CN2148426Y - 连续式充电变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续式充电变换器。它 由脉冲发生器、脉冲能量放大器和脉冲电压整流器所 构成，脉冲发生器连接脉冲能量放大器，而脉冲能量 放大器又与脉冲电压整流器连接。本实用新型与充 电器并联，可实现在充电器电压低于电池电压情况下 对电池进行充电，减少了“能量空置”现象，提高了充 电器的使用效率。本实用新型提供了应用的实施 例。

Description

本实用新型涉及一种电池充电器的电压变换装置。

电池（蓄电池）已在人们的日常生活中得到广泛的应用，而且在经济建设的一些重要部门（交通、通讯）中成为必不可少的装备。因此，各种对电池进行充电的充电器已得到普遍应用。一般的充电器都是由整流电路以及保护电路等外围电路所构成。只有在充电器的输入电压高于电池电压时，充电器的输出电压才有可能高于电池电压，此时充电器才能对电池进行充电。否则充电过程将会停止。而在日常我们会经常遇到充电器的输入电压低于电池电压的情况。如当日照情况较差时太阳能电池对蓄电池充电的情况；风力发电机在风力较小时，其充电器对蓄电池充电时的情况；汽车滑行时发电不足，其充电器对蓄电池充电的情况等等。这种种情况实际上就形成了一种“能量空置”的现象，造成了能量的浪费。

本实用新型的目的是提供一种连续式充电变换器。它与充电器配合使用，使充电器在电压低于电池电压的情况下能顺利对电池充电，极大地提高充电器能量利用率，减少“能量空置”现象。

本实用新型的目的是这样实现的：连续式充电变换器，它是由脉冲发生器、脉冲能量放大器和脉冲电压整流器所构成，脉冲发生器产生的泳冲电压输向脉冲能量放大器，经放大的脉冲电压输出到脉冲电压整流器，整流后即可用于对电池充电。

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。图1是本实用新型使用状态的电路方框图，图2是一种脉冲发生器的电路原理图，图3是另一种脉冲发生器的电路原理图，图4是又一种脉冲发生器的电路原理图，图5、6是脉冲能量放大器的电路原理图，图7、8、9分别是本实用新型三个实施例的电路原理图。在附图中，C₁～C₃₃为电容，R₁～R₂₅为电阻，D₁～D₁₆为二极管，BG₁～BG₉为三极管，T₁～T₃为变压器，IC₁～IC₅为集成电路，X₁为晶体振 荡器，VR₁、VR₃为可变电阻。

参看图1，本实用新型是并联在充电器输出端的，这样在充电器电压足够大可为电池充电时，能直接充电，此时本实用新型不工作。

参看图2，这是工作电压为1.5V的脉冲发生器。输入电压加至“1”端，经电阻R₁和二极管D₁～D₃稳压后为集成电路IC₁提供电源，对应的晶体振荡器X₁产生一定频率的脉冲电压由“2”端输出，“3”端接地线。

参看图3，这是工作电压为6V的脉冲发生器，图中集成电路IC₂所需的工作电压由“4”“6”端输入到由R₂、D₄组成稳压电路稳压后提供，由“5”端输出脉冲电压。

参看图4，这是工作电压为16V的脉冲发生器，工作电压用“7”“9”端输入，脉冲变压器T₁的初级和R₃、C₈、R₄、C₉产生振荡经BG₁、BG₂放大后从脉冲变压器T₁的次级“8”端输出。以上各种脉冲发生器可根据充电器和电池的情况选用。以上只是各种工作电压脉冲发生器的一些例子。实际上，电池有3V、6V、12V、24V等等各种电压值，可根据不同情况选用相应工作电压的脉冲发生器。

参看图5，这是脉冲能量放大器的电路原理图。低电压的充电器的能量主要在这里进行转换，变成脉冲形式的能量。因此要采用能量转换效率高的电路，同时要考虑送去整流的脉冲电压相对稳定，其中的一个办法是采用磁饱和变压器式脉冲功率放大器调整次级绕组的匝数，容易得到所需的输出电压。在图5中，端子“10”是与脉冲电压发生器输出端连接，而端子“12”是本脉冲能量放大器的输出端。脉冲电压信号由端子“10”输入经三极管BG₃放大后输往磁饱和变压器T₂经变压后由端子“12”输出，端子“13”接地。端子“11”与充电器直接充电输出端连接。图4所示的电路实际上也是把脉冲发生器与脉冲能量放大器结合的电路。

图6中，L₁是储能电感线圈，图中所示是脉冲储能式放大器。端子“14”与脉冲发生器输出端连接，“16”是本放大器的输出端，端子“15”与充电器输出端连接，端子“17”接地。

参看图7，这是本实用新型一个实施例的电路原理图。当汽车发电机发出8V电压时，不加装本实用新型是不能对12V的电池充电的。而加装后即可充电。其工作原理是这样的：端子“18”是连接汽车发电机输出端，端子“19”连接汽车12V蓄电池。当汽车发电机输出电压低于蓄电池电压时，二极管D₇不导通，不能直接充电，充电器输出电压经电阻R₁₃、二极管D₆为集成电路IC₃提供电压，集成电路IC₃最好采用NE555型号，它与其外围元件组成一个多谐振荡器，频率约20KHZ。集成电路IC₃的第3脚输出一个约3.0V的矩形脉冲电压，经由三极管BG₄构成的射极跟随器放大，为三极管BG₅提供足够的基极电流。由三极管BG₅、磁饱和变压器T₃及外围元件组成磁饱和变压器式脉冲功率放大器，三极管BG₅的集电极电压直接由汽车充电器提供，尽管其电压随汽车发电机电压而变，BG₅均保持有一相对稳定幅值的脉冲电压，电压高对应占空比较大的脉冲电压。充电器的直流能量，主要地在这里变换成可对电池充电的脉功能量。

磁饱和变压器T₃的输出电压经二极管D₉整流后连接到汽车蓄电池处。电路输出电压约在汽车节压器调整电压的下限值。从而实现对电池进行充电，二极管D₇同时起防止蓄电池反向放电的保护作用。因此既是半波整流电路，又是保护电路。当充电器的输出电压高于蓄电池电压时，能直接经二极管D₇对电池充电。

参看图8，它是本实用新型另一实施例的电路原理图。它与图7的区别在于其脉冲能量放大器是采用由BG₇、L₂及外围元件组成的脉冲电感储能式放大器。直流电和脉冲电压在电感L₂上是叠加的，经二极管D₁₄整流后可得到一个比原来汽车发电机输出电压还要高的电压，该电压经滤波后送至蓄电池处。

参看图9，它是本实用新型又一实施例的电路原理图。其由IC₅及外围元件组成一可调型开关式稳压器，由IC₅第9脚经C₂₉输出一个适当的脉冲电压送至脉冲放大器。脉冲放大器是由三极管BG₈、BG₉、电感L₄及其外围元件所构成脉冲电感储能直接耦合式放大器，L₄是脉冲储能电感线圈，功能与图8中L₂相同。而D₁₆、C₃₂、C₃₃的作用是整流及滤波。

在图7、8、9中，如果适当减小C₁₃、C₁₇和C₂₄、C₂₅以及C₃₂、C₃₃的值，可变换输出脉冲正压，对蓄电池进行脉冲式充电，这是另一种充电形式，可根据蓄电池的情况选用。

当然，脉冲电压整流器可以是半波整流，也可以是全波整流、桥式整流和可控硅整流等等各种整流电路。

本实用新型充分发挥了充电器在较低电压情况下对电池的充电功能，利用“空置”的能量，即节约能量，又延长了电池的使用寿命。减小了由于电池充电不足而过度使用的危险。

Claims (6)

1、连续式充电变换器，其特征在于是由脉冲发生器、脉冲能量放大器和脉冲电压整流器所构成，脉冲发生器与脉冲能量放大器连接，而脉冲能量放大器又与脉冲电压整流器连接。

2、根据权利要求1所述的连续式充电变换器，其特征在于所说的脉冲发生器是多谐振荡器。

3、根据权利要求1所述的连续式充电变换器，其特征在于所说的脉冲能量放大器是磁饱和变压器式脉冲功率放大器。

4、根据权利要求1所述的连续式充电变换器，其特征在于所说的脉冲电压整流器是由二极管构成的半波整流电路所构成。

5、根据权利要求1所述的连续式充电变换器，其特征在于所说的脉冲能量放大器是脉冲电感储能式放大器。

6、根据权利要求1所述的连续式充电变换器，其特征在于所说的脉冲能量放大器最好是脉冲电感储能直接耦合式放大器。

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