專利名稱：自動(dòng)鎘鎳電池脈動(dòng)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，特別是一種自動(dòng)鎘鎳電池脈動(dòng)充電器。
使用鎘鎳電池，充電器是必不可少的。充電器的充電方式是否得當(dāng)，使用起來是否方便，對(duì)鎘鎳電池的使用者至關(guān)重要?，F(xiàn)有的大多數(shù)鎘鎳電池充電器，不能根據(jù)被充電池的自身狀況自動(dòng)選擇充電參數(shù)，控制終止充電過程。其中的快速充電器，充電時(shí)電池會(huì)發(fā)熱，又不能充足；而慢速充電器則因費(fèi)時(shí)太多，常常耽誤使用。這些充電器不能較好地解決既充得足、充得快，又不傷電池，縮短使用壽命的問題；在充電過程的控制終止方式上都采用人工手動(dòng)方式，也給使用帶來不便。
另在電池充電量的評(píng)判方法上，也即電池充電量的檢測判斷方法上，已有的一些自動(dòng)充電器，都是把電池的閥值電壓作為電池是否充足的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。一旦充電時(shí)達(dá)到了閥值電壓，就認(rèn)為充電已經(jīng)充足，并隨即停止充電。理論和實(shí)踐都已證明，閥值電壓并非電池電量的單值函數(shù)，而是和充電速度，電池溫度以及電極，電解液等有關(guān)的一個(gè)多值函數(shù)。尤其值得注意的是，在對(duì)鎘鎳電池進(jìn)行大電流快速充電時(shí)，其對(duì)應(yīng)閥值電壓的接受容量明顯低于小電流慢速充電的情況，溫度變化時(shí)變異更明顯。因此，簡單地按照標(biāo)準(zhǔn)閥值電壓來判定電池是否充足電是不適當(dāng)?shù)摹r且質(zhì)量，使用狀況不同的鎘鎳電池，其實(shí)際的充電終止電壓也不一樣。某些高擋充電器，在檢測閥值電壓的同時(shí)，輔以溫度檢測和壓降檢測，效果盡管不錯(cuò)，但造價(jià)高是不可避免的。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有產(chǎn)的不足之處而提供一種充電程序按兩階段進(jìn)行，電流先大后小，大電流充電時(shí)用電壓控制，小電流充電時(shí)用時(shí)間控制，大電流向小電流轉(zhuǎn)換時(shí)轉(zhuǎn)換電壓可按不同參數(shù)設(shè)定，以適應(yīng)閥值電壓不同的充電電池的自動(dòng)鎘鎳電池脈動(dòng)充電器。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施到達(dá)到本實(shí)用新型包括變壓整流電路、電壓檢測比較電路、大電流充電電路、小電流充電電路、充電電池、充電器殼體，其特征在于還有自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路、定時(shí)電路，變壓整流電路和充電電池的輸出都送到電壓檢測比較電路進(jìn)行比較，電壓檢測比較電路的輸出一路經(jīng)由大電流充電電路送到充電電池，另一路經(jīng)由自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路送到定時(shí)電路，定時(shí)電路的輸出通過小電流充電電路送到充電電池。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下措施到達(dá)到其特征在于在充電器殼體的面板上裝有電壓選擇開關(guān)K2、定時(shí)時(shí)間選擇開關(guān)K3、大電流充電指示燈V13、V16、V19、V22、小電流充電指示燈V3。變壓整流電路中二極管V1、V2通過二極管V8，電阻R6、R7、R9、開關(guān)K2與電壓檢測比較電路中集成電路IC1的腳相接，IC1的腳通過電阻R13與充電電池相接，IC1的腳通過電阻R12與大電流充電電路中可控硅V12的柵極相接，V12的陰極與充電電池相接，陽極通過發(fā)光二極管V13、電阻R15與二極管V1、V2相接。集成電路IC1的腳通過R12、R41，與自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路中三極管BG1的基極相接，BG1的集電極與可控硅V6的柵極相接，V6的陽極與二極管V1、V2相接，陰極通過電阻R4、R4、開關(guān)K3與定時(shí)電路中集成電路IC2的腳相接，IC2的腳通過電阻R2與發(fā)光二極管V3相接，并通過電阻R1與小電流充電電路中可控硅V7的柵極相接，V7的陽極與二極管V1、V2相接，陰極通過電阻R16與充電電池相接。


圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的電原理圖。
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖(實(shí)施例)作進(jìn)一步詳述參照?qǐng)D1，圖2，本實(shí)用新型由變壓整流電路1、電壓檢測比較電路2、定時(shí)電路3、自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路4、大電流充電電路5、小電流充電電路6、充電電池7、充電器殼體8等組成。在充電器殼體8的面板上裝有復(fù)位開關(guān)K1、閥值電壓選擇開關(guān)K2、定時(shí)時(shí)間選擇開關(guān)K3、大電流充電指示燈V13、V16、V19、V22、小電流電指示V3等；殼體8內(nèi)可裝入四個(gè)充電電池7。
參照?qǐng)D3，變壓整流電路包括變壓器B1、二極管V1、V2等；電壓檢測比較電路2包括集成電路IC1、二極管V8、V10、V11、穩(wěn)壓二極管D9、電阻R6～R13、開關(guān)K2等；定時(shí)電路3包括集成電路IC2、三極管BG2、BG3、電容C1～C3、電阻R3、R4、開關(guān)K1、K3等；自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路4包括三極管BG1、可控硅V6、電容C4、電阻R5、R41等；大電流充電電路5包括可控硅V12、發(fā)光二極管V13、電阻R14、R15等；小電流充電電路6包括可控硅V7、電阻R1、R2、R16、發(fā)光二極管V3等。
外供電網(wǎng)的220V交流電，經(jīng)變壓B1降壓后，通過V1、V2形成脈動(dòng)電流輸出。變壓器的降壓數(shù)值要根據(jù)被充電池的電壓以及充電電流來計(jì)算。充電電流從V1、V2出發(fā)，經(jīng)R14、V12進(jìn)入被充電池。這一電流是較大的一路充電電流，可控硅V12是這一電流的控制開關(guān)，而控制可控硅通斷的是集成運(yùn)放LM324(IC1)，或其它類似的集成電路。當(dāng)集成塊IC1的1腳輸出高“＋”時(shí)，V12導(dǎo)通，否則，就關(guān)斷。V13、R15組成大電流充電的顯示電路，當(dāng)V12導(dǎo)通，有充電電流通過時(shí)，V13發(fā)光，V12截止時(shí)則不發(fā)光。使用者可從此處看出電池的端電壓是否達(dá)到設(shè)定的參數(shù)，從而了解電池的充電狀態(tài)。當(dāng)設(shè)置的轉(zhuǎn)換電壓接近或等于電池的充電的終止電壓時(shí)，如V13經(jīng)過了由亮到滅的過程，則說明被充電池的容量已達(dá)到額定值的80％左右，急需時(shí)此刻即可取出。
LM324(IC1)在電路中是一個(gè)電壓檢測比較控制器?；鶞?zhǔn)電壓經(jīng)V9穩(wěn)壓，并取自R8，并由K2即相應(yīng)的電阻控制。K2接不同的電阻，取出的基準(zhǔn)電壓即轉(zhuǎn)換控制電壓就不同。為簡化起見，圖3中僅繪出了兩個(gè)電阻，實(shí)際上可接多個(gè)。V8和V9組成穩(wěn)壓電路，為IC1提供工作電壓?；鶞?zhǔn)電壓從3腳輸入，與取樣電阻R11的上端電位進(jìn)行比較。當(dāng)2腳電位低于3腳電位時(shí)，1腳為高電平，V12導(dǎo)通，對(duì)電池進(jìn)行大電流充電。隨著被充電池的端電壓的升高，2腳電位相應(yīng)增高，當(dāng)2腳電位與3腳相同時(shí)，1腳輸出低電平，V12截止，關(guān)斷大電流充電電路。
大電流充電電路關(guān)斷后，由轉(zhuǎn)換電路控制小電流充電電路的接通。當(dāng)IC1的1腳輸出低電平時(shí)，三極管BG1反相截止。這時(shí)，V6可控硅的控制極為高電平，V6導(dǎo)通，定時(shí)電路開始工作。此時(shí)，NE555(IC2)上3腳為高電平，使V7導(dǎo)通，進(jìn)行定時(shí)小電流充電，R16為限流電阻。需要說明的是，3腳是否輸出高電平，還需看6、7腳的電位和1、2腳的電位差。使用者使用時(shí)，應(yīng)在裝好被充電池后，按一下復(fù)位開關(guān)K1，即可保證準(zhǔn)確定時(shí)。定時(shí)時(shí)間的理論計(jì)算式如下t＝1.1×R4×C3×β4×β5(秒)。式中，R4單位為MΩ，C3為μF、β5、β4則是V3、V4的放大倍數(shù)。R4取不同的數(shù)值，定時(shí)的時(shí)間則不同。參數(shù)設(shè)置開關(guān)K3與不同的電阻連接，即設(shè)置了不同的定時(shí)時(shí)間。同理，此處可設(shè)置大于2個(gè)的參數(shù)。
小電流的充電指示由發(fā)光管V3完成，V3熄滅時(shí)表示小電流充電結(jié)束，即電池充電完畢。
本充電器既可對(duì)電池進(jìn)行串聯(lián)充電，也可對(duì)電池進(jìn)行若干個(gè)并聯(lián)充電。圖3給出了四個(gè)并聯(lián)電路。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)可以按特定的參數(shù)程序?qū)﹄姵剡M(jìn)行充電自動(dòng)控制，能適應(yīng)電量特性有差異的可充電池，并具有充電狀態(tài)顯示功能；且使用方便，安全節(jié)能，充電速度快，不發(fā)熱，充電量足，電池使用壽命長。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)鎘鎳電池脈動(dòng)充電器，包括變壓整流電路1、電壓檢測比較電路2、大電流充電電路5、小電流充電電路6、充電電池7、充電器殼體8，其特征在于還有自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路4、定時(shí)電路3，變壓整流電路1和充電電池7的輸出都送到電壓檢測比較電路2進(jìn)行比較，電壓檢測比較電路2的輸出一路經(jīng)由大電流充電電路5送到充電電池7，另一路經(jīng)由自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路4送到定時(shí)電路3，定時(shí)電路3的輸出通過小電流充電電路6送到充電電池7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于在充電器殼體8的面板上裝有電壓選擇開關(guān)K2、定時(shí)時(shí)間選擇開關(guān)K3、大電流充電指示燈V13、V16、V19、V22、小電流充電指示燈V3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于變壓整流電路1中二極管V1、V2通過二極管V8，電阻R6、R7、R9、開關(guān)K2與電壓檢測比較電路2中集成電路IC1的3腳相接，IC1的2腳通過電阻R13與充電電池相接，IC1的1腳通過電阻R12與大電流充電電路5中可控硅V12的柵極相接，V12的陰極與充電電池相接，陽極通過發(fā)光二極管V13、電阻R15與二極管V1、V2相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于集成電路IC1的1腳通過R12、R41，與自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路4中三極管BG1的基極相接，BG1的集電極與可控硅V6的柵極相接，V6的陽極與二極管V1、V2相接，陰極通過電阻R4、R4、開關(guān)K3與定時(shí)電路3中集成電路IC2的6、7腳相接，IC2的3腳通過電阻R2與發(fā)光二極管V3相接，并通過電阻R1與小電流充電電路6中可控硅V7的柵極相接，V7的陽極與二極管V1、V2相接，陰極通過電阻R16與充電電池相接。
專利摘要一種自動(dòng)鎘鎳電池脈動(dòng)充電器，由變壓整流電路、電壓檢測比較電路、定時(shí)電路、自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路、大電流充電電路、小電流充電電路、充電電池、充電器殼體等組成。本實(shí)用新型充電程序按兩個(gè)階段進(jìn)行，電路先大后??；大電流充電時(shí)用電壓控制，小電流充電時(shí)用時(shí)間控制；大電流向小電流轉(zhuǎn)換時(shí)的轉(zhuǎn)換電壓可按不同參數(shù)設(shè)置，以適應(yīng)閾值電壓不同的可充電池。本實(shí)用新型使用方便，安全節(jié)能，充電速度快，充電量足，不發(fā)熱，電池使用壽命長。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2165565SQ93212168
公開日1994年5月18日 申請(qǐng)日期1993年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月11日
發(fā)明者車小原, 王新, 李斌 申請(qǐng)人:中山市神灣大洋科技貿(mào)易公司