專利名稱：脈沖式充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種脈沖式充電器，主要為一種利用脈沖方式充電而可在不同階段提供快速、慢速和微速充電等功能的充電器，以免除傳統(tǒng)充電器的±ΔV檢測所衍生的電池過飽和的問題，達(dá)到提高電池使用壽命。
按現(xiàn)今充電器的構(gòu)造，都為使用微處理器(CPU)來檢測電池是否充滿以及確定何時(shí)斷電停止充電，而其自動(dòng)斷電的原理即進(jìn)行蓄電池或充電電池的±ΔV特性的檢測，所謂的±ΔV為電池充電飽和時(shí)端電壓略微上升或下降的現(xiàn)象，而一般充電器通過內(nèi)部微處理器不斷地記錄現(xiàn)在電壓，與下次測得的電壓進(jìn)行比較，若發(fā)生電壓下降或陡升的現(xiàn)象，即代表電池已飽和，故而切斷充電回路而停止充電，這種作法雖然相當(dāng)直接而具確實(shí)的效果，然而實(shí)際使用上仍有某些缺點(diǎn)，為此特分析如下1.其自動(dòng)斷電的時(shí)機(jī)為電池產(chǎn)生「過飽和」的階段，但是該過飽和則連帶造成電池發(fā)熱的不良現(xiàn)象，當(dāng)電池充電過于頻繁時(shí)，容易因發(fā)熱導(dǎo)致?lián)p壞或是造成使用壽命縮短的缺點(diǎn)。
2.充電前必須進(jìn)行先放電作業(yè)，否則無法達(dá)到最佳的效果由于蓄電池或充電電池經(jīng)充電后，容易使電池產(chǎn)生假飽和及記憶效應(yīng)，以致影響電池效能，故而在進(jìn)行充電時(shí)，必須先將電池完全放電，但此舉使作業(yè)更為復(fù)雜耗時(shí)。
3.成本較高由于必須使用微處理器進(jìn)行精確記憶與控制，致使成本上升。
4.電池特性較差時(shí)，存在無法自動(dòng)斷電的困擾當(dāng)電池特性不太理想時(shí)，飽和時(shí)無法及時(shí)產(chǎn)生±ΔV或是不出現(xiàn)該電壓下降特性，造成電池嚴(yán)重?fù)p壞，甚至出現(xiàn)安全性方面的問題。
故從以上對傳統(tǒng)充電器的相關(guān)說明可知，除存在容易造成電池發(fā)熱而影響使用壽命的問題外，還存在充電前必須進(jìn)行放電作業(yè)而造成操作不便和成本較高等問題，有待積極尋求其它的解決方案。
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種脈沖式充電器，主要為一種不使用±ΔV作為自動(dòng)斷電的另一種類型的充電器，此充電器可隨著電池的充電狀態(tài)產(chǎn)生不同型態(tài)的充電模式，即在充電初期，以使用脈沖快速模式進(jìn)行充電，待電池電壓達(dá)到飽和電壓的約90％時(shí)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)換以脈沖慢速方式進(jìn)行充電，而待電池電壓額滿時(shí)，更轉(zhuǎn)變以脈沖微速方式進(jìn)行充電，由此解決電池飽和過熱的缺點(diǎn)。
前述脈沖式充電器的充電型態(tài)可適當(dāng)?shù)胤乐闺姵禺a(chǎn)生假飽和現(xiàn)象，故在充電前無需進(jìn)行放電作業(yè)，使充電作業(yè)較為簡便。
前述脈沖式充電器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅以一般電子組件即可構(gòu)成，無須高成本的微處理器，可有效地降低制造成本。
本實(shí)用新型涉及一種脈沖式充電器，包括提供電池充電所需電力的電源變換器、用以控制電源變換器輸出電壓是否送到電池的晶體管開關(guān)、輸出脈沖信號以決定晶體管開關(guān)是否導(dǎo)通的脈沖產(chǎn)生器、用以檢測前述電源變換器輸出電壓并藉此改變脈沖產(chǎn)生器輸出狀態(tài)的過電壓保護(hù)電路；其中電源變換器主要由一穩(wěn)壓器構(gòu)成，其輸入端和輸出端分設(shè)有作電流量設(shè)定和電壓準(zhǔn)位設(shè)定的電阻。
前述的晶體管開關(guān)由一晶體管構(gòu)成，其集電極連接到電池的一端，其基極連接到脈沖產(chǎn)生器的輸出端。
前述的過電壓保護(hù)電路主要由比較器構(gòu)成，比較器的一輸入端連接到電源變換器的輸出端，另一輸入端為設(shè)定參考電壓端，其輸出端連接到脈沖產(chǎn)生器。
前述的脈沖產(chǎn)生器由一運(yùn)算放大器構(gòu)成，在其兩輸入端和輸出端間分別連接電阻、電容以構(gòu)成一正反饋振蕩回路。
前述電源變換器的穩(wěn)壓器輸入端上設(shè)有作電流量設(shè)定用的電阻。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)特征及目的。


圖1為本實(shí)用新型的電路方塊圖。
圖2為本實(shí)用新型的詳細(xì)電路圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型的電路方塊圖包括有一電源變換器10，提供電池充電所需電力；一晶體管開關(guān)20，用以控制電源變換器10輸出電壓是否送到電池50；一脈沖產(chǎn)生器30，提供輸出脈沖信號以決定晶體管開關(guān)20是否導(dǎo)通；一過電壓保護(hù)電路40，用以檢測前述電源變換器10輸出電壓是否有過高現(xiàn)象，并藉此改變脈沖產(chǎn)生器30輸出狀態(tài)；其中請參閱圖2，該電源變換器10主要由一穩(wěn)壓器11構(gòu)成，其輸入端和輸出端分設(shè)有電阻12～14，分別作電流量設(shè)定及電壓準(zhǔn)位設(shè)定功能，藉以供應(yīng)電池50充電所需的穩(wěn)定電力。該電源變換器10用以防止不正常電壓輸出所導(dǎo)致的電池過充現(xiàn)象，確保電池不致過充而損壞。即電池50的端電壓與電源變換器10設(shè)定的電壓值同時(shí)送到過電壓保護(hù)電路40中，判斷電池電壓是否超過應(yīng)有的飽和位準(zhǔn)。
晶體管開關(guān)20由一晶體管構(gòu)成，其集電極連接在電池50的一端，基極連接在脈沖產(chǎn)生器30的輸出端，利用脈沖產(chǎn)生器30輸出的脈沖信號控制電池50是否充電。
脈沖產(chǎn)生器30為供應(yīng)觸發(fā)晶體管開關(guān)20所需的脈沖信號，使其進(jìn)入脈沖充電模式時(shí)，依照該脈沖為基準(zhǔn)而動(dòng)作。而脈沖產(chǎn)生器主要由一運(yùn)算放大器U1C構(gòu)成，其輸入和輸出端間分設(shè)電容、電阻，以構(gòu)成正反饋振蕩回路，送出振蕩脈沖給晶體管開關(guān)20。
過電壓保護(hù)電路40主要由一比較器U1B構(gòu)成，其一輸入端通過電阻41連接到電源變換器10的輸出端，另一輸入端連接分壓電阻42、43，以取得參考電壓，比較器U1B的輸出端則連接脈沖產(chǎn)生器30的負(fù)反饋端上，以便在電源變換器10輸出電壓呈過高現(xiàn)象時(shí)，使脈沖產(chǎn)生器30輸出端呈現(xiàn)低電位，令晶體管開關(guān)20不導(dǎo)通，以截?cái)喑潆婋娏?，達(dá)到保護(hù)目的。
在前述功能方塊圖的說明中，最為特殊處即為電源變換器10和脈沖產(chǎn)生器30以及通過電源變換器10設(shè)定電壓準(zhǔn)位的配合關(guān)系，其具體工作流程如下所述在激活之初，未達(dá)到電池電壓設(shè)定準(zhǔn)位時(shí)，以脈沖快速模式對電池50進(jìn)行充電，若電池50電壓已達(dá)到設(shè)定準(zhǔn)位時(shí)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)換為脈沖慢速模式充電，若已達(dá)到飽和階段，則自動(dòng)轉(zhuǎn)換到脈沖微速充電模式，以極慢的速度對電池進(jìn)行脈沖式充電，藉以克服電池本身的自放電問題，使得電池維持在飽滿的狀態(tài)。且前述的快速、慢速和微速充電模式是隨著電池本身的充電飽和程度自我調(diào)整，無須使用微處理器或其它檢測組件，所以不只是電路構(gòu)造單純，且動(dòng)作精確穩(wěn)定。再者，在前述多階段動(dòng)作模式下，通過脈沖充電模式使得電池接近飽和點(diǎn)，如此可適當(dāng)?shù)慕鉀Q電池過飽和時(shí)產(chǎn)生過熱和因此所造成電池使用壽命縮短的缺點(diǎn)，同時(shí)本實(shí)用新型的充電型態(tài)也不致受電池記憶效應(yīng)的影響。
權(quán)利要求1.一種脈沖式充電器，其特征在所述脈沖式充電器包括提供電池充電所需電力的電源變換器、用以控制電源變換器輸出電壓是否送到電池的晶體管開關(guān)、輸出脈沖信號以決定晶體管開關(guān)是否導(dǎo)通的脈沖產(chǎn)生器、用以檢測前述電源變換器輸出電壓并藉此改變脈沖產(chǎn)生器輸出狀態(tài)的過電壓保護(hù)電路；其中所述電源變換器主要由一穩(wěn)壓器構(gòu)成，其輸出端設(shè)有作電壓準(zhǔn)位設(shè)定用的電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖式充電器，其特征在于所述晶體管開關(guān)由一晶體管構(gòu)成，其集電極連接到電池的一端，其基極連接到脈沖產(chǎn)生器的輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的脈沖式充電器，其特征在于所述過電壓保護(hù)電路主要由比較器構(gòu)成，所述比較器的一輸入端連接到電源變換器的輸出端，另一輸入端為設(shè)定參考電壓端，其輸出端連接到脈沖產(chǎn)生器。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的脈沖式充電器，其特征在于所述脈沖產(chǎn)生器由一運(yùn)算放大器構(gòu)成，在其兩輸入端和輸出端間分別連接電阻、電容以構(gòu)成一正反饋振蕩回路。
5.如權(quán)利要求1所述的脈沖式充電器，其特征在于所述電源變換器的穩(wěn)壓器輸入端上設(shè)有作電流量設(shè)定用的電阻。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種脈沖式充電器,尤指一種不以電池的±ΔV特性作為中斷充電的依據(jù),可免除電池過熱導(dǎo)致使用壽命縮短而采用多階段充電的設(shè)計(jì),在其結(jié)構(gòu)上以脈沖產(chǎn)生器、晶體管開關(guān)、過電壓保護(hù)電路等為主要構(gòu)成,利用脈沖信號控制進(jìn)行充電,先以快速充電模式進(jìn)行充電,當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓的約90%時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槁俪潆娔Ｊ?并在充電將屆滿時(shí)轉(zhuǎn)變以微速充電模式充電,以此免除電池的過飽和問題。
文檔編號H02J7/00GK2442439SQ0024273
公開日2001年8月8日 申請日期2000年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者陳松錦 申請人:集大成企業(yè)有限公司