CN2487143Y - 智能镍镉(镍氢)电池充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种镍铬(镍氢)电池充电器。由电源电路、电池剩余电量检测及自动充放电控制电路、压控恒流源充电电路、电池充放电指示电路等四部分组成。对待充电池能自动判断是否有余电。若有余电,则对其自动放电,放电到阀值电压后自动转为恒流充电,充电结束后,进行充足电指示并自动转为涓流充电,保护充电电池,彻底解决了镍镉电池的记忆效应。本实用新型无任何手动开关,具有操作简单,使用方便,实用性强等特点。
Description
本实用新型涉及一种镍镉(镍氢)电池充电器，特别是一种对镍镉(镍氢)电池具有自动判断是否有余电并在有余电的情况下自动进行先放电后充电的智能镍镉(镍氢)电池充电器。
目前，已知的镍镉(镍氢)电池充电器有如下不足：1是充电器本身不具有对电池进行放电功能，极易使电池产生记忆效应；2是具有对电池进行放电功能的充电器，因采用手动方式，所以使用不方便，并且放电深度不易掌握，容易造成对电池的过放电，影响电池使用寿命；3是充电时间不易掌握，容易造成充电不足或过充电；4是功能较齐全的充电器电路复杂、价格较贵。
本实用新型的目的在于避免上述已知技术的不足而提供一种电路较简单、操作方便、价格便宜而且无需人工干预的具有自动放电功能的智能镍镉(镍氢)电池充电器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案达到的：本实用新型由电源电路、电池剩余电量检测及自动充放电控制电路、压控恒流源充电电路、电池充放电指示电路等四部分组成。其中IC17～IC20是集成运算放大器(以下简称集成运放)，IC21、IC22是双向模拟开关集成电路(以下简称模拟开关)，S25是单向可控硅，DY31是电源电路，为充电器提供稳定的+5V直流电压和非稳压的+9V直流电压。
当将电池放入充电器并接通电源，如果电池的端电压高于1.0伏，说明电池有余电，这时集成运放IC17输出低电平，单向可控硅S25因无触发电压而处于截止状态，+5V电源通过电阻R4为三极管T23提供基极电流，三极管T23处于饱和状态，继电器J30工作，动臂与常开触点闭合，电池BAT通过电阻R6放电，同时，由发光二极管L27和电阻R5组成的放电指示电路工作，发光二极管L27发光，进行放电指示。
若电池BAT的电压低于1.0伏或放电到阀值电压1.0V时，集成运放IC17输出高电平，单向可控硅S25因得到触发电压而导通，三极管T23截止，继电器J30停止工作，动臂与常闭触点闭合，对电池BAT进行充电。随着充电的进行，电池的电压开始上升，当它的电压再次高于1.0V时，集成运放IC17输出低电平，由于单向可控硅具有触发后继续导通的特点，因此，单向可控硅S25的阳极仍保持低电平，三极管T23继续保持截止状态，继电器J30的动臂与常闭触点保持闭合状态，从而保证了对电池的稳定充电。
充电期间，当电池的电压小于1.4V时，集成运放(IC18、IC19)分别输出高电平和低电平，模拟开关IC22在高电平的控制之下，处于导通状态，而模拟开关IC21由于控制端为低电平而处于截止状态，+5V电源通过电阻(R13，R14，R15)在电阻R15上产生的较小分压通过模拟开关IC22加到集成运放IC20的同相输入端，因电压较低，因此，压控恒流源充电电路输出较大的可控充电电流，对电池进行较大电流充电。由于此时集成运放IC19的输出端输出低电平，所以由发光二极管L26和电阻R7组成的电池充足电指示电路不工作，发光二极管L26不发光。
当电池的电压经充电达到1.4V时，集成运放(IC18、IC19)分别输出低电平和高电平，模拟开关IC22截止，模拟开关IC21导通，串联电阻(R14，R15)的电压降之和成为集成运放IC20的输入电压，因电压较高，因此，压控恒流源充电电路的输出电流最小，对已充足电的电池进行微电流充电，即涓流充电，从而达到保护充电电池的目的。这时由发光二极管L26和电阻R7组成的电池充足电指示电路工作，发光二极管L26发光，指示电池已充足电。
本实用新型较之现有技术具有如下效果：一是自动检测电池是否存有剩余电量并自动进行充放电控制；二是当电池电压低于1.0V或放电到1.0V时自动转为充电状态，无需进行人工转换，避免了电池的过放电及人工转换的操作复杂性；三是增加了自动放电及充足电指示电路，具有实时显示电池状态的功能；四是具有涓流充电功能，当电池充足电后自动转为涓流充电，即使较长时间充电也无需担心电池会过充电；五是不设置任何手动开关，操作方便。本实用新型所用电子元器件均为通用器件，价格低廉、电路较简单、实用性强、易于推广。
附图是本实用新型的电路结构示图。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图所示，电源电路DY31的输入电压采用交流220V市电，输出端有两组：一组为非稳压的+9V直流，主要用于驱动继电器J30，另一组为稳定的+5V直流，为充电器的其他部分供电，接地端公用。
电池剩余电量检测及自动充放电控制电路由集成运放IC17、电阻(R1，R2，R3，R4，R6)、单向可控硅S25、三极管T23、二极管(D28，D29)及继电器J30组成。电阻(R1，R4)的一端与+5V电源相连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端及集成运放IC17的同相输入端相连接；集成运放IC17反相输入端、输出端分别与电池的正极及电阻R3的一端相连接；电阻R3的另一端与单向可控硅S25的控制极相连接；电阻R4的另一端与单向可控硅S25的阳极及三极管T23的基极相连接；三极管T23的集电极与二极管D28的正极及继电器J30吸合线圈的一端连接；三极管T23的发射极与二极管D29的正极相连接；继电器J30吸合线圈的另一端及二极管D28的负极与+9V电源相连接；继电器J30的动臂、常开触点和常闭触点分别与电池的正极、电阻R6的一端及三极管T24的集电极相连接；电阻(R2，R6)的另一端、单向可控硅S25的阴极、二极管D29的负极及电池BAT的负极与公用接地端相连接。
压控恒流源充电电路由电阻(R7～R16)、集成运放(IC18～IC20)、模拟开关(IC21，IC22)及三极管T24等组成。电阻(R13，R14)的一端与模拟开关IC21的输入端相连接；电阻R14的另一端及电阻R15的一端与模拟开关IC22的输入端相连接；电阻(R13，R15)的另一端分别与+5V电源及公用接地端相连接；模拟开关(IC21，IC22)的输出端与集成运放IC20的同相输入端相连接；集成运放IC20的反相输入端与三极管T24的发射极及电阻R16的一端相连接；电阻R16的另一端与+5V电源相连接；三极管T30的基极与集成运放IC20的输出端相连接；集成运放IC18的同相输入端与电阻(R10，R11)的一端相连接；集成运放IC18的反相输入端与电池BAT的正极及电阻R12的一端相连接；集成运放IC19的同相输入端与电阻(R8，R9)的一端相连接；电阻(R8，R10，R12)的另一端分别与+5V电源相连接；电阻(R9，R11)的另一端分别与公用接地端相连接；集成运放IC18的输出端及集成运放IC19的输入端与模拟开关IC22的电压控制端相连接；集成运放IC19的输出端与模拟开关IC21的电压控制端相连接。
电池充放电指示电路由发光二极管(L26，L27)、电阻(R5，R7)组成。发光二极管L26的正极及负极分别与集成运放IC19的输出端及电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端与公用接地端相连接；发光二极管L27的正极和负极分别与+9V电源及电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管T23的集电极相连接；当电池处于自动放电状态时，发光二极管L27发光；当电池充足电时，发光二极管L26发光，除此之外，发光二极管(L26，L27)均不工作。
Claims (2)
1、一种对镍镉(镍氢)电池具有自动判断是否有余电并在有余电的情况下自动进行先放电后充电的智能镍镉(镍氢)电池充电器，其特征在于它包括：
(1)电源电路DY31的输入电压采用交流220V市电，输出端有两组：一组为非稳压的+9V直流，另一组为稳定的+5V直流，接地端公用；
(2)电池剩余电量检测及自动充放电控制电路由集成运放IC17、电阻(R1，R2，R3，R4，R6)、单向可控硅S25、三极管T23、二极管(D28，D29)及继电器J30组成。电阻(R1，R4)的一端与+5V电源相连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端及集成运放IC17的同相输入端相连接；集成运放IC17反相输入端、输出端分别与电池的正极及电阻R3的一端相连接；电阻R3的另一端与单向可控硅S25的控制极相连接；电阻R4的另一端与单向可控硅S25的阳极及三极管T23的基极相连接；三极管T23的集电极与二极管D28的正极及继电器J30吸合线圈的一端连接；三极管T23的发射极与二极管D29的正极相连接；继电器J30吸合线圈的另一端及二极管D28的负极与+9V电源相连接；继电器J30的动臂、常开触点和常闭触点分别与电池的正极、电阻R6的一端及三极管T24的集电极相连接；电阻(R2，R6)的另一端、单向可控硅S25的阴极、二极管D29的负极及电池BAT的负极与公用接地端相连接；
(3)压控恒流源充电电路由电阻(R7～R16)、集成运放(IC18～IC20)、模拟开关(IC21，IC22)及三极管T24等组成。电阻(R13，R14)的一端与模拟开关IC21的输入端相连接；电阻R14的另一端及电阻R15的一端与模拟开关IC22的输入端相连接；电阻(R13，R15)的另一端分别与+5V电源及公用接地端相连接；模拟开关(IC21，IC22)的输出端与集成运放IC20的同相输入端相连接；集成运放IC20的反相输入端与三极管T24的发射极及电阻R16的一端相连接；电阻R16的另一端与+5V电源相连接；三极管T30的基极与集成运放IC20的输出端相连接；集成运放IC18的同相输入端与电阻(R10，R11)的一端相连接；集成运放IC18的反相输入端与电池BAT的正极及电阻R12的一端相连接；集成运放IC19的同相输入端与电阻(R8，R9)的一端相连接；电阻(R8，R10，R12)的另一端分别与+5V电源相连接；电阻(R9，R11)的另一端分别与公用接地端相连接；集成运放IC18的输出端及集成运放IC19的输入端与模拟开关IC22的电压控制端相连接；集成运放IC19的输出端与模拟开关IC21的电压控制端相连接；
(4)电池充放电指示电路由发光二极管(L26，L27)、电阻(R5，R7)组成。发光二极管L26的正极及负极分别与集成运放IC19的输出端及电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端与公用接地端相连接；发光二极管L27的正极和负极分别与+9V电源及电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管T23的集电极相连接。
2.根据权利要求1所述的智能镍镉(镍氢)电池充电器，其特征在于：模拟开关(IC21、IC22)采用双向模拟开关集成电路。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101854071A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-10-06 | 沈阳和信恒实业有限公司 | 智能多段恒流充电器 |
| CN102801194A (zh) * | 2012-08-14 | 2012-11-28 | 黄宇嵩 | 镍镉充电电池记忆效应消除装置 |
| CN101779356B (zh) * | 2007-08-10 | 2013-01-16 | 丰田自动车株式会社 | 电源系统和具有该系统的车辆以及电源系统的控制方法 |
| CN105870524A (zh) * | 2016-06-12 | 2016-08-17 | 江苏聚合新能源科技有限公司 | 一种延长金属氢化物镍电池循环寿命的充电方法 |
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2001
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