專利名稱：脈沖快速充電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種脈沖快速沖電機。
蓄電池在如下兩種情況下需要充電1.新蓄電池使用前，必須充電，稱初次充電，充電時間大約需要30-50小時。
2.蓄電池放電完畢，應(yīng)立即充電，稱正常充電，亦稱補充充電，充電時間大約12-15小時。
通常采用恒流充電法或恒壓充電法。恒流充電法在充電過程中，充電電流保持恒定，蓄電池電壓逐漸升高，此法充電時間較少，但在充電后期，充電電流大部分能量都用來電解水，蓄電池冒出大量氣泡，不僅浪費大量電能，而且使極板活性物質(zhì)脫落。恒壓充電法在充電過程中，充電電壓保持恒定，剛充電時，充電電流很大，隨著蓄電池電壓的升高，充電電流逐漸減小。此法可避免蓄電池過量充電，但充電初期產(chǎn)生的大電流，亦可損壞極板。
為了避免單獨采用恒流充電或恒壓充電所產(chǎn)生的弊端，通常的做法是，采用分級定流充電法或定流定壓充電法，即快充浮充法。
分級定流充電法將充電過程分成兩個階段，第一階段用10小時率電流充電6-7小時，第二階段用20小時率電流充電14-17小時，一般充到單只蓄電池端電壓2.6-2.7伏，連續(xù)兩小時電壓不變，并且直到極板冒泡為止。
定流定壓充電法將充電周期分成兩半，前半周期用0.1C電流將蓄電池端電壓充至2.3V左右，后半周期自動切換到定壓充電。采用這種方法充電，電解液氣泡較少，可節(jié)省能源，降低蓄電池溫升，減少蒸餾水損耗，改善工作環(huán)境，避免極板損耗。
無論是恒流充電法、恒壓充電法，還是分級定流充電法、定流定壓充電法，在充電過程中都不可避免地會產(chǎn)生如下三種極化現(xiàn)象1.電阻極化現(xiàn)象蓄電池充電過程中，正負離子分別向相反符號極板運動，運動中受到一定阻力，稱蓄電池內(nèi)阻，充電電流流過蓄電池內(nèi)阻，內(nèi)阻上產(chǎn)生壓降，因此，蓄電池端電壓將升高。這種因蓄電池內(nèi)阻變化引起端電壓變化稱電阻極化。當充電電流流過極化電阻時，內(nèi)阻上不斷產(chǎn)生熱量，導致蓄電池溫度上升。
2.濃差極化現(xiàn)象蓄電池充電過程中，極板表面產(chǎn)生大量離子，在外電源電場作用下，正負離子分別向相反符號極板運動，稱離子的電遷移。這種離子電遷移的運動速度遠小于化學反應(yīng)的速度，因此極板和極板附近的離子濃度遠大于遠離極板處的離子濃度。電解液中離子濃度的不同，必然導致電解液極化。這種因離子濃度差引起的電極電位的變化，稱濃差極化。充電電流越大，電化學反應(yīng)越劇烈，極板表面產(chǎn)生的正負離子越多，因此濃差極化越嚴重。
3.電化學極化現(xiàn)象蓄電池充電過程中，外電源不斷從蓄電池正極板取得電子輸送到負極板，而正負極板上的活性物質(zhì)與電解液發(fā)生電化學反應(yīng)，但由于電化學反應(yīng)的速度遠小于電子運動的速度，因此，正負極板上形成電荷積累。蓄電池的正負極板形成一個一定容量的電容器，正負極板上積累的電荷越多，則電容器兩端電壓(即蓄電池端電壓)越高，由于電化學反應(yīng)速度小于電子運動速度而引起的蓄電池端電壓升高，稱為電化學極化現(xiàn)象。
這三種極化電壓都會對充電過程產(chǎn)生影響，其結(jié)果是，充電需要更多的電能和更多的時間。本實用新型的目的是克服以上充電方法的缺點，使蓄電池充電省時節(jié)能，并延長蓄電池的使用壽命和增加蓄電池實際有效容量。
脈沖快速充電法采用間歇脈沖電流充電，一個充電脈沖之后跟隨一個放電脈沖，在放電脈沖前后均插入一個間歇時間間隔，其方法是先用大約2C幅值的電流充電128ms左右，然后停止一個時間間隔，再用3C-6C幅值的電流放電1ms左右，停止一個時間間隔后，重新開始下一個充電周期。由于充電電流決定了電阻極化現(xiàn)象和濃差極化現(xiàn)象的強度，當充電電流中斷時，電阻極化現(xiàn)象和濃差極化現(xiàn)象立即消失；電化學極化現(xiàn)象與此相仿，在放電的時間間隔里，蓄電池正負板極上原來積累的電荷迅速減少，因此電化學極化現(xiàn)象同時迅速降低。
脈沖快速充電法完全克服了常規(guī)充電法的缺點，消除了三種極化電壓對充電過程的影響，具有如下優(yōu)點1.縮短充電時間采用常規(guī)充電法，初充電時間需30-50小時，補充充電時間需12-15小時，而采用脈沖快速充電法，初充電時間不超過5小時，補充充電時間在1小時之內(nèi)(鎳鉻蓄電池只需半小時)。
2.節(jié)約大量能源采用脈沖快速充電法，通過各種檢測裝置可以使蓄電池始終保持最佳充電電流，充入蓄電池的電能絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，同時縮短充電時間。這種充電法可以節(jié)約電能50％-70％。
3.延長蓄電池壽命采用常規(guī)充電法，充電后期蓄電池內(nèi)將產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡沖擊極板，嚴重影響蓄電池的壽命。而采用脈沖快速充電法，有效地避免了因劇烈出氣而造成的活性物質(zhì)的脫落，因而蓄電池的使用壽命顯著提高。采用脈沖快速充電法，蓄電池的使用壽命可達400-600次(國家標準為280次)。
4.增加蓄電池實際容量采用常規(guī)充電法時，充電電流較小，極板深處的活性物質(zhì)不能進行充分的化學反應(yīng)，很難達到額定值，采用脈沖快速充電法，充電電流很大，極板上的活性物質(zhì)可以進行充分的電化學反應(yīng)，因而顯著提高蓄電池的實際容量。采用這種方法，可提高蓄電池的容量30％-50％。因此，應(yīng)用脈沖快速充電，相同蓄電池容量，可延長放電時間25％-45％，相同放電時間，可減少投資30％-50％。


圖1是脈沖快速充電機的原理框圖。
圖2是脈沖快速充電機定時圖。
圖3是直流電源和充電電路的電路原理圖。
圖4是放電電路的電路原理圖。
圖5是邏輯電路的電路原理圖。
圖6是定時電路和檢測電路的電路原理圖。
圖1是脈沖快速充電機的原理框圖，包括直流電源和蓄電池，在充電電路對蓄電池進行充電的同時，還有一個放電電路對蓄電池進行放電，另有一個控制電路協(xié)調(diào)充電電路和放電電路交替工作?？刂齐娐酚蛇壿嬰娐?、定時電路和檢測電路組成。直流電源可以是開關(guān)穩(wěn)壓電源，也可以是線性穩(wěn)壓電源，還可以是整流濾波后的脈動電壓。
圖2是脈沖快速充電機定時圖，在每一個充電時間間隔(128ms)之后有一個放電時間間隔(1ms)，而在放電時間間隔的前后，各有一個間歇時間間隔(2ms)，充電電流幅度為2C，放電電流幅度為4C，這里的“C”是指蓄電池的標稱容量，例如24安時的蓄電池，其C就等于24。上述所有時間間隔的長短和充放電脈沖的幅度可根據(jù)不同蓄電池的充電特性自由設(shè)定。
圖3是直流電源和充電電路的電路原理圖，直流電源由整流橋B1、電感L1、電容C1及其周圍元件組成；B1的1腳接保險F1，其2腳接電容C5，F(xiàn)1和C5的另一端接220VAC，電容C6跨接在B1的1、2腳之間，電容C8、C2的一端、C1的負極接到一起形成地(直流電源的負極)，B1的3腳接電阻R3，R3的另一端接C8和電感L1，L1的另一端接C2的一端、C1的正極，形成直流電源的正極。這里C5、C6組成交流降壓電路，整流橋的輸入電壓取自C6的兩端，可用C5、C6的容量比進行調(diào)節(jié)。R3是一個小容量電阻，抑制通過B1的浪涌電流；L1的接入可大大改善整機的功率因數(shù)，減小電路總的諧波畸變(THD)。
充電電路由定時器U1、開關(guān)管Q1、Q2和變壓器T1及其周圍元件組成；C8的負極、穩(wěn)壓二極管DZ1的正極接地，電阻R4的一端、變壓器T1初級的上端接直流電源的正極，R4的另一端接U1-8，C8的正極和DZ1的負極也接到U1-8，形成+12V，二極管D1的正極的U1-7，其負極接U1-2，電容C3同時接U1的2、7腳，其另一端接地，U1-1接地，U1-5通過電阻R8接地，U1-3通過電阻R1接Q2的基極，U1-4接Q1的集電極，同時接U10-6；Q1的集電極通過電阻R5接+12V，其發(fā)射極接地，其基極通過電容C9接地，并通過電阻R2接Q2的發(fā)射極；Q2的集電極接T1原邊的下端，電容C4和電阻R7串聯(lián)，跨接在Q2的集電極和地之間，T1的付邊接整流橋B2的1、2腳，電容C10和電阻R9并聯(lián)，一頭接B2-4，另一頭接電感L2，L2的另一頭接B2-3。U1產(chǎn)生100KHz左右的方波，驅(qū)動Q2；Q1是過流保護當輸出電流過大時，必在R6上產(chǎn)生較大的正電壓，使Q1導通，于是Q1集電極呈低電平，使U1仃止振蕩，于是Vo輸出電壓為零。充電電流由T1的變比和接到U1的2、7腳上的電阻、二極管網(wǎng)絡(luò)決定。T1的變比決定了輸出電壓Vo的高低，U1對C3的充電和放電有不同的路徑，RL1的常閉接點是1、3和2、4，從圖6可以看到充電路徑從+5V出發(fā)，經(jīng)過R43、VR10的下半部份、D1，到達C3的正極，放電路徑從C3的正極出發(fā)，經(jīng)過D2、R44、VR10的上半部份，到達U1-7。不同的路徑具有不同的時間常數(shù)，這就決定了其產(chǎn)生脈沖的占空比，也就決定了充電電路輸出電流的大小，調(diào)節(jié)VR8和VR10可以整定不同蓄電池的充電電流。因為充電電路的負載是固定不變的，而且輸出的是脈沖式大電流，沒有必要對輸出電壓進行采樣和調(diào)節(jié)，這樣可以大大簡化電路。繼電器RL1在常閉位置是充電模式，當RL1動作時，就進入保持模式。進入保持模式的條件是U10C輸出高電平，有兩種情況滿足這個條件，一是當由OPT4、U12組成的檢測電路獲知E1的端電壓達到額定值時，Q8基極有驅(qū)動電流，R34上的電壓降足以使U12-7輸出高電平；二是由三極管Q6、Q9、Q10和場效應(yīng)管Q12以及單結(jié)晶體管Q11組成的定時電路時間到信號(T0)為高電平時，使Q6導通，從R41上輸出高電平。RL1在動作前，充放電通過VR10，動作后，充放電是通過VR8，因時間常數(shù)不同，改變了U12產(chǎn)生方波的占空比，從而改變了輸出電壓Vo，使蓄電池自動進入電壓保持模式。
控制信號Begin進入U1-4，當此信號為高時，U1-3腳輸出一連串的方波，驅(qū)動Q2，使T1的原邊流過方波電流，此電流被感應(yīng)到次級，經(jīng)過由肖特基二極管組成的整流橋B2、由L2、C10、R9組成的濾波器以后，變成直流電壓Vo，經(jīng)過R10對蓄電池E1進行充電，這里R10是限流電阻。當控制信號Begin為低時，U1處于放電狀態(tài)，U1-3輸出低電位，Q2截止，于是充電電流為零。
圖4的放電電路由三個電路結(jié)構(gòu)完全相同的可控硅及其驅(qū)動觸發(fā)電路組成；光電耦合器件OPT1二極管部份的正極通過電阻R13接U4-3，其負極通過電位器VR2接地，OPT1三極管部份的集電極接SCR1的陽極，其發(fā)射極通過電阻R14接SCR1的陰極，同時接三極管Q3的基極，Q3的集電極接SCR1的陽極，其發(fā)射極通過電阻R12接SCR1的陰極，同時接可控硅SCR1的門極；光電耦合器件OPT2的二極管部份的正極通過電阻R16接U4-11，其負極通過電位器VR3接地，OPT2三極管部份的集電極接SCR2的陽極，其發(fā)射極通過電阻R17接SCR2的陰極，同時接三極管Q4的基極，Q4的集電極接SCR2的陽極，其發(fā)射極通過電阻R15接SCR2的陰極，同時接可控硅SCR2的門極；光電耦合器件OPT3二極管部份的正極通過電阻R19接U4-3，其負極通過電位器VR4接地，OPT3三極管部份的集電極接SCR3的陽極，其發(fā)射極通過電阻R20接SCR3的陰極，同時接三極管Q5的基極，Q5的集電極接SCR3的陽極，其發(fā)射極通過電阻R18接SCR3的陰極，同時接可控硅SCR3的門極；電阻R11和蓄電池E1串聯(lián)，SCR1和SCR2串聯(lián)，電阻R21和SCR3串聯(lián)，可控硅的陽極都朝上，然后三者并聯(lián)，電容C11的正極接SCR1的陰極，其負極接SCR3的陽極，E1的負極接Vo-，其正極接電阻R10，R10的另一端接Vo+。當Trig1信號到來時，OPT1發(fā)光二極管導通，其三極管部份有電流流過，于是SCR1導通；因Trig1信號同時加到OPT3，所以SCR3也導通，蓄電池開始通過R11、R21、SCR3放電，同時，通過SCR1、SCR3向C11充電；當C11上電壓充到與接近E1時，SCR1因充電電流減小到小于其關(guān)斷電流而截止。在超過放電時間間隔的瞬間，Trig2信號到來，同時Trig1信號消失，此時，SCR2導通，C11上的電壓加到SCR3的陰極和陽極之間，SCR3因反向偏置而截止，于是放電周期結(jié)束。
圖5的邏輯電路由JK觸發(fā)器U5、與門U3、U4、或門U10、單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器U6-U9、定時電路U11和三端電壓調(diào)整器U2組成；U6的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C12，11腳又通過電阻R22接+5V，3腳接U10-3，6腳接U3的2、5腳；U7的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C13，11腳又通過電阻R23接+5V，3腳接U10-6，6腳接U3-9；U8的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C14，11腳又通過電阻R24接+5V，3腳接U4-3，6腳接U3-12；U9的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C15，11腳又通過電阻R25接+5V，3腳通過電容C16接地，同時通過電阻R30接+5V，6腳接U10-5，1腳接U5的1、15腳，復(fù)位按鈕SW1和C16并聯(lián)；U11的4、8腳接+5V，1腳接地，2腳通過電容C18接地，并通過串聯(lián)的電阻R31、R32接+5V，7腳接在R31、R32的公共端，6腳和2腳接在一起，5腳通過電容C17接地，3腳接U5的1、15腳；U2的3腳接地，1腳通過電容C20接地，同時接+12V，2腳通過電容C19接地，同時接+5V；U5的1、5、11、15腳分別通過電阻R28、R26、R27、R29接+5V，U3、U4、U5、U10之間的電路按如下邏輯方程聯(lián)結(jié)JA＝2ms*B； KA＝2ms*！B；JB＝128ms*！A KB＝1ms*A；Start＝！A*！B； Stop＝！A*B；Trig1＝A*B； Trig2＝A*！B；Begin＝Reset+StartVacat＝Stop+Trig2書寫上述邏輯方程采用了邏輯設(shè)計語言Abe1的符號約定，應(yīng)用時序電路的“時序機流程圖設(shè)計方法”設(shè)計而成，并通過了Abe1語言的三級模擬，U5的兩個觸發(fā)器A、B及與門U3、U4組成的時序電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換時序為Start-＞Stop-＞Trig1-＞Trig2-＞Start-＞Stop-＞U6-U9是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，U6-U8產(chǎn)生2ms、128ms、1ms三個定時信號，U9產(chǎn)生復(fù)位信號Reset。其電路接法均相同；在這里，狀態(tài)Start、Stop、Trig1、Trig2和信號Start、Stop、Trig1、Trig2采用了相同的符號，時序電路的輸入變量為128ms、2ms、1ms，U11接成自激多諧振蕩器的電路形式，為觸發(fā)器A、B產(chǎn)生頻率為1MHz的時鐘信號。
圖6是定時電路和檢測電路的電路原理圖。定時電路由三極管Q6、Q9、Q10和場效應(yīng)管Q12以及單結(jié)晶體管Q11及其周圍元件組成；電位器VR5和電阻R37串聯(lián)，VR5的一頭接+5V，R37的一頭接地，Q9的基極的VR5的中心抽頭，其發(fā)射極通過電位器VR6接+5V，其集電極通過電解電容C22接地，同時接Q12的柵極和Q10的集電極；Q12的漏極通過電阻R40接+5V，其源極接Q10的基極和Q10、Q11的發(fā)射極；Q11的第一基極通過電阻R38接+5V，其第二基極通過電阻R39接地，同時接Q6的基極；Q6的集電極接+5V，其發(fā)射極通過電阻R41接地，同時接U10-10。定時電路把峰值電流同充電電流分開，可獲得很長的延遲時間，Q9、R37、VR5、VR6形成恒流源，其充電電流可以調(diào)低到幾個毫微安，Q12是電壓跟隨器。！Reset信號可以使定時電容器放電，于是計時重新開始。這里的定時電路最長可延時十小時，調(diào)節(jié)電位器VR5可對定時時間作線性調(diào)節(jié)。
檢測電路由定時器U12、光電偶合器件OPT4、三極管Q7、Q8、繼電器RL1及其周圍元件組成；U12的4、8腳接+5V，U12-1接地，U12-5通過電容C21接地，電阻R33和電位器VR7串聯(lián)，VR7的一端接地，R33的一端接U12-2和U12-6，U12-7接U10-9；U10-8接三極管Q7的基極，Q7的基極通過電阻R43接地，其發(fā)射極通過電阻R42接地，其集電極通過繼電器RL1接+5V；電阻R44和二極管D2串聯(lián)，R44的一端接RL1-1，二極管的一端接U1-2，RL1-4接U1-7，電阻R45一頭接+5V，另一頭分別通過電位器VR8和VR10接RL1-2和RL1-3，VR8和VR10的中心抽頭分別接RL1-5和RL1-6；光電偶合器件OPT4發(fā)光管部份的陽極通過電阻R35接E1的正極，其陰極通過電位器VR9接E1的負極，OPT4三極管部份的集電極接+5V，其發(fā)射極通過電阻R36接地，同時接三極管Q8的基極；Q8的集電極接+5V，其發(fā)射極通過電阻R34接地，同時接R33和VR7的聯(lián)結(jié)處。當E1剛進行充電時，其端電壓較低，OPT4發(fā)光二極管部份無電流，Q8截止，R34上的電壓為零，U12-7上是低電平，RL1處在常閉狀態(tài)，整機處在充電模式；當E1的端電壓充至額定值時，OPT4發(fā)光二極管部份有電流流過，Q8導通，R34上有壓降，足以使U12-7輸出高電平，于是Q7導通，RL1動作，常開接點吸合，整機進入電壓保持模式。
整機的工作過程如下在整機加電的瞬間(請參考圖5)，因電容上的電壓不能突變，C16上的電壓為零，+5V電壓通過R30向C16充電。當電壓接近+5V時，C16上的電壓有一正跳變，此信號進入U9-5，其正邊沿在U9-1上觸發(fā)出一個負跳變的方波信號(！Reset)，此信號進入U5的1、15腳，使觸發(fā)器A、B復(fù)位，時序電路進入狀態(tài)Start；與此同時，在U9-6上觸發(fā)出一個正跳變的方波信號(Reset)，此信號進入U10-5，產(chǎn)生了Begin信號，此信號進入U7-5，其正邊沿觸發(fā)U7-6上產(chǎn)生一個定時方波128ms；與此同時，Begin信號進入U1-4，使充電電路正常工作，于是完成了開機的啟動工作，Reset信號是一個單脈沖，開機啟動完畢后即行消失。當按下復(fù)位按鈕SW1時，也產(chǎn)生Reset和！Reset信號，使整機復(fù)位，同時使定時電路重新計時。在128ms信號有效期間，時序電路一直保持在Start狀態(tài)，Vo繼續(xù)向蓄電池充電。
當設(shè)定的充電時間間隔完畢，128ms信號消失，時序電路進入下一個狀態(tài)，即Stop狀態(tài)，由U4-8產(chǎn)生的Stop信號進入U10-1，在U10-3產(chǎn)生Vacat信號，此信號進入U6-5，其正邊沿觸發(fā)U6-6上產(chǎn)生一個定時方波2ms信號，在此信號有效期間，時序電路一直保持在Stop狀態(tài)，蓄電池不充電，也不放電，進入間歇時間間隔。
當設(shè)定的間歇時間間隔完畢，2ms信號消失，時序電路進入下一個狀態(tài)，即Trig1狀態(tài)，由U4-3輸出的Trig1信號進入U8-5，其正邊沿觸發(fā)U8-6產(chǎn)生一個定時方波1ms信號，在此信號有效期間內(nèi)，時序電路一直保持在Trig1狀態(tài)，SCR1和SCR3導通，蓄電池一直處于放電狀態(tài)。
當設(shè)定的充電時間間隔完畢，1ms信號消失，時序電路進入下一個狀態(tài)，即Trig2狀態(tài)，由U4-11輸出的Trig2信號進入U10-1，在U10-3上產(chǎn)生Vacat信號，此信號進入U6-5，其正邊沿觸發(fā)U6-6上產(chǎn)生一個定時方波2ms信號，在此信號有效期間內(nèi)，時序電路一直保持在Trig2狀態(tài)，蓄電池不充電，也不放電.，進入間歇時間間隔。
當設(shè)定的間歇時間間隔完畢，2ms信號消失，時序電路進入下一個狀態(tài)，即Start狀態(tài)，由U4-6輸出的Start信號進入U10-4，在U10-6上產(chǎn)生了Begin信號，由此開始了一個新的充電周期。
當設(shè)定的充電時間已經(jīng)到來，或者是檢測電路獲知E1的端電壓已經(jīng)到達額定值，RL1動作，整機自動進入電壓保持模式。
幾點說明1.由于本實用新型采用電容降壓，對呈感性的電網(wǎng)起到了一定的補償作用；2.由于本實用新型采用大電流脈沖式充電，所謂“快充、浮充”概念已經(jīng)消失，當蓄電池電壓充到額定值以后，即切換到保持電壓，其作用僅僅是補充蓄電池的自然放電；3.Q9、Q10是2N4125，Q12是2N4220，Q11是2N4853，OPT1-4是4N26，所有元器件均是普通型，市場上隨處可見。
權(quán)利要求1.一種脈沖快速充電機，其特征在于包括直流電源和蓄電池，在充電電路對蓄電池進行充電的同時，還有一個放電電路對蓄電池進行放電，另有一個控制電路協(xié)調(diào)充電電路和放電電路交替工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機，其特征在于控制電路由邏輯電路、定時電路和檢測電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機，其特征在于；直流電源由整流橋B1、電感L1、電容C1及其周圍元件組成；B1的1腳接保險F1，其2腳接電容C5，F(xiàn)1和C5的另一端接220VAC，電容C6跨接在B1的1、2腳之間，電容C7、C2的一端、C1的負極同時接到B1-4形成地(直流電源的負極)，B1的3腳接電阻R3，R3的另一端接C7和電感L1，L1的另一端接C2的一端、C1的正極，形成直流電源的正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機，其特征在于充電電路由定時器U1、開關(guān)管Q1、Q2和變壓器T1及其周圍元件組成；C8的負極、穩(wěn)壓二極管DZ1的正極接地，電阻R4的一端、變壓器T1初級的上端接直流電源的正極，R4的另一端接U1-8，C8的正極和DZ1的負極也接到U1-8，形成+12V，二極管D1的正極的U1-7，其負極接U1-2，電容C3同時接U1的2、7腳，其另一端接地，U1-1接地，U1-5通過電阻R8接地，U1-3通過電阻R1接Q2的基極，U1-4接Q1的集電極，同時接U10-6；Q1的集電極通過電阻R5接+12V，其發(fā)射極接地，其基極通過電容C9接地，并通過電阻R2接Q2的發(fā)射極；Q2的集電極接T1原邊的下端，電容C4和電阻R7串聯(lián)，跨接在Q2的集電極和地之間，T1的付邊接整流橋B2的1、2腳，電容C10和電阻R9并聯(lián)，一頭接B2-4，另一頭接電感L2，L2的另一頭接B2-3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機，其特征在于放電電路由三個電路結(jié)構(gòu)完全相同的可控硅及其驅(qū)動觸發(fā)電路組成；光電耦合器件OPT1二極管部份的正極通過電阻R13接U4-3，其負極通過電位器VR2接地，OPT1三極管部份的集電極接SCR1的陽極，其發(fā)射極通過電阻R14接SCR1的陰極，同時接三極管Q3的基極，Q3的集電極接SCR1的陽極，其發(fā)射極通過電阻R12接SCR1的陰極，同時接可控硅SCR1的門極；光電耦合器件OPT2的二極管部份的正極通過電阻R16接U4-11，其負極通過電位器VR3接地，OPT2三極管部份的集電極接SCR2的陽極，其發(fā)射極通過電阻R17接SCR2的陰極，同時接三極管Q4的基極，Q4的集電極接SCR2的陽極，其發(fā)射極通過電阻R15接SCR2的陰極，同時接可控硅SCR2的門極；光電耦合器件OPT3二極管部份的正極通過電阻R19接U4-3，其負極通過電位器VR4接地，OPT3三極管部份的集電極接SCR3的陽極，其發(fā)射極通過電阻R20接SCR3的陰極，同時接三極管Q5的基極，Q5的集電極接SCR3的陽極，其發(fā)射極通過電阻R18接SCR3的陰極，同時接可控硅SCR3的門極；電阻R11和蓄電池E1串聯(lián)，SCR1和SCR2串聯(lián)，電阻R21和SCR3串聯(lián)，可控硅的陽極都朝上，然后三者并聯(lián)，電容C11的正極接SCR1的陰極，其負極接SCR3的陽極，E1的負極接Vo-，其正極接電阻R10，R10的另一端接Vo+。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電機，其特征在于邏輯電路由JK觸發(fā)器U5、與門U3、U4、或門U10、單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器U6-U9、定時電路U11和三端電壓調(diào)整器U2組成；U6的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C12，11腳又通過電阻R22接+5V，3腳接U10-3，6腳接U3的2、5腳；U7的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C13，11腳又通過電阻R23接+5V，3腳接U10-6，6腳接U3-9；U8的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C14，11腳又通過電阻R24接+5V，3腳接U4-3，6腳接U3-12；U9的3、4腳接地，10、11腳之間跨接定時電容C15，11腳又通過電阻R25接+5V，3腳通過電容C16接地，同時通過電阻R30接+5V，6腳接U10-5，1腳接U5的1、15腳，復(fù)位開關(guān)SW1和C16并聯(lián)；U11的4、8腳接+5V，1腳接地，2腳通過電容C18接地，并通過串聯(lián)的電阻R31、R32接+5V，7腳接在R31、R32的公共端，6腳和2腳接在一起，5腳通過電容C17接地，3腳接U5的1、15腳；U2的3腳接地，1腳通過電容C20接地，同時接+12V，2腳通過電容C19接地，同時接+5V；U5的1、5、11、15腳分別通過電阻R28、R26、R27、R29接+5V，U3、U4、U5、U10之間的電路按如下邏輯方程聯(lián)結(jié)JA＝2ms*B；KA＝2ms*！B；JB＝128ms*！A KB＝1ms*A；Start＝！A*！B； Stop＝！A*B；Trig1＝A*B； Trig2＝A*！B；Begin＝Reset+Start Vacat＝Stop+Trig2
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電機，其特征在于定時電路由三極管Q6、Q9、Q10和場效應(yīng)管Q12以及單結(jié)晶體管Q11及其周圍元件組成；電位器VR5和電阻R37串聯(lián)，VR5的一頭接+5V，R37的一頭接地，Q9的基極的VR5的中心抽頭，其發(fā)射極通過電位器VR6接+5V，其集電極通過電解電容C22接地，同時接Q12的柵極和Q10的集電極；Q12的漏極通過電阻R40接+5V，其源極接Q10的基極和Q10、Q11的發(fā)射極；Q11的第一基極通過電阻R38接+5V，其第二基極通過電阻R39接地，同時接Q6的基極；Q6的集電極接+5V，其發(fā)射極通過電阻R41接地，同時接U10-10。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電機，其特征在于檢測電路由定時器U12、光電偶合器件OPT4、三極管Q7、Q8、繼電器RL1及其周圍元件組成；U12的4、8腳接+5V，U12-1接地，U12-5通過電容C21接地，電阻R33和電位器VR7串聯(lián)，VR7的一端接地，R33的一端接U12-2和U12-6，U12-7接U10-9；U10-8接三極管Q7的基極，Q7的基極通過電阻R43接地，其發(fā)射極通過電阻R42接地，其集電極通過繼電器RL1接+5V；電阻R44和二極管D2串聯(lián)，R44的一端接RL1-1，二極管的一端接U1-2，RL1-4接U1-7，電阻R45一頭接+5V，另一頭分別通過電位器VR8和VR10接RL1-2和RL1-3，VR8和VR10的中心抽頭分別接RL1-5和RL1-6；光電偶合器件OPT4發(fā)光管部份的陽極通過電阻R35接E1的正極，其陰極通過電位器VR9接E1的負極，OPT4三極管部份的集電極接+5V，其發(fā)射極通過電阻R36接地，同時接三極管Q8的基極；Q8的集電極接+5V，其發(fā)射極通過電阻R34接地，同時接R33和VR7的聯(lián)結(jié)處。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電機，其特征在于蓄電池的充電電流是脈沖式的準方波，在每一個充電時間間隔之后有一個放電時間間隔，而在放電時間間隔的前后，各有一個間歇時間間隔，上述所有時間間隔的長短和充放電脈沖的幅度可根據(jù)不同蓄電池的充電特性自由設(shè)定。
專利摘要本實用新型是一種脈沖快速充電機,由直流電源、充電電路、放電電路、控制電路和蓄電池組成,蓄電池的充電電流是脈沖式的準方波,在每一個充電時間間隔之后有一個放電時間間隔,而在放電時間間隔的前后,各有一個間歇時間間隔,上述所有時間間隔的長短和充放電脈沖的幅度可根據(jù)不同蓄電池的充電特性自由設(shè)定。其特點是能縮短充電時間、大量節(jié)約能源、延長蓄電池壽命、增加蓄電池實際容量。
文檔編號H02J7/00GK2501235SQ0125024
公開日2002年7月17日 申請日期2001年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月1日
發(fā)明者郁百超 申請人:郁百超