專利名稱：高效鎳氫單體電池自動充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對單體電池進行充電的電器，尤其適用鎳氫電池，亦可對鎳鎘電池、堿性電池進行自動充電。
現(xiàn)有的充電器一般采用恒壓式充電、恒流式充電、脈沖式充電，不但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有的脈沖式在充電后還需對其電池再放電，且充電電壓高，充電時間也很長，成本也較高。
就其充電技術(shù)來說，目前基本上仍處于對鎳鎘電池充電的階段。由于鎳鎘電池有一定的毒性，因其鎘(cd)是誘發(fā)骨質(zhì)增生等疾病的因素之一，故世界各國已有限制使用或禁止使用之勢。被稱為綠色電池的鎳氫電池大有取代鎳鎘電池之勢。但由于鎳氫電池問世的時間短，對其充電技術(shù)也有許多需要改進的地方。
本實用新型的目的是提供一種電子電路結(jié)構(gòu)簡單，充電電壓較低，充電時間短，成本低廉的鎳氫單體電池自動充電器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是在具有直流整流電源的一個回路的輸出端的一端經(jīng)一溫控開關(guān)TC1串接一充電指示電路1，該電路與一個三端可調(diào)穩(wěn)壓集成塊IC1的一端聯(lián)接，在該IC1輸出端分別接有分壓取樣電路2、檢測與控制電路3、削尖峰電壓電路4；在整流電源的另一個回路的輸出端的一端經(jīng)一溫控開關(guān)TC2聯(lián)到晶體管BG2的集電極，在該BG2的基極接有分壓取樣電路5，在輸出部分分別接有充電指示電路6、檢測電路7。
本實用新型有如下優(yōu)點
1、充電過程經(jīng)測試分為三個階段(1)初充電，0.6～1.0倍電池標(biāo)稱容量電流進行激活充電；(2)充電，0.6～0.12倍電池標(biāo)稱容量電流進行實質(zhì)性充電；(3)充電后期，0.1～0.08倍的電池標(biāo)稱容量電流進行維持充電。這三個階段是自動連續(xù)的，其充電過程類似于堆放物品，故稱“堆棧式”充電。這種充電方式效率較高，充電時間大為縮短，一般僅需3～6小時。
2、充電的空載電壓僅比充電電池的閾值電壓高出15％，還設(shè)有溫控開關(guān)，為安全充電創(chuàng)造了條件。
3、對充電電池進行單體充電，克服了由于電池本身參數(shù)的離散性而存在的在串聯(lián)充電時易產(chǎn)生充滿程度不一致的缺點；在并聯(lián)時電池之間互相干擾和制約導(dǎo)致虛充的不足。
4、電路結(jié)構(gòu)比較簡單，容易制造，且應(yīng)用范圍文，成本較低，具有推廣應(yīng)用前景。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型電路原理圖。
在圖1中.以三端可調(diào)穩(wěn)壓集成塊IC1(LM317)為核心元件構(gòu)成充電電路之一的是在IC1的輸入部分分別接有變壓器B、全橋整流電路D1～D4、溫控開關(guān)TC1、電源指示發(fā)光二極管LED1以及由電阻R2、R3、二極管D5、D6，發(fā)光二極管LED2構(gòu)成的充電指示電路在IC1的輸出端分別接有由電阻R4、R5，電容C3、二極管D8構(gòu)成的分壓取樣電路，由二極管D9、電阻R12、電位器W1、晶體管BG1(9013)構(gòu)成的檢測與控制電路，由D9、D10、D11構(gòu)成的削尖峰電壓電路。
當(dāng)接通交流電220V時，充電電路開始工作，指示燈LED1、LED2亮，電源經(jīng)IC1穩(wěn)壓后經(jīng)二極管D7隔離，在A、B端輸出直流電壓(最大電流Imax＝0.86A)對充電電池一節(jié)進行限壓充電。當(dāng)電池電壓充至接近額定電壓時，充電電流減少到80mA左右維持充電。當(dāng)充電電流約為30mA，充電指示燈LED2熄滅。隨著充電時間的增加，則檢測與控制電路的BG1基極電位也逐漸增加，因而使集電極電位下降，通過分壓取樣電路使IC1的輸出電壓也下降，從而達到自動調(diào)整與控制的目的。
削尖峰電壓電路是并接在輸出端A、B，用以限制峰值最大電壓不超過2.3V。電路中的防振電容為C2、C4，用以確保IC1的正常工作。TC1為常閉溫控開關(guān)，當(dāng)電池的充電溫度超過60℃時，能自動切斷電源電路以保證充電的安全和防止充電電池發(fā)生炸裂的現(xiàn)象。
另一充電電路是以晶體管BG2(D880)為核心元件構(gòu)成的，它與上述充電電路所不同的是以BG2構(gòu)成可變穩(wěn)壓電路代替IC1。其目的是使電路結(jié)構(gòu)更簡單，成本更低廉，僅在充電性能方面比IC1構(gòu)成的充電電路稍差點。
該充電電路的分壓取樣電路由BG3(9013)、電阻R6、R7、R13、電容C6構(gòu)成，BG2是穩(wěn)壓電路的調(diào)整管，檢測電路由BG3、電阻R10、電位器W2構(gòu)成，并接至輸出端C、D。當(dāng)充電電路工作時，其C、D端輸出電壓(最大電流Imax＝0.38A)可對1.2V～1.5V的電池或某些型號的堿性電池一節(jié)進行充電。當(dāng)充電電池的電壓增高時，檢測電路的BG3集電極電流增加，則調(diào)整管BG2基極電壓下降，導(dǎo)致BG2集電極電壓下降，因而起到自動調(diào)整控制的目的。
以發(fā)光二極管LED3為主構(gòu)成的充電指示電路，同理，當(dāng)充電電流約為30mA時，LED3熄滅。該指示電路亦可少許起到削尖峰電壓電路的作用。溫控開關(guān)TC2與上述TC1完全相同。
本實用新型的兩種充電電路還可根據(jù)成本、性能等情況分別組合成三種系列產(chǎn)品，其電路的材料和元器件在一般的市場上均有銷售，只需配置適當(dāng)?shù)臋C箱、電路板就很容易在一般的生產(chǎn)廠家投產(chǎn)實施。
權(quán)利要求1.一種高效鎳氫單體電池自動充電器，主要由直流整流電源、集成塊和分立元件相配合的電子電路組成，其特征是在整流電源的一個回路的輸出端的一端經(jīng)一溫控開關(guān)TC1串接一充電指示電路(1)，該電路與一三端可調(diào)穩(wěn)壓集成塊IC1的一端聯(lián)接，在該IC1輸出端分別接有分壓取樣電路(2)檢測與控制電路(3)、削尖鋒電壓電路(4)；在整流電源的另一個回路的輸出端的一端經(jīng)一溫控開關(guān)TC2聯(lián)到晶體管BG2的集電極，在該BG2的基極接有分壓取樣電路(5)，在輸出部分分別接有充電指示電路(6)、檢測電路(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征是所述檢測與控制電路(3)由晶體管BG1、二極管D9、電阻R12、電位器W1構(gòu)成，其中二極管D9又與D10、D11串接構(gòu)成削尖峰電壓電路(4)，并接至輸出端A、B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征是所述檢測電路(7)由晶體管BG3、電位器W2、電阻R10構(gòu)成，并接至輸出端C、D。
專利摘要本實用新型公開了一種高效鎳氫單體電池自動充電器，其特點是在雙路整流電源的一個回路的輸出端的一端經(jīng)一溫控開關(guān)串接一充電指示電路，該電路與一三端可調(diào)穩(wěn)壓集成塊的一端聯(lián)接，組成電源調(diào)整，其輸出端分別接有分壓取樣、檢測與控制、削尖峰電壓電路；在另一回路接一與上述電路原理相同的電路，不同的是用晶體管構(gòu)成可變穩(wěn)壓電路代替集成塊，使電路更簡單，成本更低廉。該充電器可用于對單體的鎳氫電池、鎳鎘電池、堿性電池充電。
文檔編號H02J7/10GK2265619SQ9523756
公開日1997年10月22日 申請日期1995年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月5日
發(fā)明者何鋼 申請人:何鋼