專利名稱：一體化全自動(dòng)充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到電子、電器中的充電技術(shù)，特別適用于蜂窩式電話電池、便攜式超聲波儀器電池、汽車電瓶及家用的各型鎳隔、鎳氫和堿性電池的充電。
眾所周知，一般的充電器的線路，多數(shù)是由鐵芯變壓器、整流濾波電路、電池充放電路、控制電路、脈沖形成驅(qū)動(dòng)電路組成，方框圖(見附圖1)。這類充電器裝置是采用獨(dú)立的鐵芯變壓器作為供電器，采用三極管或達(dá)林頓對(duì)管構(gòu)成對(duì)電池充電和放電的主電路。上述的線路結(jié)構(gòu)，由于采用三極管或達(dá)林頓對(duì)管和電阻形式的充放電路，電路不但復(fù)雜，而且在高速充電中難以達(dá)到較好的去極化效果，工作中放電所耗散的能量卻以熱能耗散。在驅(qū)動(dòng)電路和電池充電檢測(cè)中采用了進(jìn)口大規(guī)模集成電路，該電路工作性能比較穩(wěn)定，充電率約為600mA/小時(shí)，但被充電池使用時(shí)間較長(zhǎng)后，極化情況也較嚴(yán)重，而且進(jìn)口的集成電路價(jià)格也較昂貴，上述的充電器，變壓器與充電電路相對(duì)獨(dú)立，整個(gè)裝置不但體積重，使用也不放便。
本實(shí)用新型的目的，是為了克服以上充電器的不足之處，特提供一種開關(guān)電源與大電流脈沖充放電路融為一體，用價(jià)格便宜可靠性高的電子元器件替換三極管或達(dá)林頓對(duì)管組成的充放電路，以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，適合于國(guó)內(nèi)規(guī)模性生產(chǎn)的充電器。
本實(shí)用新型的指導(dǎo)思想是根據(jù)馬斯教授的“關(guān)于快速充電的三個(gè)定律”進(jìn)行的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)充電器提出了一種新的設(shè)計(jì)方案，該方案包含有能與充電電池正負(fù)極接觸的極板外殼、開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源(A框圖)、DLC脈沖充放電電路(B框圖)和控制電路(C框圖)、其主要特征是開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源中的開關(guān)變壓器T的付邊繞組B1輸出端與DLC脈沖充放電路的輸入端聯(lián)接，DLC脈沖充放電路的輸出分兩路，一路與控制電路的輸入端聯(lián)接，另一路與充電電池BAT的正負(fù)極聯(lián)接，控制電路的輸出端與開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源的控制輸入端聯(lián)接，方框圖(見附圖2)。它的工作原理是當(dāng)開關(guān)參數(shù)穩(wěn)壓恒流源，接上市電220V之后，開始進(jìn)行工作，其工作狀態(tài)為“穩(wěn)壓”。當(dāng)控制電路發(fā)出“有待充電池”信號(hào)后，A單元電路轉(zhuǎn)為恒流狀態(tài)工作。并供電給DLC脈沖充放電路以脈沖恒流方波經(jīng)方框B線路波形處理后，形成適合于高速充電的電流波形，方框C實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池充電狀態(tài)，當(dāng)電池達(dá)到飽和充電時(shí)，發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)到方框A，充電自動(dòng)停止。
本實(shí)用新型起關(guān)鍵作用的電路，是DLC脈沖充放電路，它是由電容C、二極管D、電感L、電阻R組合而成。開關(guān)變壓器T的付邊繞組B1的一端FK1經(jīng)過二極管D10、電感L3、電容C4、二極管D14和電阻R30組成的回路與充電電池BAT的正極和控制電路中的(2)充電電壓取樣聯(lián)結(jié)，付邊繞組B1的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻R20與充電電池BAT的負(fù)極聯(lián)接，另一路(1)與控制電路中的充電電流取樣聯(lián)接(見附圖3)，或開關(guān)變壓器T的付邊繞組B1的一端經(jīng)過由C、D1、D2、R2、R3、La、Lb、Lc、和Ld組成的回路與充電電池BAT的正極和控制電路中的(2)充電電壓取樣聯(lián)結(jié)，付邊繞組B1的另一端分兩路，一路經(jīng)R1與充電電池BAT的負(fù)極聯(lián)接，另一路(1)與控制電路中的充電電流取樣聯(lián)接(見附圖6)。本充放電路的工作原理是當(dāng)DLC電路接收到開關(guān)變壓器的充電方波后，正方波經(jīng)二極管D10、電感L3、電阻R20向電池BAT充電，此時(shí)由于二極管D10的正向正壓強(qiáng)制電容C4基本上不充電，當(dāng)負(fù)方波時(shí)，電池BAT電流經(jīng)二極管D14、電容C4、開關(guān)變壓器繞組B1和電阻R20對(duì)電池BAT負(fù)極放電。此部分回路電阻很低，可以做到規(guī)定的放電深度，放電電能儲(chǔ)存在電容C4上(以往的放電方式是將此部分轉(zhuǎn)換為熱量散出)。當(dāng)下一個(gè)正方波到來時(shí)，由電容C4上儲(chǔ)存的能量疊加在正方波中，經(jīng)C4、R30重新充回電池BAT。本充電器中的DLC脈沖充放電路，可采用六個(gè)一般電子元件，卻代替了現(xiàn)有技術(shù)中用于充放電的三極管或達(dá)林頓對(duì)管，以及驅(qū)動(dòng)電路和放電電阻，因采用了儲(chǔ)能元件C4完成放電工作，又能將放出的電能量新返回充電電池BAT，以提高了充電效率和速度。


圖1是一般充電器原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型原理方框圖；圖3是本實(shí)用新型中DLC脈沖充放電電路B的線路圖；圖4是本實(shí)用新型開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源A的線路圖；圖5是DLC脈沖充放電電路B，和控制電路C的線路圖。
圖6是本實(shí)用新型中DLC脈沖充放電路B的第二種線路圖。
以下結(jié)合附圖2-附圖5通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源，主要由開關(guān)電源控制塊UC3844、變壓器T1、4N35光耦合器、BUZ50場(chǎng)效應(yīng)管等元件組成。DLC脈沖充放電路由二極管、電感、電容、電阻組成，在這里二極管D10選用SB1045型，D14選用SB540型、L3為10μH、C4為CL210.22μ/63V，R20為RJ0.1Ω/2W、R30為RJ3.9Ω/2W?？刂齐娐分饕赡KMK-4(HQ97-A)，電介電容、發(fā)光二極管、電容、電阻組成。當(dāng)電源J1接入220V市電后，開關(guān)電源啟動(dòng)、電源指示燈LED2顯示綠光以表示開關(guān)電源工作正常。此時(shí)通過開關(guān)變壓器T的付邊繞阻B1向DLC脈沖充放電路供電。當(dāng)未接上充電電池BAT時(shí)，DLC電路中電阻R20處的平均電壓為零。此電壓經(jīng)電平移動(dòng)后，送往模塊MK-4的4腳(RW1)，再由此塊的1腳(N1)送出信號(hào)，此時(shí)FK2處于高電平，開關(guān)電源工作處于“穩(wěn)壓”狀態(tài)，即為空載等待狀態(tài)，當(dāng)接上被充電電池BAT后，控制電路中的L4、電容C14、R29、發(fā)光二極管LED3構(gòu)成電池安裝檢測(cè)電路、該電路中的發(fā)光二極管LED3發(fā)光，表示充電電池BAT安裝到位。充電工作能正常進(jìn)行。此時(shí)DCC脈沖充放電路中的電阻R20處取得的平均電平小于零，此信號(hào)送到控制電路中的模塊MK-4的4腳(RW1)后，再由1腳(N1)送出調(diào)節(jié)電平，經(jīng)FK2送到開關(guān)電源后，此時(shí)開關(guān)電源工作處于“恒流”狀態(tài)，恒流值由控制電路中的電位器RW1設(shè)定，開關(guān)電源以此電流給充電電池BAT進(jìn)行充電。當(dāng)充電電池BAT充電達(dá)到飽和時(shí)，控制電路中的模塊MK-4的1腳(N1)使FK2的電位處于低電平，此時(shí)開關(guān)電源工作在啟動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)開關(guān)電源僅對(duì)充電電池BAT進(jìn)行微電流補(bǔ)充充電，同時(shí)模塊MK-4的11腳使發(fā)光二極管LED1點(diǎn)亮，以表示充電完畢，電源指示發(fā)光二極管LED2開始約每秒鐘閃爍一次亮光，以表示可隨時(shí)取用電池。
由此可見，本實(shí)用新型提供的充電器，不僅線路簡(jiǎn)單，又因采用DLC充放電路，充電的過程中能很好地處理散熱問題，因而，本充電器充電的速度快、效率高、可靠性強(qiáng)，而且又降低了成本，并適合于國(guó)內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)。開關(guān)電源與大電流脈沖充放電路融為一體，整個(gè)充電器的體積小，重量輕，也便于攜帶使用。
權(quán)利要求1.一體化全自動(dòng)充電器，包含有帶有能與充電電池正負(fù)極極板接觸的外殼、開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源(A)、DLC脈沖充放電電路(B)和控制電路(C)，其特征在于開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源中的開關(guān)變壓器T的付邊繞組B1輸出端與DLC脈沖充放電電路的輸入端聯(lián)接，DLC脈中充放電路的輸出端分兩路，一路與控制電路的輸入端聯(lián)接，另一路與充電電池BAT的正負(fù)極聯(lián)接，控制電路的輸出端與開關(guān)式參數(shù)穩(wěn)壓恒流源的控制輸入端聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化全自動(dòng)充電器，其特征在于DLC脈沖充放電電路是由電容C、二極管D、電感L、電阻R組合而成，開關(guān)變壓器T的付邊繞組B1的一端經(jīng)過二極管D10、電感L3、電容C4、二極管D14和電阻R30組成的回路與充電電池BAT的正極和控制電路中的(2)充電電壓取樣聯(lián)結(jié)，付邊繞組B1的另一端分兩路，一路經(jīng)R20與充電電池BAT的負(fù)極聯(lián)接，另一路(1)與控制電路中的充電電流取樣聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化全自動(dòng)充電器，其特征在于DLC脈沖充電電路是由電容C、二極管D、電感L、電阻R組合而成，開關(guān)變壓器T的付邊繞組B1的一端經(jīng)過由C、D1、D2、R2、R3、La、Lb、Lc和Ld組成的回路與充電電池BAT的正極和控制電路中的(2)充電電壓取樣聯(lián)結(jié)，付邊繞組B1的另一端分兩路，一路經(jīng)R1與充電電池BAT的負(fù)極聯(lián)接，另一路(1)與控制電路中的充電電流取樣聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型介紹了一種可用于鎳鎘、鎳氫及堿性電池的小型充電器,它是由開關(guān)參數(shù)穩(wěn)壓恒流源(A)、DLC脈沖充放電電路(B)和控制電路(C)組成。A電路通過開關(guān)變壓器副邊繞組與B電路聯(lián)接,B電路分別與C電路和充電電池的正負(fù)極聯(lián)接,C電路與A電路聯(lián)接。B電路由電容、二極管、電感及電阻組成,該電路代替了現(xiàn)有技術(shù)中用于充放電的三極管或達(dá)林頓對(duì)管以及驅(qū)動(dòng)電路和放電電阻。本充電器充電效率高，可靠性強(qiáng),攜帶使用方便,適于規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2273919SQ9622400
公開日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1996年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月7日
發(fā)明者劉新躍 申請(qǐng)人:四川華菁電器有限責(zé)任公司