專利名稱：無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)和蓄電池充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無(wú)電源變壓器的蓄電池多 檔恒流充電器。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池(電瓶)以其容量大、性價(jià)比較高是目前各種可充電電池所無(wú)法比擬 的，特別是免維護(hù)蓄電池的研發(fā)成功和推廣使用，使其應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。因此，如何使 用、維護(hù)蓄電池是消費(fèi)者最為關(guān)心的事情。盡管蓄電池對(duì)充電方式有很大的包容性，但如果 長(zhǎng)期使用劣質(zhì)充電器會(huì)加速蓄電池的老化和容量的快速下降。導(dǎo)致蓄電池的性能下降的主 要原因有1. 一般蓄電池充電器是通過(guò)交流變壓器降壓后，經(jīng)橋式整流電路或用開關(guān)電源方 式獲得直流電。充電器在工作時(shí)，多采取變流充電方式。因此，充電器要求充電電流不能設(shè) 定的很高，一般在0. 5 1. 5A。對(duì)于7AH的蓄電池其充電電流略顯偏小，這些充電技術(shù)方 案、充電電壓與充電電流強(qiáng)度的去除極板硫酸化(即鹽化)的作用不明顯。2.蓄電池經(jīng)常在虧電狀態(tài)下運(yùn)行，或經(jīng)常處于過(guò)度放電狀態(tài)。3.蓄電池充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起蓄電池加劇失水，電解液(稀硫酸)因失水過(guò)早干 涸，容易造成蓄電池充鼓、變形，使蓄電池使用壽命提前終止。4.長(zhǎng)期使用性能較差的充電器，對(duì)蓄電池性能會(huì)造成十分不利的影響，且這種不 利影響會(huì)日積月累。購(gòu)置和使用效果較好的恒流充電方式充電器，普遍存在著電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易發(fā)生 故障、制作成本較高等實(shí)際問(wèn)題。本發(fā)明所述的恒流方式充電裝置比較好的解決了上述問(wèn) 題。經(jīng)過(guò)多種方案試驗(yàn)、比較和分析，本發(fā)明僅使用少量普通分立元器件實(shí)現(xiàn)了電路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、蓄電池充電效果好、工作可靠等設(shè)計(jì)要求。以下詳細(xì)說(shuō)明這種無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器制作中所涉及的有關(guān) 技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的及有益效果市場(chǎng)上用于蓄電池充電的普通充電器種類較多，但實(shí)際充 電效果有不少欠佳，導(dǎo)致蓄電池容量下降、使用壽命大幅度縮短。如何使蓄電池達(dá)到正常或 更長(zhǎng)的使用壽命，是蓄電池用戶們最為關(guān)心的問(wèn)題。無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電 器用簡(jiǎn)潔的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了恒流方式充電，丟棄了笨重的電源變壓器，杜絕了有色金屬的 使用，大幅度降低了整機(jī)的重量，降低充電器的制作成本。該充電器的使用將有助于延長(zhǎng)蓄 電池的使用壽命，且有利于推廣、普及。技術(shù)特征無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器由220V交流電、4條降壓限流 支路、全橋整流電路、充電器輸出空載指示電路、充電器輸出端子組成，其特征是4條降壓限流支路中的每條降壓限流支路均由1只單極開關(guān)串接1只降壓電容構(gòu)成，且在各支路中 降壓電容的兩端均并接1只泄放電阻。其他電路組成及電路中元器件之間的連接關(guān)系全橋整流電路由4只硅整流二極管Dl D4接成全橋整流電路，其特征是220V 交流電的火線端L接每條降壓限流支路后與220V交流電的零線端N分別接在全橋整流電 路的輸入端，全橋整流電路輸出端的正極接直流電流表(A)的正極，全橋整流電路輸出端 的負(fù)極接電路地GND。充電器輸出空載指示電路由電阻R5、發(fā)光二極管LEDl組成，其特征是發(fā)光二極 管LEDl的正極串接電阻R5后接在全橋整流電路輸出端的正極和直流電流表(A)的正極， 發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極接電路地GND。充電器輸出端子充電器輸出端子的正極與直流電流表㈧的負(fù)極、直流電壓表 (V)的正極相連，充電器輸出端子的負(fù)極與直流電壓表(V)的負(fù)極、電路地GND相連。電路設(shè)計(jì)充電器電路的降壓、限流電容容量越大，容抗越小，充電電流越大。反 之，充電電流越小。根據(jù)這個(gè)原理，采用調(diào)整并聯(lián)電容的方法來(lái)達(dá)到調(diào)整充電電流大小的目 的。以汽車、摩托車、電動(dòng)車常用的蓄電池為例，該充電電路設(shè)置了相鄰級(jí)差為0.5A的可調(diào) 充電電流，通過(guò)4條支路的不同并聯(lián)組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜電池充電電流的調(diào)整。交流電路中純電容的電壓、電流、容抗之間關(guān)系是I = U/Xc = 2 π fcU = 2X3. 14X50X210C = 65940C式中 表示電容的容抗，容抗的單位為(Ω) ；U表示電容兩端的電壓，其單位為 (V)。代人數(shù)值是市電交流電的電壓為220V，蓄電池放電的下限電壓為10V，電容兩端的電 壓為210V;C表示電容的容量，其單位為法拉(F)；交流電的頻率的單位為(Hz)，市電交流 電的頻率為50Hz ；I表示通過(guò)電容的電流，單位分別是(A) ； π取3. 14。當(dāng)公式中的電容 C 取 15 μ F 時(shí)，I = 65940C = 65940X0.000015 1(A)。Cl = 15yF、C2 = 22yF、C3 = 30yF、C4 = 40 μ F，對(duì)應(yīng)的各支路電流分別為 1Α、1· 5Α、2Α、2. 5Α。 通過(guò)選擇不同的控制開關(guān)，可將以上4條支路進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合并聯(lián)，便可得到1Α、3Α、4Α… 7Α等不同的充電電流。如果欲將充電電流調(diào)得更精細(xì)些，可增加一條0. 5Α的并聯(lián)支路。電路工作原理本發(fā)明是利用電容降壓、限流的一種無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔 恒流充電器。220V交流電經(jīng)單極開關(guān)Kl Κ4及其相應(yīng)阻容元件分別組成4條支路可供選 擇或組合，再經(jīng)4只硅整流二極管Dl D4組成的全橋整流電路后，通過(guò)直流電流表(A)給 蓄電池充電。在充電過(guò)程中，因?yàn)槌潆娀芈分行铍姵貎啥穗妷旱淖兓肯鄬?duì)于220V交流電 壓來(lái)說(shuō)很小，電容兩端的電壓降也幾乎不變，所以，通過(guò)降壓電容的電流也是不變的，通過(guò) 蓄電池內(nèi)部的充電電流自然也是恒定的。附圖中電阻Rl R4分別是降壓電容Cl C4的泄放電阻，在充電器斷開交流電 時(shí)，能及時(shí)將降壓電容上存儲(chǔ)的電荷放掉；Kl Κ4是各條支路的單極開關(guān)，通過(guò)相應(yīng)單極 開關(guān)的通斷控制著支路是否并入電路；直流電流表(A)指示充電電流的大小。直流電壓表 (V)指示蓄電池兩端的電壓；電阻R5、發(fā)光二極管LEDl組成充電器輸出空載指示電路。因 電阻R5的阻值很大，充電器輸出端接上蓄電池時(shí)，十多伏的電壓并經(jīng)電阻R5大幅度的降 壓，此時(shí)無(wú)法點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED1。若發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管LEDl被點(diǎn)亮，說(shuō)明充電器輸出端發(fā) 生了空載。


附圖是本發(fā)明提供的無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器一個(gè)實(shí)施例的電路 工作原理圖。
具體實(shí)施例方式按照附圖所示的無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器的電路工作原理圖和附 圖說(shuō)明及以下所述的元器件的技術(shù)要求進(jìn)行實(shí)施，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。元器件的選擇及其技術(shù)參數(shù)元器件選擇應(yīng)著重考慮使用安全，性能穩(wěn)定、電路工作可靠為原則。在選擇元器件 的參數(shù)應(yīng)留有足夠的富裕量，制作成本不會(huì)增加很多。4只硅整流二極管Dl D4應(yīng)選用額定工作電流不小于10A，耐壓值不小于400V ；單極開關(guān)Kl K4應(yīng)選用額定工作電流不小于8A的；降壓電容Cl C4應(yīng)選用無(wú)極性的電容，其容量分別是(1為151^丄2為221^、 C3為30 μ F、C4為40 μ F，要求選用耐壓均不小于400V ；泄放電阻Rl R4均選用阻值為220k Ω、功率規(guī)格為0. 5W ；直流電流表㈧選用量程為IOA或15Α規(guī)格的電流表；直流電壓表(V)應(yīng)選用量程為25V規(guī)格的電壓表；LEDl選用普通紅色發(fā)光二極管，降壓電阻R5選用阻值IOkQ、功率為6W的電阻；充電器輸出接線柱的工作電流要求不小于15Α。制作方法將單極開關(guān)Kl Κ4并排裝在機(jī)殼面板上適當(dāng)?shù)奈恢?，并分別在單極開 關(guān)Kl Κ4的適當(dāng)位置分別標(biāo)注1Α、1. 5Α、2Α、2. 5Α的字樣，以便在選擇充電電流時(shí)快速計(jì) 算和調(diào)整。為安全起見在接入220V交流電時(shí)，對(duì)220V交流電火線端L、零線端N的識(shí)別一 定要正確無(wú)誤。電路調(diào)試在無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器的電路中，只要選用的電子 元器件性能完好，并按照說(shuō)明書附圖中的元器件連接關(guān)系進(jìn)行焊接，物理連接線及焊接質(zhì) 量經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查正確無(wú)誤后，電路基本不需要調(diào)試就可正常工作。使用方法無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器屬于無(wú)電源變壓器隔離的充電器，為了人 身安全，該充電時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照下列程序進(jìn)行操作1.檢查各條支路開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，將蓄電池的正、負(fù)極與充電器輸出端接線 柱可靠連接，直流電壓表(V)用于指示出蓄電池兩端的電壓。2.根據(jù)蓄電池容量對(duì)充電電流的要求，選擇接通一檔或多檔單極開關(guān)，充電電流 的數(shù)值應(yīng)為接通單極開關(guān)的電流值之和。3.將電源插頭插入220V交流電，在接通相應(yīng)支路的單極開關(guān)之后，此時(shí)觀察充電 器輸出空載指示燈點(diǎn)亮與否。若發(fā)光二極管LEDl被點(diǎn)亮，說(shuō)明蓄電池正、負(fù)極與充電器接 線柱之間接觸不良，應(yīng)及時(shí)消除接觸不良的故障，然后再進(jìn)行接通220V交流電。4.該充電器的缺陷是不具備蓄電池充滿電后自動(dòng)停充功能。充電時(shí)應(yīng)根據(jù)蓄電池 的不同容量，決定充電電流和充電時(shí)間，并通過(guò)電壓表監(jiān)視整個(gè)充電過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，由220V交流電、4條降壓限流支路、全 橋整流電路、充電器輸出空載指示電路、充電器輸出端子組成，其特征是4條降壓限流支 路中的每條降壓限流支路均由1只單極開關(guān)串接1只降壓電容構(gòu)成，且在各支路中降壓電 容的兩端均并接1只泄放電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，全橋整流電路由4 只硅整流二極管Dl D4接成，其特征是220V交流電的火線端L接每條降壓限流支路后 與220V交流電的零線端N分別接在全橋整流電路的輸入端，全橋整流電路輸出端的正極接 直流電流表(A)的正極，全橋整流電路輸出端的負(fù)極接電路地GND。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，充電器輸出空載指 示電路由電阻R5、發(fā)光二極管LEDl組成，其特征是發(fā)光二極管LEDl的正極串接電阻R5后 接在全橋整流電路輸出端的正極和直流電流表(A)的正極，發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極接電路 地 GND。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器，充電器輸出端子的 連接特征是充電器輸出端子的正極與直流電流表(A)的負(fù)極、直流電壓表(V)的正極相 連，充電器輸出端子的負(fù)極與直流電壓表(V)的負(fù)極、電路地GND相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子技術(shù)和蓄電池充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無(wú)電源變壓器的蓄電池多檔恒流充電器。該充電器由220V交流電、4條降壓限流支路、全橋整流電路、充電器輸出空載指示電路、充電器輸出端子組成，其特征是4條降壓限流支路中的每條降壓限流支路均由1只單極開關(guān)串接1只降壓電容構(gòu)成，且在各支路中降壓電容的兩端均并接1只泄放電阻。市場(chǎng)上用于蓄電池充電的普通充電器種類較多，但實(shí)際充電效果有不少欠佳，導(dǎo)致蓄電池容量下降、使用壽命大幅度縮短。本發(fā)明用簡(jiǎn)潔的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了恒流方式充電，丟棄了笨重的電源變壓器，杜絕了有色金屬的使用，大幅度降低了整機(jī)重量，降低了充電器的制作成本。該充電器的使用將有助于延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/06GK102104269SQ20111006988
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者李秉哲 申請(qǐng)人:李秉哲