TW490904B - Automatic cut-off for operation control of temperature control switch and transient holding-type charging circuit for wide voltage variation range - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ----〜---· _ B7 ’ 五、發明説日' ~ 一——~ 朴所周知’傳統自動截止及暫態保持型充電電路為藉 者電子元件群構成之電壓或電流檢知裝置以對設有溫控開 ，之:充電蓄電池進行充電’並在可充電蓄電池飽和而溫 二昇阿時，藉由溫控開關之感測，使充電器轉為對可充電 蓄電池輸入較小之電流作保持性充電為功能訴求，唯傳統 自動戴止及暫態保持型充電電路零件繁多、構造複雜成 本增加及可信賴度低。 此項適用於廣電壓變動範圍之溫控開關操控自動截止 及暫態保持型充電電路（追加一）為申請人第86114411 號之追加一案，為揭示藉適用於廣電壓範圍之暫態保持電 路及供檢測可充電蓄電池溫度之溫控開關裝置為運作條件 所構成，在電池充電飽和而蓄電池溫度上昇至設定值時， 1控開關動作而使電路自動轉換為小電流保持充電，並在 溫控開關自動回歸時以及在設定電源電壓變動範圍内維持 保持充電狀態，並於取下蓄電池或切斷電源時產生還原 (RESET )功能為第一特徵，此電路並可進一步適用於設 有回流二極體以構成緊急自動供電功能為進一步之特徵 者。 此項適用於廣電壓變動範圍之溫控開關操控自動截止 及暫態保持型充電電路（追加一）為藉著可充電蓄電池所 匹配溫控開關裝置操控運作；其主要構成包括： 充電電源：為純直流、半波直流、全波直流、間歇脈 動直流及有漣波直流電源者；充電電源可為穩壓電源或設 定電壓變化範圍内之可變動電壓電源； ^氏張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X297^釐） ' ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490904 A7 --------_Β7 五、發明説明（立） --可充電電池··為可匹配溫控開關裝置之可充放電 電池者； — 一—適用於廣電壓範圍之暫態保持電路：編態電子或 電機等電路元件所構成，供接受蓄電池本身所配置溫控開 關裝置之操控，而於可充電蓄電池充電接近飽和溫度上昇 時巧溫控開關裝置之操控以使閘流體SCR再跳脫斷路， 再藉傍路分流電路限制對可充電電池輸入較小之補充充電 (Topping Charge)電流而構成保持充電功能，並具有能適 用於廣電壓變化範圍内維持暫態保持電路之保持充電功 能，以匹配較廣電壓範圍之變動而不受干擾，直到電源關 閉或可充電蓄電池取下，而使暫態保持電路還原者。 兹依圖1實施例說明本項發明之應用如下： 圖1所示為本案適用於廣電壓變動範圍之溫控開關操 控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一）結合於可充 電電池及所配置溫控開關裝置構成自動截止充電電路例， 其充電電源含純直流、半波直流、全波直流、間歇脈動直 流及有漣波直流電源者；充電電源^可為穩壓電源或設定電 壓變化範圍内之可變動電壓電源；此項適用於廣電壓變動 範圍之溫控開關操控自動載止及暫態保持型充電電路（追 加一）為由下列部份或全部電路元件所構成；其主要構成 含： 交流變壓器T100 :為一次側供輸入交流電能，二次側 供輸出交流電能者，交流變壓器可依電路需要而選擇性使 用或捨棄不用而直接輸入交流電流者； 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

490904 A7

請 先 閲 面 之 注· 意

I

頁I 丁

490904

護元件之輸出側與電源另一極之間，或供並聯於可充電蓄 電池兩端者； 分壓電阻R102與觸發電容C101相串聯，分壓電阻 R102接腳之一端聯結於可充電蓄電池B1 〇1之一負極，觸 發電容C101接腳另一端通往閘流體SCri〇i之觸發閘極 G ;閘流體SCR101之陽極通往蓄電電池之負極；閘流體 之閘極G及與陰極K之間可依需要選擇性增設並聯分流電 阻R100以調節閘流之安定性及觸發靈敏度； 溫控開關裝置TS101 :含由機電式熱動開關所構成或 由固態溫度檢測元件及所配合操控之開關電路所構成，固 態溫度檢測元件含：正溫度係數（PTC)或負溫度係數（NTC) 元件或熱電偶所構成，前述機電式熱動開關元件或固態溫 度檢測元件所操控之開關電路為供設置於 lgi:SCR101之陽極A與可充電電池B101負端之間 2·φ2: SCR101之閘極G與觸發電源之間 3.|j:SCR101之陰極Κ接腳 4.0:SCR101之閘極G與陰極K之間，以在可充電電池到 達設定溫度時，操控截止，其中設置於Si · S2 · S3 ·為過 熱時切斷之開關功能，設置於S4為過熱閉合之開關功能 者； --顯示用發光二極體LED102及與LED102串聯之季納 二極體ZD 1 01為供構成限壓及分流功能，為呈並聯跨接 於分壓電阻R102與電容C101之連接點以及充電電源負 極之間以產生限壓及傍路分流功能，而其限壓功能為能抑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί裝--------訂---------RU. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490904 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（J ) 制電源電壓變動時對電容端壓之干擾，而流經ZD 101 (或 進一步流經選擇性設置與ZD101串聯之發光二極體 LED 102)之電流亦供作為於閘流體SCR101關閉後對蓄電 池B101作補充充電（Toppjg charge)者； 傍路分流電阻Ri〇3 :為供於關機或取下可充電電池時 作為電容C101之放電電阻，若電瓶組所需補充充電電流 較大時，則可在X點與電源負端選擇性加設並聯分流電阻 以相對增加保持充電電流值者； 放電二極體CR101 ·•為並聯於閘流體SCR101之陰 極K及閘極G間’其極性為於蓄電池b 1 〇 1取下時能使電 容cioi經傍路分流電阻R103及上述二極體CR101構成 放電電路者。 圖1所述電路之動作過程如下： 於開始對電瓶充電時，經由R102對電容C101之瞬間 充電電流觸發導通閘流體S CR101之閘極G進而觸發 SCR101使電路以正常充電電流值對電池Β1〇ι充電，當電 池B101接近飽和而溫度昇高時，兴其匹配之溫控開關裝 置TS101動作，使閘流體SCR101導流中斷，而充電電流 經傍路分流電阻R103及流經分壓電阻R1〇2及同時流經 具有为机功能之發光二極體LED 102及流經季納二極體 ZD101(及所選擇性串設發光二極體LED1〇2)之合成端壓相 同，而不受電源電壓變動之影響； 一一當溫控開關裝置TS101復歸時，無論在保持性充電 (Toppmg Charge )其間或復歸其間，若電源電壓在設定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------_ 490904 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6) 章巳圍内變動，則電容C101之電位不變，因此無電流流問 流體WR101觸發閘極G，故問流體SCR1〇1繼續維持斷 路狀悲，當充電完成取下電池B1 〇 1時，則觸發電容c丨〇 j 所蓄電此經傍路分流電阻R 1 03及放電二極體CR 1 〇 1放 電’使電路恢復而呈待觸發之預備狀態者。 此外’刚述實施例可進一步加設回流二極體FD2〇 1， 供於電源中斷時，使可充電蓄電池能經回流二極體對原直 流電源正負輸出端所驅動之負載供電者。 圖2為圖1所示電路加設回流二極體fd2〇 1以具有 緊急自動供電功能電路例，其主要構成包括： 一一回流二極體FD201 ··為呈逆向並聯於可充電蓄電池 B101負端與直流電源負端之間； 一一負載：為並聯於可充電蓄電池B101正端與電源負端， 正常時由電源電能驅動負載，電流中斷時改由回流二極體 FD201構成回路； · 一一安定電容C101 :為與負載並聯以安定切換過程，可視 需要選擇其電容值或省略不用者。， 圖1、圖2所述實施例中，在不變電路原理下可作下 列應用選擇： · (1) 依需要安排電路中各元件之極性及争聯關係以匹配電源 與電路之極性關係； (2) 依需要選擇可充電蓄電池B101之負極為連結於電源負 極而由閘流體SCR101之陽極A通往電源正端；或由問流 ----: ；----^0—裝--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490904 A7

五、發明說明（^ ) 體SCR101之陰極κ連牡於雷嗎g托而山 逻、，口於電源負極而由可充電蓄電池 B101之正極通往電源正端者； (3)可依需要將充電電路^件（含溫度檢測裝置tsi〇i)製 乍、、且。於充電g ’或將充電電路元件與可充電蓄電池製作 組合成-體或其中部份電路元件設置於充電器，而並他部 份設置於可充電蓄電池’而以導電聯接裝置或接點或插頭 插座互相聯接者。 ’’示5上述，此項a又计為揭示一種適用於廣電壓變動範 圍之溫控開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加 一）’即以可充電蓄電池所配置之溫控開關裝置對蓄電瓶 充電飽和與溫昇狀態之感測為運作條件而構成之自動截止 充電電路，以在電池充電飽和時能自動換為補充充電 (Topping Charge)狀態，而能限制電源電壓變動對電容端 壓之干擾，而流經分壓電阻R1〇2之電流及流經分流季納 一極體ZD101(及選擇性串設之發電二極體LED1〇2)之電 心作為對可充電蓄電池之補充充電（丁為特 徵，以及進一步具有回流二極體以構成緊急自動供電電路 功能為特徵者，結構簡單且具實用價值，請依法核審為祈。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490904 A7 B7 五、發明説明（t) 圖式簡單說明： 圖1所示係本發明結合於可充電電池及所配置溫控開 關構成自動截止充電電路示意圖。 圖3听示係圖1電路加設回流二極體以具有緊急自動 供電功能電路不思圖。 請 先 閲 讀 背 面 之 注

I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件符號說明： T100 :交流變壓器 Z100 :交流限流阻抗 Z100':直流限流阻抗裝置 BR100 :整流器 B101 :可充電蓄電池 BR100 :整流器 C101 :觸發電容 C102 :安定電容 CR101 :放電二極體 F101 :過載保護元件 FD201:回流二極體 L101 :燈絲型燈泡 LEDUH，LED102 :發光二極體 R100 R101 R102 分流電阻 限流電阻 分壓電阻 17 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 490904 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（f) R103 :傍路分流電阻 SCR101 :閘流體 SP101 :湧浪電壓保護元件 TS101 :溫控開關裝置 ZD101 :季納二極體 VZ1000 :季納效應元件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -澤

Claims (1)

1. 490904 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1· 一種適用於廣電壓變動範圍之溫控開關操控自動截止及暫 態保持型充電電路（追加一）為揭示藉遄用於廣電壓範圍 之暫態保持電路及供檢測可充電蓄電池溫度之溫控開關裝 置為運作條件所構成，在電池充電飽和而蓄電池溫度上昇 至設定值時，溫控開關動作而使電路自動轉換為小電流保 持充電’並在溫控開關自動回歸時以及在設定電源電壓變 動範圍内維持保持充電狀態，並於取下蓄電池或切斷電源 時產生還原（RESET )功能為第一特徵，此電路並可進一 步適用於設有回流二極體以構成緊急自動供電功能為進一 步之特徵者。 2·如申請專利範圍第1項所述適用於廣電壓變動範圍之溫控 開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一）為藉 著可充電蓄電池所匹配溫控開關裝置操控運作，其主要構 成包括： 充電電源：為純直流、半波直流、全波直流、間歇脈 動直流及有漣波直流電源者；充電電.源可為穩壓電源或設 定電壓變化範圍内之可變動電壓電源； --可充電電池：為可匹配溫控開關裝置之可充放電二次 電池者； 適用於廣電壓範圍之暫態保持電路：為由固態電子或 電機等電路元件所構成，供接受可充電蓄電池本身所配置 溫控開關裝置之操控，而於可充電電池充電接近飽和溫度 上昇時藉溫控開關裝置之操控以使閘流體SCR再跳脫斷 路，再藉傍路分流電路限制對可充電蓄電池輸入較小之補 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) M说格（210X：297公釐） •---------^II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 線 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 490904 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 ?88 D8 六、申請專利範圍 充充電（Topping Charge )電流而構成保持充電功能，並具 有能適用於廣電壓變化範圍内維持暫態保持電路之保持充 電功能，以匹配較廣電壓範圍之變動而不受干擾，直到電 源關閉或可充電電池取下，而使暫態保持電路還原者。 3.如申請專利範圍第1或2項所述適用於廣電壓變動範圍之 溫控開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一） 結合於可充電電池及所配置溫控開關裝置構成^動截止充 電電路；為由下列部份或全部電路元件所構成；其主要構 成含： 交流變壓器T100 ··為一次側供輸入交流電能，二次侧 供輸出父流電能者’交流變壓器可依電路需要而選擇性使 用或捨棄不用而直接輸入交流電流者； 交流限流阻抗Z100:為供防止負載側短路之電容性或 電感性或電阻性之阻抗元件或由前者兩種或兩種以上阻抗 構合之混合型交流限流阻抗裝置，供串聯於交流電源與整 流器BR100之間者； ——直流限流阻抗裝置Z100':為坟需要作選擇之元件，當 電源為直流電源或電流為由交流整流之直流電源而未在Z 流侧串聯交流限流阻抗Z100時，則可選擇設置由電阻或主 動晶體及驅動電路所構成之直流限流阻抗裝置串聯於直流 電源與負載側之間者； /;,L ——季納效應元件VZ1000:為依需要作選擇之元件由李納 二極體（ZENER DI0DE)或由二極體組之順向偏壓所構成， 本紙張财家料^ (CNS)》4胁（2丨GX：J7公着） -------- ---------1^------訂------線、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 490904 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 以提供穩壓功能者； ——可充電蓄電池B101 :與所匹配之溫控開關裝置TS1〇1 串聯後再與閘流體SCR101呈順向串聯； ——顯示及保護電路··蓄電池B101與充電電源間可依需要 而選擇性設置限流電阻R101與發光二極體LED1〇1並聯構 成顯示功能再串聯過載保護元件F1〇1，進而與可充電蓄電 池B101及閘流體SCR1〇1陽極A與陰極κ順向串聯後通 往充電電源；前述限流電阻R101及發光二極體LEm〇l及 過載保護元件F101亦可由燈絲型燈泡u〇1所取代； 一一過電壓及湧浪電壓保護元件SP101 :為可依需要而選 擇設置與否之辅助元件，含由固態過電壓或湧浪保護元件 所構成並依需要選擇設置並聯於電源端，或串聯於電路保 »蔓元件之輸出側與電源另一極之間，或供並聯於可充電蓄 電池兩端者； 为壓電阻R102與觸發電容ci〇l相串聯，分壓電阻 R102接腳之一端聯結於可充電蓄電池Β1〇1之一負極，觸 發電容C101接腳另一端則通往閘流體SCR1〇1之觸發閘極 G ,閘流體SCR101之陽極通往蓄電池之負極；閘流體之 閘極G與陰極K之間可依需要選擇性增設並聯分流電阻 R100以調節閘流之安定性及觸發靈敏度； ——溫控開關裝置1^101:含由機電式熱動開關所構成或 由固態溫度檢測元件及所配合操控之開關電路所構成，固 態溫度檢測元件含：正溫度係數（PTC)或負溫度係數（NTC) , ------訂·------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 490904 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 元件或熱電偶所槔成，前述機電式熱動開關元件或固態溫 度檢測元件所操控之開關電路為供設置於 l.Sl:SCR101之陽極A與可充電蓄電池B101負端之間 2.S2:SCR101之閘極G與觸發電源之間 3.S3:SCR101之陰極K接腳 4.S4:SCR101之閘極G與陰極K之間，以在可充電蓄電池 到達設定溫度時，操控截止，其中設置於S1、S2 · S3 ·為 過熱時切斷之開關功能，設置於S4為過熱閉合之開關功能 者； --顯不用發光二極體LED 102及與LED 102串聯之季納二 極體ZD101為供構成限壓及分流功能，為呈並聯跨接於分 壓電阻R102與電容C101之連接點以及充電電源負極之間 以產生限壓及傍路分流功能，而其限壓功能為能抑制電源 電壓變動時對電容端壓之干擾，而流經ZD101 (或進一步 流經選擇性設置與ZD101串聯之發光二極體LED102)之 電流亦供作為於閘流體SCR101關閉後對蓄電池B101作補 充充電（Topping Charge)者；， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --傍路分流電阻R103 :為供於關機或取下可充電電池時 作為電容C101之放電電阻，若電瓶組所需補充充電電流較 大時，則可在X點與電源負端選擇性加設並聯分流電阻以 相對增加保持充電電流值者； ---^放電二極體CR101 :為並聯於閘流體SCR101之陰 極K及閘極G間，其極性為於蓄電池B101取下時能使電 容C101經傍路分流電阻R103及上述二極體CR101構成放 --：-4-:- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 申请專利範圍 電電路者。 •如申4專利範圍第1項所述適用於廣電壓變動範圍之溫控 開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一）可進 步加设回流二極體FD20.1，供於電源中斷時，使可充電 蓄電池能經回流二極體對原直流電源正負輸出端所驅動之 負載供電者，其主要構成包括： 回流一極體FD201 :為呈逆向並聯於寸充電蓄電池 B101負端與直流電源負端之間； ――負載：為並聯於可充電蓄電池B101正端與電源負端， 訂 正常時由電源電能驅動負載，電流令斷時改由回流二極體 FD201構成回路； ――安定電容cl〇H為與負載並聯以安定切換過程，可視 需要選擇其電容值或省略不用者。 線 5·如申清專利範圍第1項所述適用於廣電壓變動範圍之溫控 開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一），可 依需要將充電電路元件（含溫度檢測裝置TS101)製作組 合於充電器，或將充電電路元件声可充電蓄電池製作組合 成一體或其中部份電路元件設置於充電器，而其他部份設 置於可充電蓄電池，而以導電聯接裝置或接點或插頭插座 互相聯接者。 6·如申請專利範圍第1項所述適用於廣電壓變動範圍之溫控 開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一），其 中溫度開關裝置TS101含由機電式熱動開關所構成或由固 態溫度檢測元件及所操控之開關電路所構成，固態溫度檢 本紙張尺度逋用中國國家橾隼（CNS ) A4規格（210父297公3釐） 490904 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 測元件含：正溫度係數（PTC)或負溫度係數（NTC)元件或熱 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本莨) 電偶所構成’前述機電式熱動開關元件或固態溫度檢測元 件所操控之開關電路為供設置於 l.Sl:SCR101之陽極與可充電蓄電池B1〇1負端之間 2.S2:SCR101之閘極與觸發電源之間 3.S3:SCR101之陰極接腳 4.S4:SCR101之閘極與陰極之間，以在可充電蓄電池到達設 定溫度時’操控截止，其中設置於Si· S2· S3·為過熱時 切斷之開關功能’設置於S4為過熱閉合之開關功能者。 7·如申請專利範圍第1項所述適用於廣電壓變動範圍之溫控 開關操控自動截止及暫態保持型充電電路（追加一），在 不變電路原理下可作下列應用選擇： (1) 依需要安排電路中各元件之極性及串聯關係以匹配電源 與電路之極性關係； 經濟部智慧財4局員工消費合作社印焚 (2) 依需要選擇可充電蓄電池B101之負極為連結於電源負 極而由閘流體SCR101之陽極A通往電源正端；或由閘流 體SCR101之陰極κ連結於電源，負極而由可充電蓄電池 B101之正極通往電源正端者； (3) 可依需要將充電電路元件（含溫度檢測裝置TS1〇1)製 作組合於充電器，或將充電電路元件與可充電蓄電池製作 組合成一體或其中部份電路元件設置於充電器，而其他部 份設置於可充電蓄電池，而以導電聯接裝置或接點或插頭 插座互相聯接者。 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）