CN107231024A - 钮扣电池通用充电方法及充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了钮扣电池通用充电器，底座的一端上设有固定夹块，固定夹块的外端设有电源插头，电源插头电连接设在固定夹块里面产生不连续的脉冲直流电的电源；底座上沿底座长度方向设有两根平行设置的导轨，两根导轨中间设有齿条，导轨上可滑动地设置有活动夹板，活动夹板的背面设有可翻转的限位脚，限位脚与齿条配合对活动夹板进行限位；底座内安装有多个限压保护元件；每个限压保护元件的正、负极端子分别电连接底座外一个夹子的两根夹脚，夹子的两根夹脚夹一只钮扣电池；固定夹块和活动夹板的夹持面上各设有一个电极与所述电源的正、负极输出端分别电连接。本发明充电器能适用不同规格的钮扣电池，且结构和操作都简单，成本较低。
Description
技术领域
本发明属于电池充电技术领域，具体涉及钮扣电池通用充电方法及充电器。
背景技术
目前，钮扣电池的应用越来越广泛，主要用于各类电子产品的后备电源，如电脑主板，电子表，电子词典，电子秤，记忆卡，遥控器，电动玩具，心脏起搏器，电子助听器，计数器，照相机等。常见的纽扣电池按化学组成有碳性、碱性、锌-氧化银、锌-空气、锂-二氧化锰、镍镉充电纽扣电池、镍氢充电纽扣电池等；按可充电来分，有充电的和不充电的两种，可充电的包括LIR系列、ML、VL系列；不可充电的包括CR系列及LR及SR系列，但是也可以对不可充电钮扣电池进行补救式充电发挥物尽其用的价值。
钮扣电池有不同的直径、不同厚度、不同的标称电压，所以目前市场上基本都是针对一种规格的可充电钮扣电池就有相应的充电器，例如liR2025钮扣电池充电器，只适应于mm、厚度2.5mmm的3伏钮扣电池，如直径不同或厚度不同的钮扣电池是不能使用的。还没有一款能适用于所有可充电钮扣电池的充电器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钮扣电池通用充电方法及充电器，能适用不同规格的钮扣电池，且结构和操作都简单，成本较低。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
钮扣电池通用充电方法，每一只钮扣电池并联一个限压保护元件构成一个并联支路，多个并联支路正向串联后接入不连续的脉冲直流电进行充电。
所述限压保护元件为稳压二极管或限压极限值可调的限压保护装置；
所述限压保护装置的限压极限值根据与之并联的钮扣电池的标称电压和充电极限电压进行调整；限压保护装置的电路结构为；三极管T1的发射极连接稳压二极管ZD的负极，稳压二极管ZD的正极连接微调电阻R*的一端，微调电阻R*的另一端同时连接电阻R1的一端、电容C1的一端和三极管T2的基极，电阻R1的另一端同时连接电容C1的另一端、三极管T2的发射极和三极管T1的集电极，三极管T2的集电极连接三极管T1的基极；三极管T1的发射极连接限压保护装置的正极端子，三极管T1的集电极连接限压保护装置的负极端子；通过选配稳压二极管ZD和微调电阻R*调整所述限压保护装置的的限压极限值。
所述限压保护装置的限压极限值的调整方法为：对于标称电压1.5伏的钮扣电池，限压极限值设置为1.7伏，选用额定电压为0.65伏的稳压二极管ZD，阻值为615Ω的微调电阻R*；对于标称电压3.0伏的钮扣电池，限压极限值设置为3.5伏，选用额定电压为2.45伏的稳压二极管ZD，阻值为615Ω的微调电阻R*；对于标称电压3.7伏的钮扣电池，限压极限值设置为4.2伏，选用额定电压为3.15伏的稳压二极管ZD，阻值为615Ω的微调电阻R*。
所述不连续的脉冲直流电由电流恒流电源产生，该电流恒流电源的电路结构为：电阻R和电容C并联后一端连接交流电源输入端子～L，另一端同时连接二极管D1的负极和二极管D0的正极，二极管D1的正极连接交流电源输入端子～N，二极管D0的负极连接电流恒流电源的输出正端子，二极管D1的正极连接电流恒流电源的输出负端子。
所述的钮扣电池通用充电方法的充电器，底座的一端上面设有固定夹块，固定夹块的外端设有电源插头，固定夹块里面安装产生不连续的脉冲直流电的电源，该电源的输入端电连接所述电源插头；底座上面沿底座长度方向设有两根平行设置的导轨，两根导轨中间设有齿条，导轨上可滑动地设置有活动夹板，活动夹板的背面设有可翻转的限位脚，限位脚与齿条配合对活动夹板进行限位；底座内安装有多个的限压保护元件；每个限压保护元件的正极端子和负极端子分别电连接两根导线，该两根导线分别穿出底座并分别电连接一个夹子的两根夹脚，该夹子的的两根夹脚中间夹一个钮扣电池且分别对应电连接钮扣电池的正极和负极；固定夹块的夹持面和活动夹板的夹持面上各设有一个电极，其中一个为正极，一个为负极，正极电连接所述产生不连续的脉冲直流电的电源的正极输出端，负极电连接所述产生不连续的脉冲直流电的电源的负极输出端。
本发明的优点在于：
1、本发明的方法和充电器均适用于不同直径大小、不同厚度、不同标称电压的可充电钮扣电池，通用性性强。
2、对不可充电钮扣电池进行“挽救性”充电，能使不可充电钮扣电池增加数倍或数十倍的重复利用。
3、每个充电的钮扣电池都有限压保护不至于过度充电损坏电池。
4、本发明充电器结构简单，成本较低。
附图说明
图1是本发明充电器的结构示意图，图中，1：底座，2：固定夹块，3：活动夹板，4：限位脚，5：齿条，6：导线，7：夹子，8：电源插头，9：导轨。
图2是本发明方法对一只钮扣电池充电的电路原理图。
图3是图2中限压保护装置DZ的电路原理图。
图4是本发明方法对多只钮扣电池充电的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的实施方式作详细说明，但不构成对本发明权利要求保护范围的限制。
如图1所示，钮扣电池通用充电器，底座1的一端上面设有固定夹块2，固定夹块2的外端设有电源插头8，固定夹块2里面安装产生不连续的脉冲直流电的电源，该电源的输入端电连接所述电源插头8；底座1上面沿底座1长度方向设有两根平行设置的导轨9，两根导轨9中间设有齿条5，导轨9上可滑动地设置有活动夹板3，活动夹板3的背面设有可翻转的限位脚4，限位脚4与齿条5配合对活动夹板3进行限位；底座1内安装有多个限压保护元件；每个限压保护元件的正极端子和负极端子分别电连接两根导线6，该两根导线6分别穿出底座1并分别电连接一个夹子7的两根夹脚，该夹子7的两根夹脚中间夹一个钮扣电池且分别电连接钮扣电池的正极和负极。夹子7类似发夹，两根夹脚均为导电的金属薄片，除夹脚外采用绝缘材料制作，能适用于不同厚度的钮扣电池，对钮扣电池的直径大小没有限制。固定夹块2的夹持面上和活动夹板3的夹持面上各设有一个电极10，其中一个为正极，一个为负极，正极电连接所述产生不连续的脉冲直流电的电源的正极输出端，负极电连接所述产生不连续的脉冲直流电的电源的负极输出端。将多个待充电钮扣电池每个用一个夹子7夹紧后，按正向串联方式排放到两根导轨9上，滑动活动夹板3至串联的多个待充电钮扣电池被夹紧在固定夹块2和活动夹板3的两个电极10之间，将限位脚4翻转卡在齿条5上固定活动夹板3，将电源插头8连接交流电源，即可对多个待充电钮扣电池进行充电。
在底座的上面还分别设有两个LED指示灯，红色LED指示灯亮表示电源已经接通正在充电，绿色LED指示灯亮表示钮扣电池已经充满电。
产生不连续的脉冲直流电的电源是高性价比的电流恒流电源，如图2所示，电流恒流电源的电路结构为：交流电源输入端子～L连接熔断保险丝F的一端，熔断保险丝F的另一端连接电阻R和电容C并联支路的一端，电阻R和电容C并联支路的另一端同时连接二极管D1的负极和二极管D0的正极，二极管D1的正极连接交流电源输入端子～N，二极管D0的负极连接所述电流恒流电源的输出正端子，二极管D1的正极连接所述电流恒流电源的输出负端子。交流电源输入端子～L和交流电源输入端子～N分别电连接所述充电器的电源插头8。可充电与不可充电电池，其根本区别在于电池内部电化学过程是否可逆，类似上世纪五十年代对手电筒碳锌电池接受继电器控制不连续直流脉冲充电原理。对于原本标志为不可充电的钮扣电池采用本发明不连续的脉冲直流电充电，也可获得“挽救性”的数次至多次充电效果，之所以称为“挽救性”充电，以区别可充电电池的恢复性充电。一只不可充电的的CR型钮扣电池，经50Hz交流电半波整流得到不连续的脉冲直流电进行“挽救性”充电，能实现数倍甚至数十多倍的重复使用。
电流恒流电源的工作原理；
电容C为恒流电容，容抗Xc＝1/(2πfc)，由于Xc远大于待充电钮扣电池E的内阻，所以，接入电容C之后二极管D0输出直流恒流源i0，i0＝Uin/2Xc，给钮扣电池恒流充电。
待充电的钮扣电池E得到的电压，未超过与之并联的限压保护元件DZ的齐纳电压VZ之前，可视为DZ是截止的，即i0只是向钮扣电池E的充电电流。
为了避免待充电的钮扣电池E产生高温，充电电流一般取待充电钮扣电池E电池容量的十分之一至五十分之一，即充电时间为十小时至五十小时左右才把待充电电池充满。钮扣电池充电不能操之间过急，否则会过热爆炸。当待充电钮扣电池E充满电容容量后，与之并联的限压保护元件DZ的两端电压达到齐纳电压Vz，i0流过限压保护元件DZ，待充电电池E不再充电了。由于待充电钮扣电池E的电压远小于输入电源电压～Uin(50Hz、220V交流电)，所以即使同时给多只钮扣电池串联充电，也不改变容抗Xc的恒流效果。
每个钮扣电池接受充电过程中须分别并联一个限压保护元件，限压保护元件采用稳压二极管或限压极限值VZ可调的限压保护装置。
如图3所示，所述限压极限值VZ可调的限压保护装置的电路结构为；三极管T1的发射极连接稳压二极管ZD的负极，稳压二极管ZD的正极连接微调电阻R*的一端，微调电阻R*的另一端同时连接电阻R1的一端、电容C1的一端和三极管T2的基极，电阻R1的另一端同时连接电容C1的另一端、三极管T2的发射极和三极管T1的集电极，三极管T2的集电极连接三极管T1的基极；三极管T1的发射极连接限压保护装置的正极端子三极管T1的集电极连接限压保护装置的负极端子三极管T1采用PNP型三极管9015，三极管T2采用NPN型三极管9014，采用NPN-PNP达林顿接法。电阻R1阻值10KΩ，电容C1采用105电容，额定电压3V。
根据钮扣电池的标称电压和充电极限电压，通过选配稳压二极管ZD和微调电阻R*调整所述限压保护装置的的限压极限值VZ，如下表所示。
图3所示的限压极限值VZ可调的限压保护装置有工作原理：所述限压保护装置的正极端子和负极端子分别关联钮扣电池的两端，三极管T2的基极和发射极之间并联阻值10KΩ的电阻R1，当电阻R1两端电压在0.65V阀值以下时，视为三极管T2截止。如果待充电的钮扣电池的两端电压大于我们设定的限压极限值VZ，这时，三极管T2导通，从而驱动三极管T1也导通，于是三极管T1的发射极至集电极电流分流等于所述电流恒流电源的充电电流，就保护了钮扣电池不会发生过充电而爆炸。
如图4所示是为多只待充电钮扣电池E1……En进行充电的电路原理图。多只待充电钮扣电池E1……En分别对应并联所述限压保护装置DZ1……DZn，然后按正向串联成一串，置于充电器中进行充电。所述限压保护装置DZ1……DZn分别按各自并联的钮扣电池调整限压极限值VZ。
Claims (5)
1.钮扣电池通用充电方法，其特征在于，每一只钮扣电池并联一个限压保护元件构成一个并联支路，多个并联支路正向串联后接入不连续的脉冲直流电进行充电。
2.如权利要求1所述的钮扣电池通用充电方法，其特征在于，所述限压保护元件为稳压二极管或限压极限值可调的限压保护装置；
所述限压保护装置的限压极限值根据与之并联的钮扣电池的标称电压和充电极限电压进行调整；限压保护装置的电路结构为；三极管T1的发射极连接稳压二极管ZD的负极，稳压二极管ZD的正极连接微调电阻R*的一端，微调电阻R*的另一端同时连接电阻R1的一端、电容C1的一端和三极管T2的基极，电阻R1的另一端同时连接电容C1的另一端、三极管T2的发射极和三极管T1的集电极，三极管T2的集电极连接三极管T1的基极；三极管T1的发射极连接限压保护装置的正极端子，三极管T1的集电极连接限压保护装置的负极端子；通过选配稳压二极管ZD和微调电阻R*调整所述限压保护装置的的限压极限值。
3.如权利要求2所述的钮扣电池通用充电方法，其特征在于，所述限压保护装置的限压极限值的调整方法为：对于标称电压1.5伏的钮扣电池，限压极限值设置为1.7伏，选用额定电压为0.65伏的稳压二极管ZD，阻值为615Ω的微调电阻R*；对于标称电压3.0伏的钮扣电池，限压极限值设置为3.5伏，选用额定电压为2.45伏的稳压二极管ZD，阻值为615Ω的微调电阻R*；对于标称电压3.7伏的钮扣电池，限压极限值设置为4.2伏，选用额定电压为3.15伏的稳压二极管ZD，阻值为615Ω的微调电阻R*。
4.如权利要求1所述的钮扣电池通用充电方法，其特征在于，所述不连续的脉冲直流电由电流恒流电源产生，该电流恒流电源的电路结构为：电阻R和电容C并联后一端连接交流电源输入端子～L，另一端同时连接二极管D1的负极和二极管D0的正极，二极管D1的正极连接交流电源输入端子～N，二极管D0的负极连接电流恒流电源的输出正端子，二极管D1的正极连接电流恒流电源的输出负端子。
5.采用如权利要求1-4之一所述的钮扣电池通用充电方法的充电器，其特征在于，底座的一端上面设有固定夹块，固定夹块的外端设有电源插头，固定夹块里面安装产生不连续的脉冲直流电的电源，该电源的输入端电连接所述电源插头；底座上面沿底座长度方向设有两根平行设置的导轨，两根导轨中间设有齿条，导轨上可滑动地设置有活动夹板，活动夹板的背面设有可翻转的限位脚，限位脚与齿条配合对活动夹板进行限位；底座内安装有多个的限压保护元件；每个限压保护元件的正极端子和负极端子分别电连接两根导线，该两根导线分别穿出底座并分别电连接一个夹子的两根夹脚，该夹子的两根夹脚中间夹一个钮扣电池且分别对应电连接钮扣电池的正极和负极；固定夹块的夹持面和活动夹板的夹持面上各设有一个电极，其中一个为正极，一个为负极，正极电连接所述产生不连续的脉冲直流电的电源的正极输出端，负极电连接所述产生不连续的脉冲直流电的电源的负极输出端。
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