專利名稱：可控高頻式輕小型充電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及蓄電池的充電裝置。
已有充電機的充電方法是通過工頻變壓器將網(wǎng)電變壓成相配的電壓電流經(jīng)整流后對蓄電池充電。這種充電機由于使用了工頻變壓器，雖然在電源隔離、電壓要求及電流匹配上滿足了使用要求，但它使得充電機的體積、重量無法滿足輕小便攜的要求。另外，這種充電機，在充電過程中，鉛蓄電池會產(chǎn)生較多的汽泡，影響電池的使用壽命，同時，這種充電機所需充電時間較長。另有一種“脈沖充電放電去極化快速充電機”，它使用了大電流脈沖電和放電去極化技術(shù)，使充電時間大為縮短，同時也減少了充電時蓄電池的放氣量，從而使充電機的性能提高了一大步，但由于電路中仍采用了工頻變壓器，它受到了體積、重量及造價的局限，使這種充電機失去了普通使用的推廣價值。
本實用新型旨在設(shè)計一種小巧輕便，性能好造價便宜的充電機。
這種充電機的具體電路原理是首先采用一定的變換電路，把供應(yīng)電源轉(zhuǎn)換成任意波形的高頻電流，這種高頻一般在1千赫以上，例如20KHz，爾后由高頻變壓器提供一個隔離、匹配的電壓電流再經(jīng)整流對蓄電池充電。同時為了提高充電性能，在電路中吸收了“脈沖充電放電去極化”技術(shù)，對高頻電流實行電路控制。本充電方法的電路原理是電源→變頻 (控制電路)/() 高頻變壓→整流→充電。使用這種方法制造的充電機，用高頻變壓器取代工頻變壓器，使體積和重量大為減少。當(dāng)充電機對鉛蓄電池充電時，在單格電壓達(dá)到2.3－2.45伏時，能有“暫停充電”、“放電去極化”特性，從而避免了蓄電池的過充電發(fā)生，并很大程度地減少了出氣量。根據(jù)這種充電機的特點，本實用新型又可用作電動自行車的隨車充電機。
新型的充電機與已有技術(shù)比較，用變頻 (控制電路)/() 高頻變壓電路代替原充電機中的工頻變壓電路，這種取代有如下優(yōu)點1、電路中不使用工頻變壓器，能使充電機的體積、重量大幅度減少。
2、電路中所用的電子元件如采用不同的參數(shù)，便能輕易改變高頻變壓電路的功率，設(shè)計出不同容量的充電機。
3、這種充電機因采用“穩(wěn)流”、“暫停充電”、“放電去極化”電路作控制，所以，充電性能好，當(dāng)電源電壓在較大范圍內(nèi)波動時，電路仍能保持恒定電流，同時，電流量的大小可由預(yù)定的時間確定，充電時間可以是常速、中速或快速。
使用上述新型充電方法制造的電動自行車充電機與已有電動自行車普遍采用的“12－D－36”(浙江產(chǎn))型充電機比較，新機的優(yōu)點1、體積小、重量輕、機重850g，重量比原機減少80％，體積為5.5×8.5×10.5(cm2)，比原機縮小73％，新機便于裝在電動自行車上隨車使用。
2、新機電能轉(zhuǎn)換率高，發(fā)熱低，全封閉式金屬殼體即可作散熱用，又適用于野外使用的要求。
3、在充電過程中，充電性能好，工作穩(wěn)定，蓄電池出氣量很少，可以長期不加水。
4、新機全部采用國產(chǎn)元件，不用夕鋼片，銅材用量很少，所以要組織生產(chǎn)，材料來源比較充裕，并且成本相對比較低廉。


圖1是可控高頻式充電機的電路方框圖。其中“S”是輸入電路，“Z”是高頻轉(zhuǎn)換電路，“B”為高頻變壓器，“ZL”是整流器，“K”是控制電路，“E”即是被充蓄電池。供應(yīng)電源從P、Q端進，經(jīng)“S”加工(一般是整流濾波)后進入轉(zhuǎn)換電路，變成高頻電流后由高頻變壓器匹配和隔離，通過整流器對蓄電池充電，同時，高頻電流受“K”的控制。
圖2是可控高頻式充電機的一個實施例，適用于24伏鉛蓄電池。其中變換管Q5、Q6、工作在開關(guān)狀態(tài)，并由D9、D10、C6－12、R11－19、D13－14及B1組成“半橋”式轉(zhuǎn)換電路，形成的高頻電流由B1高頻變壓器匹配和隔離，通過二極管D12、D11及扼流圈L7對蓄電池E充電，Q12、Q13、R27、R29、C17、C18組成“電腦”電路，當(dāng)H對ON觸動后，電腦導(dǎo)通，一路向D19、R28供電，D19是發(fā)光二極管兼做開關(guān)指示燈；另一路由R25、D17向Q9提供偏流，使Q9穩(wěn)定輸出15伏電壓，此電壓使Q7、Q8、D15、D16、R20－23、C13－15及變壓器B2組成的多諧振蕩器工作，產(chǎn)生20KHZ的方波，由B2去推動變換管工作，同時Q9的Ic使得J繼電器動作，C19、L3起濾波作用。網(wǎng)電經(jīng)過C1、L1、D1－D4及R1、D6成為12伏的梯形波，并由R7、D7、R6對C4充電，使得Q2緩慢導(dǎo)通，其導(dǎo)通速度可以是1秒，一方面保證機器的“軟起動”，另一方面完成“暫?！钡亩〞r，這樣Q1、R2－4、Q2、C2、C3組成的觸發(fā)電路工作，可控硅Q4相繼工作，另外主回路由D5→“C6＋C7”→Q4→R8構(gòu)成通道，從R8上取得信號，由R9、D8反映在C5上，由R10通過Q3、R5并聯(lián)在C3上，控制C3的導(dǎo)通速度，作用的結(jié)果，保證了Q5、Q6主轉(zhuǎn)換器在一固定的電流范圍內(nèi)，因此，總的蓄電池充電電流也固定。當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到28.8伏(2.4伏×12)時，Q11、D18導(dǎo)通，通過R26使得Q10、R24導(dǎo)通、C16放電，所以J繼電器失電或電流減少，觸點釋放，進行“暫停”，一旦蓄電池電壓下降，J又重新吸合工作。當(dāng)H觸動OFF時，“電腦”截止，使得機器關(guān)閉停充，在蓄電池充足后，其連續(xù)充電的時間將少于1秒，把這個信號經(jīng)適當(dāng)延時后去觸發(fā)Q14，同樣電腦截止，機器也關(guān)閉停充，達(dá)到全自動的目的，但是圖2中未標(biāo)出全自動關(guān)機的取樣回路。
本圖可改成電動自行車隨車充電機。
對于高頻轉(zhuǎn)換電路除本圖采用的半橋式結(jié)構(gòu)外，還可采用“全橋式”結(jié)構(gòu)、“推挽式”結(jié)構(gòu)，“單管式”結(jié)構(gòu)或其組合式結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種充電機，由變壓器B、整流電路ZL及控制電路K組成，其特征是在變壓器B前加有輸入電路S和高頻轉(zhuǎn)換電路Z，并且B是高頻式變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機，其特征是高頻轉(zhuǎn)換電路為半橋式結(jié)構(gòu)或全橋式結(jié)構(gòu)或推挽式結(jié)構(gòu)或單管式結(jié)構(gòu)或其組合式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電機，其特征是高頻轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的高頻是大于1KHZ的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電機，其特征是高頻電流的波形是任意態(tài)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電機，其特征是控制電路K，在被充鉛蓄電池單格電壓達(dá)到2.30伏－2.45伏時，對高頻轉(zhuǎn)換電路作用，蓄電池進行“暫停充電”及“放電去極化”。
專利摘要本實用新型涉及蓄電池的充電裝置。是一種無工頻變壓器的小巧輕便、充電質(zhì)量好、造價便宜的充電機。其技術(shù)特征為電源變頻控制電路高頻變壓整流充電。應(yīng)用該技術(shù)設(shè)計的電動自行車充電器，其體積小、重量輕、封閉性好，可以作為電動自行車的一個部件或一個充電機裝在車上。
文檔編號H02J7/10GK2043801SQ8821775
公開日1989年8月30日 申請日期1988年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月1日
發(fā)明者王萬強 申請人:王萬強