CN2398764Y - 实用镍镉电池放电充电器 - Google Patents

Abstract

实用镍镉电池放电充电器是一种能消除镍镉电池“记忆效应”的放电充电器。在已装有电池正、负极卡板、双刀双掷开关、电路板、电源变压器的放电充电器中, 在电路板上增加了“强制放电”电路:由桥式整流滤波后产生的电压V_o1和镍镉电池E₁、二极管D₁、电阻R₄和三极管T₁串联连接构成放电主回路,其中V_o1和E₁电压正端方向相同。电压V_o1“强制”电池E₁放电来消除电池E₁的“记忆效应”。然后对电池E₁充电就能达电池容量,延长电池使用寿命。

Description

实用镍镉电池放电充电器

本实用新型属于镍镉电池放电充电器，它能够使单节(或几个单节)镍镉电池在设备中完成放电和充电的全过程。

现有的镍镉电池充电器，大多数都是在没有给镍镉电池放电的情况下进行充电，另有一些充电器虽然有放电功能，但这一放电电流都是以镍镉电池自身电压和低阻值电阻等元件组成的放电回路产生的。这种放电方法很难放掉镍镉电池的剩余电量。长期将产生镍镉电池的“记忆效应”。经常使用，将会缩短电池寿命。对于只充电不放电的镍镉电池充电器对镍镉电池进行充电将会更易产生电池的“记忆效应”，很快会使镍镉电池“失效”。

本实用新型的目的是提供一种镍镉电池放电充电器，解决镍镉电池在充电之前的放电，以放掉镍镉电池剩余电量或消除镍镉电池的“记忆效应”，延长镍镉电池的使用寿命。

本实用新型的目的是这样实现的：镍镉电池放电充电器盒盖通过前端两侧小园柱销轴台，放入放电充电器盒体上两侧的孔中，使盒盖开盒自如。放电充电器盒底用自攻螺丝固定在放电充电器盒体上并与盒体四周结合封闭，而中间部分留有空隙，以备电池负极卡板能在空隙中滑动，以适用各种型号的电池。拉力弹簧一端不仅能拉紧电池负极卡板，而且还当作电池负极卡板的导线用，拉力弹簧另一端固定在放电充电器盒体上并焊接导线，所述导线的另一端焊接在双刀双掷开关的1个公共端上。在放电充电器盒体前端有电池正极板并焊接导线的一端，所述导线的另一端焊接在双刀双掷开关的另1个公共端上。带电源插头的导线两个端头焊接在电源变压器初级线圈两端，电源变压器放置在盒体中。电源变压器可将交流220V电压降为充电器所需的两绕组交流低电压，所述两交流低电压焊接在电路板上，电路板固定在放电充电器盒体上。双刀双掷开关的另外四个端头，分别通过导线焊接在电路板上。这样将镍镉电池放入放电充电器中的电池正极板和电池负极卡板之间，根据使用者的需求，通过双刀双掷开关的转换(放电或充电状态)，电源插头接入交流220V电源就可以对镍镉电池进行放电或充电。在上所述的电路板上焊接着桥式整流滤波电路，镍镉电池充电回路和镍镉电池放电回路。如上所述：一种实用镍镉电池放电充电器，在放电充电器中对镍镉电池E₁的放电回路，其特征在于：桥式整流滤波后产生的电压V₀₁与镍镉电池E₁的电压E₁和二极管D₁、电阻R₄、三极管T₁串联连接构成放电主回路：其中V₀₁和E₁的电压正端方向相同。当双刀双掷开关选择在放电状态时，电源插头接入交流220V电源中，再将需放电的镍镉电池E₁放入放电充电器盒内的正极板和负极卡板之中。这样就构成由电压V₀₁和电压E₁与二极管D₁、电阻R₄、三极管T₁串联连接构成的放电主回路。在回路中流过镍镉电池E₁的放电电流就不仅是以镍镉电池电压E₁所决定，而且还要以电压V₀₁所决定。这种采用了对镍镉电池E₁的“强制放电”技术构成的放电主回路，能将镍镉电池E₁的剩余电量基本放完或消除镍镉电池已有的“记忆效应”。从而实现本实用新型的目的。

本实用新型的特点及效果：它采用了对镍镉电池E₁的“强制放电”的技术。即在镍镉电池放电回路中，不仅有镍镉电池电压E₁，而且还有与镍镉电池电压E₁电压正端方向相同的另一组电源电压V₀₁，称“驱动电源”，和一些其它电器元件串联连接构成的镍镉电池放电主回路。镍镉电池在这样的回路中放电，其放电电流不仅是以镍镉电池电压E₁所决定，而且还要以“驱动电源”电压V₀₁所决定。从而实现电压V₀₁“强制”镍镉电池E₁放电。这点就与现有的镍镉电池放电充电器有本质的不同，现有的镍镉电池放电充电器都是以镍镉电池电压E₁和一些电器元件构成放电主回路，进行放电。这种方法对镍镉电池E₁已产生的“记忆效应”，很难依靠镍镉电池E₁的自身放电来消除。因此必须进行“强制”放电。在放电的控制回路中，将能保证镍镉电池的正确放电，将电池中的剩余电量基本放完或消除镍隔电池已有的“记忆效应”。将放电后的镍镉电池再进行充电，充好的镍镉电池就无“记忆效应”。在使用电池时，电池中的电化学物质，将全部都能参于电化学反应，这样又显示了镍镉电池内阻小，充分展示镍镉电池的优质性能，同时可以延长镍镉电池的使用寿命。

下面结合附图对实用新型做进一步详细描述。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电路原理图。

图中：1.放电充电器盒盖；2.放电充电器盒体；3.放电充电器盒底；4、镍镉电池E；5.电池负极卡板；6.拉力弹簧；7.电池正极板；8.导线；9.导线；10.双刀双掷开关；11.电路板；12.指示灯；13.电源变压器；14.电源插头。

在图1中：镍镉电池放电充电器盒盖(1)，通过前端两侧小园柱销轴台放入放电充电器盒体(2)两侧的孔中，(图中未画)，使盒盖开盒自如。放电充电器盒底(3)用自攻螺丝(图中未画)固定在放电充电器盒体(2)上。放电充电器盒体(2)与放电充电器盒底(3)四周结合封闭，而中间部分留有空隙，以备电池负极卡板(5)能在空隙中滑动，使其能适用于各种型号的电池。拉力弹簧(6)一端不仅能拉紧电池负极卡板(5)，而且还当作电池负极卡板(5)的导线用，拉力弹簧(6)的另一端固定在放电充电器盒体(2)上，并焊接上导线(9)的一端，导线(9)的另一端焊接在双刀双掷开关(10)的1个公共端上。带导线的电源插头(14)可接交流220V电源，带导线的电源插头(14)的线头端的两条线焊接在电源变压器(13)的初级线圈的两端。电源变压(13)可将交流220V电压降为放电充电器所需的两绕组的交流低电压，所述两个交流低电压焊接在电路板(11)上。指示灯(12)有两个分别显示镍镉电池放电或充电的工作状态。电池正极板(7)以适用不同型号镍镉电池正极位置并通过导线(8)与双刀双掷开关(10)的另1个公共端焊接相连。双刀双掷开关(10)的另外四个端头分别通过四根导线焊接在电路板(11)上(导线图中标号未画)。这样将镍镉电池E(4)放入放电充电器中，根据使用者的需求，通过双刀双掷开关(10)的转换，对镍镉电池E(4)进行放电或充电。

在图2中：为了更加清楚，图中只画出了电源(包括：电源变压器、全桥QL₁、QL₂、电容C₁、C₂、电阻R₁、发光二极管LED₁)及公用部分(包括：电压V₀₁、V₀₂、V₀₁+V₀₂、电阻R₂、R₃、R₈、R₉)和一节镍镉电池的放电回路及充电回路。若需画两节电池或四节电池的电路原理图时，可在双点划线I部分中重复画各节的放电电路，同样可在双点划线II部分中重复画各节的充电电路。画几节电池的电路就要同时画几个双刀双掷开关。图中的画法，也可以不画双刀双掷开关。这样镍镉电池在放电充电器的一个位置上只能有一种状态(放电或充电状态)。

图2中若双刀双掷开关K1位置处在放电位置时，这时K1-a与K1-1a导通，K1-b与K1-1b导通，K1-a与K1-2a不导通，K1-b与K1-2b不导通。这时，在放电充电器中对镍镉电池E1的放电回路，是由桥式整流滤波后产生的电压V₀₁与镍镉电池E₁的电压E₁和二级管D₁、电阻R₄、三极管T₁串联连接构成放电主回路：其中V₀₁和E₁电压正端方向相同。在上述电路中，在串联连接的D₁、R₄的两端又并联连接有串联连接的LED₂和电阻R₅。为了控制镍镉电池E₁正确放电到终止电压，还采用了桥式整流滤波后的电压V₀₂和(V₀₁+V₀₂)以及LM339N中的一个比较器IC-1，并与电阻R₂、R₃、R₆、R₇共同作用控制放电过程。当IC-1中第5脚电压高于第4脚电压，第2脚输出高电压，电压(V₀₁+V₀₂)通过电阻R₆、R₇使三极管T₁导通，镍镉电池E₁放电，这时LED2发光。当IC-1中第5脚电压低于第4脚电压时，第2脚输出低电压，三极管T₁截止，放电主回路不能放电，LED₂熄灭。

从图2中可以看出镍镉电池E₁在放电中有电压V₀₁和电压E₁，电压正端方向相同的加在放电主回路中，这样流过镍镉电池E₁的放电电流就不仅是以镍镉电池电压E₁所决定，而且还要以“驱动电源”电压V₀₁所决定。我们把此放电过程称为电压V₀₁对镍镉电池E₁的“强制放电”。

图2中若双刀双掷开关K1位置处在充电位置时，这时，K1-a与K1-2a导通，K1-b与K1-2b导通，K1-a与K1-1a不导通，K1-b与K1-1b不导通。镍镉电池E₂(如果不采用双刀双掷开关K1，E₂就不同于E₁。如果采用双刀双掷开关K1，E₂就是E₁，只是由于双刀双掷开关K1的转换使镍镉电池处于放电或充电的不同状态中)是在充电回路中，“驱动电源”电压V₀₁与二极管D₂、电阻R₁₂、三极管T₂和镍镉电池E₂串联连接构成充电主回路：其中V₀₁与E₂电压正端方向相反。在上述电路中，在串联连接的D₂、R₁₂两端又并联连接有串联连接的LED3和电阻R₁₃。为了防止镍镉电池E₂的过充，还通过电源电压V₀₁和(V₀₁+V₀₂)与电阻R₈、R_e、R₁₀、R₁₁及LM339N中的一个比较器IC-3，对充电主回路进行充电过程控制。当比较器IC-3中第9脚电压低于第8脚电压时，第14脚输出低电压。“驱动电源”电压V₀₁通过D₂、R₁₂及LED₃、R₁₃、T₂的发射结和电阻R₁₁产生基极电流，使三极管T₂导通，充电主回路中产生充电电流给镍镉电池E₂充电。此时LED₃发光。当镍镉电池电压E₂升高，使IC-3第9脚电压高于第8脚电压时，第14脚输出高电压，电压(V₀₁+V₀₂)通过电阻R₁₀和R₁₁使三极管T₂截止。这时“驱动电源”电压V₀₁无法给镍镉电池E₂充电。此时，LED₃熄灭，充电结束。

图2的通用性和灵活性就在于根据需求可生产多种类的该实用新型的产品。

一、品种的扩展：

    1.若在放电充电器中，只有一节镍镉电池的位置，那么我们可以通过对双刀双掷开关K来选择放电充电器的工作状态，决定镍镉电池E的放电或充电。

    2.如果在放电充电器中可放置四节或两节镍镉电池，就分别采用4个或2个双刀双掷开关K1-K4或K1-K2，那么该放电充电器就可以对四节或两节镍镉电池独立的进行放电或充电，互不影响。

    3.也可在可放置四节镍镉电池的放电充电器中，不采用双刀双掷开关K1-K4。那么我们可以把放电充电器做成两节位置为镍镉电池的放电位置，另两节位置为镍镉电池充电位置。这样使电路简化。

二、主要元件的选用；

    1.在可放置四节镍镉电池的放电充电器中，要都能独立的进行放电和充电时，电路需要两块LM339N和相应的电器元件，此时用4个双刀双掷开关K1-K4。

    2.在可放置四节镍镉电池的放电充电器中，可设置两节位置为放电位置，另外两节为充电位置，此时不用双刀双掷开关K1-K4，电路需一块LM339N和相应的电器元件。

    3.在可放置两节镍镉电池的放电充电器中，要都能独立的进行放电和充电时，电路需要一块LM339N和相应的电器元件，此时用两个双刀双掷开关K1-K2。

    4.在可放置两节电池的放电充电器中，要使一节位置为放电位置，另一节位置为充电位置，此时不用双刀双掷开关K1-K2。电路需一块LM393p比较器和相应的电器元件。

    5.在可放置一节镍镉电池的放电充电器中，我们可以通过一个双刀双掷开关K的转换来选择镍镉电池的放电或充电，电路需一块LM393p和相应的电器元件。

对于在序号4和5中电路中采用LM393p的线路，没有画出，因为LM393p与LM339N一样，都是比较器，区别就是管脚位置定义不同而已，其用法和LM339N的用法一样。

三、电池组的扩展：

    本实用新型图2画出了对单节镍镉电池放电和充电的电路原理图。但其原理可扩展，即可对镍镉电池组进行放电和充电。只是在电路中改变“驱动电源”电压V₀₁的有效值及相应的电器元件就可以。

Claims (1)

1. 一种实用镍镉电池放电充电器，在放电充电器中对镍镉电池E₁的放电回路，其特征在于：桥式整流滤波后产生的电压V₀₁与镍镉电池E₁的电压E₁和二极管D₁、电阻R₄、三极管T₁串联连接构成放电主回路：其中V₀₁和E₁的电压正端方向相同。

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