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電子式快速充電器的制作方法

文檔序號:434007閱讀:1067來源:國知局
專利名稱:電子式快速充電器的制作方法
技術領域
本實用新型涉及一種利用PWM(脈寬調(diào)制)開關電源,為蓄電池充電的裝置,特別是一種可以快速為蓄電池充電的充電器。
目前,我國利用PWM開關電源,為蓄電池充電,已有新的發(fā)展,這種電源比老式有工頻變壓器的充電器有無可比擬的優(yōu)越性,但是它畢竟是一門新技術,尤其用在充電器上,還存在一定不足之處,特別是蓄電池極板的“極化”現(xiàn)象,大大降低了充電器的充電效率。
本實用新型的目的在于利用PWMIC及大功率場效應管為開關電源,內(nèi)部設有過流保護,充電電流連續(xù)調(diào)節(jié),特別是通過周期充,放電電路,為蓄電池快速充電。
本實用新型一種電子式快速充電器是這樣實現(xiàn)的,包括電源濾波器、整流器、PWM控制電路、功率推動電路、功率放大電路、整流輸出電路的充電器,它還包括一個可提高充電速度的周期變換充、放電時間的充、放電控制電路。蓄電池在充電時會產(chǎn)生氣泡,它將包圍電池極板,使極板與電解液隔離引起充電內(nèi)阻升高也叫“極化”現(xiàn)象,為了有效的消除“極化”現(xiàn)象達到快速充電的目的本機設有周期充放電電路,通過間歇放電方式定時消除氣泡,使充電效率大大提高。
本實用新型的優(yōu)點是采用了現(xiàn)代的PWM開關電源,所以輸出功率大,保護功能完善,體積小,重量輕,效率高(工作在35KHZ),而且電路內(nèi)設周期充、放電電路,使蓄電池在充電時,大大消除了蓄電池極板的“極化”現(xiàn)象,使蓄電池充電時間大大縮短,達到提高充電效率的目的。
本實用新型具有如下
。
圖1電路原理圖圖2組合使用示意圖圖中標號如下1、電源線2、電源開關3、電流表4、充放電限流電阻轉(zhuǎn)換開關5、充放電指示燈6、充放電電路開關7、12-24轉(zhuǎn)換開關8、輸出端子,9、機殼10、充電電流調(diào)節(jié)旋樞11、蓄電池。
以下結(jié)合附圖舉一實施例詳細介紹如下在圖1中,交流電220V通過橋式整流器UR1和C4濾波變成300V直流電供給整個逆變器的高壓電源。做為VT3、VT4大功率FET場效應管的高壓、大電流開關變換、和控制電路的啟動電源的供給。啟動電源由IC3.UR4.VD5.R19.VS1.R18.C16.組成,其原理是300V直流電對電容C16充電、充至高于穩(wěn)壓管VD5的門限電壓時,電阻R19上流過電流,產(chǎn)生的電壓使VS1導通C16對控制電路IC1及推動級VT1VT2放電、這樣就產(chǎn)生了啟動電壓。控制電路工作后,整個逆變器工作。同時T2反饋繞組產(chǎn)生感應電壓經(jīng)IC3穩(wěn)壓,輸壓穩(wěn)定的控制電壓,提供IC1和VT2工作,啟動過程結(jié)束。IC1工作后,由11,14兩腳輸出反相脈沖信號,經(jīng)VT1.VT2推放大,經(jīng)T1藕合,推動大功率VMOS場效應管VT3.VT4產(chǎn)生高壓大電流開關變換。同時在T2的次級繞組感應出交流高頻脈沖,經(jīng)UR5快速全橋整流后,變成直流脈沖電壓,供蓄電電池充電。
UR3.R16.R17.RP2.C15構(gòu)成充電電流調(diào)節(jié)電路,因UR3整流后的取樣電壓送至IC11腳做為脈寬調(diào)制控制電壓,此電壓由RP2調(diào)節(jié),因此調(diào)節(jié)RP2就可使T2次級的輸出電壓在一定范圍內(nèi)變化,從而達到調(diào)節(jié)蓄電池充電電流的目的。
VD4.C14.RP1VD3構(gòu)成過流保護電路當輸出端過載或短路時,T2感應出的電壓經(jīng)VD4整流,當這一電壓超過VD3的門限電壓時,使加到IC14腳電壓為正,5腳為零,致使IC1的11和14腳輸出截止,從而關閉了整個PWM逆變器的振蕩輸出,起到了過流保護的目的。
PWM逆變器是本機的核心電路,它是由IC1.VT1.VT2.VT3.VT4.T1.T2.R1~17.R28.C5~15.C21.C22.VD4.RP1.VD3.UR3.RP2等元件組成。
蓄電池在充電時會產(chǎn)生氣泡,它將包圍電池極板,使極板與電解液隔離引起充電內(nèi)阻升高也叫“極化”現(xiàn)象,為了有效的消除“極化”現(xiàn)象達到快速充電的目的本機設有周期充放電電路,通過間歇放電方式定時消除氣泡,使充電效率大大提高。其原理如下在圖1中,S2.C17.UR2.FU2.C18.VD6.構(gòu)成充放電電路電源,R20.R21.R22.VD7.VD8.C19.VD1.VD2.J.J1-1.IC2構(gòu)成充放電控制電路,R20、R21、C19、IC2組成了多諧振蕩器,R20和R21決定了輸出脈沖的占空比,C19決定了振蕩的周期,由于占空比小,所以輸出高電平的時間短(0.1~0.2秒)輸出低電時間長,這樣就滿足了充放電需要的周期。當IC2輸出高電平時,繼電器J吸合,它的一對常開觸點J1-1閉合,此時控制電路電壓經(jīng)R22和VD1.VD2.箱位后,加到IC1的10腳上,IC1.10腳得到一定閥值電壓后,立即關閉振蕩和輸出,致使整個PWM逆變器輸出截止。電路對蓄電池不充電。而J的另一對常開觸點J1-2同時閉合,場效應管VT5的G極經(jīng)過R25和VD12箱位,得到來自蓄電池正的觸發(fā)電壓而導通,蓄電池E通過流電阻R26放電。(當S4閉合時R26.R27并聯(lián)12V電池放電限流)當IC2輸出低電平時,J釋放它的兩對觸點J1-1J1-2同時斷開,IC110腳失去電壓立即恢復振蕩和輸出,電路對蓄電池進行充電。與此同時場效應管VT5的G極失去觸發(fā)電壓而截止,蓄電池只充電而無放電回路。這樣就完成了電路對蓄電池充放電的全過程,由于蓄電當?shù)臅r間很短(小于0.2秒)所以不會損傷電池。
VT5.J1-2.R24.R25.R26.R27.VD10~VD12.S4等元件構(gòu)成蓄電池的放電電路。VD10為發(fā)光二極管LED,指示蓄電池充放時間間隔。
本充電器構(gòu)成及電路聯(lián)接是這樣的如圖2,它有個機殼、面板上裝的開關儀表,及指示燈,輸出端等。殼內(nèi)散熱孔處,固定一個儀表小風扇FM,為整機散熱。如圖1,~220V電源的2根輸入線經(jīng)過FU1.S1接到L的一個輸入頭上,電源的另一根線接到斬另一個輸入頭上。L輸出的兩個頭分別接到UR1和UR2的交流端。為了控制充放電電路的工作,在C17的線路中,串一個按鍵開關S2,控制IC2的工作和停止。尤其新電池初充電,暫時斷開S2,待電池充有少量電之后再合上開關S2。UR1輸出的正極接C4.VT3的D極及R14C12R18UR1的負極接地。IC1的8腳接地,15腳接R5.R6.C21.IC3.IC1的輸出端11、14腳接VT1.VT2的基極。T1初級線圈中間抽頭,兩端頭分別接VT1.VT2的集電極,中點抽頭接IC3及C21的聯(lián)接點上。T1的次級有兩組線圈,其中兩個頭分別通過電阻R10.R12接到VT13VT14的G極,線圈的另一頭接C8.VT3的S極。C10的公共點上,另一線圈頭接C9.VT4的S極C11的公共接地點上。T2的初級線圈一個頭接VT3.VT4半橋變換的輸出點上,另一個頭接C12C13的聯(lián)接點上。T2的次級有4組線圈,通過UR3整流正極經(jīng)RP2分壓后接到IC11腳。第2組線圈經(jīng)UR4整流,輸出正極接R18和C16的聯(lián)接點上。第3組線圈經(jīng)VD4整流,通過RP1分壓后接到VD3和IC1的4腳。1~3組線圈整流后負極均全部接地第4組線圈為蓄電池充電回路,它有中點抽頭,此抽頭接S3(12V-24V轉(zhuǎn)換開關)的1個頭上。這組線圈的上、下兩端頭,1個接S3的接點,另一個頭接VD9和UR5交流端的聯(lián)接點上。UR5整流后正極通過FU3電表A,接蓄電池正極。負極接蓄電池的負極。風扇FM的電源是通過VD9整流,經(jīng)串接電阻R23.IC4.C20濾波取得,F(xiàn)M負極接第4組線圈的中點抽頭。UR2整流后,正極通過FU2由C18濾波VD6穩(wěn)壓給IC2做控制電源,整流后的負極接地。IC2的輸出端接J和VD8,這兩個元件的另一個端接電源負極。
權利要求1.一種電子式快速充電器,包括電源濾波器、整流器、PWM控制電路、功率推動電路、功率放大電路、整流輸出電路,其特征在于它還包括一個常開觸點J1-1與PWM控制電路IC1的10腳相連接控制充電器對蓄電池充電的、常開觸點J1-2與場效應管VT5的G、D極相連接控制充電器對蓄電池放電的控制繼電器。
專利摘要一種電子式快速充電器,包括電源濾波器、整流器、PWM控制電路、功率推動電路、功率放大電路、整流輸出電路,它還包括一個可提高充電速度的周期變換充、放電時間的充、放電控制電路。本實用新型采用了現(xiàn)代的PWM開關電源,所以輸出功率大,保護功能完善,體積小,重量輕,效率高,而且電路內(nèi)設周期充、放電電路,使蓄電池在充電時,大大消除了蓄電池極板的“極化”現(xiàn)象,使蓄電池充電時間大大縮短,達到提高充電效率的目的。
文檔編號H02J7/10GK2441257SQ002040
公開日2001年8月1日 申請日期2000年3月27日 優(yōu)先權日2000年3月27日
發(fā)明者張超仁, 張越仁, 李文坦 申請人:張超仁
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