CN101388561B - 充电电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电学领域，涉及一种为蓄能电池充电的充电电路。该充电电路由电容限流、整流、保护电路组成，由继电器控制整流电路的输出，继电器由与充电电路输出相接的稳压电路供电，在继电器与充电电路输出间有蓄能电池电压调整电路，保护电路有输出断路保护电路、蓄能电池充满电保护控制电路和蓄能电池反接保护电路。该充电电路能耗低。可以根据需要提供多种充电电流、充电电压，为不同规格的蓄能电池充电，其上设有的多种保护电路可以在充电时遇到输出断路、蓄能电池的极性接反及蓄能电池充满电时切断充电电路，保护充电电路和蓄能电池。

Description

充电电路

技术领域

本发明属于电学领域，涉及一种为蓄能电池充电的充电电路。

技术背景

目前为各种蓄能电池充电的充电电路，一般采用变压器降压后由整流电路整流，输出直流电压为蓄能电池充电。这一类产品存在着功能单一，只能为一种规格的蓄能电池充电，充电电路一直处于工作状态，能耗较大，如充电时不小心将蓄能电池的电极接反，就会烧毁蓄能电池，同时，充电电路也可能被烧坏，蓄能电池充满电后不能自动切断充电电路，对蓄能电池的使用寿命造成伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种能耗低，可为多种规格蓄能电池充电的充电电路。

本发明所提供的充电电路由整流电路和保护电路组成，其特点是整流电路通过电容限流电路接交流电输入，整流电路的输出由一个继电器控制，继电器由与充电电路输出相接的稳压电路供电，在继电器与充电电路输出间有一个蓄能电池电压调整电路，所述保护电路是在充电电路输出与稳压电路间的输出断路保护电路、在充电电路输出与继电器间的蓄能电池充满电保护控制电路和接在充电电路输出与前级电路间的蓄能电池反接保护电路。

所述限流电路由N个电容构成，N≥1，N个电容的一端为接交流电输入的公共端，另一端通过一个多路并、选开关接整流电路的输入端。

本发明所提供的充电电路工作原理如下：由电容限流电路将输出电流控制为所设置的电流，经整流电路整流变为直流电，由于整流电路的输出由继电器控制，如此时充电电路的输出端未接入待充电蓄能电池，为继电器供电的稳压电路不工作，输出电路不通，处于冷待机状态，电路不耗能。当接人待充电蓄能电池时，待充电蓄能电池剩余的电量为与充电电路输出端相接的稳压电路提供工作电源，稳压电路工作，为继电器供电，接通输出电路，在继电器与充电电路输出间的蓄能电池电压调整电路，可以根据需要调整输出电压，为不同的规格的蓄能电池充电。为蓄能电池充电时，如因某种原因使待充电蓄能电池与充电电路输出端脱离，输出断路，此时，输出断路保护电路即输出控制信号停止稳压电路的工作，继电器失电，充电电路无输出，待蓄能电池重新接入时，充电电路再恢复工作。当蓄能电池的电极接反时，充电电路输出与前级电路间的蓄能电池反接保护电路就会切断充电电路，从而保护充电电路和待充电蓄能电池。当蓄能电池充满电时，接在充电电路输出与继电器间的蓄能电池充满电保护控制电路发出控制信号切断继电器，停止向蓄能电池再继续充电，从而保护蓄能电池。由于电容限流电路由N个电容构成，N≥1，N个电容的公共端接交流输入，另一端通过一个多路并、选开关接整流电路的输入端。故，本发明所提供的充电电路可以根据待充电蓄能电池的额定电流随意选择限流电容，从而提供多种充电电流。

本发明所提供的充电电路由于采用了电容限流电路将电流控制为所设置的电流，可以根据待充电蓄能电池的额定电流提供多种充电电流。由于整流电路的输出由继电器控制，继电器由与充电电路输出相接的稳压电路供电，在充电电路输出端不接待充电蓄能电池时，充电电路不工作，电路无能耗，使得充电电路的耗能低。蓄能电池电压调整电路，使充电电路可根据需要输出不同的直流电压，为不同规格的蓄能电池充电，断路保护电路、蓄能电池反接保护电路可以在充电时蓄能电池突然断开或将蓄能电池的极性接反时切断电路，保护充电电路和蓄能电池，蓄能电池充满电保护控制电路，在蓄能电池充满电时切断继电器，停止充电，保护蓄能电池，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明所提供充电电路的原理方框图；

图2为本发明所提供充电电路一个实施例的电路原理图。

图2中：R1-R18为电阻，C1-C3为电容，D1、D2、D3、D6为稳压管，D7-D10为桥式整流，D4、D11为发光二极管，D5为二极管，BG1-BG3、BG5-BG7为NPN型晶体管，BG4为PNP型晶体管，L1为继电器。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的实施。图1为本发明的原理方框图。由图1可知：本发明所提供的充电电路由电容限流电路，整流电路、蓄能电池电压调整电路和保护电路组成，整流电路的输出由继电器控制，继电器由与充电电路输出端相接的稳压电路供电，蓄能电池电压调整电路接在继电器与充电电路输出间，保护电路是在充电电路输出与稳压电路间的输出断路保护电路、在充电电路输出与继电器间的蓄能电池充满电保护控制电路和接在充电电路输出与前级电路间的蓄能电池反接保护电路。图2为本发明所提供充电电路一个实施例的电路原理图。参见图2，该充电电路采用电容C3、C4、C5构成电容限流电路，三个电容的公共端接交流输入，另一端通过多路并、选开关K2接整流电路的输入。由桥式整流电路D7-D10整流，在整流电路输出的正、负极间有电阻R18和发光二极管D11。由电阻R2-R5、NPN晶体管BG2、BG7、稳压管D2构成稳压电路，稳压电路的输入电阻R2接充电电路输出的正极，继电器L1的线圈接稳压电路的输出，继电器L1的线圈上并接了电容C1、发光二极管D4与电阻R6，继电器L1的触点1一端接整流电路输出的负极，另一端接充电电路输出的负极；触点2一端接整流电路输出的正极，另一端接充电电路输出的正极；在输出回路上由NPN型晶体管BG3、BG5、PNP型晶体管BG4、稳压管D6、电阻R9-R16构成蓄能电池电压调整电路，电阻R15和稳压管D6串接在充电电路输出的正、负极之间，晶体管BG5的基极接在连接二者的节点上，电阻R13接在晶体管BG5的发射极和充电电路输出的正极间，电阻R12、R14、R16一端接充电电路输出的负极，另一端通过一个多路选择开关K1接晶体管BG5的发射极，晶体管BG5的集电极接晶体管BG4的基极，并通过电阻R11接充电电路输出的正极，晶体管BG4的集电极接晶体管BG3的基极，晶体管BG3的集电极与继电器L1的线圈相接。由NPN型晶体管BG1、稳压管D1、电阻R1构成充电电路的输出断路保护电路，晶体管BG1的基极通过电阻R1与稳压管D1接充电电路输出的正极，晶体管BG1的集电极与稳压电路中的电阻R3、晶体管BG2的基极及晶体管BG7的集电极相接；所述的蓄能电池反接保护电路是在输出端的负极接一个二极管D5，二极管D5的负极接充电电路输出的负极。由NPN型晶体管BG6、电阻R7、R8、R17、电容C2及稳压管D3组成蓄能电池充满电保护控制电路，晶体管BG6的发射极与基极电阻R17接充电电路输出的负极，其集电极与晶体管BG5的基极相接，稳压管D3、电阻R7、电容C2依次串接在继电器L1的线圈和充电电路输出的负极间，电容C2和电阻R7连接点通过电阻R8接晶体管BG6的基极。

下面结合图2说明实施例中充电电路的工作原理。交流电经电容C3、C4、C5限流，由于三个电容的公共端接交流输入，另一端通过多路并、选开关K2接整流电路的输入端，使得充电电路可以根据待充电蓄能电池的额定电流选择限流电容，可选一个，也可选两个或三个电容并联使用，使输出的充电电流有多种选择，限流电容还可根据需要设置更多。由桥式整流D7-D10整流后送至继电器L1，接在整流电路输出的正、负极间的发光二极管D11发光，电路进入冷待机态，如此时充电电路的输出未接待充电蓄能电池，为继电器供电的稳压电路不工作，充电电路也无输出，电路无能耗；当充电电路的输出接入待充电蓄能电池后，待充电蓄能电池的剩余电量为由电阻R2-R5、晶体管BG2、BG7、稳压管D2构成的稳压电路提供工作电压，稳压电路工作，给接在其输出端的继电器L1线圈供电，继电器的触点1、2均吸合，将整流电路输出的直流电压送至充电电路输出端为蓄能电池充电，此时在输出回路上由NPN型晶体管BG3、BG5、PNP型晶体管BG4、稳压管D6、电阻R9-R16构成的蓄能电池电压调整电路工作，电阻R15和稳压管D6串接在充电电路输出的正、负极之间，晶体管BG5的基极接在连接二者的节点上，由于稳压管D6是一个24V的稳压管给晶体管BG5提供基极正偏压，多路选择开关K1根据待充电蓄能电池的额定电压从电阻R12、R14、R16中选择一个接在晶体管BG5的发射极上，接在其发射极和充电电路输出的正极间的电阻R13与所选择的发射极电阻形成分压，为晶体管BG5提供不同的发射极电位，从而改变晶体管BG5的输出，使充电电路的输出电压根据需要调整，晶体管BG5的发射极电阻还可根据需要设置更多。晶体管BG5导通后给PNP型晶体管BG4的基极提供低电位使其导通，晶体管BG4的集电极给晶体管BG3基极供电，晶体管BG3导通也为继电器L1线圈供电。充电电路不断地为蓄能电池充电，当蓄能电池被充满电后，蓄能电池的电压已超出额定电压的20％时，此时晶体管BG5的发射极电位也随之升高，当晶体管BG5发射极达到24V时，晶体管BG5截止，晶体管BG4、BG3也截止，此时，蓄能电池充满电保护控制电路工作，晶体管BG3截止，其集电极电位升高，使稳压管D3击穿经电阻R7给电容C2充电，再由电容C2经电阻R8给晶体管BG6基极供电，晶体管BG6由截止变为导通，其集电极电位为零，此时晶体管BG5的基极电位变为零，此时充电电路的输出被切断，充电完成。为蓄能电池充电时，如因某种原因使充电蓄能电池与充电电路输出端脱离，此时，输出断路保护电路工作，在输出断路的瞬时稳压管D1击穿，经电阻R1、给晶体管BG1供电，晶体管BG1饱和集电极电压为零，晶体管BG2截止，稳压电路停止工作继电器L1断电，充电电路无输出。当待充电蓄能电池电极接反时，在输出端负极上接的二极管D5，阻断极性反接的蓄能电池与充电电路前级电路的通道，使充电电路不启动，从而保护充电电路。本实施例中：晶体管BG1、BG2、BG7采用13003，晶体管BG3、BG5、BG6采用9014，晶体管BG4采用9015，电容C3采用耐压400V、20μF的电容，桥式整流D7-D10采用耐压400V的整流二极管或硅堆，稳压管D1稳压90V，稳压管D1、D2、D3、D6稳压值分别为90V、8V、8V、24V，继电器L1采用12V直流继电器。图2中的充电电路中的元器件根据待充电蓄能电池的不同，还可以有多种选择。充电电路的一部分电路还可以制成集成电路，使得制作更容易。

Claims (3)

1.一种充电电路，由整流电路和保护电路组成，整流电路通过电容限流电路接交流电输入，整流电路的输出由一个继电器控制，继电器由与充电电路输出相接的稳压电路供电，在继电器与充电电路输出间有一个蓄能电池电压调整电路，保护电路是由在充电电路输出与稳压电路间的输出断路保护电路以及在充电电路输出与继电器间的蓄能电池充满电保护控制电路和接在充电电路输出与前级电路间的蓄能电池反接保护电路构成，其特征是所述与充电电路输出相接的稳压电路由电阻R2-电阻R5、晶体管BG2、晶体管BG7、稳压管D2构成，稳压电路的电阻R2接充电电路输出的正极，继电器的线圈接在稳压电路的输出端，继电器的触点1一端接整流电路输出的负极，另一端接充电电路输出的负极；触点2一端接整流电路输出的正极，另一端接充电电路输出的正极；在继电器与充电电路输出间的蓄能电池电压调整电路由晶体管BG3，晶体管BG4，晶体管BG5，稳压管D6，电阻R9-电阻R16构成，电阻R15和稳压管D6串接在充电电路输出的正、负极之间，晶体管BG5的基极接在二者连接的节点上，电阻R13接在晶体管BG5的发射极和充电电路输出的正极间，电阻R12、电阻R14及电阻R16具有公共连接点的一端接充电电路输出的负极，另一端分别通过一个多路选择开关K1接晶体管BG5的发射极，晶体管BG5的集电极接晶体管BG4的基极，并通过电阻R11接充电电路输出的正极，晶体管BG4的集电极接晶体管BG3的基极，晶体管BG3的集电极与继电器的线圈相接。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征是所述输出断路保护电路由晶体管BG1、稳压管D1、电阻R1构成，晶体管BG1的基极通过电阻R1与稳压管D1接充电电路输出的正极，晶体管BG1的集电极与稳压电路中的电阻R3、晶体管BG2的基极及晶体管BG7的集电极相接；所述的蓄能电池反接保护电路是在充电电路输出的负极接一个二极管D5，二极管D5的负极接充电电路输出的负极。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征是所述蓄能电池充满电保护控制电路由晶体管BG6、电阻R7、电阻R8、电阻R17、电容C2及稳压管D3组成，晶体管BG6的发射极与电阻R17接充电电路输出的负极，其集电极与晶体管BG5的基极相接，稳压管D3、电阻R7、电容C2依次串接在继电器的线圈和充电电路输出的负极间，电容C2和电阻R7通过电阻R8接晶体管BG6的基极。

Images