單向可控矽充電器的製作方法

2024-03-06 04:34:15

專利名稱：單向可控矽充電器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種充電電器。
蓄電池的充電分浮充和循環充。目前用於循環充的市售充電器，結構較簡單。主要是220V交流電源經變壓器和橋式(全波)整流，電容濾波後，接入蓄電池兩端，對其進行接近恆流的大電流充電。這種充電器，只能以規定時間的方式(如充電14－18小時)來衡量電是否被充足。因此，存在著下述缺點(1)充電量只有85％左右2)對貯電多或少的蓄電池充電時間都一樣，易產生過充；3)電源電壓的波動會引起過充或充電不足。
因此，蓄電池的生產廠家多推薦定壓充電。在初充時，充電電壓u與蓄電池冷態開路電壓u1的差值△U1較大，所以充電電流較大，隨著充電時間的增長，△U1逐減小，充電電流亦隨之減小。因此，有足夠的充電時間，可以避免充電不足或過充。但存在變壓器容量需較大，電路結構複雜，成本高，較難設置簡易的指示器等缺點。
為此，有人申請了「電容式節能自動充電器」(專利申請號90210262.1，申請日900317)等實用新型專利，儘管具有結構較簡單，體積小，成本低等特點，但尚存在充電特徵和參數難能充分可調，充電容量較小等缺點。
本實用新型的目的是提供一種先恆流、後定壓和脈動小電流充電，且電流、電壓值可調的結構簡單，成本低廉的單向可控矽充電器。
本實用新型的主體方案是市用220V交流電經降壓而獲得低壓電源；低壓電源的一端串接單向可控矽正端，可控矽的負端與充電器輸出正端相接，充電器輸出負端直接接於低壓電源的另一端而構成主迴路；單向可控矽的控制極一支串經電位器接於電源一端，另一支經穩壓二極體與三極體的發射極相接；三極體的集電極與低壓電源的另一端相接，其基極則串經電位器亦與低壓電源的同端相接。
另外，在穩壓二極體的正極，也可接入雙色指示燈的共用腳；而後者的另二端分別接於單向可控矽的負端和電位器(W1)的一端。
上述所述的降壓可採用普通變壓器降壓，也可以採用現有的各種電容式降壓；降壓後可再接上全波整流、或半波整流及濾波電路，也可直接與上述電路相接；所述的雙色指示燈也可以用二隻單色指示燈代替。此外，所述的電位器也可以待確定阻值後用一個固定電阻(R)或由一組相併聯的不同相應阻值的電阻組及相應的轉換開關(K)所替代。以期通過換接不同的電阻值來方便地調整或變換充電器的充電特性。當然，也可以在電位器的旋鈕旁的外殼上標明充電特性的選擇區間等。整個線路板及其元件裝入外殼內；輸入端及蓄電池充電端分別與設置於外殼上的接線柱相連接。
下面結合實施例對本實用新型作進一步描述。


圖1是本實用新型的一種電路原理圖。
圖2是本實用新型的另一種電路原理圖。
圖3是本實用新型的充電特性曲線示意圖。
參見圖1至圖3的單向可控矽充電器，由置於塑料外殼內的變壓器(B)和線路板構成。在變壓器的高壓端外接普通插頭，以便隨時通斷電；在變壓器的低壓輸出源的一端(A)正向串經單向可控矽(SCR)，連接可控矽負端的由輸出線與被充電器的正端(1)相接，被充電器的輸出負端(2)由輸出線直接接於低壓電源的另一端(D)而構成主迴路；單向可控矽(SCR)的控制極接於穩壓二極體(DW)，並接於雙色指示燈(LED)的共用腳，其一腳(4)接於單向可控矽(SCR)的負極，其另一色燈的腳(5)經電位器(W1)或電阻(R1)串聯開關(K)後，並聯上電阻(R2)，再接於低壓電源的一端(A)；穩壓二極體(DW)的負極與三極體(BG)的發射極(e)相接；三極體(BG)的集電極(C)與低壓電源的(D)端相接，其基極(b)則串經電位器(W2)或固定電阻(R3)亦與低壓電源的(D)端相接。
使用時，只需將變壓器(B)的高壓端插接入市電，其輸出端經單向可控矽(SCR)和被充電的蓄電池(E)構成主迴路；同時，電流流經(W1)或(R2)和雙色指示燈(LED)的黃燈燈絲後，再經(DW)和(BG)而構成回流，即黃燈亮；另外，由單向可控矽(SCR)的負極經(LED)的紅燈燈絲和(DW)及(BG)、(R3)而構成迴路，使紅燈亮。由於單向可控矽的控制極與低壓輸入端間所串接的均為純電阻(W1或R2和指示燈燈絲)，故始終輸入與其正極同步的電壓、電流，由此觸發可控矽的導通；若保持(W1)不變，調節(W2)使Ib改變，BG的工作點改變，即開關的通斷點移動，使導通角改變，可控矽負極端電壓(輸出電壓)隨之改變；若保持(W2)不變(即電阻R3)調節(W1)或撥動開關(K)，流經其的電流I改變；只要(DW)未被擊穿，三極體(BG)的工作狀態不變。所以，流入控制極的電流改變，同樣使可控矽的輸出狀態改變。當蓄電池被充至某一電壓，(DW)被擊穿，這時若電流電壓出現波動，變壓器輸出電壓隨之波動，流過(W1)的電流變化，穩壓二極體(DW)起作用，控制極電流變化較小，輸出電壓波動明顯減小，一般約為原波動的1／5。
這樣，在實際使用時，若(W1)和(W2)分別確定為固定電阻(R2)和(R3)，其電路輸出的最高電壓即為一定值。當蓄電池電壓隨著充電而不斷提高，加上其本身內部的發熱及其接受能力的改變等原因，使之充電電壓差△U值減小，電流減弱，甚至為零。當電流為零時，蓄電池隨之冷卻，由發熱引起的內電阻迅速減小，△U值又復增大。由此而形成如附圖3所示的脈衝狀充電(指示燈閃動)，其平均值亦逐漸趨小。這種低頻脈衝涓流充電，不僅能有效地消除電池記憶現象，抑制水的電解及電池內部枝狀晶體的生長，而且不會產生明顯發熱，從而延長了電池使用壽命，充電效率接近100％。
同時，由於本實用新型的主控電路輸入電壓適合於可控矽控制極的特性，以及控制極和正極同步輸入。從而使用了較少的元件達到了電流、電壓(如1.5－24V)的調整。即實現了較多的功能，例如循環充、浮充或適用於只能用較小電流激活的舊蓄電池的修復等。因此，具有結構簡單，體積小，成本低，製造容易，功能全，工作可靠，指示明確直觀，不易產生過充現象等特點。它將深受消費者歡迎，並被蓄電池生產廠家所推薦。
權利要求1.一種單向可控矽充電器，其特徵在於低壓電源的一端(A)串接單向可控矽(SCR)正端，可控矽的負端與充電器輸出正端(1)相接，充電器輸出負端(2)直接接於低壓電源的另一端(D)而構成主迴路；單向可控矽(SCR)的控制極，一支串經電位器(W1)接於電源一端(A)，另一支經穩壓二極體(DW)與三極體(BG)的發射極(e)相接；三極體(BG)的集電極(C)與低壓電流的D端相接，其基極(b)則串經電位器(W2)亦與低壓電源的(D)端相接。
2.如權利要求1所述的單向可控矽充電器，其特徵是在所述的穩壓二極體(DW)的正極接有雙色指示燈(LED)的共用腳；而後者的另二端分別接於單向可控矽(SCR)的負端和電位器(W1)的一端。
3.如權利要求1或2所述的單向可控矽充電器，其特徵在於所述的電位器(W2)為固定電阻(R3)所替代；所述的電位器(W1)可由並聯的二個或二個以上的固定電阻及開關(K)所替代。
專利摘要本實用新型涉及一種充電電器，它主要由低壓電源端正向串經單向可控矽(SCR)和被充電蓄電池而構成主迴路；單向可控矽的控制極一支串經電位器(W
文檔編號H02J7/10GK2173476SQ9324259
公開日1994年8月3日 申請日期1993年10月18日 優先權日1993年10月18日
發明者柯賜龍 申請人:柯賜龍