CN2076279U

CN2076279U - 电源变换/镍镉电池充电器

Info

Publication number: CN2076279U
Application number: CN 89221127
Authority: CN
Inventors: 孙泉龄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-05-01

Abstract

本实用新型是兼有镍镉电池充电和电源变换器二个功能的电子装置。为使镍镉电池进行标准充电和快速充电以及充电电池节数任意改变时，都能获得高效充电效果。采用电源变压器系列抽头电压与充电电池节数同步切换和恒流晶体管基极、集电极各自独立供电的技术措施。解决了大范围改变选择时，保持充电电流恒定的关键技术问题，容易调试、整机低功耗、微电流充电可补偿电池自放电保持电池容量充足。电源变换器功能可输出对称多挡直流电压，广泛用于小型电子产品。

Description

本实用新型属于由变换器从交流干线为电池组充电的装置。

小型电子产品趋向微薄型、多品种，使用与干电池同规格的镍镉电池日益增多，镍镉电池充电器应对常用不同型号和节数的镍镉电池都能进行快慢、高效充电。目前国内外镍镉电池充电器和国内现已公告的有关实用新型专利技术基本是工频交流供电，电容降压或变压器降压，半波或全波整流、电容滤波，恒流源充电或恒压递减控制充电电流，稳压管限压，充电电压检测控制、显示等。镍镉电池不同充电电流时终止充电电压不同，同一类型电池充电曲线也有差异，仅根据终止充电电压或点亮小电珠还不能表示电池充足，只有达到标称放电容量才是充足电池。密闭型镍镉碱性蓄电池较适合恒流源定时充电。《直流稳定电源》彭日知编，介绍的晶体管稳压管恒流源电路，当输入电压大范围变化时稳压管工作电流大幅度变化，引起晶体管基极电位变化，集电极电流随之变化。稳压管满足起始工作电流时，最大工作电流会使稳压管功耗增加过大。双环互补恒流源可提高输出电流恒定性，但增加了串联回路的压降。固定输入电压则串联电池节数大范围变化时，晶体管的△Vce变化范围大，Vce－Ic非线性特性也会使集电极电流Ic变化，当节数减少，Vce增加，三极管功耗Pc＝Ic·Vce成倍上升，需用大功率管，提高散热要求，中国专利ZL87207210提出在电源变压器次级整流回路中串入电容器降压限流的方法，但如恒流源输出多挡电流值，则调整不便。

本实用新型的目的是提供一种电源变换／镍镉电池充电装置，它能对常用镍镉电池UM3（5号）、UM4（7号）、任意节数（例1～4节）、进行快慢、高效充电。并能输出对称直流电源。

本实用新型从充电和电源变换两个功能技术角度综合构思设计。

1.充电功能，为了在多种功能组合选择中都能获得高效，规范充电效果。关键是要解决大范围改变选择时，如何保持充电电流恒定，达到只需准确掌握充电时间就能充足电池容量又不致过充电目的。该装置采用电源变压器系列抽头电压与电池节数同步切换和基极，集电极，两组电源独立供电的发光二极管、晶体管恒流源充电电路。如图1从变压器次级7.5^V _～端引出半波整流，C₁滤波，发光二极管正向稳压（兼作指示灯），供BG基极偏压Vbe，调整R₄－R₇控制恒定电流值，根据UM3（5号）、UM4（7号）镍镉电池充电特性和实验测试，选定固定4档，UMS二档、慢充50mA（0.1C）15h，快充150mA（0.3C）4 1/2 h，UM4二档慢充18mA（0.1C）、快充54mA（0.3C），也可取50mA，简化结构，UM4档可兼作UM5（8号）充电用。变压器次级输出5档交流电压1.5V、3V、4.5V、6V、7.5V，充电状态取3V～7.5V，经桥式全波整流（D₃～D₆），C₂滤波输出平滑直流，经串联充电电池加到BG集电极一发射极之间。不同充电电池节数对应变压器次级交流电压1节－3V、2节－4.5V、3节－6V、4节－7.5V，由开关K₂同步切换，在不同节数和输入电压情况下，△VCe≤1V，△IC变化很小，获得大范围变化条件下精确的恒流特性。BG的Vce保持在1.5V±0.5V之间，最大功耗pc＝Ic。Vce≤2V×150mA＝300mW，可用小功率管，密闭型镍镉电池的自放电较大，每日约为0.7％，电路中用电阻R₉与BG管CE端并联，实现微电流补充充电，电流值取电池容量的0.5～1％，取2mA，可以补偿电池自放电的容量损失，电池充足后转为长时间微电流充电，可保持电池容量充足，又不会过充电。

2.电源变换器功能，取电源变压器1.5V、3V、4.5V、6V四档交流电压经全波整流，电容滤波可输出四档直流电压，输出电流300mA。变压器实际抽头电压应考虑额定电流时的变压器内阻压降及整流二极管的正向压降。当完成常规充电功能后，拨动开关K₁变压器四档电压平行移位，不改变K₂位置取得对称直流电压，同时断开发光二极管D₇，接通电源输出插孔CK、BG截止，CE端开路，R₉作微电流充电。

本实用新型采用了电源变压器系列抽头电压与充电电池节数同步切换和恒流管V_b、V_c各自独立供电，微电流补充充电等措施，恒流管处于低电压，低功耗工作状态，达到了大范围改变功能选择时保持充电电流恒定的目的。有效地实现了对UM3、UM4镍镉电池，1～4节任意充电节数，标准充电和快速充电的多种功能组合选择中都能获得高效，规范充电效果，同时获得多挡电压输出电源变换器功能，统筹构思，一机两用，操作方便，提高了功能价格比。

附图及其说明如图1，B电源变压器，抽头系列电压1.5V、3V、4.5V、6V、7.5V／300mA，每档各增加约1V压降损失。K₁2W6D拨动开关，其中2位4刀完成2组4档电压平行移位，另2位2刀同时切换发光二极管输入电压和电源输出二芯插孔CK。K₂4W2D开关同时切换4档电压和4节电池。K₃4W1D开关选择4档恒流值。D₁和D₃～D₆整流二极管1N4001，C₁C₂电解电容器，C₁100n／10V，C₂1000～2000μ／10V，R₂泄放电阻，减少电压波动取510Ω，R₃为D₇的限流电阻，ID₇＝15mA，稳定电压约1.7V，R₃390Ω，D₇红发光二极管作正向稳压管兼充电指示灯，R₁330Ω，D₂绿发光二极管作电源变换器和补充充电状态指示，R₄～R₇为4档偏流电阻，R₈下偏流电阻680Ω，BG恒流管3DX203或8050，hfe≥50。R₂微电流充电限流电阻1KΩ。

最佳实施例结构如图2，分控制部分和电池格，塑料机壳面板上装有三个控制开关，K₁微型拨动开关，K₂K₃直接制作在塑料面板和印刷线路板上，发光二极管指示灯，电源二芯插孔位于机壳侧面，机内用印刷线路板布线装配元器件，电池格从右到左1、2、3、4顺序放入电池，正端通过塑料架结构使电池错误反接时不导通，负端用铜极板加弹簧在塑料槽内滑动，适应5号、7号、8号电池不同长度。

实验测试电气数据，UM3（5号），标准慢充电50mA／0.1C.15h和快速充电150mA／0.3C.4 1/2 h，充电节数1～4节任意改变时，△I／I＜5％，用50mA／0.1C放电≥10小时，达到标称500mAh电池容量，电源变换器输出1.5V、3V、4.5V、6V直流电压，输出电流300mA，可直接作外接电源。

Claims

1、电源变换/镍镉电池充电器包括电源变压器系列抽头电压降压，主辅二组整流、滤波、恒流晶体管基极集电极各自独立供电，发光二极管稳压兼充电指示，晶体管4档固定恒流值，4档充电电池节数调节，供UM3(5号)、UM4(7号)标准充电0.10和快速充电0.3C，并联电阻微电流充电，输出4档对称系列直流电压，电池节数、恒流值、输出直流电压档数可扩展，本实用新型的技术特征是a、电源变压器系列抽头电压与充电电池节数同步切换，3V(1节)4.5(2节)、6V(3节)、7.5V(4节)，b、辅助电源发光二极管、晶体管组成基极独立稳压恒流源、c、输出对称系列直流电压1.5V、3V、4.5V、6V/300MA。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于电源变压器和充电电池节数用4W2D开关切换。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于辅助电源自电源变压器7.5V端引出。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于直流电源用2W6D开关切换，2芯插孔输出。