專利名稱：防噪聲防反電防自充控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電裝置，特別是無噪聲、無泄漏電流、關(guān)斷控制可靠的蓄電池充電器。
背景技術(shù)：
參見圖1，這是一個(gè)常用的充電控制電路，蓄電池Ec所含電量的多少，經(jīng)跨線引入含有基準(zhǔn)電壓的集成運(yùn)放ICI進(jìn)行比較判斷，當(dāng)缺電時(shí)，啟動(dòng)繼電器Jl，Jl常開結(jié)點(diǎn)Jl-1接通準(zhǔn)備好的充電脈動(dòng)電源，向蓄電池充電。10-500kv高壓驗(yàn)電器試驗(yàn)儀便采用了此電路。以上電路雖然能夠完成充電功能，但應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重問題，比如，充電中往往會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)的“啪-啪”和連續(xù)的“嗚嗚”聲音，而且持續(xù)時(shí)間較長。形成噪聲污染，使在場工作人員心煩，故需改進(jìn)。針對(duì)問題，經(jīng)仔細(xì)觀察和辨析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生“啪-啪”或“嗚嗚”聲音一般出現(xiàn)在兩個(gè)階段:1、電壓降低，判斷電路ICl將要翻轉(zhuǎn)啟動(dòng)繼電器的時(shí)候；2、電能充滿，判斷電路ICl將要轉(zhuǎn)為截止，關(guān)斷繼電器的時(shí)候。在這兩個(gè)時(shí)期，電壓有著過渡過程，并非一步跨出或一步進(jìn)入某個(gè)設(shè)定值。比如9V的蓄電池，往往在8.8—9.2V中出現(xiàn)IC3 “啟動(dòng)一截止”或“截止-啟動(dòng)”的情況，由此造成繼電器Jl的抖動(dòng)，抖動(dòng)中使結(jié)點(diǎn)在“吸合一斷開”、“斷開一吸合”中產(chǎn)生碰闖，斷續(xù)時(shí)發(fā)出“啪-啪”聲，連續(xù)是發(fā)出“嗚嗚”的振動(dòng)聲音。抖動(dòng)噪聲給工作性能和人員情緒帶來影響，所以，應(yīng)設(shè)法消除，由此，需對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無噪聲、啟斷可靠、充電快速的防噪聲防反電防自充控制器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種防噪聲防反電防自充控制器，由整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、振蕩電路以及比較判斷電路依次級(jí)聯(lián)組成，振蕩電路為IOOHz振蕩電力路:六非門集成塊IC2的14腳接于所述穩(wěn)壓電路的正輸出端，IC2的7腳接于穩(wěn)壓電路的負(fù)輸出端，IC2的2腳、3腳均接于11腳，IC2的10腳接于9腳，IC2的4腳、5腳均接于電容C2 —端，IC2的I腳接于電容C2另一端，IC2的6腳接于電位器Wl —端及其動(dòng)觸頭，電位器Wl另一端串接電阻R2后接于IC2的I腳；所述(執(zhí)行與)比較判斷電路組成為:二極管D5正極接于IC2的8腳，二極管D5負(fù)極接于二極管D6正極，二極管D6負(fù)極接于三極管BGl基極，三極管BGl發(fā)射極接于三極管BG2的基極，三極管BG2的發(fā)射極接于三極管GB3的集電極以及三極管BG4的集電極，三極管BG4的發(fā)射極接IC2的7腳，三極管BGl的集電極和三極管BG2的集電極均接于蓄電池EC的負(fù)極，蓄電池EC的正極接于二極管D9負(fù)極，二極管D9正極串接電阻R4后接于IC2的14腳，三極管BG4的基極接于三極管BG3的發(fā)射極，三極管BG3的基極接于二極管D7負(fù)極，二極管D7正極接于二極管D8負(fù)極，二極管D8正極接于運(yùn)算放大器IC3輸出端，IC3的4腳接于三極管BG4的發(fā)射極，IC3的7腳接于IC2的14腳，IC3的的正相輸入端接于穩(wěn)壓二極管WY2的正極，穩(wěn)壓二極管WY2的負(fù)極接于IC2的7腳，IC3負(fù)相輸入端接于電位器W2的動(dòng)觸頭，IC3的正相輸入端串接電阻R6后接于IC2的14腳，電阻R5 —端接地，另一端串接電位器W2后接于二極管D9正極；上述IC2型號(hào)為74LS04，IC3的型號(hào)為HA1741。所述穩(wěn)壓電路輸出電壓為+12V。所述二極管D9型號(hào)為1N60P鍺型二極管，電容C2為10uf/16v，電位器W2的電阻為 68k Ω。還具有充電指示電路:三極管BGl的集電極順次串接電阻R3和發(fā)光二極管Fg2后接于六非門集成塊IC2的14腳。所述整流濾波電路和穩(wěn)壓電路組成為:變壓器BI次級(jí)繞組弓I入220V交流電，變壓器BI次級(jí)繞組兩端分別與整流二極管D1-4兩輸入端連接，整流二極管D1-4負(fù)輸出端接于穩(wěn)壓電路的負(fù)輸出端即集成穩(wěn)壓塊WYl負(fù)輸出端，整流二極管D1-4正輸出端接于WYl輸入端，WYl正輸出端接于六非門集成塊IC2的14腳，電解電容Cl正極接于WYl輸入端，電解電容Cl負(fù)極接IC2的7腳。還具有電源指示電路:發(fā)光二極管Fgl正極接于穩(wěn)壓集成塊WYl正輸出端，F(xiàn)gl負(fù)極串接電阻Rl后接于電解電容Cl負(fù)極。所述變壓器BI初級(jí)繞組的一端上順次串接有保險(xiǎn)管BXl和開關(guān)Kl。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:1、運(yùn)行時(shí)無噪聲:由于現(xiàn)有蓄電池充電器采用繼電器的開關(guān)作為啟斷器件，從而產(chǎn)生運(yùn)行噪聲。而本充電控制器采用兩對(duì)復(fù)合三極管(BGl、BG2和BG3、BG4)分別作為頻率振蕩和電壓比較單元的輸出執(zhí)行元件，兩者形成互控“與門”關(guān)系，替代了現(xiàn)有繼電器的開斷方式，因此，電路運(yùn)行時(shí)消除了繼電器運(yùn)作的噪聲。2、關(guān)斷控制可靠、無泄漏電流產(chǎn)生:I)電位限制器電路中的D5、D6和D7、D8是作為防止低電平誤動(dòng)設(shè)置的。在數(shù)字和運(yùn)放電路中，存在著導(dǎo)通高電平和截止低電平的兩個(gè)參數(shù)值，我們?cè)趯?shí)用中發(fā)現(xiàn)所用的IC2六非門與IC3運(yùn)放集成塊，在截止時(shí)，復(fù)合三極管BG1、BG2和BG3、BG4仍然時(shí)常處于導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)試驗(yàn)檢測，發(fā)現(xiàn)截止電平約在2V左右，而復(fù)合管的門檻電壓之和僅為1.2V,故即便IC2、IC3以及所帶器件正常運(yùn)行時(shí)有“與門”關(guān)系的互控功能，但因截止電壓的存在，也會(huì)出現(xiàn)關(guān)而不斷的長通、失控狀態(tài)。為避免之，我們?cè)鲈O(shè)了 D5、D6以及D7、D8兩組二極管，既未改變電流方向和工作性質(zhì)，卻分別可降低電壓1.2V，即截止時(shí)只余0.8V，由此便限制了低電平導(dǎo)通，避免了蓄電池的長充，老化快的副作用；2 )蓄電池功率電壓采集器:有經(jīng)驗(yàn)的人都知道，蓄電池不論缺電與否，在空載時(shí)，測試電壓都與額定值基本相同，故，如果將其電壓直接引向比較判斷器IC3的反相輸入端(即2腳)，在與其正相輸入端(即3腳)基準(zhǔn)電壓的比較中，將是不真實(shí)的，甚至做出錯(cuò)誤判定。為此，本發(fā)明人做了電位器W2、電阻R5與蓄電池Ec的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，相當(dāng)于給Ec增加了一個(gè)負(fù)載支路。有了負(fù)載，蓄電池電壓將會(huì)下降，呈現(xiàn)真實(shí)狀態(tài)，所以，在電位器W2動(dòng)觸頭采集到的電壓是真實(shí)數(shù)據(jù)，用以作為是否充滿電的比較判斷是可信、可靠的。采集電路中R5是保護(hù)電阻，防止電位器動(dòng)觸頭調(diào)到零值，造成蓄電池接地?zé)龤?。同時(shí)，為減少蓄電池待機(jī)狀態(tài)經(jīng)電阻放電，我們將W2和R5的阻值都取定在50k Ω以上，這樣，平時(shí)泄漏電流極小。3)比較器反向腳不設(shè)直流工作點(diǎn):從圖1和本控制器中還可對(duì)比看到:常規(guī)電路的比較器反相輸入端(即2腳)在正負(fù)電源間設(shè)有不同數(shù)值的分壓電阻，形成直流工作點(diǎn)，再將蓄電池電壓反饋到2腳，以動(dòng)態(tài)疊加形式與3腳基準(zhǔn)電壓作比較，確實(shí)能判斷是否充滿電能。但我們?cè)趯?shí)際工作中卻發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)問題:即便增加了限位二極管，使振蕩和比較器都確實(shí)關(guān)斷，但蓄電池充電電流依然存在，這又是另一種不正常充電現(xiàn)象。經(jīng)測量和分析得知，該充電電流正是來源于2腳工作點(diǎn)設(shè)置的分壓電阻連通電源所造成，為此，本發(fā)明人去掉了直流工作點(diǎn)得設(shè)置，即直接從蓄電池中采樣送2腳，既起到比較作用，也避免了 IC3截止卻仍長充電的另一狀態(tài)。3、巧妙設(shè)計(jì)充電顯示支路，同時(shí)避免了對(duì)充電電流的限制:參見圖3，常規(guī)充電電路發(fā)光二極管與與蓄電池在充電結(jié)構(gòu)中相互串聯(lián)，在充電的同時(shí)，即被點(diǎn)亮，以作充電指示。但因發(fā)光二極管的工作電流僅在20mA左右，限制了上IOOmA甚至更大的充電電流，不宜采樣，為此，本發(fā)明人將發(fā)光二極管Fg2和電阻R3設(shè)計(jì)為與待充蓄電池相并聯(lián)，這樣，當(dāng)振蕩器與比較器導(dǎo)通，在蓄電池充電的同時(shí)，也同步被點(diǎn)亮，一樣做充電指示，由此，回避了對(duì)充電電流的限制。4、截止充電時(shí)，能有效防止蓄電池放電:本控制器可以做到對(duì)蓄電池電量的自動(dòng)檢測判斷，當(dāng)缺電時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)電路充電。但截止充電時(shí)，蓄電池將經(jīng)周邊電位器、電阻放電，尤其在外部停電時(shí)，還會(huì)經(jīng)R4、Rl將發(fā)光管Fg2、Fgl點(diǎn)亮，出現(xiàn)更嚴(yán)重的放電現(xiàn)象。為防止該類事件的發(fā)生，我們?cè)鲈O(shè)了二極管D9，在充電時(shí)，D9為正向工作；在截止、甚至外部停電時(shí)，D9對(duì)蓄電池是反向狀態(tài)，所以不會(huì)放電。當(dāng)然，由于二極管D9的引入，在充電和電量采集值上會(huì)有所提高，但由于我們?cè)陔娔茉O(shè)計(jì)中留有較大裕度，所以對(duì)正常工作影響不大。盡管這樣，我們還是選用結(jié)點(diǎn)電壓小的1N60P鍺型二極管，將影響降得更低。5、充電快速:振蕩電路的振蕩頻率選用100Hz，與50Hz正弦頻率相比，具有充電速度更快，更寬的正脈沖控制功能。電路改變后經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，充電效果非常好，卻優(yōu)化電路，消除噪聲干擾，提高了工作質(zhì)量。
圖1是現(xiàn)有充電控制電路圖(帶繼電器)。圖2是本控制器電路圖。圖3是現(xiàn)有采集指示電路圖。
具體實(shí)施例方式圖2示出，整流濾波電路和穩(wěn)壓電路組成為:變壓器BI次級(jí)繞組引入220V交流電，變壓器BI次級(jí)繞組兩端分別與整流二極管D1-4兩輸入端連接，整流二極管D1-4負(fù)輸出端接于穩(wěn)壓電路的負(fù)輸出端即集成穩(wěn)壓塊WYl負(fù)輸出端，整流二極管D1-4正輸出端接于WYl輸入端，WYl正輸出端接于六非門集成塊IC2的14腳，電解電容Cl正極接于WYl輸入端，電解電容Cl負(fù)極接IC2的7腳。振蕩電路為IOOHz振蕩電力路:六非門集成塊IC2的14腳接于所述穩(wěn)壓電路的正輸出端，IC2的7腳接于穩(wěn)壓電路的負(fù)輸出端，IC2的2腳、3腳均接于11腳，IC2的10腳接于9腳，IC2的4腳、5腳均接于電容C2 —端，IC2的I腳接于電容C2另一端，IC2的6腳接于電位器Wl —端及其動(dòng)觸頭，電位器Wl另一端串接電阻R2后接于IC2的I腳；所述(執(zhí)行與)比較判斷電路組成為:二極管D5正極接于IC2的8腳，二極管D5負(fù)極接于二極管D6正極，二極管D6負(fù)極接于三極管BGl基極，三極管BGl發(fā)射極接于三極管BG2的基極，三極管BG2的發(fā)射極接于三極管GB3的集電極以及三極管BG4的集電極，三極管BG4的發(fā)射極接IC2的7腳，三極管BGl的集電極和三極管BG2的集電極均接于蓄電池EC的負(fù)極，蓄電池EC的正極接于二極管D9負(fù)極，二極管D9正極串接電阻R4后接于IC2的14腳，三極管BG4的基極接于三極管BG3的發(fā)射極，三極管BG3的基極接于二極管D7負(fù)極，二極管D7正極接于二極管D8負(fù)極，二極管D8正極接于運(yùn)算放大器IC3輸出端，IC3的4腳接于三極管BG4的發(fā)射極，IC3的7腳接于IC2的14腳，IC3的的正相輸入端接于穩(wěn)壓二極管WY2的正極，穩(wěn)壓二極管WY2的負(fù)極接于IC2的7腳，IC3負(fù)相輸入端接于電位器W2的動(dòng)觸頭，IC3的正相輸入端串接電阻R6后接于IC2的14腳，電阻R5 —端接地，另一端串接電位器W2后接于二極管D9正極；上述IC2型號(hào)為74LS04，IC3的型號(hào)為HA1741。穩(wěn)壓電路輸出電壓為+12V。還具有充電指示電路:三極管BGl的集電極順次串接電阻R3和發(fā)光二極管Fg2后接于六非門集成塊IC2的14腳。還具有電源指示電路:發(fā)光二極管Fgl正極接于穩(wěn)壓集成塊WYl正輸出端，F(xiàn)gl負(fù)極串接電阻Rl后接于電解電容Cl負(fù)極。變壓器BI初級(jí)繞組的一端上順次串接有保險(xiǎn)管BXl和開關(guān)Kl。圖2中電路由幾大部分組成。1、交直流電源單元220V交流電源經(jīng)開關(guān)K1，保險(xiǎn)管BXl傳遞給變壓器BI原邊，變壓器降壓，副邊后輸出又經(jīng)整流二極管D1-4橋式整流，電容Cl濾波，集成穩(wěn)壓塊ICl穩(wěn)壓，然向后續(xù)電路送出直流工作電源。電阻Rl與發(fā)光管Fgl分壓，做電源正常與否的工作指示。2、振蕩單元在圖2虛線框中的IC2是由六非門集成塊構(gòu)成的環(huán)形多諧振蕩器，其中R2、Wl和C2為時(shí)間參數(shù)，改變R2、C2大小可以較大范圍的調(diào)整振蕩頻率，改變W1，則可對(duì)頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)。我們這里選擇振蕩頻率為100Hz，因這樣比直接采用50Hz基波充電有更快、更寬的正脈沖控制功能。振蕩器由二極管D5、D6和復(fù)合三極管BG1、BG2輸出，以其正負(fù)脈沖的振蕩變化，形成開關(guān)作用，將直流電源變成脈動(dòng)電流，做好向蓄電池充電的準(zhǔn)備。
3、比較判斷單元圖2中電阻R6、穩(wěn)壓二極管WY2構(gòu)成基準(zhǔn)電壓；蓄電池Ec、電位器W2、電阻R4構(gòu)成采樣電路；集成運(yùn)放IC3為比較判斷器。圖中將電位器W2動(dòng)觸頭(即滑動(dòng)臂)采集到的電壓傳送給IC3反向輸入端的2腳，與正向輸入端3腳的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，電量足，則U2 >U3時(shí)，IC3截止；但當(dāng)蓄電池電量降低，即U2 < U3，集成運(yùn)放IC3將會(huì)翻轉(zhuǎn)，送出高電平。比較判斷器的高電平經(jīng)6腳傳送給復(fù)合管BG3、BG4，使其導(dǎo)通，再同振蕩器高電平導(dǎo)通的復(fù)合管BG1、BG2形成串聯(lián)，將直流電源轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)電流，向蓄電池Ec充電。電阻R3與發(fā)光管Fg2串聯(lián)，做充電指示。電路主要元器件表
權(quán)利要求
1.一種防噪聲防反電防自充控制器，由整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、振蕩電路以及比較判斷電路依次級(jí)聯(lián)組成，其特征是，所述振蕩電路為IOOHz振蕩電力路:六非門集成塊IC2的14腳接于所述穩(wěn)壓電路的正輸出端，IC2的7腳接于穩(wěn)壓電路的負(fù)輸出端，IC2的2腳、3腳均接于11腳，IC2的10腳接于9腳，IC2的4腳、5腳均接于電容C2 —端，IC2的I腳接于電容C2另一端，IC2的6腳接于電位器Wl —端及其動(dòng)觸頭，電位器Wl另一端串接電阻R2后接于IC2的I腳； 所述比較判斷電路組成為:二極管D5正極接于IC2的8腳，二極管D5負(fù)極接于二極管D6正極，二極管D6負(fù)極接于三極管BGl基極，三極管BGl發(fā)射極接于三極管BG2的基極，三極管BG2的發(fā)射極接于三極管GB3的集電極以及三極管BG4的集電極，三極管BG4的發(fā)射極接IC2的7腳，三極管BGl的集電極和三極管BG2的集電極均接于蓄電池EC的負(fù)極，蓄電池EC的正極接于二極管D9負(fù)極，二極管D9正極串接電阻R4后接于IC2的14腳，三極管BG4的基極接于三極管BG3的發(fā)射極，三極管BG3的基極接于二極管D7負(fù)極，二極管D7正極接于二極管D8負(fù)極，二極管D8正極接于運(yùn)算放大器IC3輸出端，IC3的4腳接于三極管BG4的發(fā)射極，IC3的7腳接于IC2的14腳，IC3的的正相輸入端接于穩(wěn)壓二極管WY2的正極，穩(wěn)壓二極管WY2的負(fù)極接于IC2的7腳，IC3負(fù)相輸入端接于電位器W2的動(dòng)觸頭，IC3的正相輸入端串接電阻R6后接于IC2的14腳，電阻R5 —端接地，另一端串接電位器W2后接于二極管D9正極；上述IC2型號(hào)為74LS04，IC3的型號(hào)為HA1741。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防噪聲防反電防自充控制器，其特征是，所述穩(wěn)壓電路輸出電壓為+12V。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防噪聲防反電防自充控制器，其特征是，所述二極管D9型號(hào)為1N60P鍺型二極管，電容C2為10a//16v，電位器W2的電阻為68 Ki。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種防噪聲防反電防自充控制器，其特征是，還具有充電指示電路:三極管BGl的集電極順次串接電阻R3和發(fā)光二極管Fg2后接于六非門集成塊IC2的14腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的一種防噪聲防反電防自充控制器，其特征是，所述整流濾波電路和穩(wěn)壓電路組成為:變壓器BI次級(jí)繞組引入220V交流電，變壓器BI次級(jí)繞組兩端分別與整流二極管D1-4兩輸入端連接，整流二極管D1-4負(fù)輸出端接于穩(wěn)壓電路的負(fù)輸出端即集成穩(wěn)壓塊WYl負(fù)輸出端，整流二極管D1-4正輸出端接于WYl輸入端，WYl正輸出端接于六非門集成塊IC2的14腳，電解電容Cl正極接于WYl輸入端，電解電容Cl負(fù)極接IC2的7腳。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防噪聲防反電防自充控制器，其特征是，還具有電源指示電路:發(fā)光二極管Fgl正極接于穩(wěn)壓集成塊WYl正輸出端，F(xiàn)gl負(fù)極串接電阻Rl后接于電解電容Cl負(fù)極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種防噪聲防反電防自充控制器，其特征是，所述變壓器BI初級(jí)繞組的一端上順次串接有保險(xiǎn)管BXl和開關(guān)Kl。
全文摘要
一種防噪聲防反電防自充控制器，主要由整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、振蕩電路以及比較判斷電路依次級(jí)聯(lián)組成，振蕩電路的振蕩頻率為100Hz，主要采用六非門集成塊組成；比較判斷電路主要采用基準(zhǔn)穩(wěn)壓二極管以及運(yùn)算放大器組成。本控制器采用兩對(duì)復(fù)合三極管分別作為振蕩電路和電壓比較單元的執(zhí)行元件，而組成“與門”關(guān)系，替代了現(xiàn)有繼電器，因此具有運(yùn)行無噪聲、充電速度快，關(guān)斷可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/02GK103178594SQ20131006912
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者馬瑞, 唐利兵, 徐躍, 王素容 申請(qǐng)人:四川省電力公司內(nèi)江電業(yè)局, 國家電網(wǎng)公司