專(zhuān)利名稱(chēng)：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源裝置，它具有一個(gè)充電電源，如交流發(fā)電機(jī)或電池，和一組供電能給一電氣負(fù)載的電容器、電容器由充電電源來(lái)充電。
鉛蓄電池被安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上作為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器和其它電氣負(fù)載例如輔助裝置的電源。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)要起動(dòng)時(shí)，儲(chǔ)存在鉛蓄電池上的電能給起動(dòng)器電機(jī)供電，起動(dòng)器電機(jī)的小齒輪與安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的環(huán)齒輪嚙合并轉(zhuǎn)動(dòng)，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，借以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
盡管在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電池供給起動(dòng)器電機(jī)的電流的時(shí)間短，但該電流非常大，例如100安或更高。安裝于機(jī)動(dòng)車(chē)上的電池的容量主要視其起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能力而定。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的大的電能當(dāng)電池借助安裝于機(jī)動(dòng)車(chē)上的，并由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能充電時(shí)被補(bǔ)償，此時(shí)機(jī)動(dòng)車(chē)是運(yùn)行的。
安裝于機(jī)動(dòng)車(chē)上的鉛蓄電池稱(chēng)為二次電池，它們通過(guò)電極和電解液間的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行充放電。這種電池在短期內(nèi)可以放出大的電流。電池在一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間里通過(guò)一逐漸的化學(xué)反應(yīng)，用10安培或更小的電流充電。因此，如果用更大的電流充電，電池會(huì)過(guò)熱，電極可能變形并被破壞。
主要用于短距離聯(lián)絡(luò)的機(jī)動(dòng)車(chē)以及用作交貨的機(jī)動(dòng)車(chē)反復(fù)停止并頻繁起動(dòng)。因?yàn)檫@些機(jī)動(dòng)車(chē)要求發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)并在一短時(shí)間內(nèi)連續(xù)運(yùn)行，安裝在這些機(jī)動(dòng)車(chē)上的電池不能充足地充電以補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電能消耗。因而，電池往往被用盡，從而不能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
為解決上述問(wèn)題，申請(qǐng)人提出了一種機(jī)動(dòng)車(chē)電源裝置，該電源裝置具有大容量的電容器，它由安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上的電池充電并放出儲(chǔ)存的電能以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器，從而起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?3(1988)-329，846，美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列454，267和EPC專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?9313559.0。)。
用所提出的機(jī)動(dòng)車(chē)電源裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器被儲(chǔ)存在大容量器內(nèi)的電能激勵(lì)，大容量電容器可以供給瞬時(shí)電流。因此，即使電池電壓有些降低，發(fā)機(jī)機(jī)也可以用儲(chǔ)存在電容器中的電能起動(dòng)。為了當(dāng)電容器儲(chǔ)存的電能釋放之后給電容器充電，需要一個(gè)大的起動(dòng)電流，因而交流發(fā)電機(jī)，電池和大容量電容器必須用能承受大電流的粗導(dǎo)線連接。
附圖3表示了一種電路方案，在該圖里采用了一組(例如3個(gè))電容器以提供大的電容。電容器被交流發(fā)電機(jī)充電，起動(dòng)器作為負(fù)載與電容器相連，相互并聯(lián)的電容器與發(fā)電機(jī)之間彼此用粗導(dǎo)線連接著。在電容器充電過(guò)程的初期，一大電流通過(guò)導(dǎo)線流入電容器。因?yàn)榇箅娏魇拱l(fā)電機(jī)過(guò)載，往往縮短了發(fā)電機(jī)的壽命。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有充電電源和一組供給負(fù)載電能的電容器的電源裝置，該組電容器由充電電源充電，該電源裝置包括減少電容器充電所需的沖擊電流的裝置，因而電容器和充電電源不需用粗導(dǎo)線連接。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電源裝置，該電源裝置不會(huì)引起給多個(gè)電容器充電的充電電源的過(guò)載，例如象交流發(fā)電機(jī)這樣的充電電源裝置。
按照本發(fā)明，提供了一種電源裝置，它包括充電電源，一組可用所述充電電源充電的電容器，該電容器用來(lái)把儲(chǔ)存的能量供給一負(fù)載，還包括用來(lái)使電容器由充電電源順序充電的順序充電裝置。
上述的及其它的本發(fā)明的目的，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從下面的描述并結(jié)合以說(shuō)明性的例子的方式給出的本發(fā)明的最佳實(shí)施例的附圖會(huì)更加明顯。


圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電源裝置的電路圖;
圖2是表明充電電容器所需的電流與充電時(shí)間之間的關(guān)系圖;
圖3是使用多個(gè)電容器互相并聯(lián)的一種一般電源裝置的電路圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，表明了一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)的電源裝置，該電源裝置具有多個(gè)(圖中為三個(gè))互相并聯(lián)的大容量電容器C1，C2，C3，其中每個(gè)包括一雙層電容器。
被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)G包括一整流電路，在其輸出端產(chǎn)生直流電流，交流發(fā)電機(jī)G作為給電容器C1，C2，C3以及電池充電的電源，開(kāi)關(guān)SC作為電容器C1，C2，C3充電開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)SD用來(lái)給一負(fù)載L，例如機(jī)動(dòng)車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器提供儲(chǔ)存在電容器C1，C2，C3中的電能，借以起動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)上發(fā)動(dòng)機(jī)。
繼電器電路R1具有常開(kāi)觸點(diǎn)RSⅠ，RSⅡ，觸點(diǎn)RSⅡ被連接到電容器C1的正端。繼電器電路R2具有連接到電容器C2正端的常開(kāi)觸點(diǎn)RS2。繼電器電路R3具有連接到C3正端的常開(kāi)觸點(diǎn)RS3。繼電器電R1，R2，R3被如此連接，使得當(dāng)這些繼電器電路R1，R2，R3被供電時(shí)，包括其相應(yīng)電容器C1，C2，C3的電路被接通。
單向?qū)щ娫O管D1至D5與電容器C1，C2，C3相連。更具體地說(shuō)，當(dāng)電容器C1，C2，C3充電時(shí)，二極管D1，D2分別與電容器C1，C2串聯(lián)。當(dāng)電容器C1，C2，C3放電時(shí)，二極管D3，D4，D5分別與電容器C1，C2，C3串聯(lián)。
當(dāng)施加的反向電壓低于一預(yù)定值時(shí)(擊穿電壓)，齊納二極管ZD1，ZD2只允許通過(guò)小電流，而當(dāng)反向電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，允許通過(guò)瞬時(shí)反向電流，齊納二極管ZD1有一連接于遠(yuǎn)離電容器C1的觸點(diǎn)RSⅡ端上的陰極，有一連接于繼電器電路R2的線圈上的陽(yáng)極。當(dāng)電容器C1充電時(shí)，觸點(diǎn)RSⅡ閉合。在電容器C1充電過(guò)程的后期，電容器C1兩端的電壓上升到齊納二極管ZD1的擊穿電壓，因而來(lái)自交流發(fā)電機(jī)G和電池B的電流經(jīng)過(guò)二極管D1和齊納二極管ZD1流入繼電器電路R2的線圈?，F(xiàn)在繼電器電路R2的觸點(diǎn)RS2閉合，從而用經(jīng)過(guò)二極管D2提供的電流開(kāi)始向電容器C2充電。
齊納二極管ZD2有一連接于遠(yuǎn)離電容器C2的觸點(diǎn)RS2端上的陰極和連接于繼電器電路R3的線圈上的陽(yáng)極。和齊納二極管ZD1的情況一樣，齊納二極管ZD2檢測(cè)電容器C2充電過(guò)程的后期并給繼電器電路R3供電以使電容器C3充電。
這種結(jié)構(gòu)的電源裝置的工作描述如下為了使電容器C1，C2，C3充電，開(kāi)關(guān)SC閉合。繼電器電路R1的線圈通電，從而使其觸點(diǎn)RSⅠ、RSⅡ閉合。交流發(fā)電機(jī)G和電池B的電壓通過(guò)二極管D1和觸點(diǎn)RSⅡ加于電容器C1，電容器C1開(kāi)始充電。
經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間間隔后，該時(shí)間間隔的長(zhǎng)短取決于交流發(fā)電機(jī)G及電池B的內(nèi)電阻以及充電電流流經(jīng)的電路的電阻，電容器C1的充電過(guò)程進(jìn)入后期，當(dāng)電容器C1兩端的電壓達(dá)到齊納二極管ZD1的擊穿電壓時(shí)，繼電器電路R2由流經(jīng)二極管D1和齊納二極管ZD1的電流通電。繼電器電路R2的觸點(diǎn)RS2閉合，借以開(kāi)始向電容器C2充電。
經(jīng)過(guò)某一時(shí)間間隔后，電容器C2的充電過(guò)程也進(jìn)入其后期，一個(gè)流經(jīng)齊納二極管ZD2的瞬時(shí)反向電流使繼電器電路R3得電，借以向電容器C3充電。在這期間內(nèi)，交流發(fā)電機(jī)G和電池B只供給一個(gè)電容器充電的電流依次供給電容器C1，C2，C3，用這種方式，完成電容器C1，C2，C3的充電。
圖2是表明電容器C1，C2，C3的充電電流與充電時(shí)間之間的關(guān)系。實(shí)線表示根據(jù)本發(fā)明的電源裝置中來(lái)自交流發(fā)電機(jī)G和電池B的充電電流，虛線表示一般電源裝置中給三只并聯(lián)電容器充電所需的充電電流。本發(fā)明的電源裝置中的供給電容器充電的電流的峰值為一般電源裝置中流入電容器的充電電流峰值的1/3。
當(dāng)開(kāi)關(guān)SD閉合時(shí)，儲(chǔ)存在電容器C1，C2和C3中的電能通過(guò)各自的二極管D3、D4、D5同時(shí)供給負(fù)載L。因此，一個(gè)沖擊電流饋入發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器，例如，給發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器送電，因而起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，開(kāi)關(guān)SD被打開(kāi)，從而使電容器C1，C2，C3停止放電，放過(guò)電的電容器C1，C2，C3可按上述方式再充電。
根據(jù)本發(fā)明，如前所述，大容量電容器C1，C2，C3不再同時(shí)由交流發(fā)電機(jī)G和電池充電，而是一個(gè)接一個(gè)地，借助作為順序充電裝置的齊納二極管ZD1、ZD2與繼電器電路R1，R2，R3被順序充電。所需的為電容器C1，C2，C3充電的電流峰值大大低于一般電源裝置中的電容器的充電電流峰值。因此，充電電源和電容器可用電流容量低得多的導(dǎo)線連接。因?yàn)樗脤?dǎo)線的橫截面積小，電氣配線就可容易地進(jìn)行。在充電初期充電電流具有低的峰值，就能防止充電電源或發(fā)電機(jī)過(guò)載，延長(zhǎng)交流發(fā)電機(jī)的壽命。
雖然已示出并描述了一最佳實(shí)施例，但是在不脫離所提出的權(quán)利要求的范圍可以做出許多變化和改型，是應(yīng)當(dāng)理解的。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，包括一個(gè)充電電源；一組可用所述充電電源充電的電容器，該組電容器用來(lái)給負(fù)載提供儲(chǔ)存的電能；以及順序充電裝置，該裝置用所述的充電電源順序地給電容器充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于所述的充電電源包括一個(gè)交流發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于所述的充電電源包括一個(gè)電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于所述的順序充電裝置包括檢測(cè)裝置，它用來(lái)檢測(cè)每只電容器的充電量，以及控制裝置，它響應(yīng)每只電容器所充電的一預(yù)定量的檢測(cè)裝置的檢測(cè)，以便把所述電容器中的另一個(gè)電容器連接到所述的充電電源上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源裝置，其特征在于所述的檢測(cè)裝置包括用來(lái)檢測(cè)所述電容器中每個(gè)電容器電壓的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源裝置，其特征在于所述的檢測(cè)裝置包括一個(gè)齊納二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源的裝置，其特征在于所述控制裝置包括一個(gè)具有與所述齊納二極管相連的線圈的繼電器電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于所述電容器與所述電氣負(fù)載并聯(lián)連接。
全文摘要
一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)的電源裝置，包括一充電電源，例如交流發(fā)電機(jī)或電池，一組可由充電電源充電的電容器，用來(lái)把儲(chǔ)存的電能供給一個(gè)電氣負(fù)載，例如發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器，一個(gè)順序充電控制電路裝置，用來(lái)由所述充電電源給電容器一個(gè)接一個(gè)地順序充電。
文檔編號(hào)H02J1/00GK1049938SQ9010696
公開(kāi)日1991年3月13日 申請(qǐng)日期1990年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月27日
發(fā)明者白田彰宏, 趙沢俊文, 小山雄一, 土屋善信 申請(qǐng)人:五十鈴汽車(chē)有限公司