CN200966006Y - 两段式充电器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种两段式充电器电路，包括一交流转直流电源电路、一变压器、一补偿电路、一控制电路、一比较电路以及一隔离式控制器，通过该比较电路检知电池是否与该变压器连接，若有则设定充电器命令电压为高电压准位，由于电池电压低于充电器命令电压，控制电路令补偿电路送出一补偿电流，借此增加输入变压器一次侧的电流大小，进而提升变压器二次侧的输出电流；待电池充电达充电器高电压准位后，经该比较电路检知，即调整充电器命令电压为低电压准位，由控制电路令补偿电路停止输出补偿电流；如此一来，本实用新型于电池充电时可提供较大电流以加速充电，当电池充电完成后，则降低充电电压以避免因高电压所产生的高温缩短电池寿命。

Description

两段式充电器电路

技术领域

本实用新型是关于一种充电器电路，尤指一种可视电池充电状况，调整充电电压命令高低准位，进而改变充电电流的两段式充电器电路。

背景技术

在环保意识高涨的今日，许多抛弃后无法为大自然所分解的物品或分解后会对大自然造成污染的物品正逐渐淘汰中，例如不具有充电功能的电池，由于此种电池内含有会污染环境的有害物质，因此可充电的电池正迈入主流，配合一充电器即可对电池充电，令电池可重复使用。

目前大部份充电器均具有两段式充电的功能，即是可供使用者选择要正常速度充电或是快速充电；所谓快速充电，是指直接对连接于充电器上的电池输入较大的电流以进行充电，但此充电方式固然可在较短的时间内完成充电，然而由于一般人通常不会在电池充饱后随即发觉而将电池自充电器上取下，因此较大的电流反令电池在充电完成后产生高温，如此一来，一旦电池维持高温的时间过长，将可能缩减电池的寿命。

而所谓正常速度充电，则是以较小的电流对电池充电，然而如此一来，充电时间却也相对地延长，甚至长达数个小时都有可能，造成使用上的不便。

故由上述说明可知，目前充电器在充电时间以及维护电池寿命之间尚无法兼顾，因此仍需进一步改良。

实用新型内容

为令充电器在充电时间以及维护电池寿命之间取得平衡，本实用新型的主要目的在提供一种两段式充电器电路，其可视电池充电状况，改变充电电流大小。

为达成前述目的，本实用新型所采取的主要技术手段是令前述两段式充电器电路包括：

一交流转直流电源电路，是连接一交流电源，将交流电源转换为一第一直流电流后输出；

一变压器，是具有一次侧和二次侧，一次侧是连接前述交流转换直流电源单元，二次侧则感应该第一直流电流而输出一第二直流电流，且二次侧是与电池可拆卸地连接；

一补偿电路，是连接于前述变压器的一次侧的两端，可送出一补偿电流以提高输入变压器一次侧的直流电流；

一控制电路，是连接前述变压器与补偿单元；

一比较电路，是连接于前述变压器二次侧与电池之间以判断电池的充电状态；

一隔离式控制器，其具有一发射端以及一接收端，其中该发射端是连接该比较电路，该接收端是连接该控制电路，该隔离式控制器依电池的充电状态操作该控制电路令补偿电路送出补偿电流以改变第二直流电流的大小。

利用前述技术手段，本实用新型的充电器电路主要是通过该比较电路检知电池是否与本实用新型的变压器连接，若有则配合控制电路令补偿电路送出一补偿电流，借此增加输入变压器一次侧的电流大小，进而提升变压器二次侧输出的电流大小；待电池充满电能后，经该比较电路检知，即由控制电路停止补偿电路再送出补偿电流；如此一来，本实用新型于电池充电时由于充电器设定电压为高准位，可提供大电流以加速充电，故充电时间较短，当电池充饱后，则降低电压准位进而降低输入电池的电流大小，将有助于减少电池充满电时的高温现象，令电池寿命不因电路运作所产生的高温而缩短。

附图说明

图1：是本实用新型一较佳实施例的功能方块图；

图2：是本实用新型一较佳实施例的电路图。

具体实施方式

首先请参阅图1所示，本实用新型两段式充电器电路的一较佳实施例是包括：

一交流转直流电源电路10，是连接一交流电源11以转换输出一第一直流电流I1；

一变压器20，是具有一次侧(图中未示)和二次侧(图中未示)，一次侧是连接前述交流转换直流电源单元10，二次侧则感应该第一直流电流I1而输出一第二直流电流I2，此外，二次侧并可与一电池2 3可拆卸地连接；

一补偿电路30，是连接于前述变压器20的一次侧，可送出一补偿电流IC以提高输入变压器20一次侧的直流电流，于本实施例中提高的一次侧直流电流是为第一直流电流与补偿电流两者的和I1+IC；

一控制电路40，是连接前述变压器20与补偿电路30以控制该补偿电路30送出补偿电流IC；

一比较电路50，是连接前述变压器20二次侧与电池23以判断电池的充电状态；

一隔离式控制器60，其具有一发射端61以及一接收端62，其中该发射端61是连接该比较电路50，该接收端62是连接该控制电路40，所述隔离式控制器60依电池23的充电状态操作该控制电路40令补偿电路30送出补偿电流IC以改变第二直流电流I2的大小，借此增加对电池23充电的总电流，达到快速充电的目的；当电池23充电完成后，由比较电路50检知并操作控制电路40令补偿电路30停止送出补偿电流IC，改以较小电流I2对电池23充电；

一充电指示电路70，是连接该电池23以及前述比较电路50以显示电池23的充电状态。

另关于上述实施例的详细电路，请参阅图2所示，其中：

该交流转直流电源电路10主要是由一全波整流器D1~D4组成；

该补偿电路30是由一电阻Ra1、一电容Ca1以及一二极管Da1组成，其中该电容Ca1是与电阻Ra1先并联后再与该二极管Da1串联，电容Ca1与电阻Ra1的另端共同连接变压器20一次侧21的一端，而二极管Da1的另端是连接变压器20一次侧21的另端；

该控制电路40主要是包括一控制ICU1以及一MOS晶体管Q1，其中该控制ICU1是自交流转直流电源电路10取得工作电源，而该MOS晶体管Q1的栅极是连接控制ICU1，漏极是连接变压器20一次侧21与二极管Da1，而源极则接地；

该比较电路50主要是包括一分压电路51、一参考电压电路52、一第一比较器US1A以及一第二比较器US1B，其中该分压电路51是由电阻RS12～RS14串联组成，电阻RS12连接前述变压器20二次侧22与电池23，而电阻RS14连接至地端，另该参考电压电路52主要是包括一参考电压IC 521，于本实施例中该参考电压IC 521是型号TL431的IC，其阳极A接地而阴极K是连接变压器20二次侧22与电池23，又该第一比较器US1A的正端输入是连接参考电压IC 521的参考极R以取得一参考电压，负端输入是连接电阻RS12与RS13之间以取得跨于电阻RS13与RS14的分压，而该第二比较器US1B的正端输入是通过一二极管DS2连接第一比较器US1A的输出端，并连接该参考电压IC 521的参考极R以取得该参考电压，另负端输入则连接电阻RS13与RS14之间以取得跨于电阻RS14上的电压；

该隔离式控制器60于本实施例中是一光耦合器，该隔离式控制器60的发射端61即是光耦合器内的等效发光二极管，是连接于变压器20二次侧22与第二比较器US1B的输出端之间，另所述隔离式控制器60的接收端62则是光耦合器内的等效光敏晶体管，是连接控制ICU1的一输入端；

该充电指示电路70于本实施例中是包括一发光二极管LEDS1以及晶体管QS1，其中该发光二极管LEDS1是连接变压器20二次侧22与电池23，而该晶体管QS1的基极是连接第一比较器US1A的输出端，晶体管QS1的集极是连接前述发光二极管LEDS1。

请继续参阅图2所示，以下谨就上述本实用新型两段式充电器电路的动作流程作进一步说明：

当电池23尚未与本实用新型连接时，该第二直流电流I2是完全流入比较电路50，令跨于电阻RS13与RS14之间的分压以及电阻RS14上的分压均高于该参考电压，故第一比较器US1A与第二比较器US1B均输出一低电位信号，令该晶体管QS1处于截止状态，故发光二极管LEDS1不会发亮，而该光耦合器的等效发光二极管则导通而发光，进而令光耦合器的等效光敏晶体管导通，此时该控制ICU1送出一工作信号以导通MOS晶体管Q1；

当本实用新型连接一电能不足的电池23后，该第二直流电流I2将有部分流入电池23，令跨于电阻RS13与RS14之间的分压以及电阻RS14上的分压均低于该参考电压，故第一比较器US1A与第二比较器US1B均输出一高电位信号，因此该晶体管QS1导通而令发光二极管LEDS1发亮，而该光耦合器的等效发光二极管则不会导通发亮，故光耦合器的等效光敏晶体管亦不会导通，此时该控制ICU1检知该等效光敏晶体管并未导通后停止送出工作信号，令MOS晶体管Q1呈关闭状态，由于该MOS晶体管Q1关闭后，流经变压器20一次侧21的电流将无法通过该MOS晶体管Q1而进入地端，故改流入补偿电路30，因此该补偿电路30将进一步送出一补偿电流IC，令输入变压器20一次侧21的直流电流是I1+IC，如此一来，该第二直流电流I2亦相对提高，而可以较大的电流输入电池23加速充电；

当电池23充电完成后，送入电池23的电流减少而令送入比较电路50的电流相对提高，使跨于电阻RS13与RS14之间的分压以及电阻RS14上的分压高于该参考电压，故第一比较器US1A与第二比较器US1B输出一低电位信号，因此该晶体管QS1截止，故发光二极管LEDS1不会发亮，而该光耦合器的等效发光二极管则导通而发光，令光耦合器的等效光敏晶体管导通，此时该控制ICU1检知光耦合器的等效光敏晶体管导通，并送出一工作信号令MOS晶体管Q1呈导通状态，如此一来，流经变压器20一次侧21的电流可经过该MOS晶体管Q1进入地端，而不再流入补偿电路30，因此补偿电路30亦不再送出补偿电流IC，故流入变压器20一次侧21的电流大小仅是I1，使对于电池30充电的电流大小降低。

由上述说明可知，本实用新型两段式充电器电路通过该比较电路检知是否有安装电池以及该电池是否已充电完成，当电池需要充电时，通过该隔离式控制器令控制电路操作提高变压器二次侧所输出的电流以加速对电池的充电；当电池充电完成后，则通过该隔离式控制器令控制电路控制降低变压器二次侧的输出电流；如此一来，当电池需要充电时即以大电流加速充电，当电池充电完成后则令电流降回正常范围，以减少电池充电完成后的高温现象，令电池寿命不致因电路运作所产生的高温而缩短，而达到保护电池的目的。

Claims (9)

1.一种两段式充电器电路，其特征在于，包括：

一交流转直流电源电路，是连接一交流电源，将交流电源转换为一第一直流电流后输出；

一变压器，是具有一次侧和二次侧，一次侧是连接前述交流转换直流电源单元，二次侧则感应该第一直流电流而输出一第二直流电流，且二次侧是与电池可拆卸地连接；

一补偿电路，是连接于前述变压器的一次侧的两端，送出一补偿电流以提高输入变压器一次侧的直流电流；

一控制电路，是连接前述变压器与补偿单元；

一比较电路，是连接于前述变压器二次侧与电池之间以判断电池的充电状态；

一隔离式控制器，其具有一发射端以及一接收端，其中该发射端是连接该比较电路，该接收端是连接该控制电路，该隔离式控制器依电池的充电状态操作该控制电路令补偿电路送出补偿电流以改变第二直流电流的大小。

2.如权利要求1所述的两段式充电器电路，其特征在于，该交流转直流电源电路是由一全波整流器组成。

3.如权利要求1所述的两段式充电器电路，其特征在于，该补偿电路是由一电阻、一电容以及一二极管组成，其中该电容是与电阻先并联后再与该二极管串联，电容与电阻的另端共同连接变压器一次侧的一端，而二极管的另端则连接变压器一次侧的另端。

4.如权利要求1所述的两段式充电器电路，其特征在于，该控制电路是包括一控制IC以及一MOS晶体管，其中该控制IC是自交流转直流电源电路取得工作电源，而该MOS晶体管的栅极是连接控制IC，漏极是连接变压器一次侧与补偿电路，而源极则接地。

5.如权利要求1、2、3或4所述的两段式充电器电路，其特征在于，是进一步包括一充电指示电路，该充电指示电路是连接前述比较电路以显示电池的充电状态。

6.如权利要求1所述的两段式充电器电路，其特征在于，该比较电路是包括一分压电路、一参考电压电路、一第一比较器以及一第二比较器，其中：

该分压电路是由第一、第二、第三电阻串联组成，该第一电阻是连接前述变压器二次侧与电池，而第三电阻连接至地端；

该参考电压电路是包括一参考电压IC以提供一参考电压；

该第一比较器的正端输入是连接参考电压IC以取得该参考电压，负端输入是连接第一电阻与第二电阻之间以取得跨于第二与第三电阻上的分压；

该第二比较器的正端输入是连接参考电压IC以及通过一二极管(DS2)连接第一比较器的输出端，负端输入则连接第二与第三电阻之间以取得跨于第三电阻上的电压。

7.如权利要求5所述的两段式充电器电路，其特征在于，该比较电路是包括一分压电路、一参考电压电路、一第一比较器以及一第二比较器，其中：

该分压电路是由第一、第二、第三电阻串联组成，该第一电阻是连接前述变压器二次侧与电池，而第三电阻连接至地端；

该参考电压电路是包括一参考电压IC以提供一参考电压；

该第一比较器的正端输入是连接参考电压IC以取得该参考电压，负端输入是连接第一电阻与第二电阻之间以取得跨于第二与第三电阻上的分压；

该第二比较器的正端输入是连接参考电压IC以及通过一二极管(DS2)连接第一比较器的输出端，负端输入则连接第二与第三电阻之间以取得跨于第三电阻上的电压。

8.如权利要求5所述的两段式充电器电路，其特征在于，该充电指示电路是包括一发光二极管以及晶体管，其中：

该发光二极管的正端是连接变压器二次侧与电池；

该晶体管的基极是连接第一比较器的输出端，晶体管的集极是连接前述发光二极管的负端。

9.如权利要求1所述的两段式充电器电路，其特征在于，该隔离式控制器是一光耦合器，其中：

隔离式控制器的发射端即是光耦合器内的等效发光二极管，该等效发光二极管是连接于变压器二次侧与第二比较器的输出端之间；

隔离式控制器的接收端是光耦合器内的等效光敏晶体管，等效光敏晶体管是连接控制电路。

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