脈衝快速充電機的製作方法
2023-05-31 03:26:16 2
專利名稱：脈衝快速充電機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於用於電池組的充電的技術領域，具體地說涉及到用於從含有非電原動機的充電裝置對電池組充電的。
目前在生產部門中使用的大恆流充電機，充電時，電解液中冒氣泡，汙染了環境，有害於操作人員的身體健康，而且電充不進去，既浪費能源，又浪費時間，使得電池的使用壽命縮短。
本實用新型的目的在於克服上述充電機的缺點，提供一種充電時不冒氣泡、不汙染環境、可連續充電、進行反極性保護和自動檢測的脈衝快速電機。
為達到上述目的，本實用新型採用的解決方案是它是由主迴路、電源電路、定時電路、時序電路、保護檢測電路、觸發電路連接構成。
主迴路該電路的輸入端電源變壓器的初級接交流電源、次級接電源電路整流器的輸入端，該電路的一輸出端接保護檢測電路的過流保護電路放大器的輸入端，向保護檢測電路輸入電流檢測信號，還有一輸出端接保護檢測電路的檢測電路放大器的輸入端，向保護檢測電路輸入電壓信號。電源電路該電路的一輸出端與觸發電路的鋸齒波電路放大器的輸入端連接，向觸發電路提供同步電壓，另一輸出端分別與定時電路、保護檢測電路、時序電路、觸發電路的電源端連接，為其提供穩壓直流電源。保護檢測電路該電路的過流保護電路一輸出端接電源電路的電源控制電路輸入端，向電源電路提供放大過流信號，切斷電路，另一輸出端接觸發電路的信號綜合電路放大器輸入端，向觸發電路提供反饋信號，保護檢測電路的定時控制電路輸出端接定時電路的計數器CC4060的12腳，為定時電路輸入定時的控制信號；該電路的定時控制電路的一輸入端接定時電路D14的正極、輸出端接定時電路計數器CC4060的9腳，起開關作用。定時電路該電路的D13負極接電源電路的電源控制電路的輸入端，用於確定充電時間。時序電路該電路的振蕩器一輸入端接電源，用於產生振蕩信號，該電路的振蕩器一輸出端接觸發電路的輸出端，用於關斷停止充電時的觸發脈衝。該電路的放電電路的輸出端接主迴路電池，為主迴路提供充電放電時序，該電路的信號輸出電路輸出端接保護檢測電路的檢測電路放大器的輸入端，為其提供檢測控制時序，該電路反相器的輸出端接觸發電路的信號綜合電路放大器的輸入端，為其提供控制給定電壓的通斷信號，觸發電路該電路的鋸齒波電路放大器的輸入端接電源，用於產生過零脈衝和恆流源，該電路的輸出端接主迴路的可控矽KP1、KP2，輸出脈衝，觸發可控矽KP1、KP2導通，給電池充電。
本實用新型的時序電路由振蕩器、定時電路、放電電路、反相器、信號輸出電路連接構成。振蕩器的輸入端接電源、一輸出端接觸發電路的輸出端，該電路的另一輸出端接延時電路的C6一端，放電電路D15正極、延時電路放大器的輸入端、以及信號輸出電路放大器的輸入端，放電電路的輸出端接主迴路電池，延時電路的輸出端與反相器R27的一端，反相器的輸出端接觸發電路的信號綜合電路放大器的輸入端，信號輸出電路的輸出端接保護檢測電路的檢測電路放大器的輸入端。
本實用新型的保護檢測電路由過流保護電路、檢測電路、定時控制電路連接構成。過流保護電路的輸入端接主迴路電池、一輸出端接觸發電路的信號綜合電路放大器的輸入端、另一輸出端接電源電路的電源控制電路。檢測電路的輸入端接主迴路電池、輸出端接定時控制電路的R47的一端，定時控制電路的輸出端接定時電路計數器CC4060的12腳。定時控制電路的另一輸入端接定時電路D14正極、另一輸出端接定時電路計數器CC4060的9腳，起開關作用。
本實用新型的觸發電路由鋸齒波電路、鋸齒波輸出電路、信號綜合電路、信號處理電路、驅動電路連接構成。鋸齒波電路的輸入端接電源電路整流器，產生過零脈衝和恆流源，輸出端接鋸齒波輸出電路放大器的輸入端，鋸齒波電路的輸出端接信號處理電路放大器的輸入端，信號綜合電路的一輸入端接時序電路的反相器輸出端、一輸入端接保護檢測電路的過流保護電路的輸出端，信號綜合電路的輸出端接信號處理放大器的輸入端，將電壓、電流反饋信號與鋸齒波相加形成下降沿可變方波，經C9微分，信號處理電路的輸出端接驅動電路D33正極，經放大器放大形成所需的脈衝，驅動電路的輸出端接主迴路可控矽KP1、KP2，觸發可控矽KP1、KP2導通，向電池充電。
本實用新型主迴路的電源變壓器選用環形變壓器。
本實用新型用於充電時，具有不汙染環境、充電速度快、節約電能、實現自動檢測等優點，可在生產實踐中廣泛推廣使用。
圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。
圖2是本實用新型一個實施例的電路連接示意圖。
圖3是圖2中時序厚膜電路I的一個實施例電氣原理圖。
圖4是圖2中保護檢測厚膜電路II的一個實施例電氣原理圖。
圖5是圖2中觸發厚膜電路III的一個實施例電氣原理圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。
在圖1中，電源電路4向定時電路3、時序電路5、保護檢測電路2、觸發電路6提供15V穩壓電源，同時向觸發電路6提供同步電壓信號。時序電路5向保護檢測電路2提供檢測控制信號，並控制觸發電路6通斷，以及向主迴路1提供充電、放電時序，保護檢測電路2將主迴路1輸入的過流取樣信號經放大後輸入到電源電路，切斷時序電路5和觸發電路6的電源起保護作用。保護檢測電路2所產生的電流信號輸入到觸發電路6，起穩流作用，所產生的電池電壓檢測信號控制定時電路3工作。觸發電路6產生的觸發脈衝，驅動主迴路1的兩個可控矽KP1、KP2導通，給電池充電。
圖2給出了本實用新型一個實施例的電路連接示意圖，圖中I為時序厚膜電路、II為保護檢測厚膜電路、III為觸發厚膜電路。在圖2中，本實用新型由主迴路1、保護檢測電路2、定時電路3、電源電路4、時序電路5、觸發電路6連接構成。保護檢測電路2由保護檢測厚膜電路II與R6、R7、R8、R9、R11、K2、W2、L3連接構成，時序電路4由時序厚膜電路I與T2、可控矽KP3、L2、L4、K1、R4、R5、R10、C2連接構成，觸發電路6由觸發厚膜電路III與T1、D1、D2、D3、L1、W1、R1、R2、R3、脈衝變壓器連接構成。
在圖2中，本實施例的主迴路1由環形變壓器、D4、D5、電池E、電錶A，以及可控矽KP1、KP2連接構成。環形變壓器的初級接220V電源，次級一端接D5的負極，另一端接可控矽KP1的陽極，電流表A的一端接電池負極，另一端接D4、D5的正極，可控矽KP1、KP2的陰極接電池正極。
本實施例的電源電路4由T3、T4、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、R13、R14、C3連接構成，用於向其它電路提供電源。T4為電源控制電路，D7、D8、D9、D10連接成整流器，D7、D8的負極接D6的正極，D9、D10的正極接地，D6的負極接T3的集電極、R13和R14以及C3的一端，R13的另一端接T3的基極、T4的集電極、D11的負極，R14的另一端接電源正極，C3的另一端接地，D11、D12的正極接地，D12的負極接電源正極。
在圖2、3中，本實用新型的時序電路是由振蕩器5-1、延時電路5-2、反相器5-4、信號輸出電路5-5、放電電路5-3連接構成。
振蕩器5-1是由快慢轉換開關K1、集成電路J555、T5、D16、R18、R19、R20、C5連接構成。快慢轉換開關K1的一端接電源、另一端與R18的一端連接並通過R18與T5的基極連接，T5的集電極與集成電路J555的2腳和6腳、以及與R19和C5的一端連接，R19的另一端與集成電路J555的7腳、R20的一端連接，R20的另一端接電源正極，C5的另一端接電源負極，集成電路J555的輸出端3腳與D16的負極連接，D16的正極接觸發電路6驅動電路6-5的T19集電極。振蕩器用於控制本實用新型的充電時序。
延時電路由T6、T8、D17、D18、R21、R22、R24、R25、R26、C6連接構成。D17的正極與R21和C6的一端連接，R21的另一端接電源正極，C6的另一端與振蕩器5-1集成電路J555的輸出端3腳連接，D17的負極與T6的基極連接，T6的集電極與D18的正極和R22的一端連接，R22的另一端接電源正極，D18的負極與R24的一端連接，R24的另一端與T8的基極和R25的一端連接，R25的另一端接振蕩器5-1集成電路J555的輸出端3腳，T8的集電極與R26的一端連接，R26的另一端接電源正極。延時電路形成放電期間所需的延遲時間。
反相器5-4由T7和R27連接構成。T7的基極與R27的一端連接，R27的另一端接延時電路T8的集電極，T7的集電極接觸發電路6的信號綜合電路6-3的R57一端。反相器5-4用於控制給定電壓的通斷。
信號輸出電路5-5由D19、T9、T10、R29、C2連接構成。D19的正極與振蕩器5-1的集成電路J555輸出端3腳連接、負極與R29和C2的一端連接，C2的另一端接地，R29的另一端與T9的基極連接，T9的發射極與T10的基極連接，T9、T10的集電極接保護檢測電路2的R7與R8之間。信號輸出電路5-5向保護檢測電路2輸出控制檢測時序信號。
放電電路5-3由T2、D15、L2、L4、可控矽KP3、R4、R5、R10、R23、R28、C1連接構成。T2的基極與R23、R28的一端連接、集電極與L2和R4的一端連接，L2的另一端接R5的一端，R4和R5的另一端接可控矽KP3的陰極和C1的一端，可控矽KP3的陽極接主迴路1電池E正極，C1的另一端接主迴路1的D5正極，R23的另一端接D15的負極，D15的正極接L4的一端，放電管L4的另一端通過R10接地。
在圖2、4中，本實用新型的保護檢測電路2由過流保護電路2-1、檢測電路2-2、定時控制電路2-3連接構成。
過流保護電路2-1是由運算放大器LM324-V1、LM324-V2，D20、D21、D32、R6、R9、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R26、R37、C7、K2連接構成。運算放大器LM324-V1的同相輸出端12腳與R30的一端連接、反相輸入端13腳與R30和C7以及R6的一端連接並經R31接地，R30的另一端接主迴路1電池E的負極，運算放大器LM324-V1的輸出端14腳與D20的正極、R32的一端以及R6和C7的另一端連接，R32的另一端接觸發電路6的R60的一端，D20的負極接R34的一端並通過R34與D21的負極和運算放大器LM324-V2的同相輸入端3腳連接，D21的正極與R36的一端連接，運算放大器LM324-V2的反相輸入端2腳與R9和R35的一端連接，R9的另一端接地，R35的另一端接電源正極，運算放大器LM324-V2的輸出端1腳與R37和D32的正極連接，R37和R36的另一端接K2的一端，K2的另一端與電源電路4的T4的基極連接，D32的負極通過R33與電源電路4的T4的基極連接。過流保護電2-1將主迴路1電池的過流取樣電流，從R30輸入，經運算放大器LM324-V1放大後輸出，一路經R32輸入觸發電路6，另一路再經運算放大器LM324-V2放大後輸出過流信號，經D32、R33輸入到電源電路4的T4基極，切斷時序電路5和觸發電路6，達到保護電路目的。
檢測電2-2由運算放大器LM324-V3、LM324-V4，T11、T12、T13、D22、D23、D24、D25、D26、D27、D28、R7、R8、R11、R38、R39、R40、R41、R42、R44、R45、R46、電位器W2、L3連接構成。R7的一端接主迴路1電池E正極、另一端接R8並經R8和電位器W2接運算放大器LM324-V4的同相輸入端5腳，運算放大器LM324-V4的反相輸入端6腳與D27的負極和R45的一端，D27的正極接地，R45的另一端接電源正極，運算放大器LM324-V4的輸出端7腳接R44，並經R44、D26與運算放大器LM324-V3的同相輸入端10腳、R41、R46的一端連接，R41的另一端與D25的負極連接，R46的另一端與D28的負極連接，運算放大器LM324-V3的反相輸入端9腳經R43接地，輸出端8腳接D23、D24、D25的正極和R11的一端，R11的另一端接L3的一端，L3的另一端接地，D23的負極接R39並經R39接T13的基極，T13的集電極接D22的正極和R38的一端，R38的另一端接電源正極，D22的負極與T11的基極連接，D24的負極接R40的一端並經R40與T12的基極連接。本實施例從主迴路1電池E正極取電壓信號，經運算放大器LM324-V4、LM324-V3放大，輸出一路加到L3的一端、一路經整流後再經T13和T11放大、再一路經T12放大，後二路輸出將恆電壓信號轉換成恆流信號。
定時控制電路2-3由T14、T15、D29、D30、D31、R47、R48、R49、R50連接構成。R47的一端接檢測電路2-2運算放大器LM324-V3的輸出端8腳，R47的另一端接D29正極D29負極接T14的基極和D38的負極，D30的正極接R49的一端，T14的集電極接R48一端和定時電路3計數器CC4060的12腳，R48的另一端接電源正極，該電路另一輸入端D31的正極接定時電路3的D14正極、負極經R50接T15的基極，另一輸出端T15的集電極接定時電路3計數器CC4060的9腳，起開關作用。
在圖2中，本實用新型的定時電路由計數器CC4060、D13、D14、R12、R15、R16、R17、C4連接構成。計數器CC4060的1腳與D14的負極連接，D14的正極與R12、R15的一端連接，R15的另一端接電源正極，R12的另一端接D13的正極，D13的負極與電源電路4的T4基極連接，計數器CC4060的9腳與C4的一端連接、10腳與R17的一端連接、11腳與R16的一端連接，R16、R17的另一端接C4的另一端。經檢測電路2-2、運算放大器LM324-V3輸出的電壓信號經D29變為電流信號，經T14放大後輸入到計數器CC4060的12腳，打開定時電路3的計數器CC4060，計數器CC4060開始工作，當充電時間到後，將定時電路關斷。
在圖2、5中，本實用新型的觸發電路是由鋸齒波電路6-1、鋸齒波輸出電路6-2、信號綜合電路6-3、信號處理電路6-4、驅動電路6-5連接構成。
鋸齒波電路6-1由運算放大器LM324-V5，T16、T17、T18、D32、R51、R52、R53、C8連接構成。運算放大器LM324-V5的反相輸入端2腳經R51接電源電路4的D7負極、同相輸入端3腳經R52接地、輸出端接D32的正極，D32的負極與T16的集電極和C8的一端，C8的另一端接地，T16的基極與T17、T18的基極連接，T17的集電極與T18的集電極以及R53的一端連接，R53的另一端接地。鋸齒波電路6-1用於產生過零脈衝和恆流源。
鋸齒波輸出電路6-2由運算放大器LM324-V6和R54、R56連接構成。運算放大器LM324-V6的同相輸入端12腳經R56與鋸齒波電路6-1的T16集電極連接、反相輸入端13腳經R54接地、輸出端14腳接反相輸入端13腳。該電路將輸出脈衝波。
信號綜合電路6-3由運算放大器LM324-V7、R2、R3、R55、R57、R58、R59、R60、R61、R62、R63、W1連接構成。運算放大器LM324-V7的同相輸入端5腳接R57、R58的一端，R57的另一端接R55的一端，R55的另一端接W1的可調端，W1的一端接地、另一端接R3的一端，R3的另一端接電源正極，R2的一端接L1的一端，R2和L1的另一端接電源，R58的另一端接地。運算放大器LM324-V7的反相輸入端6腳接R59、R60、R61、R62的一端，R59的另一端接地，R61的另一端接R63的一端，R60的另一端接保護檢測電路2的R32，R62的另一端接運算放大器LM324-V7的輸出端7腳。
信號處理電路6-4由運算放大器LM324-V8、R64、R65、R66、C9連接構成。運算放大器LM324-V4的同相輸入端10腳經R64接鋸齒波輸出電路6-2運算放大器LM324-V6的輸出端14腳、反相輸入端9腳接R65、R66的一端，R65的另一端接信號綜合電路6-3運算放大器LM324-V7的輸出端7腳，R66的另一端接地，運算放大器LM324-V8的輸出端8腳接C9的一端，C9的另一端接驅動電路6-5的D33正極。該電路將電壓、電流反饋信號與鋸齒波輸出電路6-2輸出的鋸齒波相加形成下降沿方波，經C9微分，成為脈衝信號。
驅動電路6-4由T1、T19、D1、D2、D3、D33、D34、R1、R67、R68、R69、R70、脈衝變壓器連接構成。T19的基極與D33的負極和R68的一端連接，D33的正極接R67的一端和信號處理電路6-4的C9另一端，R67的另一端接電源正極，R68的另一端接地，T19的集電極接D34的正極、R69的一端、以及時序電路5的D16正極，R69的另一端接電源正極，D34的負極接R70的一端和T1的基極，R70的另一端接地，T1的集電極接D1的正極和脈衝變壓器的初級一端，D1的負極接脈衝變壓器初級的另一端和R1的一端，R1的另一端接電源電路T3的集電極。脈衝變壓器次級接D2、D3正極，D2、D3負極接主迴路1可控矽KP1、KP2的門極。該電路將脈衝信號放大，觸發主迴路可控矽KP1、KP2導通，向電池E充電。
本實施例的工作情況如下主迴路1環形變壓器輸出的18V電壓加到電源電路4整流器的D7～D10進行整流，整流後的電壓一路加到觸發電路6鋸齒波電路運算放大器LM324-V5的反相輸入端，作為同步信號，另一路加到電源電路4的D6經C3濾波，經T3、D12穩壓形成15V直流電壓供本實用新型其它電路。當加上電源時，L4燈按時序快慢閃動，時序電路5的延時電路5-2輸出信號觸發該電路的可控矽KP3放電使電池E在停電期間向C1放電，C1放滿，可控矽KP3自動關斷。在電池E充電期間C1上的電量由時序電路5的放電電路5-3的T2放掉，這時放電燈L2也按時序閃動。時序電路5的K1為快慢轉換開關，時序電路5振蕩器5-1的T1基極加15V電壓無時序為慢充電，不加15V電壓有時序為快充電。W1為給定電位器，慢慢加大給定電壓，觸發電路6就有觸發脈衝驅動該電路的T1管，使脈衝變壓器輸出脈衝信號，觸發主迴路1的可控矽KP1、KP2導通，給電池E充電。充電電流按時序閃動。當電流過大時，保護檢測電路輸出過流信號，使電源電路4的T4導通，關斷時序電路5和觸發電路6的供電電源，L1燈滅，本實用新型停止工作。當電池E充電達到所需電壓時，保護檢測電路2的定時控制電路2-3輸出定時信號，定時電路3打開，L3定時燈亮，這時定時開始，本實用新型由大電流轉入小電流給電池E補充充電，定時到，電池E充好電，時序電路5、觸發電路6的電源關斷，L1滅，充電結束。
權利要求1.一種脈衝快速充電機，其特徵在於它具有一個主迴路1該電路輸入端電源變壓器的初級接交流電源、次級與電源電路4整流器輸入端連接，為電源電路提供低壓交流電源，該電路的一輸出端接保護檢測電路2過流保護電路2-1放大器的輸入端，向保護檢測電路2過流保護電路2-1輸入電流檢測信號，該電路還有一輸出端接保護檢測電路2檢測電路2-2放大器的輸入端，向保護檢測電路2檢測電路2-2輸入電壓信號；它具有一個電源電路4該電路的一輸出端與觸發電路6的鋸齒波電路6-1放大器的輸入端連接，向觸發電路6提供同步電壓，該電路的另一輸出端分別與定時電路3、保護檢測電路2、時序電路5、觸發電路6的電源端連接，為其提供穩壓直流電源；它具有一個保護檢測電路2該電路的過流保護電路2-1的一輸出端與電源電路4的電源控制電路輸入端連接，向電源電路4提供放大的過流信號，切斷電路，該電路的過流保護電路2-1的一輸出端與觸發電路6的信號綜合電路6-3放大器輸入端連接，向觸發電路6提供反饋信號，該電路的定時控制電路輸出端接定時電路3計數器CC406的12腳，為定時電路3輸入定時的控制信號；該電路定時控制電路2-3還有一輸入端接定時電路3的D14的正極、輸出端接定時電路3計數器CC4060的9腳，起開關作用；它具有一個定時電路3該電路D13的負極接電源電路4的電源控制電路的輸入端用於確定充電時間；它具有一個時序電路5該電路的振蕩器5-1一輸入端接電源，產生振蕩信號，振蕩器5-1的輸出端與觸發電路6的輸出端連接，用於關斷停止充電時的觸發脈衝，放電電路5-3的一輸出端與主迴路1的電池E連接，為主回器1提供充電和放電時序，信號輸出電路5-5的輸出端與保護檢測電路2的檢測電路2-2放大器的輸入端連接，為其提供檢測控制時序，反相器5-4的輸出端與觸發電路6信號綜合電路6-3放大器的輸入端連接，為其提供控制給定電壓的通斷信號；它還具有一個觸發電路6該電路的鋸齒波電路6-1放大器的輸入端接電源，用於產生過零脈衝和恆流源，該電路的輸出端接主迴路1的可控矽KP1、KP2，輸出脈衝，觸發可控矽KP1、KP2導通，給電池E充電。
2.按照權利要求1所述的脈衝快速充電機，其特徵在於所說的時序電路5為振蕩器5-1的輸入端接電源、一輸出端接觸發電路6的輸出端，該電路的另一輸出端接延時電路5-2的C6一端、放電電路5-3的D15正極、延時電路5-2放大器的輸入端、以及信號輸出電路5-5放大器的輸入端，放電電路5-3的輸出端接主迴路1電池E，延時電路5-2的輸出端與反相器5-4的R27的一端連接，反相器5-4的輸出端與觸發電路6的信號綜合電路6-3放大器的輸入端連接，信號輸出電路5-5的輸出端接保護檢測電路2的檢測電路2-2放大器的輸入端；所說的保護檢測電路2為過流保護電路2-1的輸入端接主迴路1電池E、一輸出端接觸發電路6信號綜合電路6-3放大器的輸入端、另一輸出端接電源電路4的電源控制電路；檢測電路2-2的輸入端接主迴路1電池E、輸出端接定時控制電路2-3的R47一端，定時控制電路2-3的輸出端接定時電路3計數器CC4060的12腳；定時控制電路2-3的另一輸入端接定時電路3的D14正極、另一輸出端接定蛙電路3計數器的CC4060的9腳，起開關作用；所說的觸發電路6為鋸齒波電路6-1的輸入端與電源電路4的整流器連接、輸出端接鋸齒波輸出電路6-2放大器的輸入端，鋸齒波輸出電路6-2的輸出端接信號處理電路6-4放大器的輸入端，信號綜合電路6-3的一輸入端接時序電路5反相器5-4的輸出端、一輸入端接保護檢測電路2的過流保護電路2-1的輸出端，信號綜合電路6-3的輸出端接信號處理電路6-4放大器的輸入端，信號處理電路6-4的輸出端接驅動電路6-5的D33正極，驅動電路6-5輸出端接主迴路1的可控矽KP1、KP2。
3.按照權利要求1或2所述的脈衝快速充電機，其特徵在於主迴路1的電源變壓器為環形變壓器。
專利摘要一種脈衝快速充電機，由主迴路、電源電路、定時電路、時序電路、保護檢測電路、觸發電路連接構成。時序電路包括振蕩器、延時電路、反相器、信號輸出電路、放電電路、保護檢測電路包括過流保護電路、檢測電路、定時控制電路、觸發電路包括鋸齒波電路、鋸齒波輸出電路、信號綜合電路、信號處理電路、驅動電路、主迴路的電源變壓器選用環形變壓器，它在充電時不汙染環境，可進行脈衝快速充電、反極性保護、自動檢測。
文檔編號H02J7/10GK2253539SQ9524517
公開日1997年4月30日 申請日期1995年8月14日 優先權日1995年8月14日
發明者李玉環, 王鴻麟, 牛振聲 申請人:牛振聲