專利名稱：一種電池充電器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電池充電器，具體涉及一種堿性電池及鎳鎘/鎳氫電池通用充電器。
背景技術(shù)：
用戶總是希望對可充電電池進行快速、有效、安全的充電，然而快速充電就需要使用較大的電流，電池在大電流的充電過程中會出現(xiàn)電池發(fā)熱的現(xiàn)象，而且當用大電流充電，電池充滿后，如不及時停止，電池會迅速發(fā)熱，嚴重時會導致電池燒毀或爆炸。
然而假如采用小電流慢充方式，充電時間過長，不但會拉長充電監(jiān)測時間，造成電能的浪費；而且長時間小電流充電，極易造成充電過程出現(xiàn)“極化”現(xiàn)象，內(nèi)部出現(xiàn)硫化結(jié)晶，極大地縮短了電池的循環(huán)使用壽命。
為了解決這一問題，現(xiàn)代的鎳鉻/鎳氫電池充電器大多采用脈沖充電方式。脈沖充電方式是電池充電理論的新發(fā)展，脈沖充電方式即是充電電流以脈沖方式輸出，使電池在充電的過程中，適時地暫停充電，就可迅速有效地消除各種極化電壓，從而提高充電速度，還可以加快活性物質(zhì)的反應速度，有效地防止硫化結(jié)晶及電池發(fā)熱現(xiàn)象。
但是快速充電器不僅要能解決極化效應和發(fā)熱現(xiàn)象，同時也必須具備自停功能，才能使充電高效安全。
市場上具備自停功能的鎳鉻/鎳氫電池充電器是使用電壓負增量(-ΔV)的檢測方式判斷電池是否充滿(即利用電池在接受充電時電壓會上升，充滿時電壓為最大值，過充時電壓反而會下降，即出現(xiàn)“-ΔV”的特性來完成對充電過程的自動控制)，如實用新型ZL02260542.8公開了一種具備自停功能的鎳鉻/鎳氫電池充電電路，其包括電壓峰值采樣保持與輸入電壓比較控制電路，所述的輸入電壓比較控制電路由電池電壓分壓取樣電路、峰值采用保持電路、-ΔV比較控制電路、D1反向漏電流抑制電路、穩(wěn)定電壓作峰值采樣保持電容正端參考電壓電路、運放輸入端偏置電流抑制電路所組成。這種充電器的不足之處在于結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，而且不能根據(jù)充電情況自動調(diào)整充電電流的大小。
另外，以往消費者認為堿性電池充電會引起爆炸或漏液，因而不敢對堿性電池輕易充電，用光電之后即將堿性電池拋棄，這樣不僅會浪費資源且容易造成環(huán)境污染。專家指出“《現(xiàn)代電工手冊》修訂版中有這樣的記錄‘LR6五號堿性電池的充電壽命為30-45次’?！彼詨A性電池并非不能充電，只要解決好堿性電池在充電過程中的發(fā)熱和極化現(xiàn)象，避免堿性電池過度充電或過熱，就能對堿性電池進行再生性充電，大大有利于環(huán)境保護和資源節(jié)約。
而堿性電池與鎳鉻/鎳氫電池的充電終止電壓不同，現(xiàn)在市場上尚未有堿性電池及鎳鎘/鎳氫電池通用自動充電器，給消費者帶來諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，能根據(jù)充電情況自動調(diào)整充電電流的大小，具有精確停充功能的堿性電池及鎳鎘/鎳氫電池通用充電器。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種電池充電器，充電基座由殼體和置于其內(nèi)部的以脈沖充電方式工作的電路組成，殼體上表面設有供放置待充電池的凹座，凹座內(nèi)設有充電端口6，充電端口6的設置及其與工作電路的電氣連接使待充電池置入凹座后，電池與電路之間能正確傳輸充電電流和電池信號，所述以脈沖充電方式工作的電路包括淺脈動直流電源發(fā)生電路1，其特征在于所述以脈沖充電方式工作的電路還包括淺脈動直流電源發(fā)生電路1將交流電流變成具有定定幅值變化的直流電流，為調(diào)整環(huán)節(jié)與提供工作電流，同時為基準電壓預置電路2和采樣比較電路3提供工作電壓；基準電壓預置電路2是二種基準電壓的發(fā)生電路；采樣比較電路3對被充電電池的電壓采樣，并與基準電壓進行比較，輸出控制信號；充電指示電路4根據(jù)采樣比較電路的控制信號，控制一組指示燈的發(fā)光狀態(tài)，以表示當前充電器的工作狀態(tài)；調(diào)整環(huán)節(jié)5用于調(diào)整充電電流的大小。
所述淺脈動直流電源發(fā)生電路1的電流輸出端口與調(diào)整環(huán)節(jié)5的充電電源輸入口連接，所述淺脈動直流電源發(fā)生電路1電壓輸出端分別與基準電壓預置電路2、采樣比較電路3的工作電源輸入口連接；所述基準電壓預置電路2的基準電壓輸出端與采樣比較電路3的基準電壓輸入端連接；所述采樣比較電路3的采樣電壓輸入端與充電端口6采樣電壓輸出端連接，采樣比較電路3的控制電流輸出端與調(diào)整環(huán)節(jié)5的控制電流輸入端以及充電指示電路4的電流輸入端連接，所述淺脈動直流電源發(fā)生電路1由電源變壓器T1及二極管D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路組成，電源變壓器T1將交流電網(wǎng)220V的交流電壓變?yōu)樗璧碾妷褐?，然后通過二極管D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。
所述充電指示電路4為發(fā)光二極管LED1。
所述的調(diào)整環(huán)節(jié)5為一個調(diào)整三極管Q1，Q1的集電極通過限流電阻R3與橋式整流電路的電流輸出端連接，Q1的發(fā)射極接充電端口。
所述的采樣比較電路3為兩個運算放大器U3、U4，U3、U4的一個輸入端為基準電壓輸入端，另一輸入端連接充電端口的采樣電壓輸出端，U3、U4的工作電流輸入端通過限流電阻R5與橋式整流電路的電流輸出端連接，U4的輸出端通過限流電阻R1與Q1的基極連接，所述的基準電壓預置電路包括分壓電阻R6、R8，發(fā)光二極管LED3和雙聯(lián)閘刀開關(guān)K構(gòu)成。
所述雙聯(lián)閘刀開關(guān)K在閉合狀態(tài)1時，發(fā)光二極管LED3與電阻R6串聯(lián)后連接在橋式整流電路的工作電壓輸出端，發(fā)光二極管與電阻R6的連接點作為基準電壓V1輸出端與來樣比較電路3的基準電壓輸入端連接電阻R8空置。
所述雙聯(lián)閘刀開關(guān)K在閉合狀態(tài)2時，電阻R8與電阻R6串聯(lián)于連接在橋式整流電路的工作電壓輸出端，電阻R8與電阻R6的連接點作為基準電壓V2輸出端與采樣比較電路3的基準電壓輸入端連接；發(fā)光二極管LED3空置。
本實用新型能帶來的有益效果是(1)充分考慮到電池化學物質(zhì)的電化學反應特性，采用淺脈沖電流進行充電，經(jīng)過調(diào)試和參數(shù)匹配，能做到充分消除極化現(xiàn)象，真正有效的保護電池的使用壽命。
(2)不僅具有精確的自停功能，而且能根據(jù)充電情況自動調(diào)整充電電流的大小，杜絕電池在充電過程中的發(fā)熱現(xiàn)象，決不會過充或充電不足，結(jié)構(gòu)合理，安全可靠。
(3)解決了堿性電池及鎳鎘/鎳氫電池因充電終止電壓不同而不能通用一種充電器的問題，提供了一種性價比高的堿性電池及鎳鎘/鎳氫電池通用自動充電器，為消費者帶來方便。


圖1本實用新型的工作電路結(jié)構(gòu)方框圖圖2本實用新型的實施例的核心芯片結(jié)構(gòu)示意圖圖3本實用新型的實施例的電路原理圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
參見圖1，本實用新型的工作電路包括淺脈動直流電源發(fā)生電路、基準電壓預置電路、采樣比較電路、充電指示電路、調(diào)整環(huán)節(jié)。
所述淺脈動直流電源發(fā)生電路與調(diào)整環(huán)節(jié)的充電電源輸入口連接，通過調(diào)整環(huán)節(jié)為充電端口提供淺脈動直流充電電流，所述淺脈動直流電源發(fā)生電路與基準電壓預置電路、采樣比較電路的工作電源輸入口連接，為基準電壓預置電路、采樣比較電路提供工作電源。
所述基準電壓預置電路的基準電壓輸出端與采樣比較電路的基準電壓輸入端連接；所述采樣比較電路的采樣電壓輸入端與充電端口采樣電壓輸出端連接，采樣比較電路的輸出端與調(diào)整環(huán)節(jié)的控制電流輸入端以及充電指示電路的電流輸入端連接，采樣比較電路通過對其有著共同電位參考點的基準電壓輸入端及采樣電壓輸入端的輸入電壓進行比較，在采樣比較電路的輸出端分別輸出控制電流給調(diào)整環(huán)節(jié)以及充電指示電路，調(diào)整環(huán)節(jié)根據(jù)該控制電流調(diào)整輸出到充電端口的淺脈動直流充電電流的大小，并在采樣比較電路的輸出端的輸出電流為零時停止輸出淺脈動直流充電電流，充電指示電路在采樣比較電路的輸出端有輸出電流時保持發(fā)光狀態(tài)，在采樣比較電路的輸出端輸出電流為零時熄滅以指示充電完成。
圖2、圖3提供了本實用新型的一個實施例。該實施例提供了對二節(jié)電池同時進行充電的充電電路，即將兩個本實用新型中所述的用于一節(jié)電池充電的電路并聯(lián)，如果要對三節(jié)或以上的電池同時進行充電，只要將相同數(shù)目的本實用新型所述電路并聯(lián)即可。
參見圖2，核心芯片U為集成芯片，是由四個運算放大器U1、U2、U3、U4組成。腳11是集成芯片U的電源供應端；腳4是集成芯片U的接地端；腳1是U1的輸出端、腳7是U2的輸出端、腳8是U3的輸出端、腳14是U4的輸出端；腳2、腳3是U1的輸入端，腳5、腳6是U2的輸入端，腳9、腳10是U3的輸入端，腳12、腳13是U4的輸入端。
參見圖3，本實用新型所述淺脈動直流電源發(fā)生電路可以采用變壓、整流、濾波等技術(shù)組成所需電路，本實施例中先采用電源變壓器T1將交流電網(wǎng)220V的交流電壓變?yōu)樗璧碾妷褐担缓笸ㄟ^二極管D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓，所得到的直流電壓一方面它為集成芯片U提供工作電源，它的正端通過分壓電阻R6接集成芯片U的腳11，它的負端接集成芯片U的接地端腳4，在集成芯片U的腳11、腳4之間并聯(lián)由穩(wěn)壓晶閘管DW和濾波電容C1并聯(lián)組成的穩(wěn)壓濾波電路從而使作為集成芯片U工作電源的直流電壓更穩(wěn)定；另一方面它為充電電路提供直流淺脈動充電電源，它的正端通過限流電阻R3接三極管Q1的集電極，以及通過限流電阻R4接三極管Q2的集電極。
集成芯片U的腳13、腳10短接后接三極管Q1的發(fā)射極，集成芯片U的腳14通過限流電阻R1接三極管Q1的基極；集成芯片U的腳2、腳5短接后接三極管Q2的發(fā)射極，集成芯片U的腳1通過限流電阻R2接三極管Q2的基極。需充電的電池BT1串聯(lián)在三極管Q1的發(fā)射極與集成芯片U的接地端腳4之間，BT1的正極接三極管Q1的發(fā)射極，BT1的負極接地；需充電的電池BT2串聯(lián)在三極管Q2的發(fā)射極與集成芯片U的接地端腳4之間，BT2的正極接三極管Q2的發(fā)射極，BT2的負極接地。
發(fā)光二極管LED1的P區(qū)接集成芯片U的腳8，N區(qū)接集成芯片U的接地端腳4；發(fā)光二極管LED2的P區(qū)接集成芯片U的腳7，N區(qū)接集成芯片U的接地端腳4。
集成芯片U的腳12、腳9、腳3、腳6短接后接雙聯(lián)閘刀開關(guān)K的觸點1和觸點4。閘刀開關(guān)K的觸點1和觸點4之間短接，并通過分壓電阻R6接集成芯片U的腳11，閘刀開關(guān)K的觸點5與集成芯片U的接地端腳4之間串聯(lián)發(fā)光二極管LED3，發(fā)光二極管LED3的P區(qū)接閘刀開關(guān)K的觸點5，N區(qū)接集成芯片U的接地端腳4。閘刀開關(guān)K的觸點6通過分壓電阻R8接集成芯片U的接地端腳4。
實際工作時，在雙聯(lián)閘刀開關(guān)K的觸點1和觸點5連通，觸點3與觸點6連通的情況下，上電后，220V交流電通過變壓、整流、穩(wěn)壓、濾波后產(chǎn)生的直流淺脈動電源提供直流脈動電流到Q1、Q2的集電極；并提供直流工作電壓到集成芯片U的腳11、接地端腳4；同時該直流電壓在串聯(lián)在集成芯片U的接地端腳4、腳11之間的R6、LED3上產(chǎn)生壓降。雙聯(lián)閘刀開關(guān)K此時的導通狀態(tài)使LED3的兩端壓降作為預置基準電壓V1，設該基準電壓為V1，分別輸入到集成芯片U的12腳即U4的一個輸入端，9腳即U3的一個輸入端；以及集成芯片U的3腳即U1的一個輸入端，6腳即U2的一個輸入端。同時接在BT1正極的集成芯片U的13腳即U4的另一輸入端，及10腳即U3的另一輸入端；以及接在BT2正極的集成芯片U的2腳即U1的另一輸入端，及5腳即U2的另一輸入端，采樣BT1、BT2的當前電壓，通過運算放大器對兩輸入端的電壓比較，在集成芯片U的14腳即U4的輸出端，以及在集成芯片U的1腳即U1的輸出端輸出合適的控制電流到Q1、Q2的基極，Q1、Q2的發(fā)射極輸出淺脈動直流充電電流給BT1、BT2進行充電，并在集成芯片U的8腳即U3的輸出端輸出電流使LED1發(fā)光，在集成芯片U的7腳即U2的輸出端輸出電流使LED2發(fā)光，用于分別指示電池BT1、BT2正處于充電過程中。隨著充電過程的進行，BT1、BT2的電壓逐漸增大，也使得集成芯片U中的四個運算放大器的輸入端之間的壓差逐漸變小，從而使四個運算放大器的輸出端輸出到三極管Q1、Q2基極的電流隨充電過程的進行而變化，以控制Q1、Q2發(fā)射極電流的大小，BT1、BT2充電到預置電壓后，集成芯片U中的四個運算放大器的輸入端之間的壓差變?yōu)榱?，四個運算放大器的輸出端的輸出電流也變?yōu)榱悖琎1、Q2的基極電流變?yōu)榱悖琎1、Q2的發(fā)射極電流隨之變?yōu)榱?，對BT1、BT2的充電及時停止，LED1、LED2也同時熄滅。
同樣，當雙聯(lián)閘刀開關(guān)K處在觸點4與觸點6連通，觸點2與觸點5連通的狀態(tài)時，R8代替了LED3的位置，R8兩端的壓降成為預置比較電壓V2，因而，只要通過對LED3、R8參數(shù)的合理設置，就能使得在對充電終止電壓互不相同的堿性電池V2和鎳鉻/鎳氫電池V1進行充電時，只要通過簡單的轉(zhuǎn)換開關(guān)K，即可以為充電器預置不同的終止電壓，決不會造成充電不足或是過充，同時隨著開關(guān)K的轉(zhuǎn)換，使LED3分別處在與R6串聯(lián)或空置狀態(tài)，從而LED3分別處于發(fā)光或是熄滅的狀態(tài)，從而起到指示當前所充電的電池類型的作用。根據(jù)常識可知堿性電池的充電基準電壓V1應為1.6V，鎳鉻/鎳氫電池的基準電壓應為1.4V。
雖然參照具體的實施例已經(jīng)描述了本實用新型，但此描述不意味著構(gòu)成限制。在參照本實用新型的描述后，對于本技術(shù)領域的熟練人員來說，顯然能夠?qū)λ_的實施例作出各種各樣的修正。如從三級管的輸入電流控制輸出電流這一點看來，本實用新型以基極電流作為輸入控制電流，但也可以變通為以發(fā)射極電流作為輸入控制電流，并以相應修正的電路連接等效替換本實用新型實施例中描述的電路連接，類似的修正均落入本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電池充電器，充電基座由殼體和置于其內(nèi)部的以脈沖充電方式工作的電路組成，殼體上表面設有供放置待充電池的凹座，凹座內(nèi)設有充電端口[6]，充電端口[6]的設置及其與工作電路的電氣連接使待充電池置入凹座后，電池與電路之間能正確傳輸充電電流和電池信號，所述以脈沖充電方式工作的電路包括淺脈動直流電源發(fā)生電路[1]，其特征在于所述以脈沖充電方式工作的電路還包括淺脈動直流電源發(fā)生電路[1]將交流電流變成具有一定幅值變化的直流電流，為調(diào)整環(huán)節(jié)與提供工作電流，同時為基準電壓預置電路[2]和采樣比較電路[3]提供工作電壓；基準電壓預置電路[2]是二種基準電壓的發(fā)生電路；采樣比較電路[3]對被充電電池的電壓采樣，并與基準電壓進行比較，輸出控制信號；充電指示電路[4]根據(jù)采樣比較電路的控制信號，控制一組指示燈的發(fā)光狀態(tài)，以表示當前充電器的工作狀態(tài)；調(diào)整環(huán)節(jié)[5]用于調(diào)整充電電流的大??；所述淺脈動直流電源發(fā)生電路[1]的電流輸出端口與調(diào)整環(huán)節(jié)[5]的充電電源輸入口連接，所述淺脈動直流電源發(fā)生電路[1]電壓輸出端分別與基準電壓預置電路[2]、采樣比較電路[3]的工作電源輸入口連接；所述基準電壓預置電路[2]的基準電壓輸出端與采樣比較電路[3]的基準電壓輸入端連接；所述采樣比較電路[3]的采樣電壓輸入端與充電端口[6]采樣電壓輸出端連接，采樣比較電路[3]的控制電流輸出端與調(diào)整環(huán)節(jié)[5]的控制電流輸入端以及充電指示電路[4]的電流輸入端連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電池充電器，其特征在于所述淺脈動直流電源發(fā)生電路[1]由電源變壓器[T1]及二極管[D1]、[D2]、[D3]、[D4]組成的橋式整流電路組成，電源變壓器[T1]將交流電網(wǎng)220V的交流電壓變?yōu)樗璧碾妷褐?，然后通過二極管[D1]、[D2]、[D3]、[D4]組成的橋式整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。
3.按權(quán)利要求1所述的一種電池充電器，其特征在于所述充電指示電路[4]為發(fā)光二極管[LED1]。
4.按權(quán)利要求1所述的一種電池充電器，其特征在于所述的調(diào)整環(huán)節(jié)[5]為一個調(diào)整三極管[Q1]，[Q1]的集電極通過限流電阻[R3]與橋式整流電路的電流輸出端連接，[Q1]的發(fā)射極接充電端口。
5.按權(quán)利要求1所述的一種電池充電器，其特征在于所述的采樣比較電路[3]為兩個運算放大器[U3]、[U4]，[U3]、[U4]的一個輸入端為基準電壓輸入端，另一輸入端連接充電端口的采樣電壓輸出端，[U3]、[U4]的工作電流輸入端通過限流電阻[R5]與橋式整流電路的電流輸出端連接，[U4]的輸出端通過限流電阻[R1]與[Q1]的基極連接。
6.按權(quán)利要求1所述的一種電池充電器，其特征在于所述的基準電壓預置電路由分壓電阻[R6]、[R8]，發(fā)光二極管[LED3]和雙聯(lián)閘刀開關(guān)[K]構(gòu)成。
7.按權(quán)利要求6所述的一種電池充電器，其特征在于所述雙聯(lián)閘刀開關(guān)[K]在閉合狀態(tài)1時，發(fā)光二極管[LED3]與電阻[R6]串聯(lián)后連接在橋式整流電路的工作電壓輸出端，發(fā)光二極管與電阻[R6]的連接點作為基準電壓V1輸出端與來樣比較電路[3]的基準電壓輸入端連接電阻[R8]空置。
8.按權(quán)利要求6所述的一種電流充電器，其特征在于所述雙聯(lián)閘刀開關(guān)[K]在閉合狀態(tài)2時，電阻[R8]與電阻[R6]串聯(lián)于連接在橋式整流電路的工作電壓輸出端，電阻[R8]與電阻[R6]的連接點作為基準電壓V2輸出端與采樣比較電路3的基準電壓輸入端連接；發(fā)光二極管[LED3]空置。
專利摘要本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)合理，能根據(jù)充電情況自動調(diào)整充電電流的大小，具有精確停充功能的堿性電池及鎳鎘/鎳氫電池通用充電器。其特征在于本實用新型的工作電路包括淺脈動直流電源發(fā)生電路、基準電壓預置電路、采樣比較電路、充電指示電路、調(diào)整環(huán)節(jié)。通過基準電壓預置電路可在采樣比較電路輸入端預設基準電壓；采樣比較電路通過對其有著共同電位參考點的基準電壓輸入端及采樣充電電池當前電壓的輸入端的輸入電壓進行比較，在輸出端分別輸出相應的控制電流給調(diào)整環(huán)節(jié)以及充電指示電路，控制調(diào)整環(huán)節(jié)輸出到充電端口的淺脈動直流充電電流的大小及停止，以及控制充電指示電路的發(fā)光和熄滅狀態(tài)。
文檔編號H02J7/02GK2753037SQ20042002363
公開日2006年1月18日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者孫逸平 申請人:上海藍迪數(shù)碼科技有限公司, 周永強