CN101971450A - 防冲击电流电路 - Google Patents

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Abstract

通过在连接电池(1)和充电器(CH1)的线路上设置开磁路型的线圈(6)，进而在与充电器(CH1)的输出相连接的用于使充电器的输出平滑的大电容的电解电容器(7)上串联电阻(2)，从而抑制插头(3a、3b)间相连接时连接电池(1)和充电器(CH1)的线路中流过的电流急剧变化。

Description

防冲击电流电路
技术领域
本发明涉及对电池例如铅蓄电池进行充电的充电器、以及防止在电池与充电器相连接时产生冲击电流的防冲击电流电路。
背景技术
一直以来，在对电池例如铅蓄电池进行充电的充电器、或从电池接受供电的负载中，为了防止电池与充电器、或电池与负载相连接时，因与充电器或负载并联的用于去除高频成分的电容器与电池之间的电压差所产生的冲击电流和火花而导致插头的接触部受到损伤，在电池和与电池相连接的设备之间设置有防冲击电流电路。
下面，利用附图对如上所述的现有的防冲击电流电路进行说明。
作为现有技术(例如，参考专利文献1)，图6是现有的防冲击电流电路的电路图，即从电池1通过由插头3a、3b所组成的接触部，对两端与电解电容器7并联的负载F1供电的电路。插头的接触部的插头3a、3b可自由装卸地结合在一起。
如图6所示，电阻2a、2b一直与接触部的插头3a、3b并联，即使在接触部的插头3a、3b之间不相连接的状态下，也从电池1通过电阻2a、2b对电解电容器7持续充电，从而消除电池1与电解电容器7之间的电压差，并消除接触部的插头3a、3b之间相连接时所产生的冲击电流。
另外，如图7所示，还有如下电路：在插头3a、3b和并联在负载F 1两端的电解电容器7之间，设置电阻2c和使该电阻2c短路的开关5a，在插头3a、3b相连接时，通过电阻2c对电解电容器7进行充电，并在电解电容器7充电后闭合开关5a，从而使电阻2c短路。
另外，如图8所示，作为另一现有技术(例如，参考专利文献2)，还有如下电路：在电池1和电解电容器7之间设置闭合磁路型的线圈6，利用线圈6的电感成分来抑制电流急剧变化，并在电池1与电解电容器7之间的电压差较大时，抑制开关5b闭合时的冲击电流。
专利文献1：日本专利特开2001-037291号公报
专利文献2：日本专利特开1996-085334号公报
发明内容
但是，在所述现有的结构中，在图6的情况下，由于为了对电解电容器7持续充电必须将电池1和包括电解电容器7的电气设备(负载F1)一直连接，即使在插头3a、3b之间不相连接时，也不能将电池1完全断开，因此，电阻2a、2b会消耗不必要的功率。此外，为了将电池从充电器完全断开以更换电池，所述电阻2a、2b也同样需要连接器等。
另一方面，在图7的情况下，除插头3a、3b之间相连接时以外的正常工作时，为了消除电阻2c上的功耗，必须闭合开关5a，必须另外设置电路来控制开关5a、或者在冲击电流不再流过后手动地闭合开关5a。
另外，图8的线圈6使用闭合磁路型，在使用大容量电池的情况下，由于冲击电流较大，所以线圈容易饱和，在这种情况下，不能防止冲击电流。
本发明用于解决上述现有问题，其目的在于提供一种防冲击电流电路，该防冲击电流电路可以只通过插头的装卸来完全断开电池和充电器电路，而且不需要进行开关操作，能够良好地防止冲击电流。
为了解决上述问题，本发明的防冲击电流电路对经由接触部而与电池相连接的、并通过所述接触部对所述电池进行充电的充电器，防止所述电池与所述充电器相连接时所产生的冲击电流，其特征在于，在所述充电器和所述接触部之间，具有并联在所述充电器的输出端上的电阻和电容器的串联电路、以及与所述电池一起串联在所述充电器的输出端上的线圈。
另外，本发明的防冲击电流电路对经由接触部而与电池相连接的、并通过所述接触部由所述电池进行供电的负载，防止所述电池与所述负载相连接时所产生的冲击电流，其特征在于，在所述负载和所述接触部之间，具有并联在所述负载的供电端上的电阻和电容器的串联电路、以及与所述电池一起串联在所述负载的供电端上的线圈。
根据本发明，即使插头相连接时电池与大电容的平滑电容器之间的电压差较大，也不需要预先通过电阻对电容器进行充电，可以抑制电流急剧变化。
因此，利用插头就能完全断开电池和充电器，而且不需要进行开关操作，能够大幅削减因冲击电流和火花导致插头的接触部受到损伤。
而且，在使与电池相连接的设备工作时，与不具有防冲击电流功能的普通电路相比，也能以更稳定的电压和电流使设备工作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的防冲击电流电路的结构的电路图。
图2是不具有防冲击电流功能的普通的电池充电器电路图。
图3是本发明及不具有防冲击电流功能的普通的电池充电器的冲击电流波形。
图4是本发明及不具有防冲击电流功能的普通的电池充电器的充电波形。
图5是最适合于线圈6的开磁路型的线圈的一个例子。
图6是表示现有的防冲击电流电路的一个结构例的电路图1。
图7是表示现有的防冲击电流电路的一个结构例的电路图2。
图8是表示现有的防冲击电流电路的一个结构例的电路图3。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式所示的防冲击电流电路具体地进行说明。
图1是表示本实施方式的防冲击电流电路的结构的电路图。
首先，对图1中的电路结构进行说明。如图1所示，例如铅蓄电池等可充电式的电池1的两端与插头3a的两端相连接，与插头3a成对地构成接触部的插头3b与充电器CH1输出端子相连接，充电器CH1的一个输出端子与线圈6相连接，在线圈6的后级并列地连接电解电容器(大电容的电容器)7和薄膜电容器(小电容的电容器)4作为用于使充电器CH1的输出平滑的电容器，电解电容器7与电阻2串联连接。
此外，在上述的电路结构中，本实施方式的防冲击电流电路包括：并联在充电器CH1的输出端上的电阻2和电解电容器7的串联电路、以及与电池1一起串联在充电器CH1的输出端上的线圈6。
例如，作为对输出72V的电池进行充电时各要素的值，电阻2用1.3Ω、线圈6用3μH及4mΩ、电解电容器7用100μF、薄膜电容器4用6μF。
另外在图1中，充电器CH1包括AC/DC转换器(交流/直流转换器)AD1、并联在其输出端上的电阻2和电解电容器7的串联电路、电容器4、以及串联在输出端上的线圈6，所述AC/DC转换器AD1的输入端还连接有成为充电器CH1的输出功率源的交流电源8。
接下来，对图1中的防冲击电流功能进行说明。
为了由充电器CH1通过接触部的插头3a、3b对电池1进行充电，在电池1一侧的插头3a和充电器CH1一侧的插头3b相连接时，在电容较大的电解电容器7的端子电压高于电池1的电压的情况下，有使被充到电解电容器7上的电荷沿电解电容器7→电阻2→线圈6→插头3b、3a→电池1的方向进行放电所形成的冲击电流流过。另外，在电池1的电压高于电解电容器7的端子电压的情况下，有沿电池1→插头3a、3b→线圈6→电阻2→电解电容器7的方向对电解电容器7进行充电的冲击电流流过。
因此，线圈6的自感作用导致电流急剧变化使得线圈的阻抗增加，从而不仅可以限制电阻2的冲击电流，还可以限制电解电容器7放电或对电解电容器7进行充电的冲击电流，如图3所示，可以使冲击电流减半。
在电解电容器7两端的电压为0V、电池1的电压为72V的状态下实际地进行了试验，并在图3中表示了确认后的电流波形。可以确认，在图2的不具有防冲击电流功能的普通电路中，插头相连接时的冲击电流为238A，而在图1的具有防冲击电流功能的电路中，冲击电流减少到了约1/2，为120A。
因此，可以防止插头3a、3b在它们相连接时产生火花，并可以防止火花所引起的包含插头3a、3b的接触部产生损伤。
如上所述，即使在电池1与电容器4之间存在电压差的情况下，也不需要为了抑制由该电压差产生冲击电流而如现有技术那样通过电阻一直对电容器4进行充电，并且也不需要在插头3a、3b相连接后利用开关5a控制电阻短路，从而可以确实地减少冲击电流。
线圈6最适合使用如图5所示的开磁路型的线圈，该线圈即使有流过与正常的充电电流相比过大的冲击电流，芯子的磁通也很难发生饱和。该线圈6如图5所示，在圆柱形芯子51的外周卷绕有绕线52，绕线52的两端分别用粘接剂53a、53b固定在芯子51上。
接着，对利用充电器对电池进行充电的正常工作时进行说明。
正常工作时，在不具有防冲击电流功能的图2的电路中，通过电解电容器7和电容器4去除AD1的输出的高频成分，使提供给电池的电压、电流保持稳定。
本实施方式的防冲击电流电路中，如图1所示，电阻2与电解电容器7串联连接，虽然破坏了电解电容器7的原来的作用即平滑作用，但是由于本实施方式中充电器输出端连接有线圈6，因此线圈6的电感成分可以去除充电器的输出的高频成分，即使在对电池进行充电的通常时也能以稳定的电压、电流对电池进行充电。
图4表示以3A对72V的电池进行充电时的充电器输出波形。
如图4所示，可以确认，与不考虑防止冲击电流的普通电路相比，可以使脉动成分振幅的电压值从120mV减少到90mV、使电流值从99mA减少到42.5mA，并且能以更稳定的电压、电流对电池进行充电。
因此，本实施方式不但能防止冲击电流，而且还具有如下效果：即，即使在通过充电器对电池进行充电的充电动作时，与不应用本发明的电路相比，也能提供更稳定的功率。
此外，所述的实施方式中，虽然对电池1与具有用于去除高频成分的电容器4、和电解电容器7的充电器CH1相连接时的情况进行了说明，但是对现有技术那样由电池1对与电容器4和电解电容器7并联的负载F1供电而构成的电路结构的情况，也同样可以实施，并可以得到同样的效果。
在这种情况下，无论是使用碱性干电池等不可充电式的一次性电池作为电池1的情况，还是使用铅蓄电池等可充电式的二次电池作为电池1的情况，都可以适用。
工业上的实用性
本发明的防冲击电流电路可以利用插头完全断开电池和充电器，而且也不需要进行开关操作就能大幅地削减冲击电流。可以用于削减例如安装在电动汽车上的对大容量电池进行充电的充电器的冲击电流。

Claims (8)

1.一种防冲击电流电路，对经由接触部(3a、3b)与电池(1)相连接的、并通过所述接触部(3a、3b)对所述电池(1)进行充电的充电器(CH1)，防止所述电池(1)与所述充电器(CH1)相连接时所产生的冲击电流，
其特征在于，
在所述充电器(CH1)和所述接触部(3a、3b)之间，具有
与所述充电器(CH1)的输出端并联的电阻(2)及电容器(7)的串联电路、以及
通过所述电池(1)与所述充电器(CH1)的输出端串联的线圈(6)。
2.如权利要求1所述的防冲击电流电路，其特征在于，
设置所述防冲击电流电路，使其对于具有与所述输出端并联的用于去除高频成分的电容器(4)的所述充电器(CH1)，防止所述冲击电流。
3.如权利要求1所述的防冲击电流电路，其特征在于，
设置所述防冲击电流电路，使其对通过由设置在所述电池(1)一侧的第一插头(3a)和设置在所述充电器(CH1)一侧的第二插头(3b)所构成的所述接触部(3a、3b)，对于与所述电池(1)相连接的所述充电器(CH1)，防止所述冲击电流。
4.如权利要求2所述的防冲击电流电路，其特征在于，
设置所述防冲击电流电路，使其对通过由设置在所述电池(1)一侧的第一插头(3a)和设置在所述充电器(CH1)一侧的第二插头(3b)所构成的所述接触部(3a、3b)，对于与所述电池(1)相连接的所述充电器(CH1)，防止所述冲击电流。
5.一种防冲击电流电路，对于经由接触部(3a、3b)与电池(1)相连接的、并通过所述接触部(3a、3b)由所述电池(1)进行供电的负载(F1)，防止所述电池(1)与所述负载(F1)相连接时所产生的冲击电流，
其特征在于，
在所述负载(F1)和所述接触部(3a、3b)之间，具有
与所述负载(F1)的供电端并联的电阻(2)及电容器(7)的串联电路、以及
通过所述电池(1)与所述负载(F1)的供电端串联的线圈(6)。
6.如权利要求5所述的防冲击电流电路，其特征在于，
设置所述防冲击电流电路，使其对于具有与所述供电端并联的用于去除高频成分的电容器(4)的所述负载(F1)，防止所述冲击电流。
7.如权利要求5所述的防冲击电流电路，其特征在于，
设置所述防冲击电流电路，使其对通过由设置在所述电池(1)一侧的第一插头(3a)和设置在所述负载(F1)一侧的第二插头(3b)所构成的所述接触部(3a、3b)，对于与所述电池(1)相连接的所述负载(F1)，防止所述冲击电流。
8.如权利要求6所述的防冲击电流电路，其特征在于，
设置所述防冲击电流电路，使其对通过由设置在所述电池(1)一侧的第一插头(3a)和设置在所述负载(F1)一侧的第二插头(3b)所构成的所述接触部(3a、3b)，对于与所述电池(1)相连接的所述负载(F1)，防止所述冲击电流。
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