專利名稱：自動檢測快速充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于快速充電技術(shù)，尤其是一種能對各種類型蓄電池都能進(jìn)行自動快速充電的自動檢測快速充電機(jī)。
現(xiàn)有的快速充電機(jī)充電過程采用定時(shí)方式，在對各種不同類型的蓄電池充電時(shí)。由于無法估計(jì)蓄電池所剩容量，很容易造成過充電或充電不足。這些充電機(jī)體積龐大，沉重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便使用，需要專門的供電電源，并只能在專門的地點(diǎn)使用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種體積小，重量輕，移動方便，充電效率高、功率大，自動檢測性強(qiáng)，可接在一般照明電源線路上使用。能適應(yīng)各種場合和各種類型蓄電池的自動檢測快速充電機(jī)。
本實(shí)用新型的自動檢測快速充電機(jī)采用“定電壓、定周期、高輻值脈沖電流充電、放電去極化的快速充電制度。由機(jī)殼機(jī)座、控制操作部分、監(jiān)測儀表及充電電路、放電電路、邏輯控制電路和自動檢測電路等構(gòu)成。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的電路原理方框圖；圖4是由充電電源A和輔助控制電源及穩(wěn)壓電源B組成的充電電路，以及由脈沖恒流放電電路G和充電負(fù)載H組成的放電電路原理圖；圖5是由邏輯控制觸發(fā)電路C、充放電邏輯信號發(fā)生器E、放電脈寬發(fā)生器F組成的邏輯控制電路原理圖；圖6是由蓄電池電壓識別電路I、電子開關(guān)換擋分壓電路J和自動充停乘法控制電路D組成的自動檢測電路原理圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型的自動檢測快速充電機(jī)包括方形機(jī)殼(8)、支承機(jī)座框架(4)、6KVA的電源變壓器(1)、散熱器(3)和(5)、散熱風(fēng)機(jī)(2)、脈沖變壓器(6)、監(jiān)測電源的電壓表(9)、電流表(10)、電源指示(11)、停電指示(12)、充電指示(13)、放電指示(14)、交流電源開關(guān)(15)、自動檢測開關(guān)(16)、充電開關(guān)(17)、常規(guī)——快速交換充電開關(guān)(19)、充電電流調(diào)整電位器(18)以及控制電路板(7)等。
如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型的自動檢測快速充電機(jī)的控制電路包括A-J十個部分。
如圖4所示，控制電路的充電電源A由B1、K1、D1、D2、SCR1、SCR2組成。B1是一臺初級輸入電壓為單相交流380V，次級輸出電壓為100V的6KVA變壓器，即圖1中的(1)?？蓪?6V-60V的蓄電池進(jìn)行充電。當(dāng)只需要充24V以下的蓄電池時(shí)，初級電壓可接交流220V電源。此時(shí)次級輸出電壓為50V，變壓器的的容量為3KVA。整流二極管D1、D2和可控硅SCR1、SCR2組成整流半控橋式開關(guān)，由邏輯控制觸發(fā)電路來控制充電電流的大小，電流在0-60A范圍內(nèi)調(diào)整?？煽毓鑃CR1、SCR2和整流二極管D1、D2產(chǎn)生的熱量經(jīng)散熱器(3)散熱。
輔助控制電源及穩(wěn)壓電源B由B2、K2、K3、Bx1、FL、D2-D6、D7、R1、LED1、C1、C2、IC0組成。B2為220V/24V，5W變壓器。FL為220V軸流散熱風(fēng)扇，即圖1中的(2)。當(dāng)B1的輸入電壓為220V時(shí)，K2的1-2接點(diǎn)接通，此時(shí)B2與F1得到的是220V電壓。當(dāng)B1的輸入電壓為380V時(shí)。K2的接點(diǎn)打在1-3位置上，利用B1的初級線圈中心抽頭，B2與FL得到的仍是220V電壓。D3-D5橋式整流A點(diǎn)輸出的是全波電壓?？勺鰹橛|發(fā)SCR1、SCR2半控橋的同步電壓。ICa是三端穩(wěn)壓器。輸出12V直流電源。D7的作用是將直流與A點(diǎn)的同步電壓隔離開。散熱風(fēng)機(jī)(2)把機(jī)內(nèi)熱量排出機(jī)外。
脈沖恒流放電電路G由BG4、BG5、RF、R14、R15、LED4組成。當(dāng)ICa第3腳輸出1個1ms，幅值11伏的放電脈沖，經(jīng)R14至BG4、BG5使其導(dǎo)通。放電電流經(jīng)過RF(0.1Ω)，大約100A的電流使RF產(chǎn)生10伏的壓降。這個電壓使BG4、BG5的導(dǎo)通電流恒定。不再增加，達(dá)到恒流放電去極化。RF為放電負(fù)載電阻。BG4和BG5產(chǎn)生的熱量經(jīng)散熱器(5)散發(fā)熱量。
充電負(fù)載(蓄電池)II由6-60V蓄電池，電流表、電壓表、檢測線組成。當(dāng)充電蓄電池在6-24范圍內(nèi)不必加檢測線。當(dāng)充36-60V范圍的蓄電池時(shí)。檢測線可接在6-12-24V內(nèi)的任一抽頭上。電流表、電壓表內(nèi)裝有指針頂表觸點(diǎn)，做為保護(hù)用。
如圖5所示，邏輯控制觸發(fā)電路C由BG1、C5、W1、R2、R3、BG2、R5以及脈沖變壓器MB。即圖1中的(6)組成。
BG1、MB、C8、W1、R2、R3是一個常規(guī)的可控硅觸發(fā)電路。當(dāng)BG2接在C2的兩端時(shí)就成了邏輯控制觸發(fā)電路。當(dāng)BG2基極處于邏輯負(fù)電位(充電時(shí)間)，BG2為開路狀態(tài)。BG1可發(fā)出觸發(fā)可控硅的脈沖。當(dāng)BG2基極處于邏輯正電位(停充、放電時(shí)間)，BG2成短路狀態(tài)。BG1無法輸出觸發(fā)脈沖，可控硅不導(dǎo)通。
充、放電邏輯信號發(fā)生器E由IC2、R6、R8、C4、C3、K5組成。IC2是基時(shí)電路接成無穩(wěn)態(tài)電路，調(diào)整R6、R3使第3腳輸出100ms的震蕩周期，其中75ms為零電位(充電)，25ms為正電位(停充、放電)。當(dāng)?shù)?腳輸出零電位時(shí)(75ms)。BG2開路、BG1可發(fā)出觸發(fā)脈沖使可控硅導(dǎo)通對蓄電池充電，第3腳輸出正電位時(shí)(25ms)，BG2導(dǎo)通，短接C0，可控硅閉鎖BG1發(fā)出觸發(fā)脈沖。可控硅停充。此時(shí)由放電脈沖對蓄電池進(jìn)行放電去極化。當(dāng)K5斷時(shí)，IC2不工作，充電處于常規(guī)狀態(tài)。
放電脈寬發(fā)生器F由IC5a、IC2、D8、R10-R13、R20、C5-C6組成。IC3是時(shí)基電路接成單穩(wěn)電路。IC5a是運(yùn)算電路與R10、R11、R12、D8、C5、C6、組成時(shí)序負(fù)脈沖發(fā)生器。當(dāng)IC2輸出25ms的停充正電位時(shí)，這一電壓經(jīng)R12向C5充電，12ms后IC5a第2腳的電壓大于第3腳，第1腳電位由正電位跌落為零，經(jīng)C6、R28微分成一負(fù)脈沖，觸發(fā)單穩(wěn)IC3的第2腳。此時(shí)第3腳輸出一個1ms的放電正脈沖擊推動BG4、BG5。IC5a第1腳在12ms時(shí)跌落為零。這時(shí)BG3開始導(dǎo)通，檢測電壓可到達(dá)IC1第6腳。這時(shí)的檢測電壓是蓄電池的空載電壓，不受充電電流大小的影響。以保證檢測精度。當(dāng)IC2第3腳輸出75ms的充電零電位時(shí)，C5通過D8放電，IC5a第2腳電位小于第3腳，第1腳輸出正電位。使BG2截止。
如圖6所示，蓄電池電壓識別電路I由IC5a、IC5c、R22-R26、W2、Kz、K8組成，電子開關(guān)換檔分壓電路J由IC4、R10-R22組成。這里IC5B、IC5C、R23-R25組成電壓比較器，這時(shí)第5腳電壓為3伏，第10腳電壓為6伏，W2、R28組成的分壓電路將蓄電池的電壓÷3，即將6V電池電壓降為2伏。這時(shí)IC5B、IC5C第6、9腳電壓低于第5、10腳，第7、8腳均輸出正電位。這時(shí)IC4電子開關(guān)的四檔開關(guān)均處于導(dǎo)通位置，這時(shí)W2上的電壓直通檢測開關(guān)管BG3至IC1的第6腳。另一路經(jīng)R17至IC1的第2腳。當(dāng)蓄電池電壓為12伏時(shí)，W2上的電壓為4伏，IC58第6腳電壓高于第5腳(3伏)，此時(shí)第7腳輸出零電位。IC4第12腳、13腳失壓，造成開關(guān)1-2和10-11分別開路，將R13、R21分別串入檢測回路。經(jīng)過R20、R19與R18分壓。R22、R21與R17、R16分壓，IC1第6腳、第2腳得到的檢測電壓仍與蓄電池為6伏的電壓相同。當(dāng)K6斷開后，自動檢測不工作。處于人工充電狀態(tài)。
自動充、停乘法控制電路D由IC1、KG1、DW2、BG3、R4、R6、R、LED2、3、K4、R27組成。IC1是時(shí)基電路555。在此接成電壓比較器，第5腳由DW1穩(wěn)壓成基準(zhǔn)電壓(2.4V)，蓄電池標(biāo)稱電壓(如6V、12V、24V)經(jīng)過電子開關(guān)換擋分壓電路后到第6腳時(shí)為2V，到第2腳為1.33V，當(dāng)蓄電池充電時(shí)，第6腳的電壓逐漸上升。當(dāng)超過第5腳的基準(zhǔn)電壓(標(biāo)稱分壓2V×1.2-2.4V)時(shí)，第7腳出零電位、短路C8，BG1停止輸出觸發(fā)脈沖。第3腳出零電位。閉鎖IC2、整機(jī)充電停止。當(dāng)蓄電池作為電源放電時(shí)，電壓下降，當(dāng)降到標(biāo)稱電壓的0.9倍時(shí)，第2腳電壓1.33V×0.9-1.197V，低于第5腳電壓(2.4V)的1/2時(shí)。第7腳開路，第3腳出正電位。充電又重新自動啟動。KG1接于第4腳，平時(shí)為開路狀態(tài)。當(dāng)電流表或電壓表帶電壓的指針超過正常范圍，碰到連接KG1的限位觸點(diǎn)時(shí)，KG1動作、短路第4腳。這時(shí)第3、第7腳都翻轉(zhuǎn)為零電位。充電機(jī)保護(hù)關(guān)機(jī)。K4的作用是起開機(jī)、關(guān)機(jī)和復(fù)位的作用。BG2的作用是在充電時(shí)間閥鎖檢測。以免動態(tài)充電電壓過高造成誤動作。LED2、3是作為顯示充電或停充之用。
以對12V蓄電池充電為例，將蓄電池按“+”“-”極接入充電機(jī)，充電機(jī)電源線接入220伏電源。電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)K2在接通位置。合上交流電源開關(guān)(15)，此時(shí)變壓器B1、B2受電。B1次級輸出50伏充電電壓。B2次級輸出24伏控制電壓。將充電開關(guān)(17)合上，IC1第7腳開路。BG1解除閉鎖，可以輸出觸發(fā)SCR1、SCR2可控硅的脈沖。調(diào)節(jié)充電電流調(diào)整電位器(18)，使電流表(10)指示在0-60A范圍內(nèi)變化。由蓄電池的容量來決定充電電流的大小。例如蓄電池的容量為40安時(shí)則將電流調(diào)到40A即可。然后將“常規(guī)-快速”開關(guān)(19)合上。IC2第8腳接通，第3腳輸出充、放電邏輯信號。此時(shí)充電機(jī)向蓄電池輸出“定電壓、定周期、高幅值電流脈沖充電、放電去極化”的充電電流。最后將自動檢測開關(guān)(16)合上便可。大約70-100分鐘，蓄電池便可充滿、充電機(jī)自動停機(jī)，綠色“停充指示”燈(12)發(fā)亮。整個充電過程結(jié)束，將各開關(guān)恢復(fù)原位。
當(dāng)快速充電機(jī)用于蓄電池長期連續(xù)浮充時(shí)，只需按充電步驟將充電流調(diào)在1-2安左右即可。不必合上“自動檢測”開關(guān)。帶有放電去極化的脈沖浮充電流可使蓄電池時(shí)時(shí)處于活化狀態(tài)，使之清除鈍化、極化或硫化，保持原有容量。因此可免除每個季度一次的全放、全充保養(yǎng)。
本實(shí)用新型的自動檢測快速充電機(jī)體積小、重量輕，充電功率大，效率高。能適用于各種場合和各種蓄電池的自動快速充電。充電時(shí)間只有常規(guī)充電的十分之一。對于各種電壓、各種容量的蓄電池，不論充電前所剩容量多少。均能自動檢測，容量充滿即自動停充。當(dāng)采用本充電機(jī)對蓄電池長期浮充電時(shí)，能使蓄電池免掉每個季度進(jìn)行一次全放、全充電的維護(hù)保養(yǎng)周期。還能使用常規(guī)方法已充不進(jìn)電，無容量、報(bào)廢了的鎘鎳電池恢復(fù)正常使用。
權(quán)利要求1.一種采用定電壓、定周期、高幅值脈沖電流充電。放電去極化的快速充電制度。對各種類型蓄電池都能進(jìn)行自動快速充電的自動檢測快速充電機(jī)；其特征在于由機(jī)殼(3)、支承機(jī)座框架(4)、6KVA的電源變壓器(1)、脈沖變壓器(6)、整流二極管D1、D2和可控硅SCR1、SCR2的散熱器(3)、大功率三極管BG4、BG5、的散熱器(5)把機(jī)內(nèi)熱量排出機(jī)外的散熱風(fēng)扇(2)、控制電路板(7)、監(jiān)測電源的電壓表(9)、電流表(10)、以及指示器(11)、(12)、(14)和控制開關(guān)(15)、(16)、(17)、(18)、(19)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動檢測快速電機(jī)，其特征在于控制電路包括a、由充電電源A、輔助控制電源及穩(wěn)壓電源B組成的充電電路；b、由脈沖恒流放電電路G、充電負(fù)載H組成的放電電路；c、由邏輯控制觸發(fā)電路C、充放電輯信號發(fā)生器E和放電脈寬發(fā)生器F組成的邏輯控制電路；d、由蓄電池電壓識別電路I、電子開關(guān)換擋分壓電路和自動充停乘法控制電路D組成的自動檢測電路。
專利摘要本實(shí)用新型為采用定電壓、定周期、高幅值脈沖電流充電、放電去極化的快速充電制度，能對各種類型蓄電池都能進(jìn)行自動充電的自動檢測快速充電機(jī)。由機(jī)殼機(jī)座，控制操作部分，監(jiān)測儀表及充電電路、放電電路、邏輯控制電路和自動檢測電路等構(gòu)成。本實(shí)用新型體積小，重量輕，移動方便，充電效率高，功率大，自動檢測性強(qiáng)，可接在一般照明電源線路上使用，能適應(yīng)各種場合和各種類型蓄電池的自動充電。
文檔編號H02J7/10GK2069629SQ9020531
公開日1991年1月16日 申請日期1990年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月22日
發(fā)明者郭永強(qiáng) 申請人:廣西壯族自治區(qū)南寧供電局