二次電池恆流充/放電及無觸點寄存採樣裝置的製作方法
2023-06-19 18:04:46
專利名稱：二次電池恆流充/放電及無觸點寄存採樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種裝置，特別是一種二次電池恆流充/放電及無觸點寄存採樣裝置。
到目前為止，國內現有已公開銷售的同類型二次電池恆流充/放檢測裝置和產品，全部採用串聯式恆流源，每16～64隻電池串聯組成一組共用一個恆流源進行充/放，每個恆流源的充/放轉換均有一個以上的繼電器控制其切換，在充/放過程中，若某個電池達到截止條件，則由對應的繼電器控制該電池旁路、寄存，不再繼續原充/放過程，故每一個檢測點都有一個繼電器，若有一千個檢測點，則該檢測裝置必將擁有1千多個繼電器，使裝置的可靠性大大降低，特別是該類檢測裝置作為生產性設備在電池廠使用時，一般都是每天三班24小時連續運行，對設備的可靠性要求非常高，由於出廠的每隻電池都必須檢測，對於每天僅生產1萬隻電池的小廠來說，也需要有數千點的檢測設備，所以，使用繼電器的數量是非常龐大的，繼電器的使用嚴重影響設備的可靠性。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術的不足之處而提供一種採樣寄存速度快、壽命長、可靠性高、容易實現計算機全自動大規模集成控制的二次電池恆流充/放電及無觸點寄存採樣裝置。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到本實用新型包括櫃體、面板、電池夾具、電源、充電電池，其特徵在於還有無觸點充電恆流電路、無觸點放電恆流電路、無觸點寄存電路、無觸點採樣電路，電源E通過充電恆流電路與充電電池e相接，充電電池e還和放電恆流電路及無觸點採樣電路相接，無觸點寄存電路的輸出分別與充電恆流電路及放電恆流電路相連。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到櫃體上可設前、後兩個面板，在面板上設有電池夾具及寄存指示燈D4。電源E通過電阻R8與充電恆流電路中運算放大器U1的正端相連，U1的輸出端通過電阻R3、二極體D1與三極體T1的基極相連，T1的集電極與充電電池e相連，T1的射極與U1的負端相連，放電恆流電路中運算放大器U2的正極通過電阻R9與地相連，U2的輸出端通過電阻R4、二極體D2與三極體T2的基極相連，T2的集電極與充電電池e相連，T2的射極與U2的負端相連，無觸點寄存電路中三極體T4的集電極一路通過二極體D3、D2與三極體T2的基極相連，另一路通過電阻R6與三極體T3的基極相連，T3的集電極通過二極體D1與三極體T1的基極相連。無觸點寄存電路中集成電路U3的5腳通過電阻R5與三極體T4的基極相接，充電電池e的E極與無觸點採樣電路中集成電路U4的13腳相連。
圖1為本實用新型的原理方框圖；圖2為本實用新型的外形結構示意圖；圖3為本實用新型的電原理圖。
本實用新型下面將結合附圖(實施例)作進一步詳述參照圖1、圖2，本實用新型由無觸點充電恆流電路1、無觸點放電恆流電路2、無觸點寄存電路3、無觸點採樣電路4、櫃體5、面板6、電池夾具7、電源E、充電電池e等組成。櫃體5上可設為單工作面或雙工作面，在面板6上設有多個電池夾具7及寄存指示燈D4，每櫃可檢測電池數從256～1024點。
參照圖3，由U1、R1、T1、R3、D1及電源E組成充電恆流電路。U1為運算放大器，R1、R3為電阻器，D1為整流二極體，T1是晶體三極體或複合管或場效應管，亦可採用二級或多級放大實現大電流恆流。
其恆流過程是當給定電壓V′gd確定時，此時的負反饋電壓為Vf1運算放大器U1的輸入電壓ΔV＝V′gd-Vf1由於運算放大器的高開環增益特性(即高開環放大倍數一般可達104以上)。當ΔV＞0時(即V′gd＞Vf1)，其輸出電壓將迅速上升，三極體T1的基極電位也將隨之上升，從而導致通過三極體的電流下降，反饋電路R1上的壓降降低。使Vf1的電位上升，ΔV→0、Vf1≈V′gd。
當ΔV＜0時(即V′gd＜Vf1)，運算放大器的輸出電壓將下降，三極體T1的基極電位也將下降，通過三極體的電流則將增加，反饋電阻R1上的壓降也將增加，使Vf1電位下降。ΔV→0，Vf1≈V′gd。
由上可知，當給定電壓V′gd一定時，由於運算放大器的高開環增益特性，負反饋電壓Vf1將穩定在Vf1≈V′gd處，而通過電池e上的電流，Ic≈Vf1/R1，從而達到恆流充電的目的，改變給定電壓V′gd的大小，便可改變充電電流的大小。(注充電時放電迴路不能工作，可使V′gd＝0或接地)由U2、R4、D2、T2、R2、充電電池e組成放電恆流電路，U2為運算放大器，R2、R4為電阻器，D2為整流二極體，T2為晶體三極體或複合管或場效應管，亦可採用二極或多極放大以實現大電流恆流。
其恆流過程類似於充電恆流過程當給定電壓Vgd確定時，運算放大器U2的輸入ΔV＝Vgd-Vf2，當ΔV＞0時，由於運算放大器的高開環增益特性，U2的輸出電壓迅速上升，T2的基極電位迅速上升，注入基極電流Ib增加。發射極電流Ie＝(1+β)Ib亦增加。Vf2＝Ie·R2亦增加，直致ΔV→0，即Vgd≈Vf2。
當ΔV＜0時，其調節過程正好與上相反，當V′gd穩定不變時，通過反饋電阻R2的電流也不變，從而達到恆流放電的目的，只要改變Vgd的大小，就能改變放電恆流的大小。(注放電時，充電迴路不能工作，可使Vgd直接接電源E的正極。)由U3、R5、T4、R6、T3、D3組成無觸點寄存電路，U3為4508，74LS373等數據鎖存器或寄存器，也可以用其它型號的數據寄存器，T3、T4為小功率晶體三極體，D3為整流二極體，R6、R5為電阻器。
當充/放電時，電池二端電壓達到充/放截止條件時，上級控制線路會向U3發送鎖存數據。此時T4飽和導通，T3飽和導通，D3導通，使T1、T2管均處於截止狀態，從而達到停止充/放電的目的，亦即無觸點寄存。
U4為4051或4067等模擬開關，通過控制模擬開關的通斷達到無觸點採樣的目的。D4為發光二極體或指示燈，當電池e處於寄存狀態時，T4飽和導通，D4通過R7連接到T4的集電極，D4導通並發光。
本實用新型相比現有技術具有如下優點1、徹底取消了數目龐大的電池旁路寄存用繼電器和充放轉換用繼電器，代之以無觸點充/放、寄存、採樣電路，使可靠性大大提高，使用壽命延長一倍以上，檢測速度提高一個數量級以上，綜合性能大大提高。
2、以每個電池為一個獨立結構單元，提供一個充/放獨立的雙恆流源和一位寄存、採樣單元，實現了無觸點充/放、寄存和採樣功能，在此基礎上非常容易實現計算機全自動、大規模集成控制。能對各種密封圓柱型鎘鎳、氫鎳二次電池和部分異型電池(口香糖式二次電池)實現恆流充/放檢測，容量分選、封口化成等多功能。
權利要求1.一種二次電池恆流充/放電及無觸點寄存採樣裝置，包括櫃體5、面板6、電池夾具7、電源E、充電電池e，其特徵在於還有無觸點充電恆流電路1、無觸點放電恆流電路2、無觸點寄存電路3、無觸點採樣電路4，電源E通過充電恆流電路1與充電電池e相接，充電電池e還和放電恆流電路2及無觸點採樣電路4相接，無觸點寄存電路3的輸出分別與充電恆流電路1及放電恆流電路2相連。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於櫃體5上可設前、後兩個面板6，在面板6上設有電池夾具7及寄存指示燈D4。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於電源E通過電阻R8與充電恆流電路1中運算放大器U1的正端相連，U1的輸出端通過電阻R3、二極體D1與三極體T1的基極相連，T1的集電極與充電電池e相連，T1的射極與U1的負端相連，放電恆流電路2中運算放大器U2的正極通過電阻R9與地相連，U2的輸出端通過電阻R4、二極體D2與三極體T2的基極相連，T2的集電極與充電電池e相連，T2的射極與U2的負端相連，無觸點寄存電路中三極體T4的集電極一路通過二極體D3、D2與三極體T2的基極相連，另一路通過電阻R6與三極體T3的基極相連，T3的集電極通過二極體D1與三極體T1的基極相連。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於無觸點寄存電路3中集成電路U3的5腳通過電阻R5與三極體T4的基極相接，充電電池e的E極與無觸點採樣電路4中集成電路U4的13腳相連。
專利摘要一種二次電池恆流充/放電及無觸點寄存採樣裝置、由無觸點充/放電恆流電路、無觸點寄存及採樣電路、櫃體、面板、電池夾具、電源、充電電池等組成。本實用新型採用了無觸點充/放電路及寄存、採樣電路,使可靠性大大提高,延長了使用壽命,檢測速度大大加快;配上微型計算機可實現全自動、大規模集成控制,能對各種密封圓柱型鎘鎳、氫鎳二次電池和部分異型電池(如口香糖式二次電池)實現恆流充/放電檢測、容量分選、封口化成等多種功能。
文檔編號H02J7/00GK2296594SQ9720866
公開日1998年11月4日 申請日期1997年1月31日 優先權日1997年1月31日
發明者何永梅 申請人:何永梅