專(zhuān)利名稱(chēng)：電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池組充電裝置，更確切地說(shuō)是涉及電池組充電裝置的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置。
傳統(tǒng)的電池組充電裝置包括直流充電電源、限壓電路和電池組，其中限壓電路的傳統(tǒng)作法是以?xún)山M串聯(lián)的二極管作為限壓分流元件并并接在電池組兩端，當(dāng)二極管及與其并聯(lián)的電池組充電一段時(shí)間后，二極管的正向電壓降VF與電池組的端電壓VB合成為穩(wěn)定電壓，此時(shí)二極管與電池組呈分流狀態(tài)。當(dāng)合成穩(wěn)定的端電壓高于電池組充電飽和時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)合成電壓VS值時(shí)，則會(huì)因?yàn)殡姵亟M的充電電流IB太大而使電池組過(guò)度充電發(fā)熱而受損，如附

圖1中所示，而當(dāng)充電中的合成穩(wěn)定電壓小于電池組充電飽和時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)合成電壓VS時(shí)，則電池組充電電流IBAT變得極小或?yàn)榱?，電池組將無(wú)法充滿(mǎn)，如附圖2中所示。圖1、圖2中的橫軸T為時(shí)間軸(TIME)，縱軸為電壓軸(VOLTAGE)。
本申請(qǐng)人在先獲得授權(quán)的5118993美國(guó)專(zhuān)利及0487204歐洲專(zhuān)利，所涉及的以多電壓輸出對(duì)電池組充電的技術(shù)中，也同樣存在上述兩方面的問(wèn)題。由于直接以二極管的正向壓降VF或齊納二極管的齊納電壓與電池組并聯(lián)，沒(méi)有線(xiàn)性調(diào)節(jié)調(diào)整功能，在電池組充電過(guò)程中，當(dāng)電池組端電壓VB超過(guò)VF時(shí)，通過(guò)二極管的電流ICR會(huì)突然增大，因此很難使電池組充電到讓合成穩(wěn)定的端電壓與電池組充電飽和時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電壓VS相同，以使通過(guò)二極管的ICR與電池組充電電流IBAT呈最佳分配狀態(tài)，也不能限制通過(guò)二極管或齊納二極管的電流，以解決二極管過(guò)熱時(shí)的損壞問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，與充電電池組并聯(lián)，具有可線(xiàn)性調(diào)整功能，可與各種電池組的飽和電壓值VS相匹配。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，包括一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)連接的二極管或包括齊納二極管在內(nèi)的齊納效應(yīng)元件，或兩種或兩種以上二極管或包括齊納二極管在內(nèi)的齊納效應(yīng)元件混合串聯(lián)，與電池組并聯(lián)連接，其特征在于還包括有阻抗元件Z0，與呈串聯(lián)連接的二極管或齊納效應(yīng)元件串連連接。
所述的電池組是由鉛酸、鎳氫、鎳鋅、鎳鐵、鋰電池，或其它各種可再充電的二次電池組成的單組電池組，所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路同極性地并聯(lián)連接在所述電池組兩端。
所述的電池組是由鉛酸、鎳氫、鎳鋅、鎳鐵、鋰電池，或其它各種可再充電的二次電池組成的呈串聯(lián)連接的多組電池組，所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路同極性地并聯(lián)連接在所述電池組兩端。
123所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路通過(guò)開(kāi)關(guān)或插頭插座或接頭端子同極性地并聯(lián)連接在所述電池組兩端。
所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路在通過(guò)分流電流時(shí)產(chǎn)生正電壓的一端與所述電池組的正極連接，產(chǎn)生負(fù)電壓的一端與所述電池組的負(fù)極連接。
所述的阻抗元件Z0是電阻性阻抗或電感性阻抗或電容性阻抗或由兩種或兩種以上的電阻性阻抗、電感性阻抗、電容性阻抗混合連接構(gòu)成。
所述的電阻性阻抗是單個(gè)的一般電阻或正溫度系數(shù)電阻或負(fù)溫度系數(shù)電阻或由兩種或兩種以上的一般電阻、正溫度系數(shù)電阻、負(fù)溫度系數(shù)電阻串聯(lián)連接或并聯(lián)連接或串并聯(lián)連接構(gòu)成。
所述的二極管包括由各種材料及各種結(jié)構(gòu)組成的二極管，或在通過(guò)電流時(shí)能產(chǎn)生二極管正向電壓降的半導(dǎo)體固態(tài)電子元件；所述的齊納二極管包括能產(chǎn)生齊納二極管齊納效應(yīng)的固態(tài)電子元件。
用于線(xiàn)性電流調(diào)整的阻抗元件Z0與呈串聯(lián)連接的二極管或齊納效應(yīng)元件的分流電流ICR形成電壓降，進(jìn)而在阻抗Z0兩端產(chǎn)生隨ICR增減的電壓降VZ0，VZ0和通過(guò)二極管或齊納效應(yīng)元件的正向電壓降VF相加，而獲得電池組所需的可隨分流電流而線(xiàn)性調(diào)整的充電電壓值，形成與各種電池組的飽和標(biāo)準(zhǔn)電壓VS相同或接近的最佳匹配狀態(tài)，并使通過(guò)二極管或齊納效應(yīng)元件的電流受到電阻性阻抗Z0的限制。
本實(shí)用新型的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置可直接同極性地并聯(lián)在單組電池組兩端，或由兩組或兩組以上可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置同極性串連，并按可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置通過(guò)分流電流后的電壓降極性而同極性地匹配并聯(lián)于電池組兩端。各個(gè)串聯(lián)連接的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置可同時(shí)或個(gè)別輸出供匹配連接可充電電池組，以同時(shí)或個(gè)別地對(duì)電池組充電。
本實(shí)用新型可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的輸入端可與各種充電電路匹配連接，在充電飽和后，可由人工切斷充電或通過(guò)檢測(cè)電池組端電壓、溫升及負(fù)電壓效應(yīng)等控制斷電，或以定時(shí)裝置控制切斷充電?？赏ㄟ^(guò)控制充電電壓、充電電流的方式對(duì)電池組充電。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)。
圖1是傳統(tǒng)的以直接并聯(lián)二極管作限壓分流時(shí)的電池組過(guò)度充電過(guò)程示意圖圖2是傳統(tǒng)的以直接并聯(lián)二極管作限壓分流時(shí)的電池組充電不足過(guò)程示意圖圖3是傳統(tǒng)的以直接并聯(lián)二極管作限壓分流時(shí)的電池組理想充電過(guò)程示意圖圖4是與單電池組連接匹配時(shí)的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖圖5是與多組電池組連接匹配時(shí)的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖本實(shí)用新型是與充電電池組并聯(lián)的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，包括一個(gè)或一個(gè)以上呈串聯(lián)連接的二極管或包括齊納二極管在內(nèi)的齊納效應(yīng)元件，和進(jìn)一步串接的作為線(xiàn)性電流調(diào)整的阻抗Z0，二極管與阻抗的分流電流ICR所形成的電壓降產(chǎn)生隨ICR增、減而改變的阻抗Z0的端電壓VZ0，VZ0與通過(guò)二極管或齊納效應(yīng)元件的正向電壓降VF相加，而獲得所需的能隨分流電流作線(xiàn)性調(diào)整的對(duì)電池組充電的電壓，以進(jìn)一步與所并聯(lián)的電池組形成選定的合成穩(wěn)定電壓，并與各種電池組的飽和標(biāo)準(zhǔn)電壓VS相同或接近，達(dá)到最佳匹配狀態(tài)，如圖3中所示，而通過(guò)二極管或齊納效應(yīng)元件的電流也經(jīng)阻抗Z0作線(xiàn)性調(diào)整。
參見(jiàn)圖4，圖4中所示是以本實(shí)用新型的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置與單組電池組并聯(lián)連接匹配時(shí)的電路。由一個(gè)或一個(gè)以上的二極管或由含齊納二極管的齊納效應(yīng)元件相互串連連接，或由兩種或兩種以上二極管或齊納元件混合串接后，再進(jìn)一步與阻抗Z0串連連接。根據(jù)二極管的正向壓降特性或齊納元件的齊納限壓特性及所串聯(lián)的阻抗Z0而構(gòu)成可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，按分流電流的電壓降極性而同極性地與單組充電電池組兩端并聯(lián)連接、匹配。
所述的電池組是由一個(gè)或一個(gè)以上的單組電池或多組呈串聯(lián)連接的電池組所構(gòu)成的鉛酸、鎳氫、鎳鋅、鎳鐵、鋰電池，或其它各種可再充電的二次電池，其與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的匹配方式包括在電池組正、負(fù)極間直接同極性地并聯(lián)連接可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置；電池組以其兩端的開(kāi)關(guān)或插頭插座或接頭端子P100，同極性地與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置兩端連接。即電池組正極與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置在通過(guò)分流電流時(shí)產(chǎn)生電壓降的正極端連接，電池組負(fù)極與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置在通過(guò)分流電流時(shí)產(chǎn)生電壓降的負(fù)極端連接。
圖4所示的與電池組并聯(lián)的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其輸入端可與各種充電電路裝置匹配連接，以便在充電飽和后由人工切斷充電，或通過(guò)檢測(cè)電池組充電時(shí)的端電壓或檢測(cè)電池組充電時(shí)的溫升效應(yīng)自動(dòng)中斷充電，或通過(guò)電池組充電飽和時(shí)的負(fù)電壓效應(yīng)作為充電飽和時(shí)的操作控制或斷電的參照，或以定時(shí)裝置控制切斷對(duì)電池組的充電，或以其它操作控制充電電壓、電流的方式來(lái)控制電池組的充電。
參見(jiàn)圖5，圖中示出可與多組電池組匹配的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的電路，與電池組并聯(lián)的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置可進(jìn)一步由多組可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路同極性串聯(lián)而構(gòu)成多組輸出電路。包括由一個(gè)或一個(gè)以上的二極管或由含齊納二極管的齊納效應(yīng)元件相互串連連接，或由兩種或兩種以上二極管或齊納元件混合串接后，再進(jìn)一步與阻抗Z0串連連接。根據(jù)二極管的正向壓降特性或齊納元件的齊納限壓特性及所串聯(lián)的阻抗Z0而構(gòu)成可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置；并由兩組或兩組以上可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置呈同極性串連連接，按可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置在通過(guò)分流電流后的壓降極性而同極性地并聯(lián)匹配于電池組兩端。
所述的電池組是由一個(gè)或一個(gè)以上的單組電池或多組呈串聯(lián)連接的電池組所構(gòu)成的鉛酸、鎳氫、鎳鋅、鎳鐵、鋰電池，或其它各種可再充電的二次電池，其與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的匹配方式包括在各電池組正、負(fù)極間直接同極性地并聯(lián)連接可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置；各電池組以其兩端的開(kāi)關(guān)或插頭插座或接頭端子P100，同極性地與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置兩端連接。即各電池組正極與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置在通過(guò)分流電流時(shí)產(chǎn)生電壓降的正極端連接，各電池組負(fù)極與可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置在通過(guò)分流電流時(shí)產(chǎn)生電壓降的負(fù)極端連接。
同極性串連連接的各組可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的各輸出端與可充電電池組匹配連接，以同時(shí)或個(gè)別地對(duì)電池組充電，各種可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路同極性串聯(lián)，其充電輸出狀態(tài)包括各組可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置的輸出端同時(shí)連接可充電電池組；各組可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置部分連接于可充電電池組，未連接可充電電池的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路則形成分壓效應(yīng)。
圖5中所示的與電池組并聯(lián)的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其輸入端與各種充電電路裝置匹配連接，以便在充電飽和后由人工切斷充電，或通過(guò)檢測(cè)電池組充電時(shí)的端電壓或檢測(cè)電池組充電時(shí)的溫升效應(yīng)自動(dòng)中斷充電，或通過(guò)電池組充電飽和時(shí)的負(fù)電壓效應(yīng)作為充電飽和時(shí)的操作控制或斷電的參照，或以定時(shí)裝置控制切斷對(duì)電池組的充電，或以其它操作控制充電電壓、電流的方式來(lái)控制電池組的充電。
圖4與圖5中所示的二極管或齊納效應(yīng)元件以及阻抗Z0可按電路需要從下述元件中選用，包括阻抗Z0可選用電阻性阻抗，或在所使用的直流充電電源是含有紋波的直流脈動(dòng)電源時(shí)，采用電感性阻抗或電容性阻抗或采用電阻性、電感性、電容性阻抗中的兩種或兩種以上的混合阻抗；電阻性阻抗包括一般電阻，或正溫度系數(shù)電阻PTC或負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC，或以?xún)煞N或兩種以上的一般電阻、正溫度系數(shù)電阻、負(fù)溫度系數(shù)電阻的串聯(lián)或并聯(lián)或串、并聯(lián)組成；二極管包括由各種材料及結(jié)構(gòu)構(gòu)成的二極管，以及其它在通過(guò)電流后具有二極管正向電壓降效應(yīng)的半導(dǎo)體或固態(tài)電子元件。
綜上所述，本實(shí)用新型的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置與充電電池組并聯(lián)，可確保電池組充電時(shí)的充份飽和，并能防止電池組因過(guò)度充電而損壞，不僅電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，且成本低廉。
權(quán)利要求1.一種電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，包括一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)連接的二極管或包括齊納二極管在內(nèi)的齊納效應(yīng)元件，或兩種或兩種以上二極管或包括齊納二極管在內(nèi)的齊納效應(yīng)元件混合串聯(lián)，與電池組并聯(lián)連接，其特征在于還包括有阻抗元件Z0，與呈串聯(lián)連接的二極管或齊納效應(yīng)元件串連連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的電池組是由鉛酸、鎳氫、鎳鋅、鎳鐵、鋰電池，或其它各種可再充電的二次電池組成的單組電池組，所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路同極性地并聯(lián)連接在所述電池組兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的電池組是由鉛酸、鎳氫、鎳鋅、鎳鐵、鋰電池，或其它各種可再充電的二次電池組成的呈串聯(lián)連接的多組電池組，所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路同極性地并聯(lián)連接在所述電池組兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路通過(guò)開(kāi)關(guān)或插頭插座或接頭端子同極性地并聯(lián)連接在所述電池組兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的阻抗元件Z0與二極管、齊納效應(yīng)元件的串連連接電路在通過(guò)分流電流時(shí)產(chǎn)生正電壓的一端與所述電池組的正極連接，產(chǎn)生負(fù)電壓的一端與所述電池組的負(fù)極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的阻抗元件Z0是電阻性阻抗或電感性阻抗或電容性阻抗或由兩種或兩種以上的電阻性阻抗、電感性阻抗、電容性阻抗混合連接構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的電阻性阻抗是單個(gè)的一般電阻或正溫度系數(shù)電阻或負(fù)溫度系數(shù)電阻或由兩種或兩種以上的一般電阻、正溫度系數(shù)電阻、負(fù)溫度系數(shù)電阻串聯(lián)連接或并聯(lián)連接或串并聯(lián)連接構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置，其特征在于所述的二極管包括由各種材料及各種結(jié)構(gòu)組成的二極管，或在通過(guò)電流時(shí)能產(chǎn)生二極管正向電壓降的半導(dǎo)體固態(tài)電子元件；所述的齊納二極管包括能產(chǎn)生齊納二極管齊納效應(yīng)的固態(tài)電子元件。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電池組充電的可線(xiàn)性調(diào)整限壓電路裝置,由一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)連接的二極管或包括齊納二極管在內(nèi)的齊納效應(yīng)元件,與阻抗元件Z0串聯(lián)連接后組成,同極性地并聯(lián)連接在電池組兩端。與二極管等串接的阻抗元件Z0產(chǎn)生的分流電流ICR,在阻抗元件Z0兩端產(chǎn)生隨ICR變化的電壓降,再與二極管的正向電壓降相加,獲得隨分流電流而線(xiàn)性調(diào)整的電池組的充電電壓,并進(jìn)一步與電池組端電壓合成接近電池組的飽和標(biāo)準(zhǔn)電壓。
文檔編號(hào)H02J7/00GK2377688SQ9921109
公開(kāi)日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1999年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月19日
發(fā)明者楊泰和, 陳洋 申請(qǐng)人:楊泰和, 陳洋