專利名稱：應急燈用電瓶充電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電瓶的充電裝置，尤其是一種用于應急燈電瓶的充電裝置。
背景技術：
應急燈是電網停電時的臨時照明燈具。當電網恢復供電時，它能自動停止照明并轉換至向電瓶充電狀態。現有的應急燈電瓶充電裝置多數是用工頻變壓器經降壓整流、濾波后向電瓶充電，雖然其市電的輸入與直流電的輸出是隔離的，但對輸入的市電電壓穩定度要求高。當電壓偏低時，會造成應急燈不能正常工作或電瓶充不足電；當電壓偏高時，容易引起應急燈線路板或變壓器燒毀。也有部分應急燈電瓶充電裝置采用了阻容降壓式充電器，雖然這類阻容降壓式充電器，對輸入的市電電壓兼容范圍寬，然而其輸入輸出無法隔離，使用中很有可能造成觸電危險，而且因為應急燈長期接在市電上工作，其降壓電容的損耗會慢慢變大發熱嚴重，導致自身燒毀或火災。
實用新型內容針對上述存在問題，本實用新型的任務是提供一種能在市電110V至240V之間工作，輸入與輸出互相隔離的，具有過流過壓保護功能的應急燈用電瓶充電器。
本實用新型的技術解決方案是一種應急燈用電瓶充電器，它包括整流器，濾波電容C1，所述整流器的輸入與工頻市電連接，在濾波電容C1上接有一個高頻振蕩電路，所述振蕩電路包括一個開關三極管Q1，一個脈沖變壓器T1，開關三極管Q1的集電極經脈沖變壓器T1的初級繞組N1與濾波電容R5的正極相連，其發射極通過射極電阻R4接在濾波電容C1的負極上，基極電阻R5和電容C3串聯，連接在開關三極管Q1的基極與脈沖變壓器T1的反饋繞組N3一端之間，穩壓管ZD1和電容C4串聯，連接在開關三極管Q1的基極與反饋繞組N3接濾波電容C1負極一端之間，并在穩壓管ZD1與電容C4的接點及電容C3與反饋繞組N3的接點上并接一個正向二極管D4，成為開關三極管Q1導通/截止間歇振蕩的反饋網絡，一個啟動電阻R3連接在濾波電容C1正極與開關三極管Q1的基極之間；在脈沖變壓器T1的次級繞組N2上接有一個高頻整流濾波電路，它由高頻二極管D5及高頻濾波電容C5組成，從而可將次級繞組上感應的高頻電壓轉變為低壓直流電壓輸出；一個保護三極管Q2的集電極及發射極分別與開關三極管Q1基極及濾波電容C1負極相連，保護三極管Q2的基極接在開關三極管Q1的發射極上。當開關三極管Q1發射極電流過大時，射極電阻R4上的電壓降使保護三極管Q2導通，開關三極管Q1便截止。
本實用新型的工作原理是當110V～240V的市電接入時，在濾波電容C1兩端上形成200V～300V左右的直流電壓，此電壓經脈沖變壓器T1的初級繞組N1加在開關三極管Q1的集電極上，同時該電壓經啟動電阻R3為開關三極管Q1的基極提供一個正向偏置電壓，開關三極管Q1開始導通，集電極電流在初級繞組N1中增長，在反饋繞組N3中感應出使開關三極管Q1基極為正，其發射極為負的正反饋電壓，使開關三極管迅速飽和。與此同時，感應電壓經電阻R5給電容C3充電，隨著電容C3上的電壓增高，開關三極管Q1的基極電壓逐漸降低，使開關管Q1退出飽和區，流經初級繞組的集電極電流開始減少，通過脈沖變壓器的磁感應，在反饋繞組N3感應出使開關三極管Q1基極為負，發射極為正的負反饋電壓，使開關三極管Q1開始截止，此時，反饋繞組N3感應的脈沖電壓又經二極管D4整流，對電容C4充電，電容兩端電壓升高，產生一個與振蕩頻率成正比的取樣電壓，此取樣電壓若超過穩壓管ZD1的穩壓值時，穩壓管ZD1導通，此負極性的取樣電壓加在開關三極管Q1的基極，使開關三極管Q1迅速截止，完成一個振蕩周期。流經脈沖變壓器T1初級繞組N1的高頻電流經磁感應，在其次極繞組N2兩端感應出高頻電壓，此高頻電壓經二極管D5、電容C5的整流濾波后輸出給電瓶充電的低壓直流電。由于反饋網絡中穩壓管ZD1，二極管D4及電容C4的作用，開關三極管Q1在飽和導通退出至截止期間，反饋繞組N3通過二極管D4對電容C4充電形成的取樣電壓與穩壓管ZD1的穩壓值配合，完成對輸出電壓的穩壓過程。電網電壓越低或負載電流越大，會使電容C4上的取樣電壓變低，穩壓管ZD1的導通時間縮短，開關三極管Q1的導通時間延長，輸出電壓升高，反之電網電壓越高或負載電流越小時，電容C4上的取樣電壓升高，開關三極管Q1的導通時間縮短，截止時間延長，使輸出電壓下降。從而在電網電壓出現較大范圍波動時，均能使本實用新型充電裝置的輸出電壓保持相對穩定，達到在110V～240V較大電壓范圍內工作目的。
本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果1、由于本實用新型將整流器直接接在工頻市電上，并采用高頻間歇振蕩電路，將所產生的高頻振蕩交流電經脈沖變壓器次級繞組降壓及高頻整流濾波電路整流濾波，轉換成給電瓶充電的低壓直流電。輸入與輸出完全隔離，使用安全；由于反饋網絡中穩壓管、電容、二極管的作用，使開關三極管的導通時間隨電網電壓波動量作相反的變動，從而使輸出電壓相對穩定，電壓兼容范圍寬，因而本充電器能在110V～240V電壓范圍內正常工作。
2、由于設置了保護三極管，當發生電源過壓或負載短路時，均會使保護三極管導通而使開關三極管截止，停止振蕩，確保了本充電器及負載的安全。
圖1為實用新型應急燈用電瓶充電器的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，應急燈用電瓶充電器，包括有一對二極管D1、D2構成的半波整流器，其兩端連接在二極管D1陰極及二極管D2陽極上的濾波電容C1，二極管D1的陽極通過保險絲F1與工頻市電火線端L相連，二極管D2的陰極與工頻市電地線端N之間串有一減小開機瞬間沖擊電流的限流電阻R1。在濾波電容C1上接有一個高頻振蕩電路，該高頻振蕩電路包括一個開關三極管Q1，一個脈沖變壓器T1，開關三極管Q1可選用NPN型Bvceo≥400V的雙極型功率開關管。開關三極管Q1的集電極通過脈沖變壓器T1的初級繞組N1與濾波電容C1的正極相連，其發射極通過射極電阻R4接在濾波電容C1的負極上。
基極電阻R5，電容C3串聯，連接在開關三極管Q1的基極與脈沖變壓器T1的反饋繞組N3一端之間，穩壓管ZD1，電容C4串聯，連接在開關三極管Q1的基極與接在濾波電容C1負極上的反饋繞組N1另一端之間，并在電容C4與穩壓管的接點A及電容C3與反饋繞組N3的接點B上并接一個正向二極管D4，成為開關三極管Q1導通/截止間歇振蕩的反饋網絡。其中基極電阻R5和串接的電容C3成為正反饋通路，而穩壓管ZD1，二極管D4及電容C4成為控制開關三極管Q1導通時間的相關元件。當開關三極管Q1開始導通時，流經初級繞組N1的集電極電流線性增長，通過磁耦合，使反饋繞組N3產生感應電壓，其極性為上端3為正，下端4為負，開關三極管Q1獲得正反饋電壓而迅速飽和。此時，感應電給電容C3充電，隨著電容C3上的電壓升高，開關三極管Q1的正反饋電壓逐漸下降，使開關三極管Q1退出飽和區，其流經初級繞組N1的集電極電流開始減少，反饋繞組N3上感應的電壓極性翻轉，其上端3為負，下端4為正，形成開關三極管Q1的負反饋而開始截止。此時，感應電流通過二極管D4對電容C4充電，電容C4上的電壓升高，形成一個與振蕩頻率成正比的取樣電壓，此取樣電壓若超過穩壓管ZD1的穩壓值時，穩壓管ZD1導通。此負極性取樣電容加在開關管Q1的基射極上，使開關管Q1迅速截止。
在濾波電容C1正極與開關三極管Q1的基極之間連接一個啟動電阻R3。
本電瓶充電器還包括一個低壓直流輸出電路，它由脈沖變壓器T1的次極繞組N2及接在次級繞組上的含二極管D5及電容C5的高頻整流濾波電路組成。二極管D5需采用快速整流二極管，比如FR107。
為了防止開關三極管Q1發生過流損壞，本電瓶充電器中設置了一個保護三極管Q2，它的集電極及發射極分別與開關三極管Q1的基極及濾波電容負極相連，其基極接在開關三極管Q1的發射極上。當開關三極管Q1的發射極電流過大時，射極電阻R4上的電壓降超過0.6V，保護三極管Q2導通，開關三極管Q1的基極電位接近零而截止。該保護三極管的設置還可減輕開機瞬間沖擊電流的影響。
此外，在開關三極管Q1的集電極上設有一個過壓保護電路，它具有串接在開關三極管Q1集電極與濾波電容C1正極之間的正向二極管D3和電容C2，在電容C2兩端并聯一個電阻R2。本實用新型的應急燈用的電瓶充電器，輸入與輸出互相隔離，電壓兼容范圍寬，可在波動范圍大的電網電壓或在110V的電網或220V的電網電壓上工作。
權利要求1.一種應急燈用電瓶充電器，包括整流器，濾波電容，其特征在于整流器的輸入與工頻市電連接，在濾波電容(C1)上接有一個高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路包括一個開關三極管(Q1)，一個脈沖變壓器(T1)，所述開關三極管(Q1)的集電極經脈沖變壓器(T1)的初級繞組(N1)與濾波電容(C1)的正極相連，其發射極通過射極電阻(R4)接在濾波電容(C1)的負極上，基極電阻(R5)和電容(C3)串聯，連接在開關三極管(Q1)的基極與脈沖變壓器(T1)的反饋繞組(N3)一端之間，穩壓管(ZD1)和電容(C4)串聯，連接在開關三極管(Q1)的基極與所述反饋繞組(N3)接濾波電容(C1)負極一端之間，并且在穩壓管(ZD1)與電容(C4)的接點(A)及電容(C3)與反饋繞組(N3)的接點(B)上并接一個正向二極管(D4)，成為開關三極管(Q1)導通/截止間歇振蕩的反饋網絡，在濾波電容(C1)正極與開關三極管(Q1)基極之間連接一個啟動電阻R3；在脈沖變壓器(T1)的次級繞組(N2)上接有一個高頻整流濾波電路，以獲得為電瓶充電的低壓直流電；一個保護三極管(Q2)的集電極及發射極分別與開關三極管(Q1)基極及濾波電容(C1)負極相連，保護三極管(Q2)的基極接在開關三極管(Q1)的發射極上，形成開關三極管的過流保護電路。
2.根據權利要求1所述的應急燈用電瓶充電器，其特征在于開關三極管(Q1)集電極與濾波電容(C1)正極之間串接有一個正向的二極管(D3)和電容(C2)，在電容(C2)兩端上并聯一個電阻(R2)，成為開關三極管的過壓保護電路。
3.根據權利要求1或2所述的應急燈用電瓶充電器，其特征在于所述整流器(D1或D2)與市電之間串有一個電阻(R1)。
專利摘要本實用新型應急燈用電瓶充電器，包括與市電連接的整流器，濾波電容C1，在濾波電容上接有高頻振蕩電路，振蕩電路含開關三極管Q1，脈沖變壓器T1，連接在開關管基極上的，使開關管導通/截止間歇振蕩的一個反饋網絡，反饋網絡具有連接在開關三極管Q1基極與脈沖變壓器T1反饋繞組N3每一端上的串聯的基極電阻R5和電容C3及串聯的穩壓管ZD1和電容C4，在穩壓管ZD1與電容C4的接點及電容C3與反饋繞組N3的接點上并接正向的二極管D4；脈沖變壓器的次極繞組N2上接高頻整流濾波電路，以輸出低壓直流電；保護三極管Q2與開關三極管Q1相連。本實用新型的充電器，能在市電110V至240V之間工作，輸入與輸出相隔離，具有過流過壓保護功能，使用安全。
文檔編號H02H7/12GK2907037SQ20062010280
公開日2007年5月30日 申請日期2006年4月15日 優先權日2006年4月15日
發明者柯建鋒 申請人:柯建鋒