CN2274379Y - 镍氢电池高速充电器 - Google Patents
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Abstract
一种镍氢电池高速充电器,由电源电路、充电电路和报警电路组成,其特征在于充电电路由充电控制电路、电压/频率转换电路和充电饱合判断电路组成,其电路构造是:电源电路提供9V直流充电电源;控制电路由或非门驱动三极管电路构成;电压/频率转换电路是由减法器、积分器和同相输入迟滞比较器构成;充电饱合判断电路由微分电路和比较器组成。本实用新型的特点是根据电池在充电过程中的不同电化学过程,在整个充电过程中采用自动变平均电流和自动变脉冲周期的方法对镍氢电池充电。
Description
本实用新型属于电池充电器，特别是镍氢电池高速充电器电路。
目前使用的电池充电器以镍镉电池充电器为主。用于镍氢电池的充电器大多电是对镍镉电池充电器的简单改进，属于镍镉/镍氢电池充电器，并不能很好地适合对镍氢电池充电。存在充电速度慢和易损害电池等缺点。
本实用新型的目的是提出一种镍氢电池高速充电器电路技术方案，实现对镍氢电池高速充电，且不损害电池。
本实用新型的镍氢电池高速充电器，由电源电路、充电电路和报警电路组成，其特征在于充电电路由充电控制电路、电压/频率转换电路和充电饱合判断电路组成，其电路构造是：
电源电路提供9V直流充电电源。
电流控制电路由电阻2、11，NPN三极管Q2、Q3和或非门数字集成电路CC4001B组成；其中的电源正极与电阻2相连，电阻2另一端与Q2、Q3的集电极相连，Q2的发射极通过电阻11与Q3基极相连，Q2的基极与CC4001B的输出3端相连，Q3的发射极与电池的正极相连，电池的负极与电源地连。
电压/频率转换电路是由减法器、积分器和同相输入迟滞比较器构成；减法器由电阻R1、R3、R4、R5和741运算放大器U1组成，其中R1、R4与控制电路中的R2两端相连，R1、R4的另一端分别与U1的正极3端和负极2端相接，U1的3端通过电阻3接地，U1的2、6端通过电阻5相连；积分器由电阻R6、R7、电容C3和741运算放大器U2构成，其中R6接减法器输出端、即U1的6端，R6的另一端接U2的负极输入2端，U2的正极输入端通过电阻7接地，U2的2、6端通过C3相连，U2的6端与CC4001B的输入1端相连；同相输入迟滞比较器由741运算放大器U3、稳压二极管D3、D4和二极管D5、电阻R8、R9、R10组成，其中D5的阳极与积分器的R6相连，D5的阴极与D4、R9、R10相连，D3、D4反向串联接地，R10的另一端接U3的输出口6端，U3的负输入端2接地，U3的正输入端3与R9另一端及R8相连，R8另一端接在U2的输出6端与CC4001B的1端相连的通路上。
充电饱合判断电路由微分电路和比较器组成；微分电路由741运算放大器U4、电容C5、电阻R12、R13、R14组成，其中C5一端与电池正极相连、
另一端通过R12接U4的3端，U4的2、6端通过R13相连，U4的2端通过R14接地；比较器电路由741运算放大器U5、电容C4、电阻R15组成，其中U5的3端通过并联的R15、C4到地，U5的2端与U4的输出6端相连，U5的输出6端连接CC4001B的输入2端。
本实用新型镍氢电池高速充电器的充电电源构造可以是由220V交流电源V1，1A保险丝FUSE，变压器T1，硅桥D1、D2和电容C1、C2组成；其中T1的1、4端接电源，5、6端接D1的1、3输入端，6、8端接D2的1、3输入端；D1的2、4输出端与C1的两端相连；D2的2、4输出端与C2的两端相连；C1的负端与C2的正端相接，C1、C2的接点是整个电路的地。
本实用新型的镍氢电池高速充电器报警电路的构造是由三极管Q1和蜂鸣器组成，其中Q1基极与充电饱合判断电路中U5输出6端相接，Q1的集电极与充电+9V电源相接，Q1发射极与蜂鸣器端1相接，蜂鸣器2端接地。
本实用新型的特点是根据电池在充电过程中的不同电化学过程，在整个充电过程中采用自动变平均电流和自动变脉冲周期的方法对镍氢电池充电。具体而言，本实用新型根据镍氢电池的电压可判断电池所具有的电量，从而可以确定充电的平均电流I，脉冲周期T。在电池电压低时，电池所具有的电量小，这时可对电池进行大电流充电，在电池电压高时，电池所具有的电量大，则须减小对电池的充电电流。大电流充电时采用高频率脉冲充电可使电池不受损害；当电池电压变高时，小电流充电采用低频率脉冲充电，可以使电池充入更多的电量。
本实用新型的实施例如附图所示：
附图1：本实用新型电路框图；
附图2：本实用新型电路图；
附图3：充电平均电流与电池电压的关系座标图；
附图4：充电电流的脉冲频率与电池电压的关系座标图。
图中标号表示：
1、电源电路，2、电流控制电路，3、电压/频率转换电路，4、充电饱合判断电路，5、报警电路。
图3中横座标是电池电压， 单位：伏特(V)；
纵座标是平均充电电流 单位：安培(I)；
图4中横座标是电池电压， 单位：伏特(V)；
纵座标是充电电流脉冲频率 单位：赫兹(Hz)。7 结合附图1、2对本实用新型加以具体说明：
1、电源电路由220V交流电源V1，1A保险丝FUSE，变压器T1，硅桥D1、D2和电容C1、C2组成；其中T1的1、4端接电源，5、6端接D1的1、3输入端，6、8端接D2的1、3输入端；D1的2、4输出端与C1的两端相连；D2的2、4输出端与C2的两端相连；C1的负端与C2的正端相接，C1、C2的接点是整个电路的地。
2、电流控制电路由电阻R2、R11，NPN三极管Q2、Q3，数字集成电路CC4001B组成；其中的C1正极与电阻R2相连，电阻R2另一端与Q2、Q3的集电极相连，Q2的发射极通过电阻R11与Q3基极相连，Q2的基极与CC4001B的输出3端相连，Q3的发射极与电池的正极相连，电池的负极与电源地连。
3、电压/频率转换电路是由减法器、积分器和同相输入迟滞比较器构成。减法器由电阻R1、R3、R4、R5和741运算放大器U1组成，其中R1、R4与控制电路中的R2两端相连，R1、R4的另一端分别与U1的正极3端和负极2端相接，U1的3端通过电阻3接地，U1的2、6端通过电阻5相连；积分器由电阻R6、R7、电容C3和741运算放大器U2构成，其中R6接减法器输出端、即U1的6端，R6的另一端接U2的负极输入2端，U2的正极输入端通过电阻7接地，U2的2、6端通过C3相连，U2的6端与CC4001B的输入1端相连；同相输入迟滞比较器由741运算放大器U3、稳压二极管D3、D4和二极管D5、电阻R8、R9、R10组成，其中D5的阳极与积分器的R6相连，D5的阴极与D4、R9、R10相连，D3、D4反向串联接地，R10的另一端接U3的输出口6端，U3的负输入端2接地，U3的正输入端3与R9另一端、R8相连，R8另一端接在U2的输出6端与CC4001B的1端相连的通路上。
4、充电饱合判断电路由微分电路和比较器组成。微分电路由741运算放大器U4、电容C5、电阻R12、R13、R14组成，其中C5一端与电池正极相连、另一端通过R12接U4的3端，U4的2、6端通过R13相连，U4的2端通过R14接地。比较器电路由741运算放大器U5、电容C4、电阻R15组成，其中U5的3端通过并联的R15、C4到地，U5的2端与U4的输出6端相连，U5的输出6端连接CC4001B的输入2端。
5、报警电路由三极管Q1和蜂鸣器组成，其中Q1基极与充电饱合判断电路中U5输出6端相接，Q1的集电极与充电+9V电源相接，Q1发射极与蜂鸣器端1相接，蜂鸣器2端接地。
本实用新型的工作过程大体是：
采用220V交流电源，经变压整流给出9V充电电压。CC4001B经Q2对Q3进行控制，实现充电电路的通断。由减法器、积分器和同相输入迟滞比较器构成了差动输入的电压频率转换器，其输出频率随R2两端电压的下降而降低，其输出脉冲经过CC4001B控制Q3完成对电池的脉冲充电；实现电池电压低时充电脉冲频率高，电池电压高时充电脉冲频率低的控制。采用微分电路、比较器电路和电池电压导数过零判定方法，实现对电池充电饱合进行判断。当电池充电饱合时，判断电路输出正电压，通过CC4001B控制关断Q3，停止充电，同时导通Q1，蜂鸣器报警。
Claims (3)
1、一种镍氢电池高速充电器，由电源电路、充电电路和报警电路组成，其特征在于充电电路由充电控制电路、电压/频率转换电路和充电饱合判断电路组成，其电路构造是：
电源电路提供9V直流充电电源；
电流控制电路由电阻2、11，NPN三极管Q2、Q3，或非门数字集成电路CC4001B组成；其中的电源正极与电阻2相连，电阻2另一端与Q2、Q3的集电极相连，Q2的发射极通过电阻11与Q3基极相连，Q2的基极与CC4001B的输出3端相连，Q3的发射极与电池的正极相连，电池的负极与电源地连；
电压/频率转换电路是由减法器、积分器和同相输入迟滞比较器构成；减法器由电阻R1、R3、R4、R5和741运算放大器U1组成，其中R1、R4与控制电路中的R2两端相连，R1、R4的另一端分别与U1的正极3端和负极2端相接，U1的3端通过电阻3接地，U1的2、6端通过电阻5相连；积分器由电阻R6、R7、电容3和741运算放大器U2构成，其中R6接减法器输出端、即U1的6端，R6的另一端接U2的负极输入2端，U2的正极输入端通过电阻R7接地，U2的2、6端通过C3相连，U2的6端与CC4001B的输入1端相连；同相输入迟滞比较器由741运算放大器U3、稳压二极管D3、D4和二极管D5、电阻R8、R9、R10组成，其中D5的阳极与积分器的R6相连，D5的阴极与D4、R9、R10相连，D3、D4反向串联接地，R10的另一端接U3的输出口6端，U3的负输入端2接地，U3的正输入端3与R9另一端及R8相连，R8另一端接在U2的输出6端与CC4001B的1端相连的通路上；
充电饱合判断电路由微分电路和比较器组成；微分电路由741运算放大器U4、电容C5、电阻R12、R13、R14组成，其中C5一端与电池正极相连、另一端通过R12接U4的3端，U4的2、6端通过R13相连，U4的2端通过R14接地；比较器电路由741运算放大器U5、电容C4、电阻R15组成，具中U5的3端通过并联的R15、C4到地，U5的2端与U4的输出6端相连，U5的输出6端连接CC4001B的输入2端。
2、如权利要求1所述的镍氢电池高速充电器，具特征在于充电电源构造是由220V交流电源V1，1A保险丝FUSE，变压器T1，硅桥D1、D2和电容C1、C2组成；其中T1的1、4端接电源，5、6端接D1的1、3输入端，6、8端接D2的1、3输入端；D1的2、4输出端与C1的两端相连；D2的2、4输出端与C2的两端相连；C1的负端与C2的正端相接，C1、C2的接点是整个电路的地。
3、如权利要求1所述的镍氢电池高速充电器，其特征在于报警电路的构造是由三极管Q1和蜂鸣器组成，其中Q1基极与充电饱合判断电路中U5输出6端相接，Q1的集电极与充电+9V电源相接，Q1发射极与蜂鸣器端1相接，蜂鸣器2端接地。
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| CN2274379Y true CN2274379Y (zh) | 1998-02-11 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN100385728C (zh) * | 2006-04-27 | 2008-04-30 | 惠州市德赛能源科技有限公司 | 一种可充电电池充电过程控制方法 |
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1996
- 1996-10-11 CN CN 96219588 patent/CN2274379Y/zh not_active Expired - Fee Related
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