專利名稱：移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電器，特別適用于移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器。
在使用移動(dòng)電話機(jī)時(shí)，常會(huì)遇到電池虧電的困擾。通話或守候時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到電池的設(shè)計(jì)容量應(yīng)該能夠保證的維持時(shí)間，而且，往往這種現(xiàn)象出現(xiàn)得比較早。例如鎳鎘(或鎳氫)蓄電池的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)該在700次充放電循環(huán)以上，而實(shí)際使用反應(yīng)，新電池使用不足半年，即使每天充放電一次也不到200次循環(huán)，就出現(xiàn)了虧電現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因，除了電池本身的質(zhì)量問題及電話機(jī)耗電量的異常問題外，一般都是由于電池充放電不夠合理造成的。因此，尋求一種方便、快捷、安全、合理的充電方式，對延長電池的使用時(shí)間和壽命非常重要。
現(xiàn)有的充電器種類繁多，其中較為先進(jìn)、科學(xué)的設(shè)計(jì)大致有三個(gè)方面的改進(jìn)。一.充電之前先行放電，防止產(chǎn)生記憶效應(yīng)，使電池的實(shí)際容量下降。二.采用間歇充電，并間有瞬間大電流放電，即所謂雙向脈沖充電方式，消除極化效應(yīng)，使充電更加充分。三.采用大電流恒流快充，并監(jiān)測ΔV/VT或ΔT的變化進(jìn)行充滿判斷的方式，實(shí)現(xiàn)較快速(通常1小時(shí)以內(nèi))較準(zhǔn)確地充電。另外，各種設(shè)計(jì)在充放電過程的自動(dòng)化和簡化操作方面也取得了不少進(jìn)展。但從實(shí)際使用效果來看，還是不能令人滿意。主要表現(xiàn)在電池充好后使用的時(shí)間比較短，并且用于新電池效果較好，而超過100次循環(huán)后效果明顯下降，造成電池使用時(shí)間短、壽命短的主要原因是充電時(shí)各單體之間不均衡。
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種簡單、實(shí)用、方便、快速、安全、自動(dòng)均衡的充電器，有效地延長電池的使用時(shí)間和壽命。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決問題的技術(shù)方案是移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器由放電和充電兩大部分組成。放電部分采用逐個(gè)單獨(dú)放電的自動(dòng)均衡過程，即將電池的每一端子引出導(dǎo)線，逐一通過同一負(fù)載進(jìn)行放電，至同一門限值。充電部分則采用了簡單而傳統(tǒng)的串聯(lián)恒流方式。放電的終止及轉(zhuǎn)換到充電都是自動(dòng)控制的，并采用定壓自動(dòng)停充。其結(jié)構(gòu)由殼體和充電電路等組成。充電電路主要包括電池組、放電檢測電路、充電檢測電路、抗抖動(dòng)電路、轉(zhuǎn)換控制電路、放大電路、執(zhí)行器件、顯示器件、可變恒流源、強(qiáng)制進(jìn)位開關(guān)、充電速度選擇開關(guān)和電源電路等組成，整個(gè)充電器的工作過程分為自動(dòng)轉(zhuǎn)換的三個(gè)階段，即逐個(gè)單體單獨(dú)放電(均衡)、整組單體串聯(lián)充電及后期涓流補(bǔ)充階段。
采用上述技術(shù)措施后，與現(xiàn)有充電器相比，具有明顯的效果1.由于每次充電前都有一個(gè)均衡過程，從而消除了電池單體間電壓差異的積累，使充電效率大幅度提高，大大減少了個(gè)別單體過充、欠充受損的機(jī)會(huì)，而且，循環(huán)使用次數(shù)越多，這個(gè)優(yōu)勢越明顯。此外，逐個(gè)單體放電，更加有利于放盡殘留電量，消除記憶效應(yīng)也更加徹底。
2.均衡充電可以明顯改善電池的使用性能，使用時(shí)間和壽命長，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，節(jié)約能源，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.自動(dòng)均衡充電器電路簡單、實(shí)用、性能好，造價(jià)低，使用簡便、安全可靠，便于推廣應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器的方框圖。
圖2是本實(shí)用新型移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器的原理電路圖。
由圖2可知，移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器結(jié)構(gòu)由移動(dòng)電話機(jī)電池組1、接口電極2、電池座3、殼體4、輸出插頭5和電源線6等構(gòu)成，充電電路板用螺釘安裝于殼體底座，殼體前側(cè)裝有顯示器件及控制面板。
移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器分為放電和充電兩大部分，放電部分采用逐個(gè)單體單獨(dú)放電的自動(dòng)均衡過程，即將電池的每一端子引出導(dǎo)線，逐一通過同一負(fù)載電阻RL進(jìn)行放電至同一門限值。充電部分采用了簡單而傳統(tǒng)的串聯(lián)恒流方式，放電的終止及轉(zhuǎn)換到充電都是自動(dòng)控制的，并采用自動(dòng)定壓停充。其結(jié)構(gòu)由殼體和充電電路等組成。充電電路要由電池組，放電檢測電路A1，充電檢測電路A2A3，抗抖動(dòng)電路A4，轉(zhuǎn)換控制電路IC2，放大電路T1--T8，執(zhí)行器件J1--J7，顯示器件LED1--LED8，可變恒流源IC3和T9，強(qiáng)制進(jìn)位開關(guān)K1，充電速度選擇開關(guān)K2，電源(變壓器、整流濾波、穩(wěn)壓器)電路等幾部分組成。整個(gè)充電過程分為三個(gè)階段，即逐個(gè)單體單獨(dú)放電(均衡)、整組單體串聯(lián)充電及后期涓流補(bǔ)充階段，自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
充電時(shí)先將電池插入充電器座，確認(rèn)接口電極接觸良好后接通充電器電源。在接通電源的一瞬間，正電源通過C2R11微分電路加到轉(zhuǎn)換控制電路IC2(十路時(shí)序譯碼器/線驅(qū)動(dòng)器CD4017)的復(fù)位端Reset使其復(fù)位，IC2的第一個(gè)輸出端O1輸出為高電位，其余輸出端均為低電位，這個(gè)信號經(jīng)放大電路的T1放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件的J1吸合，使第一節(jié)單體電池與放電檢測電路A1接通，于是第一節(jié)電池放電電阻RL放電。A1及其外圍元件組成一個(gè)門限電平為0.7伏的門限比較器，它不斷監(jiān)測單體電池在放電過程中的電壓。一旦放到單體電池端電壓低于0.7伏時(shí)，A1輸出由高變低，這個(gè)信號經(jīng)過防抖動(dòng)電路A4(用來消除繼電器觸點(diǎn)通斷瞬間的抖動(dòng)，確保電路工作準(zhǔn)確可靠)送到IC2的使能端Enable(本電路為下降點(diǎn)觸發(fā)，故時(shí)鐘端Clock接至高電平VDD，觸發(fā)脈沖送至使能端)使其進(jìn)位，O1輸出變?yōu)榈碗娢?，O2輸出變?yōu)楦唠娢?，于是J1釋放，J2吸合，即開始對第二單體電池進(jìn)行放電。以后依次類推，六節(jié)單體電池逐一地通過相同負(fù)載RL放至同一電平0.7伏，即完成了均衡過程。最后一節(jié)單體電池放電完畢時(shí)的進(jìn)位脈沖使IC2再進(jìn)位至O7輸出高電位，經(jīng)T7放大使J7吸合，整組單體電池與可變恒流源接通，開始充電過程。在電池組端電壓低于9.0伏，即每節(jié)單體電池平均端電壓低于1.5伏的情況下，由于A2的門限電平為9.0伏，此時(shí)T9導(dǎo)通，恒流值為300毫安，即這一階段為快速主充。對1600毫安小時(shí)容量的電池而言，這一階段約持續(xù)5--6小時(shí)。當(dāng)電池組端電壓高于9.0伏時(shí)，A2輸出由高電位變?yōu)榈碗娢唬琓9截止，恒流值減為50毫安，充電轉(zhuǎn)入后期滑流補(bǔ)充階段。A3的門限電平為9.6伏，當(dāng)涓流補(bǔ)充至電池組端電壓高于9.6伏，即每節(jié)單體電池平均端電壓高于1.6伏時(shí)，A3的輸出由高電位變?yōu)榈碗娢?，這個(gè)信號通過D1--D3組成的二級管與門送到防抖動(dòng)電路A4再到IC2使其再進(jìn)位，O8輸出變?yōu)楦唠娢?，而其它輸出均為低電位。至此，所有的繼電器均釋放，電池與充電器脫離，整個(gè)工作過程結(jié)束。
在全部放電、主充、補(bǔ)充三個(gè)階段及放電過程中對應(yīng)每一節(jié)正在放電的單體電池，都有相應(yīng)的一只發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，這樣通過顯示器件LEO1--LEO8可直觀明了知道當(dāng)時(shí)的工作進(jìn)展情況，充電結(jié)束后，最后一位發(fā)光二極管LED8一直點(diǎn)亮，表示工作已完成。
按下強(qiáng)制進(jìn)位開關(guān)K1可以跳過某一節(jié)或全部單體電池的放電過程(按一次跳過一節(jié)、連按六次全部跳過)，用戶可手動(dòng)選擇跳過某節(jié)較為老化的單體電池使其不進(jìn)行充電，或跳過全部放電過程以求應(yīng)急充電或補(bǔ)充充電。再有就是可給沒有改裝過的普通電池充電，這樣使用者可以靈活掌握。
撥動(dòng)充電速度選擇開關(guān)K2，可選擇快、慢兩檔速度，分別為5--7小時(shí)或10--14小時(shí)。在沒有急用的情況下，推薦使用慢充檔，這樣對改善充電效果，延長電池壽命更為有利。
充電工作結(jié)束后，先將電池取出，而后斷開電源。進(jìn)行下一次充電工作時(shí)電路會(huì)自動(dòng)復(fù)位。
充電器在工作過程中，不論進(jìn)行到哪個(gè)階段，都不要使電源意外斷開，這樣電器會(huì)自動(dòng)復(fù)位，從頭開始工作。若不慎出現(xiàn)這種情況，可利用強(qiáng)制進(jìn)位開關(guān)恢復(fù)斷電時(shí)的進(jìn)程。如果在無人看管的情況下出現(xiàn)停電的情況也不要緊，供電恢復(fù)后充電器會(huì)自動(dòng)地重新開始全部的工作，除耽誤一些時(shí)間外不會(huì)對電池有不良影響。
本實(shí)用新型除適用于移動(dòng)電話機(jī)的電池充電外，還可廣泛運(yùn)用于攝錄機(jī)、無線電臺(tái)或?qū)χv機(jī)，遙控車船和飛機(jī)模型，袖珍收錄機(jī)等電池的充電。
權(quán)利要求1.一種用于移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器包括放電和充電兩大部分組成，其特征在于放電部分采用逐個(gè)單獨(dú)放電的自動(dòng)均衡過程，即將電池的每一端子引出導(dǎo)線，逐一通過同一負(fù)載RL進(jìn)行放電至同一門限值；放電的終止及轉(zhuǎn)換到充電都是自動(dòng)控制的，并采用定壓自動(dòng)停充；其結(jié)構(gòu)由殼體和充電電路等組成，充電電路主要包括電池組、放電檢測電路A1、充電檢測電路A2A3、抗抖動(dòng)電路A4、轉(zhuǎn)換控制電路IC2、放大電路T1--T8、執(zhí)行器件J1--J7、顯示器件IED1--IED8、可變恒流源IC3和T9、強(qiáng)制進(jìn)位開關(guān)K1、充電速度選擇開關(guān)K2、電源電路(變壓器、整流器、穩(wěn)壓器)等幾部分；整個(gè)充電器的工作過程分為自動(dòng)轉(zhuǎn)換的三個(gè)階段，即逐個(gè)單體單獨(dú)放電(均衡)，整組單體串聯(lián)充電及后期涓流補(bǔ)充階段。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于移動(dòng)電話機(jī)的自動(dòng)均衡充電器，它由放電和充電兩大部分組成，放電部分采用了自動(dòng)均衡過程，即將電池的每一端子引出導(dǎo)線，逐一通過同一負(fù)載進(jìn)行放電至同一門限值，消除了單體間差異的積累，使充電效率大幅度提高，大大減少了個(gè)別單體過充、欠充受損的機(jī)會(huì)，明顯改善了電池的使用性能，延長了使用時(shí)間和壽命，不但適用于移動(dòng)電話機(jī)，而且也用于攝錄機(jī)、無線電臺(tái)或?qū)χv機(jī)、遙控車船飛機(jī)模型等電池的充電。
文檔編號H02J1/00GK2267572SQ9620179
公開日1997年11月12日 申請日期1996年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月29日
發(fā)明者黃立軍 申請人:黃立軍