專利名稱：無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)和蓄電池充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池(電瓶)以其容量大、性價(jià)比較高是目前各種可充電電池所無法比擬的，特別是免維護(hù)蓄電池的研發(fā)成功和推廣使用，使其應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。因此，如何使用、維護(hù)蓄電池是消費(fèi)者最為關(guān)心的事情。盡管蓄電池對(duì)充電方式有很大的包容性，但如果長期使用劣質(zhì)充電器會(huì)加速蓄電池的老化和容量的快速下降。導(dǎo)致蓄電池的性能下降的主要原因有1. 一般蓄電池充電器是通過交流變壓器降壓后，經(jīng)橋式整流電路或用開關(guān)電源方式獲得直流電。充電器在工作時(shí)，多采取變流充電方式。因此，充電器要求充電電流不能設(shè)定的很高，一般在0. 5 1. 5A。對(duì)于7AH的蓄電池其充電電流略顯偏小，這些充電技術(shù)方案、充電電壓與充電電流強(qiáng)度的去除極板硫酸化(即鹽化)的作用不明顯。2.蓄電池經(jīng)常在虧電狀態(tài)下運(yùn)行，或經(jīng)常處于過度放電狀態(tài)。3.蓄電池充電時(shí)間過長，會(huì)引起蓄電池加劇失水，電解液(稀硫酸)因失水過早干涸，容易造成蓄電池充鼓、變形，使蓄電池使用壽命提前終止。4.長期使用性能較差的充電器，對(duì)蓄電池性能會(huì)造成十分不利的影響，且這種不利影響會(huì)日積月累。購置和使用效果較好的恒流充電方式充電器，普遍存在著電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易發(fā)生故障、制作成本較高等實(shí)際問題。本實(shí)用新型所述的恒流方式充電裝置比較好的解決了上述問題。經(jīng)過多種方案試驗(yàn)、比較和分析，本實(shí)用新型僅使用少量普通分立元器件實(shí)現(xiàn)了電路結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、蓄電池充電效果好、工作可靠等設(shè)計(jì)要求。以下詳細(xì)說明這種無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器制作中所涉及的有關(guān)技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的及有益效果市場上用于蓄電池充電的普通充電器種類較多，但實(shí)際充電效果有不少欠佳，導(dǎo)致蓄電池容量下降、使用壽命大幅度縮短。如何使蓄電池達(dá)到正?；蚋L的使用壽命，是蓄電池用戶們最為關(guān)心的問題。無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器用簡潔的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了恒流方式充電，丟棄了笨重的電源變壓器，杜絕了有色金屬的使用，大幅度降低了整機(jī)的重量，降低充電器的制作成本。該充電器的使用將有助于延長蓄電池的使用壽命，且有利于推廣、普及。技術(shù)特征無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器由220V交流電、4條降壓限流支路、全橋整流電路、充電器輸出空載指示電路、充電器輸出端子組成，其特征是4條降壓限流支路中的每條降壓限流支路均由1只單極開關(guān)串接1只降壓電容構(gòu)成，且在各支路中降壓電容的兩端均并接1只泄放電阻。其他電路組成及電路中元器件之間的連接關(guān)系全橋整流電路由4只硅整流二極管Dl D4接成全橋整流電路，其特征是220V 交流電的火線端L接每條降壓限流支路后與220V交流電的零線端N分別接在全橋整流電路的輸入端，全橋整流電路輸出端的正極接直流電流表(A)的正極，全橋整流電路輸出端的負(fù)極接電路地GND。充電器輸出空載指示電路由電阻R5、發(fā)光二極管LEDl組成，其特征是發(fā)光二極管LEDl的正極串接電阻R5后接在全橋整流電路輸出端的正極和直流電流表(A)的正極， 發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極接電路地GND。充電器輸出端子充電器輸出端子的正極與直流電流表㈧的負(fù)極、直流電壓表 (V)的正極相連，充電器輸出端子的負(fù)極與直流電壓表(V)的負(fù)極、電路地GND相連。電路設(shè)計(jì)充電器電路的降壓、限流電容容量越大，容抗越小，充電電流越大。反之，充電電流越小。根據(jù)這個(gè)原理，采用調(diào)整并聯(lián)電容的方法來達(dá)到調(diào)整充電電流大小的目的。以汽車、摩托車、電動(dòng)車常用的蓄電池為例，該充電電路設(shè)置了相鄰級(jí)差為0.5A的可調(diào)充電電流，通過4條支路的不同并聯(lián)組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜電池充電電流的調(diào)整。交流電路中純電容的電壓、電流、容抗之間關(guān)系是I = U/Xc = 2 π fcU = 2X3. 14X50X210C = 65940C式中 表示電容的容抗，容抗的單位為(Ω) ；U表示電容兩端的電壓，其單位為 (V)。代人數(shù)值是市電交流電的電壓為220V，蓄電池放電的下限電壓為10V，電容兩端的電壓為210V;C表示電容的容量，其單位為法拉(F)；交流電的頻率的單位為(Hz)，市電交流電的頻率為50Hz ；I表示通過電容的電流，單位分別是(A) ； π取3. 14。當(dāng)公式中的電容 C 取 15 μ F 時(shí)，I = 65940C = 65940X0.000015 1(A)。Cl = 15yF、C2 = 22yF、C3 = 30yF、C4 = 40 μ F，對(duì)應(yīng)的各支路電流分別為 1Α、1· 5Α、2Α、2. 5Α。 通過選擇不同的控制開關(guān)，可將以上4條支路進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合并聯(lián)，便可得到1Α、3Α、4Α… 7Α等不同的充電電流。如果欲將充電電流調(diào)得更精細(xì)些，可增加一條0. 5Α的并聯(lián)支路。電路工作原理本實(shí)用新型是利用電容降壓、限流的一種無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器。220V交流電經(jīng)單極開關(guān)Kl Κ4及其相應(yīng)阻容元件分別組成4條支路可供選擇或組合，再經(jīng)4只硅整流二極管Dl D4組成的全橋整流電路后，通過直流電流表 (A)給蓄電池充電。在充電過程中，因?yàn)槌潆娀芈分行铍姵貎啥穗妷旱淖兓肯鄬?duì)于220V 交流電壓來說很小，電容兩端的電壓降也幾乎不變，所以，通過降壓電容的電流也是不變的，通過蓄電池內(nèi)部的充電電流自然也是恒定的。附圖中電阻Rl R4分別是降壓電容Cl C4的泄放電阻，在充電器斷開交流電時(shí)，能及時(shí)將降壓電容上存儲(chǔ)的電荷放掉；Kl Κ4是各條支路的單極開關(guān)，通過相應(yīng)單極開關(guān)的通斷控制著支路是否并入電路；直流電流表(A)指示充電電流的大小。直流電壓表 (V)指示蓄電池兩端的電壓；電阻R5、發(fā)光二極管LEDl組成充電器輸出空載指示電路。因電阻R5的阻值很大，充電器輸出端接上蓄電池時(shí)，十多伏的電壓并經(jīng)電阻R5大幅度的降壓，此時(shí)無法點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED1。若發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管LEDl被點(diǎn)亮，說明充電器輸出端發(fā)生了空載。
附圖是本實(shí)用新型提供的無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器一個(gè)實(shí)施例的電路工作原理圖。
具體實(shí)施方式
按照附圖所示的無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器的電路工作原理圖和附圖說明及以下所述的元器件的技術(shù)要求進(jìn)行實(shí)施，即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。元器件的選擇及其技術(shù)參數(shù)元器件選擇應(yīng)著重考慮使用安全，性能穩(wěn)定、電路工作可靠為原則。在選擇元器件的參數(shù)應(yīng)留有足夠的富裕量，制作成本不會(huì)增加很多。4只硅整流二極管Dl D4應(yīng)選用額定工作電流不小于10A，耐壓值不小于400V ；單極開關(guān)Kl K4應(yīng)選用額定工作電流不小于8A的；降壓電容Cl C4應(yīng)選用無極性的電容，其容量分別是(1為151^丄2為221^、 C3為30 μ F、C4為40 μ F，要求選用耐壓均不小于400V ；泄放電阻Rl R4均選用阻值為220k Ω、功率規(guī)格為0. 5W ；直流電流表㈧選用量程為IOA或15Α規(guī)格的電流表；直流電壓表(V)應(yīng)選用量程為25V規(guī)格的電壓表；LEDl選用普通紅色發(fā)光二極管，降壓電阻R5選用阻值IOkQ、功率為6W的電阻；充電器輸出接線柱的工作電流要求不小于15Α。制作方法將單極開關(guān)Kl Κ4并排裝在機(jī)殼面板上適當(dāng)?shù)奈恢?，并分別在單極開關(guān)Kl Κ4的適當(dāng)位置分別標(biāo)注1Α、1. 5Α、2Α、2. 5Α的字樣，以便在選擇充電電流時(shí)快速計(jì)算和調(diào)整。為安全起見在接入220V交流電時(shí)，對(duì)220V交流電火線端L、零線端N的識(shí)別一定要正確無誤。電路調(diào)試在無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器的電路中，只要選用的電子元器件性能完好，并按照說明書附圖中的元器件連接關(guān)系進(jìn)行焊接，物理連接線及焊接質(zhì)量經(jīng)過仔細(xì)檢查正確無誤后，電路基本不需要調(diào)試就可正常工作。使用方法無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器屬于無電源變壓器隔離的充電器，為了人身安全，該充電時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照下列程序進(jìn)行操作1.檢查各條支路開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，將蓄電池的正、負(fù)極與充電器輸出端接線柱可靠連接，直流電壓表(V)用于指示出蓄電池兩端的電壓。2.根據(jù)蓄電池容量對(duì)充電電流的要求，選擇接通一檔或多檔單極開關(guān)，充電電流的數(shù)值應(yīng)為接通單極開關(guān)的電流值之和。3.將電源插頭插入220V交流電，在接通相應(yīng)支路的單極開關(guān)之后，此時(shí)觀察充電器輸出空載指示燈點(diǎn)亮與否。若發(fā)光二極管LEDl被點(diǎn)亮，說明蓄電池正、負(fù)極與充電器接線柱之間接觸不良，應(yīng)及時(shí)消除接觸不良的故障，然后再進(jìn)行接通220V交流電。4.該充電器的缺陷是不具備蓄電池充滿電后自動(dòng)停充功能。充電時(shí)應(yīng)根據(jù)蓄電池的不同容量，決定充電電流和充電時(shí)間，并通過電壓表監(jiān)視整個(gè)充電過程。
權(quán)利要求1.一種無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，由220V交流電、4條降壓限流支路、全橋整流電路、充電器輸出空載指示電路、充電器輸出端子組成，其特征是4條降壓限流支路中的每條降壓限流支路均由1只單極開關(guān)串接1只降壓電容構(gòu)成，且在各支路中降壓電容的兩端均并接1只泄放電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，全橋整流電路由4 只硅整流二極管Dl D4接成，其特征是220V交流電的火線端L接每條降壓限流支路后與220V交流電的零線端N分別接在全橋整流電路的輸入端，全橋整流電路輸出端的正極接直流電流表(A)的正極，全橋整流電路輸出端的負(fù)極接電路地GND。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，充電器輸出空載指示電路由電阻R5、發(fā)光二極管LEDl組成，其特征是發(fā)光二極管LEDl的正極串接電阻R5后接在全橋整流電路輸出端的正極和直流電流表(A)的正極，發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極接電路地 GND。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，充電器輸出端子的連接特征是充電器輸出端子的正極與直流電流表(A)的負(fù)極、直流電壓表(V)的正極相連，充電器輸出端子的負(fù)極與直流電壓表(V)的負(fù)極、電路地GND相連。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)和蓄電池充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器。該充電器由220V交流電、4條降壓限流支路、全橋整流電路、充電器輸出空載指示電路、充電器輸出端子組成，其特征是4條降壓限流支路中的每條降壓限流支路均由1只單極開關(guān)串接1只降壓電容構(gòu)成，且在各支路中降壓電容的兩端均并接1只泄放電阻。市場上用于蓄電池充電的普通充電器種類較多，但實(shí)際充電效果有不少欠佳，導(dǎo)致蓄電池容量下降、使用壽命大幅度縮短。本實(shí)用新型用簡潔的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了恒流方式充電，丟棄了笨重的電源變壓器，杜絕了有色金屬的使用，大幅度降低了整機(jī)重量，降低了充電器的制作成本。該充電器的使用將有助于延長蓄電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/06GK201975846SQ201120077669
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者李秉哲 申請人:李秉哲