CN2134746Y

CN2134746Y - 一种自动充电机

Info

Publication number: CN2134746Y
Application number: CN 92235601
Authority: CN
Inventors: 柳宝祥; 李长青
Original assignee: DALIAN HUAXINZONGHANG PREFABRICATED COMPONENTS FACTORY
Current assignee: DALIAN HUAXINZONGHANG PREFABRICATED COMPONENTS FACTORY
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1992-09-21
Publication date: 1993-05-26
Anticipated expiration: 2002-09-21

Abstract

本实用新型系一种自动充电机，它由整流滤波电路、单管开关振荡器、开关变压器、稳流稳压控制电路、预防电瓶极性接反保护电路及预防充电回路接通后又出现空载保护电路等组成，电路中一个最大特点是：输入级与输出级的变压器线圈耦合采用反激方式、以此达到使输出电流恒定、输入、输出级间工作状态完全隔离之目的。本实用新型可保证12V额定电压的电瓶电压在0～13V范围内恒定充电、在13～ 16V范围内减流充电、在16V以后稳压输出并仍动态平衡式充电直至电瓶被取下。

Description

本实用新型涉及一种自动充电机，它包括整流滤波电路、脉冲信号振荡器、脉冲变压器及控制电路。

为了使电瓶充电机的重量变轻、体积变小以便于用户携带，目前已有许多技术方案是将充电机中的工频变压器去掉，采用一个逆变电路将供应电源转换成一高频电流、而后由脉冲变压器提供一个隔离、匹配的电信号再经整流对电瓶充电。中国专利申请88217752.4（CN2043801U）就公开了这样一种技术方案，但是它的电路较复杂，采用多个三极管，因此其成本较高、故障率亦较高；另外，它对于实际使用中可能出现的电瓶极性接反、充电过程中突然发生空载等现象防护措施不够完善。

本实用新型目的是：克服现有技术之不足，提供一种既具有体积小、重量轻的优点又使电路结构简单、成本低且可保证输出、输入电路完全隔离的自动充电机。

本实用新型是这样实现的：与现有技术相同，它也包括整流滤波电路、输出脉冲信号的振荡器、脉冲变压器及控制电路，其特征在于：振荡器是由一个大功率开关管与其输出端上所接的开关变压器初级线圈及接于其射、基极之间用于正反馈的开关变压器次级线圈所构成的自激振荡电路实现的，整流滤波电路将市电转变成直流信号为振荡器提供工作电压；控制电路是由三极管射极输出放大电路实现的，由用于取样的开关变压器次级线圈为其提供工作启动电压及激励信号，其输出端与振荡器的开关管基极输入端构成了对开关管正反馈电流的分流支路；开关变压器的初级线圈串接在振荡器开关管的集电极上，它有三个分别用于输出充电、用于开关管振荡正反馈、用于取样而供给控制电路工作电压的次级线圈，初级线圈与输出充电次级线圈之间以反激方式连接。

本实用新型亦可这样实现：在上述方案基础上，在输出充电的两个极之间跨接一个预防被充电电瓶极性接反的保护电路，该电路由一个三极管BG₃及一个继电器J₁实现，J₁的线圈接在BG₃的集电极上、J₁的常开触点串接在输出充电回路中。若电瓶极性接对，则BG₃获正偏信号而导通、J₁吸合而使充电回路导通；若电瓶极性接反，BG₃获反偏信号而截止、J₁维持释放而断开充电回路。在实现这一方案时，也可在上述保护电路两端并接一个预防充电回路接通后再出现空载的保护电路，该电路由一个三极管BG₄及串接在其基极上的24V稳压管构成，BG₄的射极与BG₃的射极相接、BG₄的集电极与BG₃的基极相接。

在实现本实用新型时，其控制电路可由一个Ju0114集成块实现。也可以用一个基极上串接着24V稳压管、射极输出的开关管与Ju0114并联，共同组成控制电路。

本实用新型的优点是：

1.在无工频变压器前提下，电路简单、元器件少，成本低廉。

2.由于开关变压器的初级线圈与输出充电的次级线圈以反激方式连接的，即输出电路工作在输入电路开关回程期内，这就保证了充电工作时输出电路与输入电路之间的完全隔离状态。

3.在控制电路的作用下，本实用新型可对额定值12V的电瓶按充电规范进行自动充电：

0～13V期间，恒流输出，5A；

13～16V期间，减流输出，5A～1A；

16V以后，恒压输出，充电电流1A；

4.空载电压可高达28V，这对于那些有故障、内阻较大或过放电的电瓶具有较好的修复功能。

5.对电瓶充足电压，本实用新型即保持恒压输出，对于电瓶的漏放电予以动态平衡式的补充电，所以电瓶充足电后可仍一直接在充电机上，任何时候取用时都可保证其已充足了电、且又不发生过充电现象。

6.在保护电路作用下，本实用新型不怕输出端出现划火、短路现象。

7.在保护电路与控制电路共同作用下，本实用新型可及时调整因输出端出现空载或轻载而在输入电路中产生的过大电流、以保护输入电路不受损害。

图1为本实用新型电路方框图。

图2为本实用新型电路原理图。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步叙述：

本实用新型基本工作原理如图1所示：市电加到整流滤波电路输入端，其输出的直流信号供给单个开关管构成的振荡器作工作电压；振荡器所产生的开关方波信号经过串在振荡开关管输出端的开关变压器初级线圈，以开关电流信号的形式耦合至变压器的诸次级线圈上；输出充电的次级线圈将耦合的开关信号整流后，经过检测保护电路，为电瓶充电，若遇电瓶极性接反或充电过程中突然空载情况，则检测保护电路将自动断开充电回路。变压器中的取样次级线圈将从初级耦合的开关信号提供给控制电路，控制电路根据取样信号变化而控制振荡器输出信号变化、最终达到稳定输出端充电电流的目的。

图2为一个具体实施例电原理图。工频整流器ZQ₁输出300V直流电压，经启动电阻R₃加到开关管BG₁的基极，使BG₁正偏而导通。同时，有电流通过开关变压器T_1－－1的初级线圈1－－2，这样反馈线圈3－－4便感应一个正偏信号提供给BG₁，而使之进一步导通，于是流过线圈1－－2的BG₁集电极电流按线性增长。当BG₁饱和电流大至使变压器T_1－－1进入磁饱和，其磁通变化量逐渐为零，这样反馈线圈3～4上的感应电压为零，所以BG₁基极便失去了正反馈激励电流而退出饱和区转为截止。由于输出充电线圈7－－9、取样线圈6－－8的同名端及其串接的二极管的方向都是按反激方式设计的，所以在BG₁导通时，线圈1－－2在它们上面产生的感应电压并不能产生感应电流；当BG₁截止时，线圈1～2的自感电势在它们上面产生的感应电压才形成工作电流。线圈1～2具有分布电容Cp，该电容与线圈1～2并联而构成一个谐振电路。BG₁截止时，线圈1～2的自感电势向分布电容Cp充电，此时反馈线圈3～4所产生的感应电压对BG₁属反偏极性、使之继续截止。当电容Cp充满电而反向放电时，则线圈1～2上的电压极性即为1正、2负，此时反馈线圈3～4的感应电压极性亦随之反转而给BG₁重新提供正偏信号，于是BG₁由截止变为导通。开关管BG₁如此周而复始地开与关，便形成了振荡。

本实用新型的稳流过程是这样的：由于变压器的反激连接方式，使输入端工作（即BG₁导通）时，输出端不工作（即无感应电流）；而输出端获得的能量是BG₁导通期间储存在变压器磁芯中的，当输入端振荡器按一定规律进行振荡，那么每个振荡周期内储存到磁芯里的能量应是一样的，所以反映到输出端的输出电流应为一恒定值。

BG₅～BG₇三个三极管是Ju0114集成块组成部分，它的输出端接至BG₁的基极。取样线圈3～5通过二极管D₃为串联电容C₁₀、C₁₁充电、得一上正下负的直流电源，该电源为Ju0114提供偏置电压。取样电压可使Ju0114启动工作，随着电瓶充电值的变化而控制BG₁的输出方波宽度，从而达到在0～13V范围内恒流充电，在13～16V范围内减流充电，在达到16V以后稳压输出的目的。

开关管BG₂与Ju0114并联，它的作用是当输出端出现空载或过轻载时，及时调整BG₁的输出，以避免过流、过压对BG₁造成损害。当C₁₀、C₁₁上的直流电压达到－25.5V时，则接在BG₂基极上的稳压管WD₁导通，于是BG₂导通、工作，使BG₁截止，达到空载保护目的。

BG₃构成了预防反接电瓶的保护电路，它的集电极上串接着继电器J₁线圈、J₁的常开触点串接在充电回路中，两个充电电极接在给BG₃设偏置的两个极端。当电瓶极性接对了，BG₃获正偏即导通，于是J₁吸合，充电回路接通，输出端即为电瓶充电；若电瓶极性接反，BG₃被反偏，它将维持截止，J₁维持释放，充电回路不通，输出端不工作。

BG₄、WD₂则构成了预防充电回路接通后又出现空载的保护电路，它与BG₃电路相配合完成其作用。当充电回路接通后，J₁便吸合，既使再出现空载它也不能自动释放。但空载时，输出端电压可达28V，此时WD₂将导通，于是BG₄亦导通而进入饱和，由于BG₄集电极与BG₃基极相接，BG₄射极与BG₃射极相接，所以BG₄的饱和必然使BG₃截止，这样就迫使J₁释放，从而断开充电回路。

至于图2中的发光二极管D₇的回路，由输入端停止工作时的线圈1～2提供能量，当负载时，灯最亮；短路时，灯不亮；空载时，灯微亮。

Claims

1、一种自动充电机，包括整流滤波电路、脉冲信号振荡器、脉冲变压器及控制电路，其特征是：

a、振荡器是由一个大功率开关管与其输出端上所接的开关变压器初级线圈及接于其射、基极之间用于正反馈的开关变压器次级线圈所构成的自激振荡电路实现的，整流滤波电路将市电转变成直流信号为振荡器提供工作电压，

b、控制电路是由三极管射极输出放大电路实现的，由用于取样的开关变压器次级线圈为其提供工作启动电压及激励信号，其输出端与振荡器的开关管基极输入端构成了对开关管正反馈电流的分流支路，

c、开关变压器的初级线圈串接在振荡器开关管的集电极上，它有三个分别用于输出充电、用于开关管振荡正反馈、用于取样而供给控制电路工作电压的次级线圈，初级线圈与输出充电次级线圈之间以反激方式连接。

2、根据权利要求1所述的自动充电机，其特征是：在输出充电的两个电极之间跨接一个预防被充电电瓶极性接反的保护电路，该电路由一个三极管BG₃及一个继电器J₁实现，J₁的线圈接在BG₃的集电极上，J₁的常开触点串接在输出充电回路中，若电瓶极性接对，则BG₃获正偏信号而导通、J₁吸合而使充电回路导通，若电瓶极性接反，则BG₃获反偏信号而截止、J₁维持释放而使充电回路断开。

3、根据权利要求2所述的自动充电机，其特征是：在上述保护电路两端并接一个预防充电回路接通后再出现空载的保护电路，该电路由一个三极管BG₄及串接在其基极上的17V稳压管构成，BG₄的射极与BG₃的射极相接、BG₄的集电极与BG₃的基极相接。

4、根据权利要求1所述的自动充电机，其特征是：控制电路是由一个Ju0114集成块实现的。

5、根据权利要求4所述的自动充电机，其特征是：用一个基极上串接着24V稳压管、射极输出的开关管与Ju0114并联，共同组成控制电路。

6、根据权利要求1所述的自动充电机，其特征是：开关变压器还包括一个反激连接的次级线圈，它为一个用于指示工作状态的发光二极管供电。