專利名稱：智能鎳鎘(鎳氫)電池充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鎳鎘(鎳氫)電池充電器，特別是一種對(duì)鎳鎘(鎳氫)電池具有自動(dòng)判斷是否有余電并在有余電的情況下自動(dòng)進(jìn)行先放電后充電的智能鎳鎘(鎳氫)電池充電器。
目前，已知的鎳鎘(鎳氫)電池充電器有如下不足1是充電器本身不具有對(duì)電池進(jìn)行放電功能，極易使電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)；2是具有對(duì)電池進(jìn)行放電功能的充電器，因采用手動(dòng)方式，所以使用不方便，并且放電深度不易掌握，容易造成對(duì)電池的過(guò)放電，影響電池使用壽命；3是充電時(shí)間不易掌握，容易造成充電不足或過(guò)充電；4是功能較齊全的充電器電路復(fù)雜、價(jià)格較貴。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述已知技術(shù)的不足而提供一種電路較簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜而且無(wú)需人工干預(yù)的具有自動(dòng)放電功能的智能鎳鎘(鎳氫)電池充電器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的本實(shí)用新型由電源電路、電池剩余電量檢測(cè)及自動(dòng)充放電控制電路、壓控恒流源充電電路、電池充放電指示電路等四部分組成。其中IC17～I(xiàn)C20是集成運(yùn)算放大器(以下簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放)，IC21、IC22是雙向模擬開關(guān)集成電路(以下簡(jiǎn)稱模擬開關(guān))，S25是單向可控硅，DY31是電源電路，為充電器提供穩(wěn)定的+5V直流電壓和非穩(wěn)壓的+9V直流電壓。
當(dāng)將電池放入充電器并接通電源，如果電池的端電壓高于1.0伏，說(shuō)明電池有余電，這時(shí)集成運(yùn)放IC17輸出低電平，單向可控硅S25因無(wú)觸發(fā)電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，+5V電源通過(guò)電阻R4為三極管T23提供基極電流，三極管T23處于飽和狀態(tài)，繼電器J30工作，動(dòng)臂與常開觸點(diǎn)閉合，電池BAT通過(guò)電阻R6放電，同時(shí)，由發(fā)光二極管L27和電阻R5組成的放電指示電路工作，發(fā)光二極管L27發(fā)光，進(jìn)行放電指示。
若電池BAT的電壓低于1.0伏或放電到閥值電壓1.0V時(shí)，集成運(yùn)放IC17輸出高電平，單向可控硅S25因得到觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，三極管T23截止，繼電器J30停止工作，動(dòng)臂與常閉觸點(diǎn)閉合，對(duì)電池BAT進(jìn)行充電。隨著充電的進(jìn)行，電池的電壓開始上升，當(dāng)它的電壓再次高于1.0V時(shí)，集成運(yùn)放IC17輸出低電平，由于單向可控硅具有觸發(fā)后繼續(xù)導(dǎo)通的特點(diǎn)，因此，單向可控硅S25的陽(yáng)極仍保持低電平，三極管T23繼續(xù)保持截止?fàn)顟B(tài)，繼電器J30的動(dòng)臂與常閉觸點(diǎn)保持閉合狀態(tài)，從而保證了對(duì)電池的穩(wěn)定充電。
充電期間，當(dāng)電池的電壓小于1.4V時(shí)，集成運(yùn)放(IC18、IC19)分別輸出高電平和低電平，模擬開關(guān)IC22在高電平的控制之下，處于導(dǎo)通狀態(tài)，而模擬開關(guān)IC21由于控制端為低電平而處于截止?fàn)顟B(tài)，+5V電源通過(guò)電阻(R13，R14，R15)在電阻R15上產(chǎn)生的較小分壓通過(guò)模擬開關(guān)IC22加到集成運(yùn)放IC20的同相輸入端，因電壓較低，因此，壓控恒流源充電電路輸出較大的可控充電電流，對(duì)電池進(jìn)行較大電流充電。由于此時(shí)集成運(yùn)放IC19的輸出端輸出低電平，所以由發(fā)光二極管L26和電阻R7組成的電池充足電指示電路不工作，發(fā)光二極管L26不發(fā)光。
當(dāng)電池的電壓經(jīng)充電達(dá)到1.4V時(shí)，集成運(yùn)放(IC18、IC19)分別輸出低電平和高電平，模擬開關(guān)IC22截止，模擬開關(guān)IC21導(dǎo)通，串聯(lián)電阻(R14，R15)的電壓降之和成為集成運(yùn)放IC20的輸入電壓，因電壓較高，因此，壓控恒流源充電電路的輸出電流最小，對(duì)已充足電的電池進(jìn)行微電流充電，即涓流充電，從而達(dá)到保護(hù)充電電池的目的。這時(shí)由發(fā)光二極管L26和電阻R7組成的電池充足電指示電路工作，發(fā)光二極管L26發(fā)光，指示電池已充足電。
本實(shí)用新型較之現(xiàn)有技術(shù)具有如下效果一是自動(dòng)檢測(cè)電池是否存有剩余電量并自動(dòng)進(jìn)行充放電控制；二是當(dāng)電池電壓低于1.0V或放電到1.0V時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)，無(wú)需進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換，避免了電池的過(guò)放電及人工轉(zhuǎn)換的操作復(fù)雜性；三是增加了自動(dòng)放電及充足電指示電路，具有實(shí)時(shí)顯示電池狀態(tài)的功能；四是具有涓流充電功能，當(dāng)電池充足電后自動(dòng)轉(zhuǎn)為涓流充電，即使較長(zhǎng)時(shí)間充電也無(wú)需擔(dān)心電池會(huì)過(guò)充電；五是不設(shè)置任何手動(dòng)開關(guān)，操作方便。本實(shí)用新型所用電子元器件均為通用器件，價(jià)格低廉、電路較簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、易于推廣。
附圖
是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖所示，電源電路DY31的輸入電壓采用交流220V市電，輸出端有兩組一組為非穩(wěn)壓的+9V直流，主要用于驅(qū)動(dòng)繼電器J30，另一組為穩(wěn)定的+5V直流，為充電器的其他部分供電，接地端公用。
電池剩余電量檢測(cè)及自動(dòng)充放電控制電路由集成運(yùn)放IC17、電阻(R1，R2，R3，R4，R6)、單向可控硅S25、三極管T23、二極管(D28，D29)及繼電器J30組成。電阻(R1，R4)的一端與+5V電源相連接，電阻R1的另一端與電阻R2的一端及集成運(yùn)放IC17的同相輸入端相連接；集成運(yùn)放IC17反相輸入端、輸出端分別與電池的正極及電阻R3的一端相連接；電阻R3的另一端與單向可控硅S25的控制極相連接；電阻R4的另一端與單向可控硅S25的陽(yáng)極及三極管T23的基極相連接；三極管T23的集電極與二極管D28的正極及繼電器J30吸合線圈的一端連接；三極管T23的發(fā)射極與二極管D29的正極相連接；繼電器J30吸合線圈的另一端及二極管D28的負(fù)極與+9V電源相連接；繼電器J30的動(dòng)臂、常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)分別與電池的正極、電阻R6的一端及三極管T24的集電極相連接；電阻(R2，R6)的另一端、單向可控硅S25的陰極、二極管D29的負(fù)極及電池BAT的負(fù)極與公用接地端相連接。
壓控恒流源充電電路由電阻(R7～R16)、集成運(yùn)放(IC18～I(xiàn)C20)、模擬開關(guān)(IC21，IC22)及三極管T24等組成。電阻(R13，R14)的一端與模擬開關(guān)IC21的輸入端相連接；電阻R14的另一端及電阻R15的一端與模擬開關(guān)IC22的輸入端相連接；電阻(R13，R15)的另一端分別與+5V電源及公用接地端相連接；模擬開關(guān)(IC21，IC22)的輸出端與集成運(yùn)放IC20的同相輸入端相連接；集成運(yùn)放IC20的反相輸入端與三極管T24的發(fā)射極及電阻R16的一端相連接；電阻R16的另一端與+5V電源相連接；三極管T30的基極與集成運(yùn)放IC20的輸出端相連接；集成運(yùn)放IC18的同相輸入端與電阻(R10，R11)的一端相連接；集成運(yùn)放IC18的反相輸入端與電池BAT的正極及電阻R12的一端相連接；集成運(yùn)放IC19的同相輸入端與電阻(R8，R9)的一端相連接；電阻(R8，R10，R12)的另一端分別與+5V電源相連接；電阻(R9，R11)的另一端分別與公用接地端相連接；集成運(yùn)放IC18的輸出端及集成運(yùn)放IC19的輸入端與模擬開關(guān)IC22的電壓控制端相連接；集成運(yùn)放IC19的輸出端與模擬開關(guān)IC21的電壓控制端相連接。
電池充放電指示電路由發(fā)光二極管(L26，L27)、電阻(R5，R7)組成。發(fā)光二極管L26的正極及負(fù)極分別與集成運(yùn)放IC19的輸出端及電阻R7的一端相連接，電阻R7的另一端與公用接地端相連接；發(fā)光二極管L27的正極和負(fù)極分別與+9V電源及電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端與三極管T23的集電極相連接；當(dāng)電池處于自動(dòng)放電狀態(tài)時(shí)，發(fā)光二極管L27發(fā)光；當(dāng)電池充足電時(shí)，發(fā)光二極管L26發(fā)光，除此之外，發(fā)光二極管(L26，L27)均不工作。
權(quán)利要求1.一種對(duì)鎳鎘(鎳氫)電池具有自動(dòng)判斷是否有余電并在有余電的情況下自動(dòng)進(jìn)行先放電后充電的智能鎳鎘(鎳氫)電池充電器，其特征在于它包括(1)電源電路DY31的輸入電壓采用交流220V市電，輸出端有兩組一組為非穩(wěn)壓的+9V直流，另一組為穩(wěn)定的+5V直流，接地端公用；(2)電池剩余電量檢測(cè)及自動(dòng)充放電控制電路由集成運(yùn)放IC17、電阻(R1，R2，R3，R4，R6)、單向可控硅S25、三極管T23、二極管(D28，D29)及繼電器J30組成。電阻(R1，R4)的一端與+5V電源相連接，電阻R1的另一端與電阻R2的一端及集成運(yùn)放IC17的同相輸入端相連接；集成運(yùn)放IC17反相輸入端、輸出端分別與電池的正極及電阻R3的一端相連接；電阻R3的另一端與單向可控硅S25的控制極相連接；電阻R4的另一端與單向可控硅S25的陽(yáng)極及三極管T23的基極相連接；三極管T23的集電極與二極管D28的正極及繼電器J30吸合線圈的一端連接；三極管T23的發(fā)射極與二極管D29的正極相連接；繼電器J30吸合線圈的另一端及二極管D28的負(fù)極與+9V電源相連接；繼電器J30的動(dòng)臂、常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)分別與電池的正極、電阻R6的一端及三極管T24的集電極相連接；電阻(R2，R6)的另一端、單向可控硅S25的陰極、二極管D29的負(fù)極及電池BAT的負(fù)極與公用接地端相連接；(3)壓控恒流源充電電路由電阻(R7～R16)、集成運(yùn)放(IC18～I(xiàn)C20)、模擬開關(guān)(IC21，IC22)及三極管T24等組成。電阻(R13，R14)的一端與模擬開關(guān)IC21的輸入端相連接；電阻R14的另一端及電阻R15的一端與模擬開關(guān)IC22的輸入端相連接；電阻(R13，R15)的另一端分別與+5V電源及公用接地端相連接；模擬開關(guān)(IC21，IC22)的輸出端與集成運(yùn)放IC20的同相輸入端相連接；集成運(yùn)放IC20的反相輸入端與三極管T24的發(fā)射極及電阻R16的一端相連接；電阻R16的另一端與+5V電源相連接；三極管T30的基極與集成運(yùn)放IC20的輸出端相連接；集成運(yùn)放IC18的同相輸入端與電阻(R10，R11)的一端相連接；集成運(yùn)放IC18的反相輸入端與電池BAT的正極及電阻R12的一端相連接；集成運(yùn)放IC19的同相輸入端與電阻(R8，R9)的一端相連接；電阻(R8，R10，R12)的另一端分別與+5V電源相連接；電阻(R9，R11)的另一端分別與公用接地端相連接；集成運(yùn)放IC18的輸出端及集成運(yùn)放IC19的輸入端與模擬開關(guān)IC22的電壓控制端相連接；集成運(yùn)放IC19的輸出端與模擬開關(guān)IC21的電壓控制端相連接；(4)電池充放電指示電路由發(fā)光二極管(L26，L27)、電阻(R5，R7)組成。發(fā)光二極管L26的正極及負(fù)極分別與集成運(yùn)放IC19的輸出端及電阻R7的一端相連接，電阻R7的另一端與公用接地端相連接；發(fā)光二極管L27的正極和負(fù)極分別與+9V電源及電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端與三極管T23的集電極相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能鎳鎘(鎳氫)電池充電器，其特征在于模擬開關(guān)(IC21、IC22)采用雙向模擬開關(guān)集成電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鎳鉻(鎳氫)電池充電器。由電源電路、電池剩余電量檢測(cè)及自動(dòng)充放電控制電路、壓控恒流源充電電路、電池充放電指示電路等四部分組成。對(duì)待充電池能自動(dòng)判斷是否有余電。若有余電,則對(duì)其自動(dòng)放電,放電到閥值電壓后自動(dòng)轉(zhuǎn)為恒流充電,充電結(jié)束后,進(jìn)行充足電指示并自動(dòng)轉(zhuǎn)為涓流充電,保護(hù)充電電池,徹底解決了鎳鎘電池的記憶效應(yīng)。本實(shí)用新型無(wú)任何手動(dòng)開關(guān),具有操作簡(jiǎn)單,使用方便,實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK2487143SQ0122523
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月17日
發(fā)明者周寶林 申請(qǐng)人:周寶林