專利名稱：開關(guān)型自動充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
李實用新型涉及一種用于給手持機(jī)電池組充電的開關(guān)型自動充電器。
最新提出的快速充電理論表明在充電過程中，經(jīng)過短時間的停充后，再讓電池瞬間大電流放電，電池內(nèi)部的極化會迅速消失。這樣，停止放電后，電池可用大電流繼續(xù)充電，從而大大提高了充電速度，并且也延長了電池的使用壽命。目前，給電池組充電的充電器，除不能進(jìn)行自動停充加載測試外，更不能達(dá)到上述所提出的要求。
本實用新型的發(fā)明目的，是要為用戶提供一種操作簡單、設(shè)計合理、自動停充加載測試、可調(diào)方波恒流輸出和高效型快速充電的開關(guān)型自動沖電器。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的由盒體、印刷電路板、集成塊等電子元器件組成。由變壓器B1，整流橋D1－4，電容C2及整流橋D5－8，三端集成穩(wěn)壓塊IC27806，電容C4，C6組成的降壓整流穩(wěn)壓電路Ⅰ。分別與集成塊ICIBTS412，電流表A⑤，開關(guān)K1－2⑩，充電電池接口，以及由集成塊IC3NE555，電位器RW⑥，和周圍元件組成的開關(guān)脈沖激勵器組成可調(diào)恒流充電器控制電路Ⅱ。集成塊ICIO及周圍元件，開關(guān)K2－2(11)，電阻R42－R48組成的放電器與集成塊IC4及周圍元件，開關(guān)K2－1(11)，電阻R25－31，三極管BG5，BG6等共同組成門限值測試電路Ⅲ。集成塊IC6，IC7，IC8及三極管BG1，BG2，電容C7，電阻R7等組成的定時器部分V。集成塊IC9，三極管BG3，二極管D14，D15，電阻R18，R19，R20，電容C12，C13等組成充停測試脈沖發(fā)生器電路Ⅳ連接，集成塊IC9的3腳通過二極管D23與IC3的4腳相連，通過R24與BG5的基極相連，通過R13，D11與電子門IC8的5腳相連，通過R37，D20與放電器ICIO的2腳相連。集成塊IC4的3腳通過電阻R33與BG6的基極相連，BG6的集電極通過R35與發(fā)音塊IC5相連，通過R36與指示燈D19⑧相連，通過D22與BG3的基極相連，通過R39，D21與放電器ICIO的2腳相連，通過D17，R23與BG2基極相連接，集成塊IC3的3腳通過R14與功率塊IC1的2腳相連，通過a點，電容C16，C17與放電器ICIO的2腳相連。放電器ICIO的4腳與開關(guān)K2－2的轉(zhuǎn)換接點及不同的放電電阻R42－R48相連，集成塊IC7的3腳輸出通過R8，R9與三極管BG1基極相連，集電極通過D9與測試器IC4的2腳相連。光電耦合器4N25通過R3與BG4的基極相連。功率塊ICI的5腳輸出與D20，電表A，開關(guān)K2－1，電阻R42及開關(guān)K1－2和電池組充電器接口連接。從而達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，自動停充加載測試，可調(diào)方波，恒流輸出，負(fù)脈沖放電，并對落后電池組采取定時充電的新一代高效型快速充電器。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進(jìn)一步的詳述。
附

圖1是本實用新型的線路圖，附圖2是本實用新型的外觀圖。
如圖1和圖2所示，Ⅰ部分為降壓整流穩(wěn)壓電路，其產(chǎn)生30V和6V兩種電壓。將220V交流電經(jīng)保險絲，開關(guān)K1－1，變壓器B1的25V繞組降壓，整流橋D1－4整流，470μf電容C2滬波，產(chǎn)生30V的直流電壓。變壓器的10V繞組降壓，整流橋D5－8整流，三端穩(wěn)壓器IC27806穩(wěn)壓，100μf電容C6濾波，產(chǎn)生6V的直流電壓。
Ⅱ部分為可調(diào)恒流充電控制電路。由集成塊IC3NE555，47KΩ電位器RW，20KΩ電阻R16等外圍元件，以及智能功率開關(guān)塊IC1BTS412，光電耦合器4N25，5Ω的取樣電阻R1，三極管BG1，二極管D20，電流表A，開關(guān)K1－2，與電池組充電接口連接組成。
Ⅲ部分為停充加載門限值測試電路。由集成塊IC4NE555，三極管BG6，BG5，開關(guān)K2－1，電阻R25－R31，17KΩ電阻R32，10KΩ電阻R34，22μf電容C15，與由集成塊IC10TWH8751，20KΩ電阻R38，開關(guān)K2－2，電阻R42－R48組成的放電電路。
Ⅳ部分為充停測試脈沖發(fā)生器。由集成塊IC9NE555，二極管D14，D15，三極管BG3，500Ω電阻R49，1MΩ電阻R18，12KΩ電阻R19，10KΩ電阻R20，470μf電容C12，0.1μf電容C13，以及發(fā)光管D16⑦和1KΩ電阻R22 連接組成。
Ⅴ部分為定時器。由集成塊IC8TWH8778，集成塊IC6TWH8751，集成塊IC7NE555，2.5MΩ電阻R7，47μf，電容C8，1000μf電容C7等組成定時器。另外，由音樂片IC5、電阻R35、發(fā)光管D19、1K電阻R36組成了停充聲光告警電路。
現(xiàn)以充四節(jié)鎳鎘電池為例，說明本機(jī)的使用方法及其工作原理。首先把電池組放入充電電池盒內(nèi)，將節(jié)數(shù)選擇開關(guān)K2(11)放在四節(jié)位置，即K2－1接通R25，K2－2接通R42，反時針調(diào)電流調(diào)節(jié)電位器RW⑥至最左端，閉合電源開關(guān)K1⑩，調(diào)RW至0～500mA所需位置，充電指示燈D16⑦亮，充電器即開始工作，過程如下
220V交流市電經(jīng)變壓器B1降壓整流橋D1－4整流，電容C2濾波，輸出30V的直流電壓，加在功率開關(guān)塊IC1412的3腳，作為本充電器的直流充電電源。另一路經(jīng)整流橋D5－8整流，三端集成穩(wěn)壓塊IC27806穩(wěn)壓，電容C6濾波，輸出6V穩(wěn)定的直流電壓，供給充停測試脈沖發(fā)生器IC9，開關(guān)脈沖激勵器IC3，門限值測試電路IC4，定時器IC6、IC8及放電電路IC10。以時基電路IC9NE555為主要元件和電阻R18、R19、R20、R49、D14、D15以及電容C12、C13構(gòu)成的全電路核心部分——充停測試脈沖發(fā)生器，工作后產(chǎn)生5分鐘比3秒鐘占空比的充停測試脈沖，經(jīng)IC93腳輸出，一路引出端經(jīng)發(fā)光二極管D16，電阻R22到地。當(dāng)IC9的3腳輸出高電位時，充電指示燈D16燈亮，本充電器進(jìn)入充電狀態(tài)。下面分述b點為高電位和低電位時的兩種情況。
一、b點為高電位(5分鐘充電時)(1)經(jīng)D23到IC3的4腳，IC3起振在3腳輸出頻率約為400HZ幅度為5V的激勵脈沖，推動功率開關(guān)塊IC1412工作，使其進(jìn)入開關(guān)狀態(tài)，5腳輸出方波充電電流，經(jīng)D20、電流表A，開關(guān)K1－2與四節(jié)電池組連接，對電池組進(jìn)行充電，由于光電耦合器4N25的反饋調(diào)節(jié)作用，使得IC3輸出脈沖占空比隨輸出充電電流變化而變化，從而使IC1412輸出電流恒定。根據(jù)需要通過調(diào)節(jié)RW控制恒流在0～500mA范圍內(nèi)可調(diào)。
(2)經(jīng)R37，D20在R41上的分壓設(shè)定為1.8V，加在IC10的2腳，放電器IC10的4－3腳截止。
(3)經(jīng)R13，D11加在電子開關(guān)IC8的5腳，經(jīng)設(shè)定5腳電位大于2V，2腳輸出高電位，通過D10、R12的反饋使IC8自鎖，IC8的1腳和2腳導(dǎo)通后，6V加在IC7的8腳和4腳，并通過R7對電容C7充電，IC7的3腳輸出高電位，封鎖BG1，同時6V經(jīng)R4降壓加于IC6的2腳，關(guān)閉IC6，定時器進(jìn)入定時狀態(tài)。
(4)經(jīng)R24，D18使BG5飽和導(dǎo)通，IC4的3腳輸出高電位，BG6截止，測試器被封鎖。
另外開關(guān)脈沖激勵器3腳輸出的激勵脈沖，另一路經(jīng)由a點到電容C16，由于C16、C17、R40的微分作用，在激勵脈沖高電位時，對IC10不起作用，在低電位時，IC10的2腳將被拉到低于1.6V，IC10被打開，電池組通過R42經(jīng)由IC10的4、3腳對地放電。合理的選擇C16、C17、R40可使放掉的電池組容量為充入容量的1／8。
二、b點為低電位時(3秒種測試時)(1)經(jīng)D23送到IC3的4腳，使IC3強復(fù)位，振蕩停止，IC1412也停止對電池組充電。
(2)經(jīng)R37，D20、IC10的2腳低于1.6V，4腳3腳導(dǎo)通，電池組通過20Ω電阻R42，K2－2、IC10的4腳對地放電，放電電流約為250mA。
(3)BG5截止，IC4的2腳6腳在17K電阻R32，10K電阻R34的分壓設(shè)定下又恢復(fù)到2.2V，由于C15的延時作用。使得放電器IC10放電1秒后，測試器開始工作，電池組電壓經(jīng)R25(經(jīng)實際調(diào)測取4KΩ)，R34分壓，在IC4的2、6腳得到一個測試電壓值。一般單節(jié)鎳鎘電池充足電后電壓為1.4V，四節(jié)電池電壓為5.6V。如果電池組充足則經(jīng)R25，R34分壓，IC4的2腳、6腳將得到一個大于4V的電壓，IC4翻轉(zhuǎn)，3腳輸出低電位，BG6導(dǎo)通，停充指示燈D19⑧亮，IC5發(fā)出音樂告警。C點得高電位，一路使BG3導(dǎo)通IC9強復(fù)位停振，另一路通過D17使BG2飽合導(dǎo)通關(guān)閉定時電路，同時經(jīng)由R39、D21使IC10的2腳得高電位(1.6V以上)關(guān)閉放電器，整個充電電路停止工作。直至用戶關(guān)掉電源開關(guān)。取出電池，整個電池組充電過程即告結(jié)束。如果測試值小于4V，3秒鐘后，IC9的3腳又輸出高電位，BG5導(dǎo)通，電路重復(fù)上述過程，繼續(xù)對電池組充電。
當(dāng)電池組中有落后電池時，充電器將久充不停(即達(dá)不到測試門限值)，這時經(jīng)定時器1小時定時后，IC7的3腳輸出低電位，BG1導(dǎo)通，通過D9IC4的2、6腳得高電位，此時如果測試器正在測試，則IC4翻轉(zhuǎn)，充電停止；如果正在充電，則需等充電過后(5分鐘后)，才能關(guān)閉充電器，停止對電池組充電，以防過充而損壞電池。
在充電過程中，隨著電池組電壓的上升，充電電流將下降，取樣電阻R1上的電壓也將下降，導(dǎo)致光電耦合器4N25輸出端內(nèi)阻變大，輸出電流減小，BG4的內(nèi)阻變大，等效電位器RW的上阻變大，IC3輸出脈沖的占空比增加，充電電流上升，從而達(dá)到在充電過程中恒流充電的目的。
電池充足告警后，如果用戶此時取走電池，由于R34上設(shè)定2.2V的電壓原因，此時IC4輸出還是低電位，充電器繼續(xù)進(jìn)行聲光報警，只有用戶關(guān)掉K1后全電路才停止工作。
K3⑨鍵為啟動鍵，當(dāng)需繼續(xù)對其它電池組充電時，按動K3，電路將重新進(jìn)入充電狀態(tài)。
K4為檢測鍵，按動K4后可隨時檢測充電狀況。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有充電電流可因需定流，在充電過程中能自動保持恒流?？赏３浼虞d測試，這就克服了自動測試時電池浮壓波動和干擾的影響，防止了誤動，更重要的是本機(jī)在充電時采取了正脈沖充電，負(fù)脈沖放電去電池內(nèi)部極化的方法，這就大大延長了電池的使用壽命，并提高了充電速度。因此，特別適用于公安、部隊、水利、油田等部門的需要，本機(jī)可對四、六、七、八、九、十、十一節(jié)鎳隔電池組充電，并具有過熱、過壓、過流保護(hù)功能。
權(quán)利要求1.一種用于給電池組充電的開關(guān)型自動充電器，由盒體、印刷電路板和電子元器件組成，其特征在于由變壓器B1，整流橋D1-D4、D5-D8，電容C2、C6以及三端穩(wěn)壓塊7806組成的降壓整流穩(wěn)壓電路Ⅰ，分別與集成塊IC12、IC2，光電藕合器4N25，三極管BG4，二極管D1、D13、D20，電位器RW，電阻R1、R2、R3、R15、R16、電容C10、C11，電流表A，開關(guān)K1-2和電池組充電接口連接組成的可調(diào)恒流充電控制電路Ⅱ，集成塊IC4、IC10三極管BG5、BG6，電容C14、C15，電阻R32、R33、R34、R37、R38、R39，以及與開關(guān)K2-1、K2-2連接的十四種不同阻值電阻連接組成的停充加載門限值測試電路Ⅲ，集成塊IC9，三極管BG3，二極管D14、D15，電阻R18、R19、R20、R48，電容C12、C13連接組成的停充測試脈沖發(fā)生器Ⅳ，與集成塊IC6、IC7、IC8，三極管BG1、BG2，二極管D9、D10，電阻R4、R5、R7、R12，電容C7、C8、C9組成的電子門控制下的定時器Ⅴ連接，開關(guān)K2-1與七種不同阻值的節(jié)數(shù)選擇電阻R25--R31連接，集成塊IC10，開關(guān)K2-1與七種不同阻值的放電電阻R42-R48連接。
2.如權(quán)利1所述的開關(guān)型自動充電器，其特征在于光電耦合器4N25通過三極管BG4與集成塊IC3連接，組成恒流充電自動控制部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)型自動充電器，其特征在于由電容C16，C17，R40組成的微分電路，在充電時，負(fù)脈沖控制IC10放電器。
4.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)型自動充電器，其特征在于由IC6、IC7、IC8組成的自動定時器和由IC4組成的測試電路的2、6腳連接。
5.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)型自動充電器，其特征在于由IC6、IC7、IC8組成的自動定時器和由IC4組成的測試電路的2、6腳連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于給手持機(jī)電池組充電的開關(guān)型自動充電器。其由盒體、印刷電路板和電子元器件組成，特別是本機(jī)將降壓整流電路分別與可調(diào)恒流充電控制電路、充停測試脈沖發(fā)生器電路，停充加載門限值測試電路，自動定時器電路連接。其具有恒流充電，輸出在0—500MA范圍內(nèi)可調(diào)，對落后電池組過充可定時關(guān)機(jī)，能自動加載測試，充足后發(fā)出聲光報警，輸出不怕短路，有過流、過熱、過壓和欠壓等保護(hù)功能的優(yōu)點。
文檔編號H02J7/10GK2117665SQ9221139
公開日1992年9月30日 申請日期1992年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月14日
發(fā)明者王道清, 常利華, 王楊, 王朝蓬 申請人:王道清, 常利華, 王楊, 王朝蓬