自動充電裝置的製作方法

2023-05-28 21:32:21 1

專利名稱：自動充電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於自動充電裝置，尤其涉及對蓄電池電壓檢測控制的恆流自動充電裝置。
根據蓄電池在其被充滿前後電壓明顯變化的特性而設計的恆流自動充電裝置通常包括直流穩壓電源，控制電路，恆流充電電路，電壓檢測電路等幾個部分，線路一般比較複雜。中國實用新型專利《鎘鎳電池自動充電裝置》(CN2040280U)公布了一種根據555時基集成電路工作原理設計的自動充電裝置，使實現恆流自動充電的線路大大簡化。然而，考慮到蓄電池充原理及電壓特性(參見《蓄電池》人民郵電出版社1991年7月第一版)和555時基集成電路工作原理及主要參數(參見《555定時器原理及實用電路集錦》天津大學出版社1989年12月第一版)，發現該充電裝置仍存在下述缺陷一.由於該充電裝置以555時基集成電路構成RS觸發器控制充電或停止，因而儘管在電壓檢測電路中並聯了抗幹擾電容，其抗幹擾性能仍然較差，一旦受到外部電路的瞬間擾動而出現誤觸發停充，則不能自動恢復正常充電狀態，必須靠手動再次啟動該裝置。這將無法保證蓄電池自動可靠地充滿。
二.蓄電池在充電時(尤其在充電後期)受充電極化電壓影響，故以檢測蓄電池開路電壓確定是否充滿較為合理。然而，也是由於上述原因所限該充電裝置無法檢測蓄電池開路電壓，這對於準確判定蓄電池是否充滿也有影響。
三.注意到該充電裝置未充分利用555時基集成電路已有的復位功能，導致短路保護電路結構複雜。
本實用新型的目的在於，設計一種自動充電裝置，它能夠準確地檢測蓄電池開路電壓以判斷蓄電池充電狀態，並自動控制充電或停止。該裝置具有防止輸出短路或電池極性反接的保護功能，使之無需另外啟動，只要正確連接蓄電池即可自動可靠地充滿。
為了實現上述目標，本實用新型採用以下技術方案該裝置包括帶充電電極的外殼，直流穩壓電源［1］，控制電路［2］，恆流充電電路［3］，電壓檢測電路［4］，短路保護電路［5］，充電指示電路［6］；其特徵在於所述控制電路［2］是由一片555時基集成電路與少量分立元件構成的無穩態多諧振蕩器，它的輸出端與恆流充電電路［3］，電壓檢測電路［4］和充電指示電路［6］連接，它的復位端與電壓檢測電路［4］和短路保護電路［5］連接；所述電壓檢測電路［4］是一個帶選通開關的電壓檢測電路，它由一個選通開關與一個分壓檢測放大電路串聯構成，它的輸入端與恆流充電電路［3］的輸出端和短路保護電路［5］的輸入端連接，它的輸出端與控制電路［2］復位端和短路保護電路［5］的輸出端連接，它的控制端與控制電路［2］的輸出端和恆流充電電路［3］的輸入端連接；所述短路保護電路［5］由一個二極體D組成，它的輸出端與控制電路［2］和電壓檢測電路［4］的輸出端連接，它的輸入端與恆流充電電路［3］和電壓檢測電路［4］的輸入端連接。
本實用新型的優點在於由於控制電路以555時基集成電路與少量分立元件構成無穩態多諧振蕩器形式，控制間歇恆流充電；在電壓檢測電路中加入了選通開關，並直接控制555時基集成電路的復位端電壓，從而實現了在充電間歇時對蓄電池開路電壓的檢測；再加上短路保護電路的作用，使本自動充電裝置能夠實現自動檢測，自動充停，自動保護。本自動充電裝置可以為多種蓄電池充電，具有線路簡單，成本低廉，工作可靠，抗幹擾性能好，適用範圍廣的優點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。


圖1為本自動充電裝置電原理框圖。
圖2為本自動充電裝置實施例電路圖。
圖3為本自動充電裝置間歇恆流波形圖。
在圖1所示電路原理圖中，由直流穩壓電源［1］為本自動充電電路供電。控制電路［2］產生定佔空比方波信號，分別控制恆流充電電路［3］和電壓檢測電路［4］。電壓檢測電路［4］對蓄電池電壓分壓放大後形成蓄電池電壓信號，再將此信號饋送至控制電路［2］。當方波信號處在高電平時，打開恆流充電電路［3］為蓄電池［E］充電，同時關閉電壓檢測電路［4］，阻斷蓄電池電壓信號送往控制電路［2］，保證電路充電時不接收蓄電池電壓信號；當方波信號處在低電平時，關閉恆流充電電路［3］停止為蓄電池［E］充電，同時打開電壓檢測電路［4］，允許蓄電池電壓信號送往控制電路［2］，保證電路停充時接收蓄電池電壓信號。由於在電路停充時蓄電池［E］可以近似視為開路，從而實現在充電間歇時對蓄電池開路電壓的檢測。當充電未使蓄電池［E］開路電壓達到預定充滿值時，間歇充電重複進行(參見圖3)，直到蓄電池［E］的開路電壓達到預定充滿值，導致控制電路［2］復位，關閉恆流充電電路［3］，停止為蓄電池［E］充電。
短路保護電路［5］可在恆流輸出端短路或蓄電池極性反接時，直接導致控制電路［2］復位，使恆流充電電路［3］關閉，停止恆流輸出，從而起到對電路的保護作用。
充電指示電路［6］受控制電路［2］控制指示充電或停止。
圖2示出了本自動充電裝置實施例電路結構。
IC(555時基集成電路)外接R1，R2和C組成一個無穩態多諧振蕩器，它在本裝置中作為控制電路［2］產生定佔空比方波信號。在給定C的參數值後，根據充電時間和電壓檢測時間的需要，選擇R1和R2的阻值，可以確定從IC輸出端3腳輸出的方波信號的適當佔空比。與一般由555時基集成電路構成的無穩態多諧振蕩器的不同之處在於，本振蕩器的IC復位端4腳被用來接收電壓檢測信號的控制，當電壓檢測信號達到IC復位端4腳的復位電壓值時，可以使IC復位而停止輸出定佔空比方波信號。應當指出的是以555時基集成電路與少量分立元件組成的無穩態多諧振蕩器還可以是其它形式(參見《555定時器原理及實用電路集錦》)。
R8，R9和BG3構成恆流充電電路［3］。其中R8與IC輸出端3腳連接，受IC輸出的定佔空比方波信號控制，在該方波信號為高電平時，BG3飽合導通為與之連接的蓄電池［E］充電；在該方波信號為低電平時，BG3截止，停止給蓄電池［E］充電。因本電路由直流穩壓電源［1］供電，且蓄電池［E］在充電前後電壓變化與電源電壓相比可以忽略，故在BG3飽合導通時，輸出電流基本上是一個與R9阻值相關的恆流，從而實現可控間歇恆流輸出(其波形見圖3)。需要指出的是根據555時基集成電路的設計參數，當所需充電電流在200mA以下時恆流充電電路［3］可以用一個限流電阻和一個整流二極體串聯直接與IC輸出端3腳連接組成，這樣能使電路更加簡單。
R4，R5，R6，R7，W，BG1和BG2組成電壓檢測電路［4］。其中R5和跨接在蓄電池［E］兩端的R7，W與BG2構成一個分壓檢測放大電路。調節W可以預定被檢測蓄電池電壓的充滿值，以適合不同電池的充滿電壓值或多節電池串聯的電壓值。在該電路的輸出端BG2集電極和R5之間加入了一個由R4和BG1構成的選通開關。R4的一端與IC輸出端3腳連接，受IC輸出的定佔空比方波信號控制。在該方波信號為高電平時，BG1截止，阻斷電壓檢測信號輸出；在該方波信號為低電平時，BG1飽合導通，允許電壓檢測信號輸出。從而可以實現在充電間歇時對蓄電池［E］的開路電壓的檢測。當蓄電池［E］未被充滿，電壓檢測信號未達到IC復位值時，本充電裝置繼續間歇充電；當蓄電池［E］被充滿，電壓檢測信號達到IC復位電壓時，IC復位，本電路停止間歇恆流充電。
短路保護電路由D組成(該二極體應選用鍺管，以保證導通時管壓降低於0.5V)，其正端與IC復位端4腳連接，其負端與BG3的發射極連接。當因蓄電池［E］失效，反接或意外引起恆流輸出端短路時，D可將短路信號直接送至IC復位端4腳，導致IC復位，使BG3截止，停止間歇恆流輸出，從而達到短路保護的目的。
R3和LED串聯組成充電指示電路［6］與IC輸出端3腳連接，受充電控制電路［2］輸出的定佔空比方波信號控制。當該方波為高電平時，LED發光指示充電；當該方波信號為低電平時，LED不發光指示停充。
權利要求1.一種自動充電裝置，該裝置包括帶充電電極的外殼，直流穩壓電源[1]，控制電路[2]，恆流充電電路[3]，電壓檢測電路[4]，短路保護電路[5]，充電指示電路[6]；其特徵在於所述控制電路[2]是由一片555時基集成電路與少量分立元件構成的無穩態多諧振蕩器，它的輸出端與恆流充電電路[3]，電壓檢測電路[4]和充電指示電路[6]連接，它的復位端與電壓檢測電路[4]和短路保護電路[5]連接；所述電壓檢測電路[4]是一個帶選通開關的電壓檢測電路，它由一個選通開關與一個分壓檢測放大電路串聯構成，它的輸入端與恆流充電電路[3]的輸出端和短路保護電路[5]的輸入端連接，它的輸出端與控制電路[2]的復位端和短路保護電路[5]的輸出端連接，它的控制端與控制電路[2]的輸出端和恆流充電電路[3]的輸入端連接；所述短路保護電路[5]由一個二極體D組成，它的輸出端與控制電路[2]和電壓檢測電路[4]的輸出端連接，它的輸入端與恆流充電電路[3]和電壓檢測電路[4]的輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種自動充電裝置。該裝置的控制電路是由一片555時基集成電路與少量分立元件構成的無穩態多諧振蕩器，由它控制恆流充電電路為蓄電池作間歇恆流充電；該裝置的電壓檢測電路由選通開關和分壓檢測放大電路構成，實現對蓄電池開路電壓的檢測；該裝置的短路保護電路僅由一個二極體組成。該裝置可以為多種蓄電池充電，能夠實現自動檢測，自動充停，自動保護。
文檔編號H02J7/10GK2140582SQ9223873
公開日1993年8月18日 申請日期1992年10月30日 優先權日1992年10月30日
發明者王憲明, 黎規讓 申請人:王憲明, 黎規讓