專利名稱：程序控制鎳鎘電池自動充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電池充電設(shè)備。
現(xiàn)有的電池充電器，雖然種類較多，但普遍存在充電時間長，同時，在充電時往往出現(xiàn)過充電現(xiàn)象，造成電池使用壽命變短。
本實用新型的目的是1.解決了一般充電器充電時間長這一缺點。2.解決了由于過充電現(xiàn)象致使電池縮短使用壽命這個問題。
該充電器設(shè)有兩個自動控制過程1.充電→放電→充電→放電→充電→結(jié)束；2.充電→結(jié)束。
可對2～10節(jié)(3V～12V)充電。
現(xiàn)以1.為例介紹工作原理如

圖1所示，將K2置1的位置，按下K1－1(根據(jù)充電電壓而定)接通電源，按一下K3，發(fā)光極管D21亮，充電開始。充電電流經(jīng)R3與T1輸出的負脈沖疊加后進入被充電池的正極，經(jīng)T4，R8回到電源的負極。當(dāng)電池兩端電壓升高到D13設(shè)定的電壓時，IC2的7腳輸出高電平經(jīng)IC4的13腳，再由IC43腳輸出一脈沖信號，送至IC3的14腳，IC3將其分配至2腳，D21滅，D22亮，充電結(jié)束，放電開始，這時，T7由于D21的熄滅，基極失去偏壓而截止，T導(dǎo)通，J吸合，充電回路被切斷，而T5由于T8的導(dǎo)通，基極處高電位，也導(dǎo)通，將放電回路接通，電池電壓經(jīng)R21放電。當(dāng)電池電壓下降到D14設(shè)定的電壓時，IC2的12腳輸出高電平，IC4的13腳，進入IC3的14腳，IC3將其分配到4腳，D22滅，D23亮，這時T7的基極獲高電位，導(dǎo)通9而T8截止，J釋放，充電回路接通，T5由于基極失去偏壓而截止，放電回路切斷，又一次充電開始，當(dāng)電池兩端電壓再次升到D13設(shè)定的值時，IC2的7腳又輸出高電平，經(jīng)IC4的13腳，至IC3的14腳，IC3將其分配到7腳，T7基極失壓而截止，T8導(dǎo)通J吸合，切斷充電回路，T5的基極獲高電位，T5導(dǎo)通，將放電回路，電池放電，當(dāng)電壓下降到D14設(shè)定的值時，IC2的12腳，輸出高電平，經(jīng)IC4的13腳，至IC3的14腳，IC3將其分配到10腳，D24滅，D25亮，T7的基極獲高電位，T8截止，J釋放，接通充電回路，而T5基極失去截止，放電回路被切斷，當(dāng)電壓升高至D13設(shè)定的值時，IC2的7腳輸出高電平，經(jīng)IC4的13腳至IC3的14腳，IC3將其分配至1腳，D25滅，D26亮，1腳的高電平，經(jīng)D26至T6和T9的基極，T6導(dǎo)通強迫T5截止，放電回路不被接通，而T7基極失壓截止，T8導(dǎo)通，J吸合，充電回路被切斷，T9的基極獲高電位，T9導(dǎo)通，由IC4構(gòu)成的振蕩器工作，HD發(fā)出報警聲，表示充電結(jié)束。
本充電器是用主充電回路產(chǎn)生的脈沖電壓，與負脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的負脈沖疊加(如圖3所示)，使得電池內(nèi)電離子有充分的時間擴散，較有效的克服了電極極化現(xiàn)象，且疊加的負脈沖能將電池中的部分結(jié)晶鍵沖破，所以對電池又有一定的修復(fù)作用。由于采用電壓比較器，限定最高充電電壓，杜絕了電池的過充電，對延長電池的壽命較為有利。此充電器是采用脈動大電流充電，可實現(xiàn)快速充電。
圖1是程序控制鎳鎘電池自動充電器電路原理圖。
圖2是程序控制鎳鎘電池自動充電器實施電路圖。
圖3是充電電壓波形示意圖。
圖中K1－1～K1－4為琴鍵開關(guān)，K2為琴鍵開關(guān)，K3為按鈕開關(guān)，D1～D12為整流二極管，D13～D14為穩(wěn)壓管，D21～D26為發(fā)光二極管，D27為二極管，R1～R26為電阻，W1～W2為可變電阻，T1～T9為三極管，J為繼電器，HD為壓電晶體，IC1為三端穩(wěn)壓集成電路，IC2為電壓比較器，IC3為十分頻器，IC4為兩端入二——四與非門。
結(jié)合圖2說明本實用新型實施例。
接通電源，將K2置1的位置，按一下K3，D21亮，充電開始，充電電流經(jīng)2Ω電阻與T輸出的負脈沖疊加后進入被充電電池的正極，經(jīng)T4、10Ω電阻回到電源的負極，當(dāng)電池兩端電壓升高到D13設(shè)定的電壓時，IC2的7腳輸出高電平經(jīng)IC4的13腳，再由IC4的3腳輸出一脈沖信號，送至IC3的14腳，IC3將其分配至2腳，D21滅，D22亮，充電結(jié)束，HD發(fā)出報警聲。
該充電器只有兩個調(diào)整點，W1和W2，一般調(diào)整W1使T2的電流在0.2～0.3A較為合適，調(diào)整W2使T4不過熱為宜，T2、T4應(yīng)加裝適當(dāng)?shù)纳崞渌鼰o特殊要求。
權(quán)利要求1.程序控制鎳鎘電池充電器，由穩(wěn)壓電源、負脈沖發(fā)生電路、主充電回路、窗口電壓比較器、放電回路、程控電路、報警電路組成，其特征是a.由D1～D4、電容C1、三端穩(wěn)壓集成電路IC1構(gòu)成穩(wěn)壓電源，供后級電路使用；b.由D5～D8、電阻R1、R2、R9，可變電阻W1，三極管T1、T2構(gòu)成負脈沖發(fā)生電路，產(chǎn)生的負脈沖與主充電回路產(chǎn)生的脈動直流電壓疊加，c.由D9～D12，電阻R3～R8，可變電阻W2，三極管T3、T4，二極管D27構(gòu)成了主充電回路，充電電壓經(jīng)負、正接線柱向電池充電；d.由電阻R10～R19，穩(wěn)壓管D13～D18電壓比較器IC2，琴鍵開關(guān)K1構(gòu)成窗口電壓比較器，限定最高充電電壓，并為IC3提供計數(shù)脈沖。e.由三極管T5，電阻R21～R24，琴鍵開關(guān)K1構(gòu)成放電回路，為電池放電提供電流通路；f.由三極管T6～T9、開關(guān)K2，K3，發(fā)光二極管D21～D26，電阻R20，R25～R32，十分頻器IC3，二端入二一四與非門IC4構(gòu)成本機的主要部分，程控部分；g.由壓電晶體HD，三極管T9，電阻R33～R36，電容C2構(gòu)成了報警電路，充電結(jié)束時將發(fā)響，以示充電結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程序鎳鎘電池充電器，其特征在于用主充電回路產(chǎn)生的脈動電壓，并與負脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的負脈沖疊加，使得電池內(nèi)電離子有充分的時間擴散，以克服電極極化現(xiàn)象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程序鎳鎘電池充電器，其特征在于采用電壓比較器，限定最高充電電壓，防止電池的過充電。
專利摘要程控鎳鎘電池自動充電器，由穩(wěn)壓電源、負脈沖發(fā)生電路、主充電回路、窗口電壓比較器、放電回路、程控電路、報警電路組成。該充電器克服了電池電極極化現(xiàn)象，限定了最高充電壓，延長電池的使用壽命。同時，可以實現(xiàn)采用脈動大電流快速充電。
文檔編號H02J7/10GK2059778SQ88221050
公開日1990年7月25日 申請日期1988年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月9日
發(fā)明者劉文斌 申請人:吉林建筑工程學(xué)院