shí)也減少了充電時(shí)蓄電池的放氣量，從而使充電機(jī)的性能提高了一大步，但由于電路中仍采用了工頻變壓器，它受到了體積、重量及造價(jià)的局限，使這種充電機(jī)失去了普通使用的推廣價(jià)值。
本實(shí)用新型旨在設(shè)計(jì)一種小巧輕便，性能好造價(jià)便宜的充電機(jī)。
這種充電機(jī)的具體電路原理是首先采用一定的變換電路，把供應(yīng)電源轉(zhuǎn)換成任意波形的高頻電流，這種高頻一般在1千赫以上，例如20KHz，爾后由高頻變壓器提供一個(gè)隔離、匹配的電壓電流再經(jīng)整流對(duì)蓄電池充電。同時(shí)為了提高充電性能，在電路中吸收了“脈沖充電放電去極化”技術(shù)，對(duì)高頻電流實(shí)行電路控制。本充電方法的電路原理是電源→變頻 (控制電路)/() 高頻變壓→整流→充電。使用這種方法制造的充電機(jī)，用高頻變壓器取代工頻變壓器，使體積和重量大為減少。當(dāng)充電機(jī)對(duì)鉛蓄電池充電時(shí)，在單格電壓達(dá)到2.3－2.45伏時(shí)，能有“暫停充電”、“放電去極化”特性，從而避免了蓄電池的過充電發(fā)生，并很大程度地減少了出氣量。根據(jù)這種充電機(jī)的特點(diǎn)，本實(shí)用新型又可用作電動(dòng)自行車的隨車充電機(jī)。
新型的充電機(jī)與已有技術(shù)比較，用變頻 (控制電路)/() 高頻變壓電路代替原充電機(jī)中的工頻變壓電路，這種取代有如下優(yōu)點(diǎn)1、電路中不使用工頻變壓器，能使充電機(jī)的體積、重量大幅度減少。
2、電路中所用的電子元件如采用不同的參數(shù)，便能輕易改變高頻變壓電路的功率，設(shè)計(jì)出不同容量的充電機(jī)。
3、這種充電機(jī)因采用“穩(wěn)流”、“暫停充電”、“放電去極化”電路作控制，所以，充電性能好，當(dāng)電源電壓在較大范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，電路仍能保持恒定電流，同時(shí)，電流量的大小可由預(yù)定的時(shí)間確定，充電時(shí)間可以是常速、中速或快速。
使用上述新型充電方法制造的電動(dòng)自行車充電機(jī)與已有電動(dòng)自行車普遍采用的“12－D－36”(浙江產(chǎn))型充電機(jī)比較，新機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1、體積小、重量輕、機(jī)重850g，重量比原機(jī)減少80％，體積為5.5×8.5×10.5(cm2)，比原機(jī)縮小73％，新機(jī)便于裝在電動(dòng)自行車上隨車使用。
2、新機(jī)電能轉(zhuǎn)換率高，發(fā)熱低，全封閉式金屬殼體即可作散熱用，又適用于野外使用的要求。
3、在充電過程中，充電性能好，工作穩(wěn)定，蓄電池出氣量很少，可以長(zhǎng)期不加水。
4、新機(jī)全部采用國(guó)產(chǎn)元件，不用夕鋼片，銅材用量很少，所以要組織生產(chǎn)，材料來源比較充裕，并且成本相對(duì)比較低廉。


圖1是可控高頻式充電機(jī)的電路方框圖。其中“S”是輸入電路，“Z”是高頻轉(zhuǎn)換電路，“B”為高頻變壓器，“ZL”是整流器，“K”是控制電路，“E”即是被充蓄電池。供應(yīng)電源從P、Q端進(jìn)，經(jīng)“S”加工(一般是整流濾波)后進(jìn)入轉(zhuǎn)換電路，變成高頻電流后由高頻變壓器匹配和隔離，通過整流器對(duì)蓄電池充電，同時(shí)，高頻電流受“K”的控制。
圖2是可控高頻式充電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，適用于24伏鉛蓄電池。其中變換管Q5、Q6、工作在開關(guān)狀態(tài)，并由D9、D10、C6－12、R11－19、D13－14及B1組成“半橋”式轉(zhuǎn)換電路，形成的高頻電流由B1高頻變壓器匹配和隔離，通過二極管D12、D11及扼流圈L7對(duì)蓄電池E充電，Q12、Q13、R27、R29、C17、C18組成“電腦”電路，當(dāng)H對(duì)ON觸動(dòng)后，電腦導(dǎo)通，一路向D19、R28供電，D19是發(fā)光二極管兼做開關(guān)指示燈；另一路由R25、D17向Q9提供偏流，使Q9穩(wěn)定輸出15伏電壓，此電壓使Q7、Q8、D15、D16、R20－23、C13－15及變壓器B2組成的多諧振蕩器工作，產(chǎn)生20KHZ的方波，由B2去推動(dòng)變換管工作，同時(shí)Q9的Ic使得J繼電器動(dòng)作，C19、L3起濾波作用。網(wǎng)電經(jīng)過C1、L1、D1－D4及R1、D6成為12伏的梯形波，并由R7、D7、R6對(duì)C4充電，使得Q2緩慢導(dǎo)通，其導(dǎo)通速度可以是1秒，一方面保證機(jī)器的“軟起動(dòng)”，另一方面完成“暫?！钡亩〞r(shí)，這樣Q1、R2－4、Q2、C2、C3組成的觸發(fā)電路工作，可控硅Q4相繼工作，另外主回路由D5→“C6＋C7”→Q4→R8構(gòu)成通道，從R8上取得信號(hào)，由R9、D8反映在C5上，由R10通過Q3、R5并聯(lián)在C3上，控制C3的導(dǎo)通速度，作用的結(jié)果，保證了Q5、Q6主轉(zhuǎn)換器在一固定的電流范圍內(nèi)，因此，總的蓄電池充電電流也固定。當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到28.8伏(2.4伏×12)時(shí)，Q11、D18導(dǎo)通，通過R26使得Q10、R24導(dǎo)通、C16放電，所以J繼電器失電或電流減少，觸點(diǎn)釋放，進(jìn)行“暫?！?，一旦蓄電池電壓下降，J又重新吸合工作。當(dāng)H觸動(dòng)OFF時(shí)，“電腦”截止，使得機(jī)器關(guān)閉停充，在蓄電池充足后，其連續(xù)充電的時(shí)間將少于1秒，把這個(gè)信號(hào)經(jīng)適當(dāng)延時(shí)后去觸發(fā)Q14，同樣電腦截止，機(jī)器也關(guān)閉停充，達(dá)到全自動(dòng)的目的，但是圖2中未標(biāo)出全自動(dòng)關(guān)機(jī)的取樣回路。
本圖可改成電動(dòng)自行車隨車充電機(jī)。
對(duì)于高頻轉(zhuǎn)換電路除本圖采用的半橋式結(jié)構(gòu)外，還可采用“全橋式”結(jié)構(gòu)、“推挽式”結(jié)構(gòu)，“單管式”結(jié)構(gòu)或其組合式結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種充電機(jī)，由變壓器B、整流電路ZL及控制電路K組成，其特征是在變壓器B前加有輸入電路S和高頻轉(zhuǎn)換電路Z，并且B是高頻式變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機(jī)，其特征是高頻轉(zhuǎn)換電路為半橋式結(jié)構(gòu)或全橋式結(jié)構(gòu)或推挽式結(jié)構(gòu)或單管式結(jié)構(gòu)或其組合式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電機(jī)，其特征是高頻轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的高頻是大于1KHZ的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電機(jī)，其特征是高頻電流的波形是任意態(tài)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電機(jī)，其特征是控制電路K，在被充鉛蓄電池單格電壓達(dá)到2.30伏－2.45伏時(shí)，對(duì)高頻轉(zhuǎn)換電路作用，蓄電池進(jìn)行“暫停充電”及“放電去極化”。
專利摘要本實(shí)用新型涉及蓄電池的充電裝置。是一種無工頻變壓器的小巧輕便、充電質(zhì)量好、造價(jià)便宜的充電機(jī)。其技術(shù)特征為電源變頻控制電路高頻變壓整流充電。應(yīng)用該技術(shù)設(shè)計(jì)的電動(dòng)自行車充電器，其體積小、重量輕、封閉性好，可以作為電動(dòng)自行車的一個(gè)部件或一個(gè)充電機(jī)裝在車上。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2043801SQ8821775
公開日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1988年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月1日
發(fā)明者王萬強(qiáng) 申請(qǐng)人:王萬強(qiáng)