專利名稱：汽車蓄電池用輕便高效全自動充電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車蓄電池的充電機。
傳統(tǒng)的汽車蓄電池充電機，由于采用工頻變壓器，因此體積大、重量較重，構(gòu)造比較復雜。另外，傳統(tǒng)的充電機不能根據(jù)不同的充電階段，自動調(diào)整充電狀態(tài)，使電池長期保持充足狀態(tài)。
本實用新型的目的在于提供一種使交流電能高效地變換成可調(diào)的自動穩(wěn)定的直流電路，使之能適合充電之用的汽車蓄電池用輕便高效全自動充電機。
本實用新型的目的實現(xiàn)關(guān)鍵在于為高頻變換電路提供直流高壓的電源的整流及濾波電路的直流輸出端，一路與半橋式開關(guān)管Q1的集電極、Q2的發(fā)射極相連接，所述半橋式開關(guān)管Q1的發(fā)射極和Q2的集電極相連接，另一路通過分壓電阻與所述開關(guān)管Q1、Q2的基極分別相連接，并為其提供基極正偏壓；所述開關(guān)管Q1、Q2的基極分別與啟動變壓器T1的第一個次級4端和第二個次級3端分別相連接，構(gòu)成正反饋電路；所述開關(guān)管Q2的集電極和發(fā)射極分別同所述啟動變壓器T1的第一個次級5端、第二個次級2端相連接；所述啟動變壓器T1的第一個次級1端接高頻變壓器T2的初級線圈；所述啟動變壓器T1的初級線圈接一個推動放大器Q3、Q4，所述推動放大器Q3、Q4的基極分別與脈沖調(diào)制集成電路的11、8腳相連接；高頻變壓器T2的次級線圈通過整流濾波電路與脈沖調(diào)制集成電路的12腳相連接；脈沖調(diào)制集成電路的16腳與充電機輸出端的電壓取樣電路相連接；脈沖調(diào)制集成電路的1腳與串接在充電機輸出電路中的電流取樣電阻電路相連接，14腳通過分壓電路與2腳相連接，并為其提供參考電壓。
本實用新型與傳統(tǒng)的汽車蓄電池充電機相比，具有如下優(yōu)點1.利用電子電源技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的開關(guān)電源技術(shù)對電路進行改進，省去了笨重的工頻變壓器；2.采用高頻逆變電路和脈沖寬度調(diào)制集成電路，使交流電源能高效率地變換成可以控制的穩(wěn)定直流電源，并對輸出電路進行穩(wěn)流和穩(wěn)壓控制，改善了充電方式；充電初期采用穩(wěn)流充電法，使充電速度加快；充電后期采用穩(wěn)壓充電法，把輸出電壓的穩(wěn)定值調(diào)整在稍高于電池充足后的最終電壓值上，使充電后期能自動減小充電電流；最終形成＂涓流充電＂，可以防止充電過度而損傷電池；3.整個充電過程能高效快速地進行，免去了人工調(diào)節(jié)；4.本充電機通用性強，可以開發(fā)多種不同規(guī)格和用途和同類產(chǎn)品；
5.本充電機使用高效隔離變壓器，可使輸出電路與交流市電隔離，因此，安全性好。
圖面說明

圖1是本實用新型的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本充電機的工作過程敘述如下市電經(jīng)輸入電路(由L1、C2、C3等元件組成)的濾波，除去高頻干擾成分。經(jīng)工頻整流和濾波(D1-D4、C4、C5)得到約300V的直流高壓，提供高頻變換電路作電源。一路加到半橋式開關(guān)管Q1的集電極和Q2的發(fā)射極；另一路經(jīng)R3和R4降壓供作兩管的基極正偏壓。Q1和Q2得電導通啟動，通過啟動變壓器T1的正反饋作用，促使兩管自激振蕩，輪流導通和截止。形成高頻高壓脈沖通過高頻變壓器T2的次級降壓和D14整流和L3、C11、C12的濾波獲得控制電路所需的直流電壓(約20伏)加到脈寬調(diào)制集成電路(簡稱PWMIC)的(12)腳，得到工作電壓后，PWMIC電路，開始工作。其⑤、⑥腳內(nèi)設(shè)鋸齒波振蕩電路(頻率由R17，C15確定)，經(jīng)內(nèi)部整形放大分頻后，由⑧腳和(11)腳分別輸出兩個大小相等，相位相差180°的開關(guān)脈沖(寬度受內(nèi)部控制電路調(diào)制)送到推動放大電路(晶體管Q3和Q4)放大后，再經(jīng)推動變壓器T1，耦合給開管Q1和Q2，強迫主變換器進入他激工作狀態(tài)，產(chǎn)生寬度可調(diào)的高頻高壓脈沖方波，經(jīng)變壓器T2降壓，再經(jīng)D15，D16高頻整流和L2、C18、C19濾波，獲得可以調(diào)整控制的直流輸出電壓。
穩(wěn)壓控制是由PWMIC的(15)、(16)腳內(nèi)的控制電路和由R25、R26、R31組成的電壓取樣電路來完成的。當輸出電壓發(fā)生變化時，加到(16)腳的取樣電壓也相應發(fā)生變化。內(nèi)部的控制電路促使⑧、(11)腳輸出的開關(guān)脈沖寬度發(fā)生變化，從而改變輸出電壓使之達到穩(wěn)定值。
穩(wěn)流控制是由串聯(lián)在輸出電路中的電流取樣電阻R33上的壓降，通過R21、R22、R33加在PWMIC的另一控制端的①腳，②腳接參考電壓(來自(14)腳的分壓)，使R33上發(fā)生的電流變化信號通過①、②腳內(nèi)的控制電路，促使⑧、(11)腳輸出的開關(guān)脈沖寬度相應變化，從而改變輸出電壓，使電流達到穩(wěn)定值。
本實用新型由于對直流輸出電路同時進行穩(wěn)流和穩(wěn)壓控制，在充電初期，施行穩(wěn)流控制，使充電電流保持恒定，不受交流市電波動和負載變化的影響。在充電后期，施行穩(wěn)壓控制。使輸出電壓預先調(diào)定在稍高于電池充電終期能達到的最高數(shù)值。這樣就可以使充電流隨著電池電壓升高而逐漸減小，電池電壓，越接近穩(wěn)壓預定值，電流越小，最終將變?yōu)椤颁噶鞒潆姟?，直到電池充足，不會發(fā)生過充電。達到最佳充電效果。
按本實用新型設(shè)計的電路方案制成的試驗樣機，體積為10×14×15cm3重量約1千克，對小型汽車常用的12V，36安時的鉛酸蓄電池進行充電試驗，輸出電壓的穩(wěn)定值設(shè)定為14V，初期充電電流設(shè)定在6A，穩(wěn)流充電時間約4.5小時，5小時后電流降為5A，6小時后為4A，7小時后降為2A，8小時充電結(jié)束。經(jīng)放電試驗證明，電池已充足。充電過程完全自動進行。市電電壓波動范圍為180V-260V最大充電電流時的交流電流為0.5A，電源變換效率在90％以上。由樣機試驗證實本實用新型所具有的輕便，高效和全自動的特征。因其輕便，特別適合于汽車蓄電池充電之用?？梢詭г谲嚿?，在任何具備有市電的場合，不必把沉重電池從車上搬下，就可以直接聯(lián)線充電。在汽車檢修中，有時要對汽車電器進行測試和校驗，需要直流穩(wěn)壓電源，本機可以代替，達到一機多用的目的。
權(quán)利要求1.一種汽車蓄電池用輕便高效全自動充電機，其特征在于為高頻變換電路提供直流高壓的電源的整流及濾波電路的直流輸出端，一路與半橋式開關(guān)管Q1的集電極、Q2的發(fā)射極相連接，所述半橋式開關(guān)管Q1的發(fā)射極和Q2的集電極相連接，另一路通過分壓電阻與所述開關(guān)管Q1、Q2的基極分別相連接，并為其提供基極正偏壓；所述開關(guān)管Q1、Q2的基極分別與啟動變壓器T1的第一個次級4端和第二個次級3端分別相連接，構(gòu)成正反饋電路；所述開關(guān)管Q2的集電極和發(fā)射極分別同所述啟動變壓器T1的第一個次級5端、第二個次級2端相連接；所述啟動變壓器T1的第一個次級1端接高頻變壓器T2的初級線圈；所述啟動變壓器T1的初級線圈接一個推動放大器Q3、Q4，所述推動放大器Q3、Q4的基極分別與脈沖調(diào)制集成電路的11、8腳相連接；高頻變壓器T2的次級線圈通過整流濾波電路與脈沖調(diào)制集成電路的12腳相連接；脈沖調(diào)制集成電路的16腳與充電機輸出端的電壓取樣電路相連接；脈沖調(diào)制集成電路的1腳與串接在充電機輸出電路中的電流取樣電阻電路相連接，14腳通過分壓電路與2腳相連接，并為其提供參考電壓。
專利摘要一種能適用于汽車蓄電池的新式輕便高效全自動充電機。利用電子電源技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的開關(guān)電源技術(shù)對電路進行了改進,省去了笨重的工頻變壓器,采用高頻逆變電路和脈沖寬度調(diào)制集成電路,使交流電源能高效率地變換成可以控制的穩(wěn)定直流電源,并對輸出電路進行穩(wěn)流和穩(wěn)壓控制,改善了充電方法。充電初期采用穩(wěn)流充電法,使充電速度加快;充電后期采用穩(wěn)壓充電法,把輸出電壓的穩(wěn)定值調(diào)整在稍高于電池充足后的最終電壓值上,使充電后期能自動減小充電電流,最終形成“涓流充電”可以防止充電過度而損傷電池。
文檔編號H01M10/44GK2407455SQ9825067
公開日2000年11月22日 申請日期1998年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月24日
發(fā)明者張國昌 申請人:張國昌