CN102832684A

CN102832684A - Led手电筒充电自停装置

Info

Publication number: CN102832684A
Application number: CN2012103383694A
Authority: CN
Inventors: 黄勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明提供了一种LED手电筒充电自停装置。该LED手电筒充电自停装置包括220V交流电，阻容降压电路、全桥整流电路、电压检测电路及触发电路、过零检测电路、充电控制电路及防蓄电池放电电路、充电状态指示电路和蓄电池组。目前广泛使用的可充电LED充电手电筒，大都采用简单的电容降压式充电方式，它存在电压高、冲击电流大和充电不能自停等缺陷。由于充电不易把握，极易造成蓄电池过充电，使蓄电池中的电解液过早干涸而夭折。本发明采用电压检测、过零触发和单向可控硅控制等电路，克服了电容降压充电冲击电流大、易损坏元件等缺点。本发明的电路能实现充满自停和涓流充电功能，具有电路可靠性好、制作成本低、实用性强等优点。

Description

LED手电筒充电自停装置

技术领域

本发明属于电子与蓄电池充电技术领域，是关于一种LED手电筒充电自停装置。

背景技术

目前广泛使用的可充电LED充电手电筒，大都采用简单的电容降压式充电方式，它存在电压高、冲击电流大和充电不能自停等缺陷。由于充电状态不易把握，极易造成蓄电池组过充电或者充电不足，使蓄电池内的电解液过早干涸而夭折。

本发明采用电压检测、过零触发和单向可控硅控制等电路，克服了电容降压充电冲击电流大、易损坏元件等缺点。本发明的电路能实现充满自停和涓流充电功能，具有电路可靠性好、制作成本低、实用性强等优点。

以下详细说明本发明所述的LED手电筒充电自停装置在实施过程中所涉及的相关技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：现在广泛使用的可充电LED充电手电筒，大都采用简单的电容降压式充电方式，存在电压高、冲击电流大和充电不能自停等缺陷。由于充电不易把握，极易造成蓄电池组过充电，使蓄电池中的电解液过旱干涸而夭折。

本发明采用电压检测、过零触发和单向可控硅控制等电路，克服了电容降压充电冲击电流大、易损坏元件等缺点。本发明的电路能实现充满自停和涓流充电功能，具有电路可靠性好、制作成本低、实用性强等优点。避免了蓄电池过旱夭折，延长了蓄电池的使用寿命，减少了资源浪费和铅污染。

电路的工作原理：在典型电路的基础上增加了由NPN型晶体管VT1组成电压检测电路、NPN型晶体管VT2组成过零检测电路，利用单向可控硅SCR作为电子开关，用于控制充电电路的通与断。其中，发光二极管LED为充电指示灯，稳压二极管DW作为电压检测，隔离二极管D1用于蓄电池组与电路隔离，防止电路蓄电池组通过电路缓慢放电。

正常充电：当蓄电池组电压低于4.4V设定电压时（大多数LED手电筒采用2节蓄电池供电，故充电终止电压设定为4.4V）,此时稳压二极管DW截止，NPN型晶体管VT1因无基极偏压而截止。在220V交流电过零后起始部分，过零检测NPN型晶体管VT2因基极偏压低而截止；由于电阻R5的偏压，单向可控硅SCR得到触发电压而导通，给蓄电池组正常充电。

充满自停：当充电电压上升到设定电压4.4V时，稳压二极管DW导通，NPN型晶体管VT1导通，将单向可控硅SCR的控制极电位下拉到0V，单向可控硅SCR因无触发电压而截止，关断了充电电路，实现了充电充满自停。当然，在实际使用中，蓄电池组静置一会后电压会有所下降，所以单向可控硅SCR又会导通（若此时交流电压瞬时值在200V以上，会有很大冲击电流，正因为有NPN型晶体管VT2组成的过零触发，才避开了冲击大电流），电压上升到设定后又会关断。这样周而复始，充电指示灯闪烁，表示蓄电池组接近充满。随着蓄电池组电压的继续上升，导通时间变短，指示灯闪烁变慢，最后接近熄灭，表示充满。这种间歇脉动充电方式更有利于蓄电池充足和延长蓄电池的使用寿命。

技术方案：LED手电筒充电自停装置，它由220V交流电，阻容降压电路、全桥整流电路、电压检测电路及触发电路、过零检测电路、充电控制电路及防蓄电池放电电路、充电状态指示电路和蓄电池组构成，其特征包括：

电压检测电路及触发电路：由稳压二极管DW、电阻R3、电解电容C2、电阻R4、NPN型晶体管VT1和电阻R5组成，稳压二极管DW的负极通过电阻R3接电解电容C2的正极和蓄电池组的正极，稳压二极管DW的正极接NPN型晶体管VT1的基极和电阻R4的一端，电解电容C2的负极和电阻R4的另一端及NPN型晶体管VT1的发射极接电路地GND，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R5接电路正极VCC；

过零检测电路：由NPN型晶体管VT2、电阻R6和电阻R7组成，NPN型晶体管VT2的基极接电阻R6的一端和电阻R7的一端，NPN型晶体管VT2的集电极接NPN型晶体管VT1的集电极，电阻R6的另一端接电路正极VCC，电阻R7的另一端和NPN型晶体管VT2的发射极接电路地GND；

充电控制电路及防蓄电池放电电路：由单向可控硅SCR和隔离二极管D1组成，单向可控硅SCR的阳极接电路正极VCC，单向可控硅SCR的控制极接NPN型晶体管VT1的集电极，单向可控硅SCR的阴极接隔离二极管D1的正极，隔离二极管D1的负极接蓄电池组的正极，蓄电池组的负极接电路地GND。

充电状态指示电路：由发光二极管LED和电阻R2组成，发光二极管LED的正极通过电阻R2接单向可控硅SCR的阴极，发光二极管LED的负极接电路地GND。

全桥整流电路输出端的正极与电路正极VCC相连，全桥整流电路输出端的负极与电路地GND相连。

附图说明

附图1是本发明提供一个LED手电筒充电自停装置的实施例电路工作原理图。

具体实施方式

按照附图1所示的是LED手电筒充电自停装置的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。

元器件的选择及其技术参数

QZ为全桥整流元件，可选用4只型号为1N4007的硅整流二极管；

VT1、VT2为NPN型晶体管，选用的型号为2SC9014；

SCR为单向可控硅，要求耐压值≥400V，选用型号为100—6或BT169等；

DW为稳压二极管，其稳压值参数为4.4V；

D1为硅整流二极管，选用的型号为1N4001；

LED为发光二极管，选用￠5红色发光二极管；

电阻R1的阻值为470kΩ,功率为2W；其他电阻的功率均为1/8W，电阻R2的阻值为1kΩ；电阻R3的阻值为5.6kΩ；电阻R4的阻值为6.8kΩ；电阻R5的阻值为220kΩ；电阻R6的阻值为510kΩ；电阻R7的阻值为22kΩ；

C1为涤纶电容，其容量为1μF，耐压为450V；C2为电解电容，其容量为220μF/16V。

电路的制作要点与电路调试

因LED手电筒充电自停装置的电路结构比较简单、制作比较容易，只要使用的元器件性能完好，元器件的物理连接正确无误，电路一般不需要进行调试即可以正常工作；

稳压二极管DW应根据蓄电池组充电终止电压来确定，考虑到蓄电池组通过电路的自放电电流小，电压检测电路可以通过微调电阻R4的阻值来确定；

本发明的电路可根据蓄电池组的充满电压值，如：需要给6V或12V的蓄电池组充电时，只要通过选择合适参数的稳压二极管即可实现。

Claims

1.一种LED手电筒充电自停装置，它由220V交流电，阻容降压电路、全桥整流电路、电压检测电路及触发电路、过零检测电路、充电控制电路及防蓄电池放电电路、充电状态指示电路和蓄电池组构成，其特征包括：

所述的电压检测电路及触发电路由稳压二极管DW、电阻R3、电解电容C2、电阻R4、NPN型晶体管VT1和电阻R5组成，稳压二极管DW的负极通过电阻R3接电解电容C2的正极和蓄电池组的正极，稳压二极管DW的正极接NPN型晶体管VT1的基极和电阻R4的一端，电解电容C2的负极和电阻R4的另一端及NPN型晶体管VT1的发射极接电路地GND，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R5接电路正极VCC；

所述的过零检测电路由NPN型晶体管VT2、电阻R6和电阻R7组成，NPN型晶体管VT2的基极接电阻R6的一端和电阻R7的一端，NPN型晶体管VT2的集电极接NPN型晶体管VT1的集电极，电阻R6的另一端接电路正极VCC，电阻R7的另一端和NPN型晶体管VT2的发射极接电路地GND；

所述的充电控制电路及防蓄电池放电电路由单向可控硅SCR和隔离二极管D1组成，单向可控硅SCR的阳极接电路正极VCC，单向可控硅SCR的控制极接NPN型晶体管VT1的集电极，单向可控硅SCR的阴极接隔离二极管D1的正极，隔离二极管D1的负极接蓄电池组的正极，蓄电池组的负极接电路地GND。

2.根据权利要求1所述的LED手电筒充电自停装置，其特征是：充电状态指示电路由发光二极管LED和电阻R2组成，发光二极管LED的正极通过电阻R2接单向可控硅SCR的阴极，发光二极管LED的负极接电路地GND。

3.根据权利要求1所述的LED手电筒充电自停装置，其特征是：全桥整流电路输出端的正极与电路正极VCC相连，全桥整流电路输出端的负极与电路地GND相连。