專利名稱：穩(wěn)壓/恒流式電池/蓄電池充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化學(xué)電源的充電技術(shù)。
對(duì)于鉛酸、鎳鎘等蓄電池，生產(chǎn)廠家推薦恒電流充電，國(guó)內(nèi)外已有專業(yè)用的大功率恒電流充電機(jī)，但較小功率的恒電流充電器若采用同樣的電路，會(huì)造成電路復(fù)雜、零件較多、成本和售價(jià)較高、購(gòu)買者較少的結(jié)果。
本實(shí)用新型的目的是，提供電路較簡(jiǎn)、零件較少、成本和售價(jià)較低、包括定電壓充電和恒電流充電等功能的充電器。
附

圖1是本實(shí)用新型的基本電路圖即總體方案，附圖2是一個(gè)實(shí)施例的電路圖，附圖3是充電器所用的電池盒的示意圖，附圖4是充電器機(jī)殼的示意圖。
附圖1中左部為整流電源，電源插頭、電源線、電源變壓器B的初級(jí)繞組N1順序聯(lián)接，B的一個(gè)次級(jí)繞組N2、橋式整流器D1～D4(其中的各二極管均并聯(lián)電容器即C1～C4以消除寄生調(diào)幅的影響)、電解電容器C5順序聯(lián)接成全波整流濾波電路，交流電經(jīng)降壓、整流、濾波而得到紋波率較低的直流電壓V3，其輸出端串熔斷器RD作過(guò)流保護(hù)；附圖1的其他部分為穩(wěn)壓恒流電路，調(diào)整管Q1、按電池充電電流方向?qū)щ姷母綦x二極管D8、被充電的電池或蓄電池DC(以下可簡(jiǎn)稱電池)、電流取樣電阻R7順序串聯(lián)后接V3，B的另一個(gè)次級(jí)繞組N3、D5、C6順序聯(lián)接成半波整流濾波電路而構(gòu)成輔助電源V4，V4串R1后跨接于調(diào)整管Q1的發(fā)射結(jié)、為Q1提供基極電流，取樣放大管Q2接成Q1基極的分流電路(Q2的集電極電流由V4迭加V5后經(jīng)R1提供)，R2防止亟端情況下Q2過(guò)流而損壞，R3、R4對(duì)Q1的輸出電壓V5作電阻分壓式取樣，穩(wěn)壓二極管D6作比較器件，當(dāng)V5達(dá)某設(shè)定值以上時(shí)，D6擊穿(R5旁路其非線性電流)，Q2導(dǎo)通并作線性放大，對(duì)Q1的基極電流分流并自動(dòng)調(diào)節(jié)分流程度，從而穩(wěn)定V5及V6，調(diào)節(jié)R3與R4的分壓比即可調(diào)節(jié)V5及V6，此外，當(dāng)Q1輸出電流即電池充電電流達(dá)某設(shè)定值以上時(shí)，它在R7上的電壓降經(jīng)隔離二極管D7、保護(hù)電阻R6饋入Q2基極，Q2導(dǎo)通而使V5及V6呈下降趨勢(shì)，于是電池充電電流被自動(dòng)地鉗制在某設(shè)定值附近，此設(shè)定值由R7的大小決定。此方案實(shí)施時(shí)可擴(kuò)展功能，將V3、V6輸出，對(duì)外負(fù)載提供非穩(wěn)定電壓的/穩(wěn)壓的/恒電流或限制最大電流的直流電源，構(gòu)成多功能充電器，下面按不同特點(diǎn)的實(shí)施例并結(jié)合附圖分段說(shuō)明。
附圖1中的電池或蓄電池DC接負(fù)載即充電器作為交直流兩用的熒光燈、黑白電視機(jī)等電器的電源電路，當(dāng)交流電斷電時(shí)，D8阻斷DC流向穩(wěn)壓恒流電路的電流，負(fù)載由DC供電，當(dāng)交流電供電時(shí)，穩(wěn)壓恒流電路向負(fù)載供電并同時(shí)給DC充電，此時(shí)若充電電流與負(fù)載電流之和大于某設(shè)定值時(shí)，V5及V6自動(dòng)降低可免過(guò)載，上述兩種供電狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換、無(wú)需人工操作，同時(shí)，上述電器的工作也不會(huì)中斷。
附圖2中B的次級(jí)繞組N2按V3的額定電壓為3/4.5/6/7.5/9/12V設(shè)計(jì)并抽頭，發(fā)光二極管D1與電阻R1串聯(lián)后接至N2的部分繞組作交流電指示，用單刀六擲開(kāi)關(guān)K1將橋式整流器換接N2的抽頭以分檔調(diào)節(jié)V3，V3串熔斷器RD、電流取樣電阻R8、R9、R10再串輸出極性變換用配套插Z1后接電源線和直流插頭Z2(單個(gè)或十字形四用插頭)并引出至機(jī)外，作袖珍式收錄機(jī)、小型游戲機(jī)等的外接電源；用電位器W接成變阻器串R4作電阻分壓式輸出電壓取樣電路中的上分壓電阻，在大范圍內(nèi)連續(xù)地調(diào)整輸出電壓即電池充電電壓，W的面板刻度按額定的輸出電壓值即電池充電電壓值刻度；電流取樣電阻由三個(gè)電阻即R8～R10串成，用單刀三擲開(kāi)關(guān)K2按短路或不短路其中的一部分的方式調(diào)節(jié)其總電阻值即將恒流充電的恒流額定值分成三檔；DC的隔離二極管由三個(gè)硅二極管即D9～D11串成，在電池充電電流大范圍變動(dòng)時(shí)均能取得發(fā)光二極管D12所需的電壓降，D12作充電指示，R11為保護(hù)電阻。
附圖2中，還可用電位器接成變阻器串聯(lián)電阻后取代R8～R10并取消K2，在大范圍內(nèi)連續(xù)地調(diào)節(jié)電流取樣電阻值即額定的電池充電電流恒流值并制作相應(yīng)的電位器面板刻度。
充電器所用的裝納被充電的電池或園柱形鎳鎘蓄電池即所謂可充電池的電池盒為注塑而成，其內(nèi)尺寸按1號(hào)電池設(shè)計(jì)，其墻板上和兩排電池間的隔板上均在注塑時(shí)形成按1號(hào)與2號(hào)電池的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的供插入電池簧夾用的槽口，以供1/2/5號(hào)電池或相同尺寸的鎳鎘蓄電池裝入充電(2/5號(hào)電池長(zhǎng)度相等)，附圖3是可以裝入四節(jié)1/2/5號(hào)電池的去掉蓋板后的電池盒的示意圖，圖為可裝入1節(jié)2號(hào)或5號(hào)電池的情形。
附圖4是充電器的機(jī)殼的示意圖(蓋板未繪出)，其設(shè)計(jì)思路是只用一付模具即可注塑出帶通風(fēng)槽孔和立腳的機(jī)殼(不含蓋板)，裝有電子零部件的部分的朝向敞開(kāi)面的底面和左右側(cè)面的上部制成若干條互相平行、互有間隙的等截面直條，直條邊線與敞開(kāi)面垂直，其端部較薄并指向敞開(kāi)面，從敞開(kāi)面蓋入的蓋板的內(nèi)側(cè)制作與直條端部相楔合的凹部以固定直條，蓋板蓋合后便形成若干條通風(fēng)槽孔；機(jī)殼底面外側(cè)的左右部注塑成兩條與敞開(kāi)面垂直的等截面的條形立腳。
采用晶閘管相控電路的充電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是損耗小、效率高，但對(duì)于小電流、小功率的充電器，效率問(wèn)題不太重要，本實(shí)用新型采用只用兩個(gè)三極管的線性工作的串聯(lián)式穩(wěn)壓/恒流電路，利用負(fù)反饋而取得輸出的穩(wěn)壓特性和恒流特性，對(duì)蓄電池或電池的充電為恒電流充電，其端電壓升高至設(shè)定值或調(diào)定值即充電足夠時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎妷撼潆姡潆婋娏髯詣?dòng)減小并趨向零，可防止欠充電和過(guò)充電、保證其容量和壽命，充電全過(guò)程比較理想，同時(shí)具有電路較簡(jiǎn)、零件較少、成本和售價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，也為交直流兩用的熒光燈、黑白電視機(jī)等電器提供了兼有充電功能的簡(jiǎn)單實(shí)用的電源電路。
權(quán)利要求1.穩(wěn)壓/恒流式電池/蓄電池充電器，包括整流電源、穩(wěn)壓恒流電路、塑料機(jī)殼，整流電源中，電源插頭、電源線、電源變壓器(B)的初級(jí)繞組(N1)順序聯(lián)接，電源變壓器(B)的一個(gè)次級(jí)繞組(N2)、全波整流器(D1～D4)——其中的各二極管均并聯(lián)電容器(C1～C4)、電解電容器(C5)順序聯(lián)接成全波整流濾波電路，其輸出端(V3)串有熔斷器(RD)，本實(shí)用新型的特征是所述的整流電源的輸出端接調(diào)整管(Q1)、按電池或蓄電池充電電流方向?qū)щ姷母綦x二極管(D8)、被充電的電池或蓄電池(DC)、電流取樣電阻(R7)的串聯(lián)電路；所述的電源變壓器(B)的另一個(gè)次級(jí)繞組(N3)、二極管(D5)、電解電容器(C6)順序聯(lián)接成半波整流濾波電路、構(gòu)成輔助電源(V4)，其輸出端串電阻(R1)后跨接于調(diào)整管(Q1)的基極與發(fā)射極，其接法應(yīng)使電流流過(guò)所述的電阻(R1)和調(diào)整管(Q1)的基極；取樣放大管(Q2)集電極串電阻(R2)后接成調(diào)整管(Q1)基極的分流電路，其發(fā)射結(jié)并聯(lián)電阻(R5)，其基極串反向工作的穩(wěn)壓二極管(D6)后接至跨接在調(diào)整管(Q1)輸出端(V5)的兩個(gè)分壓電阻(R3、R4)的串聯(lián)點(diǎn)，取樣放大管(Q2)的基極還串電阻(R6)、對(duì)于所述的電流取樣電阻(R7)正向工作的二極管(D7)后接電流取樣電阻(R7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓/恒流式電池/蓄電池充電器，其特征是，所述的電池或蓄電池(DC)接交直流兩用的熒光燈或黑白電視機(jī)等負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓/恒流式電池/蓄電池充電器，其特征是；所述的電源變壓器(B)的一個(gè)次級(jí)繞組(N2)有多個(gè)抽頭，其部分繞組接發(fā)光二極管(D1)與電阻(R1)的串聯(lián)電路，所述的整流器采用橋式整流器，使用單刀多擲開(kāi)關(guān)(K1)將橋式整流器換接電源變壓器的一個(gè)次級(jí)繞組(N2)的多個(gè)抽頭，所述的整流電源的輸出端(V3)串熔斷器(RD)、電流取樣電阻(R8～R10)再串輸出極性變換用配套插(Z1)后接電源線和直流插頭(Z2)并引出機(jī)外；所述的跨接在調(diào)整管(Q1)輸出端(V5)的兩個(gè)分壓電阻中的上分壓電阻由電位器(W)接成變阻器與電阻(R4)串聯(lián)而成，電位器(W)的面板刻度按額定的輸出電壓值即電池充電電壓值刻度；所述的電流取樣電阻由多個(gè)電阻串聯(lián)而成(R8～R10)，用單刀多擲開(kāi)關(guān)(K2)按短路或不短路其中的一部分的方式調(diào)節(jié)其總電阻值；所述的按電池或蓄電池充電電流方向?qū)щ姷碾姵鼗蛐铍姵?DC)的隔離二極管由三個(gè)硅二極管(D9～D11)串成，串聯(lián)后的兩端再并聯(lián)一個(gè)按電池或蓄電池充電電流方向?qū)щ姷陌l(fā)光二極管(D12)與電阻(R11)的串聯(lián)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的穩(wěn)壓/恒流式電池/蓄電池充電器，其特征是，改用電位器接成變阻器串聯(lián)電阻作為所述的電流取樣電阻，電位器面板刻度按相應(yīng)的充電電流額定值制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的穩(wěn)壓/恒流式電池/蓄電池充電器，其特征是；裝納被充電的電池或園柱形鎳隔蓄電池的電池盒為注塑而成，其內(nèi)尺寸按1號(hào)電池設(shè)計(jì)，其墻板上和兩排電池間的隔板上均在注塑時(shí)形成按1號(hào)與2號(hào)電池的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的供插入電池簧夾用的槽口；所述的塑料機(jī)殼，裝有電子零部件的部分的朝向敞開(kāi)面的底面和兩側(cè)面的上部制成若干條互相平行、互有間隙的等截面直條，直條邊線與敞開(kāi)面垂直，直條端部較薄并指向敞開(kāi)面，從敞開(kāi)面蓋入的蓋板的內(nèi)側(cè)制作與所述的直條端部相楔合的凹部，機(jī)殼底面外側(cè)的左右部注塑成兩條與敞開(kāi)面垂直的等截面的條形立腳。
專利摘要采用線性工作的串聯(lián)式穩(wěn)壓/恒流電路，N3、D5、C6組成輔助電源V4，經(jīng)R1供給調(diào)整管Q1偏流并受取樣放大管Q2分流及調(diào)控，R3、R4、D6對(duì)輸出電壓取樣比較后、R7對(duì)輸出電流取樣并經(jīng)D7后的電壓均饋入Q2基極而同時(shí)獲得輸出的即充電的恒流特性和穩(wěn)壓特性，可防止欠充電和過(guò)充電，即保證化學(xué)電源的容量和壽命，且電路較簡(jiǎn)、零件較少、成本較低，另可作交直流兩用的熒光燈、黑白電視機(jī)等電器的兼有充電功能的電源電路。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2223531SQ9422214
公開(kāi)日1996年3月27日 申請(qǐng)日期1994年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月16日
發(fā)明者李上燦 申請(qǐng)人:李上燦