專利名稱：電子式快速充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用PWM(脈寬調(diào)制)開關(guān)電源，為蓄電池充電的裝置，特別是一種可以快速為蓄電池充電的充電器。
目前，我國(guó)利用PWM開關(guān)電源，為蓄電池充電，已有新的發(fā)展，這種電源比老式有工頻變壓器的充電器有無可比擬的優(yōu)越性，但是它畢竟是一門新技術(shù)，尤其用在充電器上，還存在一定不足之處，特別是蓄電池極板的“極化”現(xiàn)象，大大降低了充電器的充電效率。
本實(shí)用新型的目的在于利用PWMIC及大功率場(chǎng)效應(yīng)管為開關(guān)電源，內(nèi)部設(shè)有過流保護(hù)，充電電流連續(xù)調(diào)節(jié)，特別是通過周期充，放電電路，為蓄電池快速充電。
本實(shí)用新型一種電子式快速充電器是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括電源濾波器、整流器、PWM控制電路、功率推動(dòng)電路、功率放大電路、整流輸出電路的充電器，它還包括一個(gè)可提高充電速度的周期變換充、放電時(shí)間的充、放電控制電路。蓄電池在充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，它將包圍電池極板，使極板與電解液隔離引起充電內(nèi)阻升高也叫“極化”現(xiàn)象，為了有效的消除“極化”現(xiàn)象達(dá)到快速充電的目的本機(jī)設(shè)有周期充放電電路，通過間歇放電方式定時(shí)消除氣泡，使充電效率大大提高。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是采用了現(xiàn)代的PWM開關(guān)電源，所以輸出功率大，保護(hù)功能完善，體積小，重量輕，效率高(工作在35KHZ)，而且電路內(nèi)設(shè)周期充、放電電路，使蓄電池在充電時(shí)，大大消除了蓄電池極板的“極化”現(xiàn)象，使蓄電池充電時(shí)間大大縮短，達(dá)到提高充電效率的目的。
本實(shí)用新型具有如下
。
圖1電路原理圖圖2組合使用示意圖圖中標(biāo)號(hào)如下1、電源線2、電源開關(guān)3、電流表4、充放電限流電阻轉(zhuǎn)換開關(guān)5、充放電指示燈6、充放電電路開關(guān)7、12-24轉(zhuǎn)換開關(guān)8、輸出端子，9、機(jī)殼10、充電電流調(diào)節(jié)旋樞11、蓄電池。
以下結(jié)合附圖舉一實(shí)施例詳細(xì)介紹如下在圖1中，交流電220V通過橋式整流器UR1和C4濾波變成300V直流電供給整個(gè)逆變器的高壓電源。做為VT3、VT4大功率FET場(chǎng)效應(yīng)管的高壓、大電流開關(guān)變換、和控制電路的啟動(dòng)電源的供給。啟動(dòng)電源由IC3.UR4.VD5.R19.VS1.R18.C16.組成，其原理是300V直流電對(duì)電容C16充電、充至高于穩(wěn)壓管VD5的門限電壓時(shí)，電阻R19上流過電流，產(chǎn)生的電壓使VS1導(dǎo)通C16對(duì)控制電路IC1及推動(dòng)級(jí)VT1VT2放電、這樣就產(chǎn)生了啟動(dòng)電壓。控制電路工作后，整個(gè)逆變器工作。同時(shí)T2反饋繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓經(jīng)IC3穩(wěn)壓，輸壓穩(wěn)定的控制電壓，提供IC1和VT2工作，啟動(dòng)過程結(jié)束。IC1工作后，由11,14兩腳輸出反相脈沖信號(hào)，經(jīng)VT1.VT2推放大，經(jīng)T1藕合，推動(dòng)大功率VMOS場(chǎng)效應(yīng)管VT3.VT4產(chǎn)生高壓大電流開關(guān)變換。同時(shí)在T2的次級(jí)繞組感應(yīng)出交流高頻脈沖，經(jīng)UR5快速全橋整流后，變成直流脈沖電壓，供蓄電電池充電。
UR3.R16.R17.RP2.C15構(gòu)成充電電流調(diào)節(jié)電路，因UR3整流后的取樣電壓送至IC11腳做為脈寬調(diào)制控制電壓，此電壓由RP2調(diào)節(jié)，因此調(diào)節(jié)RP2就可使T2次級(jí)的輸出電壓在一定范圍內(nèi)變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)蓄電池充電電流的目的。
VD4.C14.RP1VD3構(gòu)成過流保護(hù)電路當(dāng)輸出端過載或短路時(shí)，T2感應(yīng)出的電壓經(jīng)VD4整流，當(dāng)這一電壓超過VD3的門限電壓時(shí)，使加到IC14腳電壓為正，5腳為零，致使IC1的11和14腳輸出截止，從而關(guān)閉了整個(gè)PWM逆變器的振蕩輸出，起到了過流保護(hù)的目的。
PWM逆變器是本機(jī)的核心電路，它是由IC1.VT1.VT2.VT3.VT4.T1.T2.R1～17.R28.C5～15.C21.C22.VD4.RP1.VD3.UR3.RP2等元件組成。
蓄電池在充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，它將包圍電池極板，使極板與電解液隔離引起充電內(nèi)阻升高也叫“極化”現(xiàn)象，為了有效的消除“極化”現(xiàn)象達(dá)到快速充電的目的本機(jī)設(shè)有周期充放電電路，通過間歇放電方式定時(shí)消除氣泡，使充電效率大大提高。其原理如下在圖1中，S2.C17.UR2.FU2.C18.VD6.構(gòu)成充放電電路電源，R20.R21.R22.VD7.VD8.C19.VD1.VD2.J.J1-1.IC2構(gòu)成充放電控制電路，R20、R21、C19、IC2組成了多諧振蕩器，R20和R21決定了輸出脈沖的占空比，C19決定了振蕩的周期，由于占空比小，所以輸出高電平的時(shí)間短(0.1～0.2秒)輸出低電時(shí)間長(zhǎng)，這樣就滿足了充放電需要的周期。當(dāng)IC2輸出高電平時(shí)，繼電器J吸合，它的一對(duì)常開觸點(diǎn)J1-1閉合，此時(shí)控制電路電壓經(jīng)R22和VD1.VD2.箱位后，加到IC1的10腳上，IC1.10腳得到一定閥值電壓后，立即關(guān)閉振蕩和輸出，致使整個(gè)PWM逆變器輸出截止。電路對(duì)蓄電池不充電。而J的另一對(duì)常開觸點(diǎn)J1-2同時(shí)閉合，場(chǎng)效應(yīng)管VT5的G極經(jīng)過R25和VD12箱位，得到來自蓄電池正的觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，蓄電池E通過流電阻R26放電。(當(dāng)S4閉合時(shí)R26.R27并聯(lián)12V電池放電限流)當(dāng)IC2輸出低電平時(shí)，J釋放它的兩對(duì)觸點(diǎn)J1-1J1-2同時(shí)斷開，IC110腳失去電壓立即恢復(fù)振蕩和輸出，電路對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。與此同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管VT5的G極失去觸發(fā)電壓而截止，蓄電池只充電而無放電回路。這樣就完成了電路對(duì)蓄電池充放電的全過程，由于蓄電當(dāng)?shù)臅r(shí)間很短(小于0.2秒)所以不會(huì)損傷電池。
VT5.J1-2.R24.R25.R26.R27.VD10~VD12.S4等元件構(gòu)成蓄電池的放電電路。VD10為發(fā)光二極管LED，指示蓄電池充放時(shí)間間隔。
本充電器構(gòu)成及電路聯(lián)接是這樣的如圖2，它有個(gè)機(jī)殼、面板上裝的開關(guān)儀表，及指示燈，輸出端等。殼內(nèi)散熱孔處，固定一個(gè)儀表小風(fēng)扇FM，為整機(jī)散熱。如圖1，～220V電源的2根輸入線經(jīng)過FU1.S1接到L的一個(gè)輸入頭上，電源的另一根線接到斬另一個(gè)輸入頭上。L輸出的兩個(gè)頭分別接到UR1和UR2的交流端。為了控制充放電電路的工作，在C17的線路中，串一個(gè)按鍵開關(guān)S2，控制IC2的工作和停止。尤其新電池初充電，暫時(shí)斷開S2，待電池充有少量電之后再合上開關(guān)S2。UR1輸出的正極接C4.VT3的D極及R14C12R18UR1的負(fù)極接地。IC1的8腳接地，15腳接R5.R6.C21.IC3.IC1的輸出端11、14腳接VT1.VT2的基極。T1初級(jí)線圈中間抽頭，兩端頭分別接VT1.VT2的集電極，中點(diǎn)抽頭接IC3及C21的聯(lián)接點(diǎn)上。T1的次級(jí)有兩組線圈，其中兩個(gè)頭分別通過電阻R10.R12接到VT13VT14的G極，線圈的另一頭接C8.VT3的S極。C10的公共點(diǎn)上，另一線圈頭接C9.VT4的S極C11的公共接地點(diǎn)上。T2的初級(jí)線圈一個(gè)頭接VT3.VT4半橋變換的輸出點(diǎn)上，另一個(gè)頭接C12C13的聯(lián)接點(diǎn)上。T2的次級(jí)有4組線圈，通過UR3整流正極經(jīng)RP2分壓后接到IC11腳。第2組線圈經(jīng)UR4整流，輸出正極接R18和C16的聯(lián)接點(diǎn)上。第3組線圈經(jīng)VD4整流，通過RP1分壓后接到VD3和IC1的4腳。1～3組線圈整流后負(fù)極均全部接地第4組線圈為蓄電池充電回路，它有中點(diǎn)抽頭，此抽頭接S3(12V-24V轉(zhuǎn)換開關(guān))的1個(gè)頭上。這組線圈的上、下兩端頭，1個(gè)接S3的接點(diǎn)，另一個(gè)頭接VD9和UR5交流端的聯(lián)接點(diǎn)上。UR5整流后正極通過FU3電表A，接蓄電池正極。負(fù)極接蓄電池的負(fù)極。風(fēng)扇FM的電源是通過VD9整流，經(jīng)串接電阻R23.IC4.C20濾波取得，F(xiàn)M負(fù)極接第4組線圈的中點(diǎn)抽頭。UR2整流后，正極通過FU2由C18濾波VD6穩(wěn)壓給IC2做控制電源，整流后的負(fù)極接地。IC2的輸出端接J和VD8，這兩個(gè)元件的另一個(gè)端接電源負(fù)極。
權(quán)利要求1.一種電子式快速充電器，包括電源濾波器、整流器、PWM控制電路、功率推動(dòng)電路、功率放大電路、整流輸出電路，其特征在于它還包括一個(gè)常開觸點(diǎn)J1-1與PWM控制電路IC1的10腳相連接控制充電器對(duì)蓄電池充電的、常開觸點(diǎn)J1-2與場(chǎng)效應(yīng)管VT5的G、D極相連接控制充電器對(duì)蓄電池放電的控制繼電器。
專利摘要一種電子式快速充電器,包括電源濾波器、整流器、PWM控制電路、功率推動(dòng)電路、功率放大電路、整流輸出電路,它還包括一個(gè)可提高充電速度的周期變換充、放電時(shí)間的充、放電控制電路。本實(shí)用新型采用了現(xiàn)代的PWM開關(guān)電源,所以輸出功率大,保護(hù)功能完善,體積小,重量輕,效率高,而且電路內(nèi)設(shè)周期充、放電電路,使蓄電池在充電時(shí),大大消除了蓄電池極板的“極化”現(xiàn)象,使蓄電池充電時(shí)間大大縮短,達(dá)到提高充電效率的目的。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2441257SQ002040
公開日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2000年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月27日
發(fā)明者張超仁, 張?jiān)饺? 李文坦 申請(qǐng)人:張超仁