專利名稱：密封鎘鎳蓄電池高速充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電機(jī)，特別是一種密封鎘鎳蓄電池高速充電機(jī)。
中國(guó)專利(專利號(hào)85109573A)中公開了一種密封鎘鎳蓄電池快速充電機(jī)，它由檢測(cè)起動(dòng)電路、整流濾波穩(wěn)壓電路、脈沖發(fā)生電路、充電脈沖控制電路、同步負(fù)脈沖電路、自動(dòng)停機(jī)電路等組成。它采用在可接受電流控制下對(duì)密封鎘鎳蓄電池進(jìn)行恒壓周期放電的充電方式，使密封鎘鎳蓄電池在50分鐘左右完成充電，并采用時(shí)間控制方法終止充電。但其存在以下不足1.因采用時(shí)間控制終止充電方式，故不論待充蓄電池尚存多少電能，均要工作50分鐘后才指示充足，這顯然是時(shí)間上的浪費(fèi)。另當(dāng)充電過程中，電網(wǎng)停電后又來電，該充電機(jī)必須再由人工重新啟動(dòng)，且又需再充電50分鐘，拖延了充電時(shí)間。2.該充電機(jī)采用恒壓充電方式，對(duì)使用一段時(shí)間后內(nèi)阻增大的蓄電池，由于其內(nèi)阻壓降增大，使充電電流減少，而充電時(shí)間又是固定的(50分鐘)，因此，對(duì)這類蓄電池不可能充足電。3.該充電機(jī)的電路由于全部采用分立元件及電磁繼電器，故電路的可靠性難以提高。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種利用控制電路控制、有規(guī)律地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電及放電去極化的密封鎘鎳蓄電池高速充電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到本實(shí)用新型包括電源電路，大電流放電去蓄電池極化電路、控制充、放電波型發(fā)生電路、電池、殼體，其特征在于還有恒流電路、自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路、滿容量指示電路，恒流電路的輸出送到電池，電池的輸出電壓通過自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路送到控制充、放電波型發(fā)生電路，控制充、放電波型發(fā)生電路的輸出一路送恒流電路，另一路經(jīng)由大電流放電去蓄電池極化電路送到電池，自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路的輸出還送到滿容量指示電路，電池充電支架固定在殼體上，其底部裝有自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路中的熱敏開管，熱敏開管緊貼被充電池的表面。恒流電路中IC1的3端接BG1的基極，2端接BG1的集電極，并通過R3、D3接電池，IC1的1端接控制充放電波型發(fā)生電路中BG3的集電極，IC4的3腳一路通過R19接BG3的基極，另一路通過R20接大電流放電去蓄電池極化電路中BG4的基極，另自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路中1／2IC3的9腳通過R9接BG2的基極，BG2的集電極一路通過R6、R10接熱敏開管，另一路通過D7接滿容量指示電路中1／2IC3的4腳，還有一路通過D5接BG3的基極，通過D4、D8接IC4的7腳。
本實(shí)用新型根據(jù)蓄電池充電電流接受比定律，采用脈沖充電、放電去極化的充電方式，在充電過程中，暫時(shí)停止充電，使電阻極化立即消失，濃差極化和電化學(xué)極化也可逐漸消失。如果在暫時(shí)停充的同時(shí)，讓蓄電池瞬時(shí)大電流放電，就可以更迅速地消除極化，大大提高蓄電池的充電電流接受比，因而可用很大的電流繼續(xù)對(duì)蓄電池充電，從而縮短蓄電池的充電時(shí)間。同時(shí)，在充電過程中適時(shí)地讓蓄電池對(duì)負(fù)載放電，因放電反應(yīng)吸收熱量而使蓄電池溫升較低。


圖1為本實(shí)用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的外型結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖4為本實(shí)用新型的電原理圖。
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖(實(shí)施例)作進(jìn)一步詳述參照?qǐng)D1～圖3，本實(shí)用新型由電源電路1、恒流電路2、大電流放電去蓄電池極化電路3、控制充、放電波型發(fā)生電路4、自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5、滿容量指示電路6、鎘鎳電池充電支架8、殼體14等組成。鎘鎳電池充電支架8裝在殼體14的面板上，被充鎘鎳電池13放于其內(nèi)；而自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5中的熱敏開管11置于充電支架8的底部，可緊貼被充鎘鎳電池；另電子線路板12固定在充電支架的下部；電源電路1中的變壓器7(即變壓器B)裝在殼體14內(nèi)；電源指示燈9(即發(fā)光二極管D1)，充足電指示燈10(即發(fā)光二極管D6)裝于殼體14的面板上。
參照?qǐng)D4，電源電路1中，市電經(jīng)變壓器B降壓，ZL1整流、C1濾波后供給恒流電路2所需直流電流；另一路低壓交流電經(jīng)ZL2整流、C2濾波、IC2穩(wěn)壓后供給全機(jī)所需的工作電壓。保險(xiǎn)絲BX對(duì)整機(jī)作保護(hù)，發(fā)光二極管D1為電源指示。
恒流電路2由BG1、IC1(穩(wěn)壓集成電路)、R2～R4及D2組成。BG1的作用是受控調(diào)整充電電流，R2的作用是向IC1提供一定的工作電流，使IC1正常工作，R4是IC1的泄流電阻，用以保證IC1空載時(shí)也能正常工作，R3為充電電流變化量取樣電阻。當(dāng)IC1的1腳不接地時(shí)(BG3截止)，若充電電流IR3增大或減少時(shí)，IC1內(nèi)部檢測(cè)到輸出端電壓變化，從而使流過IC1的電流相應(yīng)減少或增大，BG1基極電流及集電極(即充電電流IR3)也相應(yīng)減少或增大，從而使充電電流恒定。當(dāng)IC1的1腳接地時(shí)(BG1飽和)，IC1的輸出電壓U21遠(yuǎn)小于蓄電池的端電壓，D3、D2都截止，則通過R3的電流為零。故通過IC1的1腳接地或不接地可控制充電或停止充電。
大電流放電去蓄電池極化電路3由BG4、R20、R21組成，并由控制充、放電波型發(fā)生電路4控制，放電電流為4C，時(shí)間對(duì)應(yīng)于停充時(shí)間(5ms)。
控制充放電波型發(fā)生電路由IC4(時(shí)基集成電路)、BG3、D4、D5、D8、D9、R15～R19、C4等組成。其中IC4、D8、D9、R15～R17、C4組成占空比為5／100、周期為100ms的振蕩器；BG3、R18、R19組成反相器。振蕩器的輸出信號(hào)一路經(jīng)BG3反相后控制恒流電路2工作，每周期充電95ms，停充5ms；另一路通過直接控制BG4使蓄電池適時(shí)對(duì)R21放電，達(dá)到消除蓄電池極化的目的，時(shí)間對(duì)應(yīng)于停充的5ms。控制充放電波型發(fā)生電路4同時(shí)受自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5的控制，使充電過程開始或停止。
自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5由1／2IC3(時(shí)基集成電路)、BG2、R6～R10、熱敏開管11組成。當(dāng)待充蓄電池通過接觸電極接入電路后，在R8上的壓降低于充足的蓄電池在R8上的壓降時(shí)，這一電壓送至IC3的8腳(低電平觸發(fā)端)，使其處于低電平、另由于蓄電池為常態(tài)，緊貼蓄電池表面的熱敏開管11為閉合狀態(tài)，使IC3的12腳(高電平觸發(fā)端)為低電平。IC3的8、12腳均為低電平時(shí)，輸出9腳則為高電平，通過BG2反相，從BG2集電極輸出低電平，由于二極管D4、D5反向截止，使該低電平不致影響由IC4等組成的充電控制電路的工作，電路即對(duì)蓄電池充電。
當(dāng)蓄電池充電至滿容量時(shí)，多余的電能充入，使蓄電池溫度迅速升高，緊貼蓄電池的熱敏開管11受熱斷開，Vcc經(jīng)R6送至IC3的12腳，使其處于高電平；同時(shí)，由于蓄電池已充足電，端電壓較高，在R8上的壓降已高于IC3的8腳的觸發(fā)電平，即IC3的8、12腳均為高電平，輸出9腳則為低電平，通過BG2反相，從BG2集電極輸出高電平，通過D5使BG3導(dǎo)通，從而使恒流電路2進(jìn)入停充狀態(tài)。另外高電平又通過D4使IC4的2、6腳為高電平，使振蕩器停振，而輸出3端為低電平，這一低電平直接控制BG4截止，停止放電。
滿容量指示電路6由1／2IC3、D6、D7、R11～R14、C3組成頻率為4HZ的振蕩器。在充電過程中，BG2集電極輸出低電平，通過D7使IC3的4腳(低電平復(fù)位端)為低電平，振蕩器停振，輸出5端為低電平，發(fā)光二極管D6熄滅。在充電結(jié)束時(shí)，BG2集電極輸出高電平，IC3的4腳為高電平，振蕩器工作，D6閃爍提示用戶充電結(jié)束。
本實(shí)用新型每一充電周期是100ms，其中充電時(shí)間95ms，放電去板化時(shí)間5ms，充電電流2C，放電電流4C，充電時(shí)間為30分鐘。并采取有效措施避免因過充電而損壞鎘鎳電池。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.充電時(shí)間只需30分鐘，當(dāng)蓄電池尚存電能時(shí)，充電時(shí)間會(huì)相應(yīng)減少，不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，且充滿電能時(shí)即自動(dòng)停止充電，保證蓄電池不致過充電而損壞。
2.由于采用恒流充電方式，對(duì)內(nèi)阻較大的蓄電池也可進(jìn)行充電，且當(dāng)蓄電池接入后，充電過程自動(dòng)開始、停止。當(dāng)充電過程中停電又來電時(shí)，能自動(dòng)恢復(fù)充電至滿電能為止，前后累計(jì)時(shí)間也是30分鐘。
3.可靠性高，線路合理，既能高速充電又不損壞密封鎘鎳蓄電池。
權(quán)利要求1.一種密封鎘鎳蓄電池高速充電機(jī)，包括電源電路1，大電流放電去蓄電池極化電路3、控制充、放電波型發(fā)生電路4、電池13、殼體14，其特征在于還有恒流電路2、自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5、滿容量指示電路6，恒流電路2的輸出送到電池13，電池13的輸出電壓通過自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5送到控制充、放電波型發(fā)生電路4，控制充、放電波型發(fā)生電路4的輸出一路送恒流電路2，另一路經(jīng)由大電流放電去蓄電池極化電路3送到電池13，自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5的輸出還送到滿容量指示電路6，電池充電支架8固定在殼體11上，其底部裝有自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5中的熱敏開管11，熱敏開管11緊貼被充電池13的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機(jī)，其特征在于恒流電路2中IC1的3端接BG1的基極，2端接BG1的集電極，并通過R3、D3接電池，IC1的1端接控制充放電波型發(fā)生電路4中BG3的集電極，IC4的3腳一路通過R19接BG3的基極，另一路通過R20接大電流放電去蓄電池極化電路3中BG4的基極，另自動(dòng)檢測(cè)起動(dòng)及充滿自動(dòng)停機(jī)電路5中1／2IC3的9腳通過R9接BG2的基極，BG2的集電極一路通過R6、R10接熱敏開管11，另一路通過D7接滿容量指示電路6中1／2IC3的4腳，還有一路通過D5接BG3的基極，通過D4、D8接IC4的7腳。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種密封鎘鎳蓄電池高速充電機(jī)，它由電源電路、大電流放電去蓄電池極化電路、恒流電路、控制充、放電波型發(fā)生電路、電池、殼體等組成。由于采用恒流大電流脈沖電、大電流放電去極化的充電方法，并用結(jié)構(gòu)上緊貼被充鎘鎳蓄電池的熱敏元件檢測(cè)蓄電池的狀態(tài)，提供充滿信號(hào)自動(dòng)控制停機(jī)，避免過充電。故本實(shí)用新型充電時(shí)間只需30分鐘，可靠性高，解決了大電流充電過程的極化問題，既能高速充電又不損壞密封鎘鎳蓄電池。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2082484SQ90216310
公開日1991年8月7日 申請(qǐng)日期1990年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月13日
發(fā)明者鄧永輝, 黎偉強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣東華南通信系統(tǒng)工程公司