專利名稱：智能化快速充電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種充電器，特別是一種利用－△V原理相對電壓控制法制成的智能化快速充電器。
常規的充電器對可充電電池的充電速率是0.1C，采用這樣的速率大約需要14個小時才能將放完電的電池充足電。在充電過程中，以這樣的速率維持長時間充電，電池內部的溫度和壓力不會明顯地上升，這樣雖然比較安全，但是長時間連續充電將影響蓄電池的最大壽命。因此長時間過充電必須限制在充滿電后，及時將充電電流轉換到更低的涓流充電，用以補償可充電電池自放電引起的能量損耗。
如果采用大電流的高速充電，其充電過程必須加以控制，在電池充足電后，充電速率必須馬上減小到安全的涓流充電速率，否則會過充電引起電池升溫過高將電池損壞，嚴重時甚至會發生爆炸。
目前，市場上出售的快速充電器通常采用定時控制、溫度控制、電池最高電壓控制或三者綜合控制，但這些方式都存在著種種無法克服的問題，不能保證電池100％充足而又不產生過充電，其可靠性和穩定性都較差。
采用定時器可以避免電池長時間過充電，但是由于時間是固定的，無法考慮電池的容量和充電狀態，因此會出現有的電池充電不足，而有的則以過充。
當電池充足后，繼續充入的電量將被轉換為熱能損耗在電池中，雖然可以通過與電池組裝在一起的熱敏電阻來判定電池是否充足電，但是由于熱敏電阻的響應時間較長，加上環境溫度的影響，以及市場上出售的許多雜牌電池的熱敏電阻，有許多不符合嚴格的統一的規定和要求，這種方法也不能準確檢測電池的充電狀態。
絕對最高電壓控制是一種很復雜的控制方法，電池的電壓是隨環境溫度改變的，不同廠家、不同容量的電池，其檢測出的電壓是不同的，而且在可充電池的壽命內，充龜電壓曲線的變化規律也是無法預料的，故這種方法也不可取。
本實用新型的目的就是針對上述缺陷，而提供一種能夠精確地判定蓄電池充足電狀態的智能化快速充電器。
本實用新型的目的是這樣實現的智能化快速充電器是由電源部分和充電控制部分構成，其特征在于電源部分由整流器B1、反饋變壓器BL3及由三極管VT1、VT2構成的推挽式功率驅動電路及整流二極管VD7和濾波電容C4構成；電源部分的輸出經二極管D9接于調整管VT3的發射極；由調整管VT3、控制膜塊IC2及外圍元件構成充電控制部分，其輸出端接被充電電池的兩極。
－－所述的電源部分中三極管VT1、VT2的基極分別經電阻R4、R5接于反饋變壓器BL3的次級BL1、BL2上，反饋變壓器BL3串接在推挽輸出電路上；變壓器B2的付邊分別接二極管VD7，其輸出端接濾波電容C4。
－－所述的充電控制部分中三極管VT4、VT5接成驅動電路，其輸出端接在調整管VT3的基極，三端穩壓器IC1的輸入端通過R19接電源，輸出端接控制模塊IC2的電源輸入端Vcc，IC2的PWM端通過電阻R7接于VT5的基極，R5端接于電阻R16的一端，R16的另一端接充電器輸出端，調整管VT3的集電極經扼流電感L1接充電器的另一個輸出端。
－－所述的控制模塊為厚膜集成電路CHB801。
由于智能化快速充電器采用厚膜集成電路CHB801，在國內首先實現了國際上最為先進的－△V原理相對電壓控制法，這種方法從理論、實驗和實際使用中被證明是非常可靠的快速充電防過充關斷方法。由電池的充電電壓曲線可知，當電池充足電時，內部溫度上升，電池的電壓略有下降，CHB801隨時檢測電池電壓的變化情況并經模－數變換存貯在檢測器中，在充電過程中，當電池電壓出現負增長或零增長時，CHB801檢測器輸出控制信號，及時將快速充電轉換為涓流充電。
為了增強對電池的保護，CHB801厚膜電路還加入了定時關斷功能，在充電電壓曲線不出現－△V的極少情況下，如電池故障，定時關斷電路可以起到保護作用。
另外，CHB801控制器還具有電池電壓過高保護，電壓過低保護，電池反接保護，短路保護和電池溫度過高保護。
更為重要的是本實用新型采用脈沖式充電和脈沖式放電電路，這種充電方式不產生電池的記憶效應，并能非常有效地消除電池中已產生的記憶效應，整個充電過程實現了智能化，無需外部人為的干涉，方便使用。
本實用新型的電源采用開關電源方式和一體化設計，其體積小、重量輕、易于攜帶，并且也能使用直流電源供電，如在汽車上使用，由于充電電流是脈寬調制控制的，在很大的電壓范圍(交流電為180V～240V，直流電為12V～24V)，都能實現對電池的恒流充電。
本實用新型還設有充電輸出接口，可對不同用途、不同容量的和不同電壓值(2.4V至9.6V)的鎳鎘電池進行充龜，擴展了該充電器的使用途徑。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1、本實用新型電源原理框圖；圖2、本實用新型電路圖及實施例。
如圖1、圖2所示220V交流市電經B1整流，C1、C2濾波后給由VT1、VT2構成的推挽式功率驅動電路提供電壓，其輸出經變壓器B2隅合，并經VD7整流、C4濾波后輸出20V的直流電壓。
串接在推挽輸出電路的BL3是反饋變壓器，其次級BL1和BL2分別向VT1、VT2的基極提供驅動電壓，所以該電路構成自激式振蕩電路或逆變電路，振蕩頻率由C3和R3決定。
該充電器也可直接由從JACK1插座用外部直流電壓供電，如車載電源。
充電控制部分由充電電流調整管VT3和控制模塊CHB801構成，IC1為三端穩壓集成電路，提供控制模塊所需的電壓。
R16為充電電流取樣電阻，R16上的壓降反饋到CHB801的RS端子通過調整脈寬的方式，從PWM端輸出被調制的脈寬控制信號，經VT4、VT5構成的驅動電路加在電流調整管VT3的基極，實現恒流充電。
PWM端可輸出三種波形即快速充電，涓流充電和停止充電，充電狀態可由接在LED腳上的發光二極管VD13指示，VD12為電源指示燈，L1為扼流電感，VD11為續流二極管。充電電流值可通過REF腳上的電阻R11決定。電池電壓經R13、R15分壓后加在CHB801的電壓取樣端VAC上，模塊CHB801跟蹤VAC上電壓的變化情況，當電池電壓出現負增量變化時及時將快速充電轉換為涓流充電，實現快速充電智能化。
模塊CHB801上的TEMP端子與外部被充電電池內的負溫度系數熱敏電阻端子連接，當電池溫度升高時，熱敏電阻的阻值下降，當溫度上升至45℃時，模塊停止快速充電。同時，當VAC上出現異常情況，如電池電壓過高、過低、電池反接或短路時，也會及時停止快速充龜，以保護電池不受損壞。
模塊CHB801內還設有定時器，在快速充電過程中不出現負增量變化的極少情況下(如電池內部開路)，也能將快速充電轉換為涓流充電狀態。
權利要求1.一種智能化快速充電器，是由電源部分和充電控制部分構成；其特征在于電源部分由整流器B1、反饋變壓器BL3及由三極管VT1、VT2構成的推挽式功率驅動電路及整流二極管VD7和濾波電容C4構成；電源部分的輸出經二極管D9接于調整管VT3的發射極；由調整管VT3、控制膜塊IC2及外圍元件構成充電控制部分，其輸出端接被充電電池的兩極。
2.根據權利要求1所述的智能化快速充電器，其特征在于電源部分中三極管VT1、VT2的基極分別經電阻R4、R5接于反饋變壓器BL3的次級BL1、BL2上，反饋變壓器BL3串接在推挽輸出電路上；變壓器B2的付邊分別接二極管VD7，其輸出端接濾波電容C4。
3.根據權利要求1所述的智能化快速充電器，其特征在于充電控制部分中三極管VT4、VT5接成驅動電路，其輸出端接在調整管VT3的基極，三端穩壓器IC1的輸入端通過R19接電源，輸出端接控制模塊IC2的電源輸入端Vcc，IC2的PWM端通過電阻R7接于VT5的基極，R5端接于電阻R16的一端，R16的另一端接充電器輸出端，調整管VT3的集電極經扼流電感L1接充電器的另一個輸出端。
4.根據權利要求1、3所述的智能化快速充電器，其特征在于所述的控制模塊為厚膜集成電路CHB801。
專利摘要智能化快速充電器，是由變換器型開關電源，串聯調整型開關電源，智能控制模塊和取樣電路等部分組成。采用高分辨率的—△V數字無流檢測法，能夠精確地判定蓄電池的充電狀態，及時地將快速充電方式轉換為涓流充電方式，實踐證明這種檢測方法非常可靠也非常靈敏，能夠保證電池充足而不會過充電。該裝置還設有溫度保護和定時控制電路，當電池超溫時，充電器自動轉入涓流充電。本機不用任何轉換開關，即可對2～8節鎳鎘電池快速充電，因此該充電器適用于蜂窩網絡無線電設備，對講機，小型電臺，攝錄機及膝上型、掌上型和筆記本式電腦等的電池充電。
文檔編號H02J7/04GK2183630SQ94207188
公開日1994年11月23日 申請日期1994年3月22日 優先權日1994年3月22日
發明者侯云翔 申請人:北京辰光計算機公司