專利名稱：電池快速充電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種采用疊加反向窄脈沖的脈沖充電方式對電池進行快速充電的充電器。適用于對鎳－鎘電池和普通干電池進行充電。
現(xiàn)有的電池充電器形式多樣，主要分三類，第一類是小電流恒流充電方式，其充電時間較長，約需15小時左右；為了縮短充電時間，若單純提高恒流充電電流，不但不能縮短充電時間，反而會使電池容量下降，壽命縮短，甚至損壞。第二類是單向脈沖電流充電方式，它雖然較第一類效率高一些，但仍不能較好地消除電池充電過程中產(chǎn)生的濃差極化和電化學極化，因此充電時間也不能大為縮短。前兩類充電方式還都存在因充電時間過長致使電池發(fā)熱的不足。第三類是疊加反向窄脈沖的脈沖充電方式，由于在反向窄脈沖期間，電池瞬間大電流放電，消除了濃差極化和電化學極化，然后再以大電流繼續(xù)充電，從而大幅度提高充電速度，充電時間可縮短至十幾分鐘～1小時左右；但目前此類方式的充電器電路結構復雜，性能價格比差，所以難以進入市場。
針對上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的是采用盡量簡單的電路結構，利用疊加反向窄脈沖的脈沖充電方式實現(xiàn)對電池快速充電，且電池不發(fā)熱、不損壞。
本實用新型的主要技術方案是該快速充電器包括降壓變壓器，橋式整流電路和充電指示器，其特征在于橋式整流電路直流端經(jīng)限流電阻接待充電池，在橋式整流電路的直流端并接負窄脈沖發(fā)生器，該負窄脈沖發(fā)生器的輸出端并接在充電電池兩端；同時在該充電器中還設置有溫度電壓比較器。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1是本實用新型的電路方框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是充電電池兩端電壓的波形示意圖。
如圖1所示，該充電器包括降壓變壓器1，橋式整流器2，負窄脈沖發(fā)生器3，溫度電壓比較器4，待充電池5和充電指示器LED1、LED2。交流電經(jīng)變壓器降壓，橋式整流器整流后形成一脈動直流Ua對電池進行充電，同時負窄脈沖發(fā)生器輸出一負窄脈沖Ub，Ub與Ua疊加后加在充電電池兩端實現(xiàn)對電池進行疊加反向窄脈沖的脈沖充電，其電壓波形如圖3所示。由于在反向窄脈沖期間，電池瞬間大電流放電，消除了濃差極化和電化學極化，然后再以大電流繼續(xù)充電，從而提高了充電溫度電壓比較器對電池進行充電監(jiān)測，當電池充足電后，指示燈LED2亮，當電池發(fā)熱過量時，指示燈LED2亦亮提醒用戶及時切斷電源，防止過充電和故障運行。
本實用新型的具體電路如圖2所示，變壓器B的次級并接有兩組橋式整流電路2(D1、D2、D3、D4)和(D3、D4、D5、D6)，其中D3、D4可為兩組共用以簡化電路結構。橋式整流電路D3～D6的直流端經(jīng)限流電阻R2、R3接待充電池5，其中R2、R3可合為一個電阻，在R2、R3兩端并接有充電指示燈LED1。負窄脈沖發(fā)生器3并接在整流電路(D3～D6)兩端，它由電阻R4、R5、R6，電位器W1和三極管T1、T2組成；三極管T1的基極接在分壓電阻R4與R5之間，其發(fā)射極接電池負極，集電極與T2的基極相連；T2的集電極和發(fā)射極接充電電池；在T2的基極與另一整流電路(D1～D4)的直流輸出端正極之間跨接有電阻R6和電位器W1。溫度電壓比較器4由電阻R7、R8、R9、R10，電位器W2，三極管T3、T4和二極管D7、D8組成的雙端輸入單端輸出差分放大電路。充足電指示燈LED2接在三極管T5的集電極。在溫度電壓比較器4中二極管D7、D8應盡量安裝在靠近待充電池5的位置。
該充電器的大致工作原理是整流電路D3～D6輸出1A左右的脈動直流，一路通過并聯(lián)電阻R2、R3給待充電電池充電，并聯(lián)在R2、R3兩端的R1和LED1起充電指示作用，充電電流越大，LED1越亮。另一路經(jīng)電阻R4、R5分壓加到三極管T1的基極，使T1工作在開關狀態(tài)，并使T2也工作在開關狀態(tài)，形成負窄脈沖疊加在電池的兩端，形成圖3所示波形對電池充電。電位器W1可調節(jié)負窄脈沖的幅度大小。雙端輸入單端輸出差分放大電路對待充電池兩端電壓變化進行檢測，適當調節(jié)電位器W2的中心臂位置，使得當待充電池充足電時，檢測到的電壓變化徑T3的集電極輸出到T5的基極，徑T5放大后推動LED2發(fā)亮提醒用戶電已充好，或電池過量發(fā)熱，立即切斷電源。
本實用新型利用極簡單的電路結構，實現(xiàn)了對電池疊加反向窄脈沖的脈沖充電，消除了極化現(xiàn)象，將充電時間縮短至半小時左右，具有快速充電，且性能價格比低的優(yōu)點。并且增加了溫度電壓比較器和充足電指示器，避免了過充電和充電器故障運行，適合于對鎳－鎘電池和普通干電池進行充電。
權利要求1.一種電池快速充電器，包括降壓變壓器(1)、橋式整流電路(2)和充電指示器LED，其特征在于橋式整流電路(2)直流端經(jīng)限流電阻接待充電池(5)，在橋式整流電路(2)的直流端并接負窄脈沖發(fā)生器(3)，該負窄脈沖發(fā)生器(3)的輸出端并接在待充電池(5)兩端；同時在該充電器中還設置有溫度電壓比較器(4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池快速充電器，其特征在于負窄脈沖發(fā)生器(3)由電阻R4、R5、R6、電位器W1和三極管T1、T2組成，電阻R4、R5串聯(lián)后并接在橋式整流電路的直流端，三極管T1的基極接在分壓電阻R4、R5之間，其發(fā)射極接電池(5)負極，集電極與T2的基極相連；T2的集電極和發(fā)射極接待充電池(5)；在T2的基極與另一整流電路(D1～D4)的直流輸出端正極之間跨接有電阻R6和電位器W1。
3.根據(jù)權利要求1所述的電池快速充電器，其特征在于溫度電壓比較器(4)是由電阻R7、R8、R9、R10、電位器W2、三極管T3、T4和二極管D7、D8組成的雙端輸入單端輸出差分放大電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的電池快速充電器，其特征在于二極管D7、D8應盡量安裝在靠近待充電池(5)的位置。
5.根據(jù)權利要求1所述的電池快速充電器，其特征在于充電指示器LED包括充電指示燈LED1和充足電指示燈LED2，LED1并接在限流電阻R2、R3兩端，LED2接在三極管T5的集電極。
專利摘要本實用新型涉及一種采用疊加反向窄脈沖的脈沖充電方式對電池進行快速充電的充電器。包括變壓器1，橋式整流電路2和充電指示器LED，其特征在于橋式整流電路直流端經(jīng)限流電阻接待充電池，在橋式整流電路的直流端并接負窄脈沖發(fā)生器3，該負窄脈沖發(fā)生器的輸出端并接在待充電池5兩端；同時在該充電器中還設置有溫度電壓比較器4。該充電器電路結構簡單，性能價格比低，適合于對鎳-鎘電池和普通干電池的快速充電。
文檔編號H02J7/10GK2150659SQ9320746
公開日1993年12月22日 申請日期1993年3月29日 優(yōu)先權日1993年3月29日
發(fā)明者潘峰, 耿原 申請人:潘峰, 耿原