CN1023677C

CN1023677C - 密封镉镍蓄电池高速充电机

Info

Publication number: CN1023677C
Application number: CN 90104670
Authority: CN
Inventors: 黎伟强; 邓永辉
Original assignee: HUANAN COMMUNICATION SYSTEM ENGINEERING Co GUANGDONG PROV
Current assignee: HUANAN COMMUNICATION SYSTEM ENGINEERING Co GUANGDONG PROV
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2005-07-13
Also published as: CN1058304A

Abstract

本发明涉及一种密封镉镍蓄电池高速充电机，它由电源电路、大电流放电去蓄电池极化电路、恒流电路、控制充、放电波形发生电路、电池、壳体等组成。由于采用恒流大电流脉冲电、大电流放电去极化的充电方法，并用结构上紧贴被充镉镍蓄电池的热敏元件检测蓄电池的状态，提供充满信号自动控制停机，避免过充电。故本发明充电时间只需30分钟，解决了大电流充电过程的极化问题，既能高速充电又不损坏密封镉镍蓄电池。

Description

本发明及一种充电机，特别是一种密封镉镍蓄电池高速充电机。

中国专利（专利号85109573A）中公开了一种密封镉镍蓄电池快速充电机，它由检测起动电路、整流滤波稳压电路、脉冲发生电路、充电脉冲控制电路、同步负脉冲电路、自动停机电路等组成。它采用在可接受电流控制下对密封镉镍蓄电池进行恒压周期放电的充电方式，使密封镉镍蓄电池在50分钟左右完成充电，并采用时间控制方法终止充电。但其存在以下不足：1.采用时间控制终止充电方式，故不论待充蓄电池尚存多少电能，均要工作50分钟后才指示充足，这显然是时间上的浪费。另当充电过程中，电网停电后又来电，该充电机必须再由人工重新启动，且又需要充电50分钟，拖延了充电时间。2.该充电机采用恒压充电方式，对使用一段时间后内阻增大的蓄电池，由于其内阻压降增大，使充电电流减少，而充电时间又是固定的（50分钟），因此，对这类蓄电池不可能充足电。3.该充电机的电路由于全部采用分立元件及电磁继电器，故电路的可靠性难以提高。

本发明目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种利用控制电路控制、有规律地对蓄电池进行充电及放电去极化的密封镉镍蓄电池高速充电机。

本发明目的可以通过以下措施来达到：本发明包括电源电路，大电流放电去蓄电池极化电路、控制充、放电波形发生电路、满容量指示电路、电池、壳体，其特征在于还有恒流电路、电压检测起动及热感应人充满自动停机电路，恒流电路的输出送到电池，电池的输出电压通过自动检测起动及充满自动停机电路送到控制充、放电波形发生电路，控制充、放电波形发生电路的输出一路送恒流电路，另一路经由大电流放电去蓄电池极化电路送到电池，自动检测起动及充满自动停机电路的输出还送到满容量指示电路，电源电路为恒流电路提供低压直流电源，同时向其它部分电路提供直流稳压电源。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：恒流电路中集成电路IC1的3端接三极管BG1的基极，2端接三极管BG1的集电极，并通过电阻R3、二极管D3接电池，集成电路IC1的1端接控制充放电波形发生电路中三极管BG3的集电极，集成电路IC4的3脚一种通过电阻R19接三极管BG3的基极，另一种通过电阻R20接大电流放电去蓄电池极化电路中三极管BG4的基极，另自动检测起动及充满自动停机电路中集成电路1/2IC3的9脚通过电阻R9接三极管BG2的基极，三极管BG2的集电极一路通过电阻R10接电源电路的稳压输出V_cc，另一种通过二极管D7接满容量指示电路中集成电路1/2IC3的4脚，还有一路通过二极管D5接三极管BG3的基极，通过二极管D4、D8接集成电路IC4的7脚，集成电路IC4的12脚接热敏开关管。

本发明根据蓄电池充电方式，在充电过程中，暂时停止充电，使电阻极化立即消失，浓差极化和电化学极化也可逐渐消失。如果在暂时停充的同时，让蓄电池瞬时大电流放电，就可以更迅速地消除极化，大大提高蓄电池的充电电流接受比，因而可用很大的电流继续对蓄电池充电，从而缩短蓄电池的充电时间。同时，在充电过程中适时地让蓄电池对负载放电，因放电反应吸收热量而使蓄电池温升较低。

图1为本发明的外型结构示意图;

图2为本发明的外型结构剖视图;

图3为本发明的原理方框图;

图4为本发明的电原理图。

本发明下面将结合附图（实施例）作进一步详述：

参照图1～图3，本发明由电源电路1、恒流电路2、大电流放电去蓄电池极化电路3、控制充、放电波形发生电路4、自动检测起动及充满自动停机电路5、满容量指示电路6、镉镍电池充电支架8、壳体14等组成。镉镍电池充电支架8装在壳体14的面板上，被充镉镍电池13放于其内;而自动检测起动及充满自动停机电路5中的热敏开管11置于充电支架8的底部，可紧贴被充镉镍电池;另电子线路板12固定在充电支架的下部;电源电路1中的变压器7（即变压器B）装在壳体14内;电源指示灯9（即发光二极管D1），充足电指示灯10（即发光二极管D6）装于壳体14的面板上。

参照图4，电源电路1中，市电经变压器B降压，整流桥Z1整流、电容C1滤波后供给恒流电路2所需直流电流;另一种低压交流电经整流桥ZL2整流、电容C2滤波、集成电路IC2稳压后供给全机所需的工作电压。保险丝成对整机作保护，发光二极管D1为电源指示。

恒流电路2由三极管BG1、集成电路IC1（稳压集成电路）、电阻R2～R4及二极管D2组成。三极管BG1的作用是受控调整充电电流，电阻R2的作用是向集成电路IC1提供一定的工作电流，使集成电路IC1正常工作，电阻R4是集成电路IC1的泄流电阻，用以保证集成电路IC1空载时也能正常工作，电阻R3为充电电流变化量取样电阻。当集成电路IC1的1脚不接地时（三极管BG3截止），若充电电流IR3增大或减少时，集成电路IC1内部检测到输出端电压变化，从而使流过集成电路IC1的电流相应减少或增大，三极管BG1基极电流及集电极（即充电电流IR3）也相应减少或增大，从而使充电电流恒定。当集成电路IC1的1脚接地时（三极管BG1饱和），集成电路IC1的输出电压U21远小于蓄电池的端电压，二极管D3、D2都截止，则通过电阻R3的电流为零。故通过集成电路IC1的1脚接地或不接地可控制充电或停止充电。

大电流放电去蓄电池极化电路3由三极管BG4、电阻R20、R21组成并由控制充、放电波形发生电路4控制，放电电流为4C，时间对应于停充时间（5ms）。

控制充放电波形发生电路由集成电路IC4（时基集成电路）、三极管BG3、二极管D4、D5、D8、D9、电阻R15～R19、电容C4等组成。其中集成电路C4、二极管D8、D9、电阻R15～R19、电容C4组成占空比为5/100、周期为100ms的振荡器;三极管BG3、电阻R18、R19组成反相器。振荡器的输出信号一路经三极管BG3反相后控制恒流电路2工作，每周期充电95ms，停充5ms;另一种通过直接控制三极管BG4使蓄电池适时对电阻R21放电，达到消除蓄电池极化的目的，时间对应于停充的5ms。控制充放电波形发生电路4同时受自动检测起动及充满自动停机电路5的控制，使充电过程开始或停止。

自动检测起动及充满自动停机电路5由集成电路1/2IC3（时基集成电路）、三极管BG2、电阻R6～R10、热敏开管11组成。当待充蓄电池通过接触电极接入电路后，在电阻R8上的压降低于充足的蓄电池在电阻R8上的压降时，这一电压送至集成电路IC3的8脚（低电平触发端），使其处于低电平、另由于蓄电池为常态，紧贴蓄电池表面的热敏开管11为闭合状态，使集成电路IC3的12脚（高电平触发端）为低电平。集成电路IC3的8、12脚均为低电平时，输出9脚则为高电平，通过三极管BG2反相，从三极管BG2集电极输出低电平，由于二极管D4、D5反向截止，使该低电平不致影响由集成电路IC4等组成的充电控制电路的工作，电路即对蓄电池充电。

当蓄电池充电至满容量时，多余的电能充入，使蓄电池温度迅速升高，紧贴蓄电池的热敏开管11受热断开，V_cc经电阻R6送至集成电路IC3的12脚，使其处于高电平，同时，由于蓄电池已充足电，端电压较高，在电阻R8上的压降已高于集成电路IC3的8脚的触发电平，即集成电路IC3的8、12脚均为高电平，输出9脚则为低电平，通过三极管BG2反相，从三极关BG2集电极输出高电平，通过二极管D5使三极管BG3导通，从而使恒流电路2进入停充状态。另外高电平又通过二极管D4使集成电路IC4的2、6脚为高电平、使振荡器停振，而输出3端为低电平，这一低电平直接控制三极管BG4截止，停止放电。

满容量指示电路6由集成电路1/2IC3、二极管D6、D7、电阻R11～R14、电容C3组成频率为4Hz的振荡器。在充电过程中，三极管BG2集电极输出低电平，通过二极管D7使集成电路IC3的4脚（低电平复位端）为低电平，振荡器停振，输出5端为低电平，发光二极管D6熄灭。在充电结束时，三极管BD2集电极输出高电平，集成电路IC3的4脚为高电平，振荡器工作，发光二极管D6闪烁提示用户充电结束。

本发明每一充电周期是100ms，其中充电时间95ms，放电去板化时间5ms，充电电流2C，放电电流4C，充电时间为30分钟。并采取有效措施避免因过充电而损坏镉镍电池。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.充电时间只需30分钟，当蓄电池尚存电能时，充电时间会相应减少，不会浪费时间，且充满电能时即自动停止充电，保证蓄电池不致过充电而损坏。

2.由于采用恒流充电方式，对内阻较大的蓄电池也可进行充电，且当蓄电池接入后，充电过程自动开始、停止。当充电过程中停电又来电时，能自动恢复充电至满电能为止，前后累计时间也是30分钟。

3.可靠性高，线路合理，既能高速充电又不损坏密封镉镍蓄电池。

Claims

1、一种密封镉镍蓄电池高速充电机，包括电源电路1，大电流放电去蓄电池极化电路3、控制充、放电波形发生电路4、满容量指示电路6、电池13、壳体14，其特征在于还有恒流电路2、电压检测起动及热感应充满自动停机电路5，恒流电路2的输出送到电池13，电池13的输出电压通过自动检测起动及充满自动停机电路5送到控制充、放电波形发生电路4，控制充、放电波形发生电路4的输出一路送恒流电路2，另一路经由大电流放电去蓄电池极化电路3送到电池13，自动检测起动及充满自动停机电路5的输出还送到满容量指示电路6，电源电路1为恒流电路2提供低压直流电源，同时向其它部分电路提供直流稳压电源。

2、根据权利要求1所述的充电机，其特征在于：恒流电路2中集成电路IC1的3端接三极管BG1的基极，2端接三极管BG1的集电极，并通过电阻R3、二极管D3接电池，集成电路IC1的1端接控制充放电波形发生电路4中三极管BG3的集电极，集成电路IC4的3脚一路通过电阻R19接三极管BG3的基极，另一路通过电阻R20接大电流放电去畜电池极化电路3中三极管BG4的基极，另自动检测起动及充满自动停机电路5中集成电路1/2IC3的9脚通过电阻R9接三极管BG2的基极，三极管BG2的集电极一路通过电阻R10接电源电路1的稳压输出V_cc，另一路通过二极管D7接满容量指示电路6中集成电路1/2IC3的4脚，还有一路通过二极管D5接三极管BG3的基极，通过二极管D4、D8接集成电路IC4的7脚，集成电路IC4的12脚接热敏开关管11。