CN2689567Y

CN2689567Y - 全自动电池充电器

Info

Publication number: CN2689567Y
Application number: CNU2003201087601U
Authority: CN
Inventors: 孙泉龄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2013-10-09

Abstract

一种全自动电池充电器。它不仅能大范围改变选择时保持充电电流恒定，而且采用可编程专用数字定时集成电路CD4541，组成1～15小时可调定时电路，集成电路输出端与限流电阻一端电连接，限流电阻另一端与驱动开关三极管基极电连接，驱动开关三极管集电极与微调电阻、四挡偏流电阻电连接，四挡偏流电阻另一端分别与开关四掷连接，开关刀与恒流三极管基极电路电连接，控制恒流三极管的导通或关断，并驱动红发光管指示充电状态，或驱动黄发光管指示充电终止状态，对不同容量镍镉电池、镍氢电池，任意节数，选择慢速充电、快速充电、急速充电三种充电速率时，不需人工掌握充电时间，都能自动定时充电，达到充足电池容量又不致过充电的效果，使用简便。

Description

全自动电池充电器

所属技术领域

本实用新型是一种通用镍镉电池、镍氢电池自动充电装置。

背景技术

电池电器用途广泛，品种繁多，使用与干电池同规格的镍镉电池、镍氢电池日益普及。镍镉电池、镍氢电池容量范围很大。7号电池容量180mAH～700mAH，5号电池容量500mAH～2000mAH，快充性能有所不同。同一类型、相同容量电池充电曲线有差异，不同类型、不同容量、不同充电速率充电曲线差异更大，一般充电器往往充电不足，不能达到电池标称放电容量或者过充电致使电池早期失效。中国专利ZL89 2 21127.X《电源变换/镍镉电池充电器》提出的技术方案，采用电源变压器系列抽头电压与电池节数同步切换和基极、集电极两组电源独立供电的晶体管恒流源充电电路，从而解决了大范围改变选择时保持充电电流恒定的技术问题。达到只需准确掌握充电时间就能充足电池容量又不致过充电目的。但是该技术方案仍需人工掌握充电时间，实际运用中往往掌握不当超过充电时间而过充电。一般充电器不能对镍镉电池、镍氢电池不同类型、不同容量、不同充电速率实行自动充电，缺乏通用性。

发明内容

为了克服现有充电器不能自动控制充电时间的不足。本实用新型提供一种充电器。它不仅能大范围改变选择时保持充电电流恒定，而且能对充电电路进行1～15小时可调定时控制，达到不需人工掌握充电时间就能充足电池容量又不致过充电目的，使用简便。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：变压器初级两端与220V交流电源两端电连接，变压器次级四端与开关K_1-1(4W2D)的四掷分别电连接，3V端接掷1、4.5V端接掷2、6V端接掷3、7.5V端接掷4，整流二极管D₂～D₅组成桥式全波整流，开关K_1-1的刀与D₂负极、D₅正极电连接，变压器次级0V端与D₃负极、D₄正极电连接，D₂正极、D₃正极与接地端电连接，D₄负极、D₅负极与空载电阻R₁一端、滤波电容C₂正极、电池DC₁正极O₀端电连接，为充电主电源高电位，空载电阻R₁另一端、滤波电容C₂负极与接地端电连接，变压器次级7.5V端还与整流二极管D₁正极电连接，D₁负极与滤波电容C₁正极电连接，为辅助直流电源高电位，滤波电容C₁负极与接地端电连接。IC采用可编程专用数字定时集成电路CD4541，1脚与电阻R₂一端电连接，电阻R₂另一端与电位器W₁一臂及活动臂电连接，2脚与C₄钽电解电容负极电连接，3脚与电阻R₃一端电连接，电位器W₁另一臂、C₄钽电解电容正极和电阻R₃另一端电连接，6脚复位端与C₃滤波电容正极、复位按钮开关KA一端电连接，C₃滤波电容负极与接地端电连接，复位按钮开关KA另一端与辅助直流电源高电位端电连接，5脚、7脚、9脚、10脚都与接地端电连接，12脚、13脚、14脚都与辅助直流电源高电位端电连接，4脚、11脚是空脚，8脚输出端与电阻R₄、电阻R₅一端电连接，电阻R₄另一端与驱动开关管BG₁基极电连接，电阻R₅另一端与驱动开关管BG₂基极电连接，驱动开关管BG₁集电极与D₆黄发光二极管、R₆限流电阻电连接，R₆限流电阻另一端与辅助直流电源高电位端电连接，驱动开关管BG₂集电极与D₇红发光二极管正极、R₇限流电阻、W₂微调电阻一臂电连接，R₇限流电阻另一端与辅助直流电源高电位端电连接，驱动开关管BG₁发射极、BG₂发射极和D₇红发光二极管负极与接地端电连接。W₂微调电阻活动臂和另一臂与偏流电阻R₈、R₉、R₁₀、R₁₁电连接，偏流电阻R₈另一端与开关K₂的掷1端电连接、R₉另一端与开关K₂的掷2端电连接、R₁₀另一端与开关K₂的掷3端电连接、R₁₁另一端与开关K₂的掷4端电连接，开关K₂的刀与恒流管BG₃基极和下偏流电阻R₁₂电连接，恒流管BG₃集电极、限流电阻R₁₃和开关K_1-2的刀电连接，下偏流电阻R₁₂另一端、恒流管BG₃发射极、限流电阻R₁₃另一端与接地端电连接，开关K_1-2的四掷与四节串联电池连接，掷1与电池DC₁负极、电池DC₂正极电连接为O₁，掷2与电池DC₂负极、电池DC₃正极电连接为O₂，掷3与电池DC₃负极、电池DCA正极电连接为O₃，掷4与电池DC₄负极电连接为O₄。

从变压器次级7.5V端引出D₁、C₁组成半波整流滤波，输出辅助直流电源，经R₇、红发光二极管D₇正向稳压(兼作充电状态指示灯)，供BG₃恒流管基极偏压V_be，调整W₂、R₈～R₁₁，控制恒流电流值，设四挡电流18mA、50mA、150mA、300mA，用K₂(4W1D)开关选择，以适应180mAH～3000mAH镍镉电池、镍氢电池选择0.1C～1C充电速率。变压器次级输出四挡交流电压3V、4.5V、6V、7.5V，经桥式全波整流D₂～D₅，C₂滤波输出平滑直流，R₁空载电阻，经串联充电电池DC₁～DC₄加到BG₃集电极—发射极之间作充电主电源，用K₁(4W2D)开关同时切换四挡电压和4节串联电池，电路中R₁₃与BG₃管CE端并联，电池充足后自动转入长时间涓流充电，可保持电池容量充足又不会过充电。定时控制电路采用可编程专用数字定时集成电路CD4541，图1中R₂、R₃、W₁、C₄组成RC定时组件，调整R₂阻值与W₁零角度电阻串联定最小定时时间，调整C₄、W₁参数定最大定时时间，调整电位器W₁阻值使定时范围1～15小时线性变化。对已知标称容量电池充电时，选择了K₂某挡充电电流就可确定充电时间，把电位器W₁的定时刻度拨盘调整到相应预置时间位置，接通电源或按动复位按钮开关KA，电路启动，定时开始，8脚输出端低电平，BG₁、BG₂驱动开关管处于截止状态，V_C2高电平，由辅助电路经R₇、D₇，D₇正向导通电压值2.2V，供BG₃正向偏置，控制恒流电流对电池充电，D₇发红光指示充电状态，BG₁管V_C1高电平，D₆两端电压＜0.5V不发光。当达到预置定时时间，集成电路8脚输出端高电平，BG₁、BG₂处于饱和导通状态，V_C2低电平＜0.5V，BG₃的V_be＜0.7V截止，I_C3＝0关断充电电源，D₇红光熄灭，充电自动终止，电路通过R₁₃作涓流充电。同时V_C1低电平，D₆正向导通，发黄光指示充电终止状态，调整R₆、R₇电阻值决定D₆、D₇正向工作电流，C₃滤去干扰杂波。

本实用新型的有益效果是可以对180mAH～3000mAH任何容量5号、7号等类型电池，选择慢速充电、快速充电、急速充电三种不同充电速率时，不需人工掌握充电时间，都能自动定时充电，达到充足电池容量又不致过充电的效果，使用简便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是定时电路印刷电路图。

图3是CN直角7脚排针。

图4是充电电路印刷电路图。

图5是电池电路印刷电路图。

图6是充电器实施例内部构造图。

图7是充电器实施例正面构造图。

图8是充电器实施例侧面局部剖面构造图。

图9是充电器实施例局部剖面构造图。

图10是定时刻度拨盘图。

图中B电源变压器，D₁和D₂～D₅整流二极管1N4001，C₁、C₂、C₃电解电容器，C₁、100μ/16V，C₂、2200μ/16V，C₃、4.7μ/16V，C₄钽电解电容4.7μ/16V，R₁空载电阻620Ω，R₂、R₃定时电阻，R₂、10KΩ，R₃、100KΩ，W₁线性定时电位器180KΩ，IC集成电路CD4541，R₄、R₅限流电阻3.3KΩ，BG₁、BG₂驱动开关管9013hfe≥120，R₆、R₇限流电阻330Ω，R₈～R₁₁偏流电阻，调整决定，W₂微调电阻470Ω，R₁₂下偏流电阻1.8KΩ，BG₃恒流管8050hfe≥180，R₁₃涓流充电限流电阻620Ω，DC₁～DC₄外接充电电池，CN是直角7脚排针。1.定时电路板，2.充电电路板，3.电池电路板，4.电池正极片，5.电池负极弹簧，6.电池负极片，7.塑料外壳，8.电池盒，9.开关K₂(4W1D)，10.开关K₁(4W2D)，11.线性定时电位器W₁，12.复位按钮开关KA，13.黄发光二极管D₆，14.红发光二极管D₇，15.220V输入电源线，16.K₁、K₂开关板，17.K₁、K₂开关铜片，18.开关旋钮，19.定时刻度拨盘，20.复位开关按键。

具体实施方式

在图1变压器初级两端与220V交流电源两端相连，变压器次级四端与开关K_1-1的四掷分别相连，3V端接掷1、4.5V端接掷2、6V端接掷3、7.5V端接掷4，整流二极管D₂～D₅组成桥式全波整流，开关K_1-1的刀与D₂负极、D₅正极相连，变压器次级0V端与D₃负极、D₄正极相连，D₂正极、D₃正极与接地端相连，D₄负极、D₅负极与空载电阻R₁一端、滤波电容C₂正极、电池DC₁正极O₀端相连，为充电主电源高电位，空载电阻R₁另一端、滤波电容C₂负极与接地端相连。变压器次级7.5V端还与整流二极管D₁正极相连，D₁负极与滤波电容C₁正极相连，为辅助直流电源高电位，滤波电容C₁负极与接地端相连。IC可编程专用数字定时集成电路CD4541，1脚与电阻R₂一端相连，电阻R₂另一端与电位器W₁一臂及活动臂相连，2脚与C₄钽电解电容负极相连，3脚与电阻R₃一端相连，电位器W₁另一臂、C₄钽电解电容正极和电阻R₃另一端相连，6脚复位端与C₃滤波电容正极、复位按钮开关KA一端相连，C₃滤波电容负极与接地端相连，复位按钮开关KA另一端与辅助直流电源高电位端相连，5脚、7脚、9脚、10脚都与接地端相连，12脚、13脚、14脚都与辅助直流电源高电位端相连，4脚、11脚是空脚，8脚输出端与电阻R₄、电阻R₅一端相连，电阻R₄另一端与驱动开关管BG₁基极相连，电阻R₅另一端与驱动开关管BG₂基极相连，驱动开关管BG₁集电极与D₆黄发光二极管、R₆限流电阻相连，R₆限流电阻另一端与辅助直流电源高电位端相连，驱动开关管BG₂集电极与D₇红发光二极管正极、R₇限流电阻、W₂微调电阻一臂相连，R₇限流电阻另一端与辅助直流电源高电位端相连，驱动开关管BG₁发射极、BG₂发射极和D₇红发光二极管负极与接地端相连。W₂微调电阻活动臂和另一臂与偏流电阻R₈、R₉、R₁₀、R₁₁相连。偏流电阻R₈另一端与开关K₂的掷1相连、R₉另一端与开关K₂的掷2相连、R₁₀另一端与开关K₂的掷3相连、R₁₁另一端与开关K₂的掷4相连，开关K₂的刀与恒流管BG₃基极和下偏流电阻R₁₂相连，恒流管BG₃集电极、限流电阻R₁₃和开关K_1-2的刀相连，下偏流电阻R₁₂另一端、恒流管BG₃发射极、限流电阻R₁₃另一端与接地端相连，开关K_1-2的四掷，掷1与电池DC₁负极、电池DC₂正极相连为O₁，掷2与电池DC₂负极、电池DC₃正极相连为O₂，掷3与电池DC₃负极、电池DC₄正极相连为O₃，掷4与电池DC₄负极相连为O₄。图中除电池DC₁～DC₄，其它电子元器件都设计安装在三块印刷线路板(1)、(2)、(3)上。

在图2印刷线路板(1)上安装了定时电路中IC、BG₁、BG₂、R₃、R₄、R₅、C₃、C₄。

在图3是直角7脚排针CN，用于连接定时电路板(1)和充电电路板(2)。

在图4印刷线路板(2)上安装了除图2外其余电子元器件，其中电位器W₁(11)、复位按钮开关KN(12)、黄发光二极管D₆(13)、红发光二极管D₇(14)安装在印刷线路板的铜箔面，与图7塑料外壳(7)位置对应。开关K₁(10)、K₂(9)的刀和掷直接制作印刷线路板上，K₁(4W2D)(10)同时切换四挡电压和4节串联电池，K₂(4W1D)(9)切换四挡偏流电阻R₈、R₉、R₁₀、R₁₁，切换动作如图8所示开关铜片(17)与开关板(16)连接、再和开关旋钮(18)连接，转动旋钮开关铜片(17)与印刷线路板上K₁(10)、K₂(9)的刀和掷可靠接触。

图5印刷线路板(3)是四节充电电池串联连接，其中四个方孔与电池正极片(4)焊接，四个圆孔与弹簧(5)用铆钉铆接。

在图6中定时电路板(1)用CN直角7脚排针同充电电路板(2)相连接，并与塑料外壳(7)固定，电池电路板(3)O端同充电电路板(2)O₀端连接、电池电路板(3)1端同充电电路板(2)O₁端连接、电池电路板(3)2端同充电电路板(2)O₂端连接、电池电路板(3)3端同充电电路板(2)O₃端连接、电池电路板(3)4端同充电电路板(2)O₄端连接，如图8所示电池电路板(3)圆孔与弹簧(5)一端用铆钉铆接，弹簧(5)另一端和电池负极片(6)套接，电池负极片(6)和弹簧(5)一起在塑料槽内滑动，适应5号、7号电池不同长度。电池电路板(3)方孔与电池正极片(4)焊接。

在图7中电池盒(8)从左到右1、2、3、4顺序放入电池，与开关K₁(10)选择电池节数1～4节相对应，电池盒(8)中+接电池正极，-接电池负极，开关K₂(9)调节四挡电流值18mA慢充I、50mA慢充II、150mA快充III、300mA急充IV。黄发光二极管D₆(13)充电终止指示灯，红发光二极管D₇(14)电池充电指示灯，复位按钮开关KA(12)充电启动按钮，定时电位器W₁(11)置于面板左侧面。定时拨盘线性刻度与电位器W₁(11)直线性配合，电位器W₁(11)旋转角度230°，选择定时时间或充电时间1～15小时，如图10所示定时拨盘(19)刻度调节角度0～230°，等分刻度1～15小时，长刻度1小时，短刻度0.5小时，刻度数字标明1、3、5、7、9、11、13、15。

在图9中电位器W₁(11)焊接固定在充电电路板(2)的铜箔面并与定时拨盘(19)连接，复位按钮开关KA(12)焊接固定在充电电路板(2)的铜箔面并与复位开关按键(20)连接。电源线(15)两端与B变压器初级两端连接。

Claims

1.一种全自动电池充电器，变压器初级两端与220V交流电源两端电连接，变压器次级四端与开关K_1-1(4W2D)的四掷分别电连接，3V端接掷1、4.5V端接掷2、6V端接掷3、7.5V端接掷4，整流二极管D₂～D₅组成桥式全波整流，开关K_1-1的刀与D₂负极、D₅正极电连接，变压器次级0V端与D₃负极、D₄正极电连接，D₂正极、D₃正极与接地端电连接，D₄负极、D₅负极与空载电阻R₁一端、滤波电容C₂正极、电池DC₁正极O₀端电连接，为充电主电源高电位，空载电阻R₁另一端、滤波电容C₂负极与接地端电连接，变压器次级7.5V端还与整流二极管D₁正极电连接，D₁负极与滤波电容C₁正极电连接，为辅助直流电源高电位，滤波电容C₁负极与接地端电连接，W₂微调电阻活动臂和另一臂与偏流电阻R₈、R₉、R₁₀、R₁₁电连接，偏流电阻R₈另一端与开关K₂的掷1端电连接、R₉另一端与开关K₂的掷2端电连接、R₁₀另一端与开关K₂的掷3端电连接、R₁₁另一端与开关K₂的掷4端电连接，开关K₂的刀与恒流管BG₃基极和下偏流电阻R₁₂电连接，恒流管BG₃集电极、限流电阻R₁₃和开关K_1-2的刀电连接，下偏流电阻R₁₂另一端、恒流管BG₃发射极、限流电阻R₁₃另一端与接地端电连接，开关K_1-2的四掷与四节串联电池连接，掷1与电池DC₁负极、电池DC₂正极电连接为O₁，掷2与电池DC₂负极、电池DC₃正极电连接为O₂，掷3与电池DC₃负极、电池DC₄正极电连接为O₃，掷4与电池DC₄负极电连接为O₄，其特征是：IC采用可编程专用数字定时集成电路CD4541，1脚与电阻R₂一端电连接，电阻R₂另一端与电位器W₁一臂及活动臂电连接，2脚与C₄钽电解电容负极电连接，3脚与电阻R₃一端电连接，电位器W₁另一臂、C₄钽电解电容正极和电阻R₃另一端电连接，6脚复位端与C₃滤波电容正极、复位按钮开关KA一端电连接，C₃滤波电容负极与接地端电连接，复位按钮开关KA另一端与辅助直流电源高电位端电连接，5脚、7脚、9脚、10脚都与接地端电连接，12脚、13脚、14脚都与辅助直流电源高电位端电连接，4脚、11脚是空脚，8脚输出端与电阻R₄、电阻R₅一端电连接，电阻R₄另一端与驱动开关管BG₁基极电连接，电阻R₅另一端与驱动开关管BG₂基极电连接，驱动开关管BG₁集电极与D₆黄发光二极管、R₆限流电阻电连接，R₆限流电阻另一端与辅助直流电源高电位端电连接，驱动开关管BG₂集电极与D₇红发光二极管正极、R₇限流电阻、W₂微调电阻一臂电连接，R₇限流电阻另一端与辅助直流电源高电位端电连接，驱动开关管BG₁发射极、BG₂发射极和D₇红发光二极管负极与接地端电连接。

2.根据权利要求1所述的全自动电池充电器，其特征是采用集成电路CD4541，是一个可编程专用数字定时电路，内部包括振荡器、16级二进制计数器、计数器级数设定电路、自动手动复位电路、定时方式选择电路及输出状态逻辑控制电路。

3.根据权利要求1所述的全自动电池充电器，其特征是电子元器件安装在定时电路板和充电电路板上；定时电路板用直角7脚排针CN和充电电路板连接。

4.根据权利要求1所述的全自动电池充电器，其特征是电位器W₁焊接固定在充电电路板的铜箔面和定时拨盘连接，并与塑料外壳位置对应。

5.根据权利要求1所述的全自动电池充电器，其特征是定时拨盘刻度调节角度0～230°，等分刻度1～15小时，长刻度1小时，短刻度0.5小时，刻度数字标明1、3、5、7、9、11、13、15。

6.根据权利要求1所述的全自动电池充电器，其特征是复位按钮开关KA焊接固定在充电电路板的铜箔面和复位开关按键连接，并与塑料外壳位置对应。