专利名称：带温度补偿功能的电动自行车充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及充电器技术，特别涉及一种带温度补偿功能的电动自行车 充电器。 胃豕狡不电动自行车因具有诸多的优良性能，在我国城乡已广泛使用。但是对于使 用阀控式密封铅酸蓄电池的电动自行车的消费者来说，让他们感到唯一不满意 的是蓄电池的使用寿命较短。究其原因之一是，这种蓄电池的充电电压具有负 温度系数，即环境温度越高，电池的充电电压越低，反之环境温度越低，电池的充电电压则越高。业内专家指出当环境温度在(rc一5ot之间，它们是呈线性关系的，且其单格为一(3mv^4nw)厂C，它在T('C媪度时的最高充电电压值 um产um25+(仏003^0.004) X (25-t)N;浮充电压值U浮产U浮25+ (0.003^0.004) X (25-t)N ，式中，N为蓄电池串联单体电池数量(目前常用36V电池N=18; 48V电池N=24)、 Um25、 U浮25分别为环境温度为25。C时的最高充电电压和浮 充电压的标准值。目前，生产阀控式密封铅酸蓄电池的充电器均不带温度补偿 功能，其充电电压为固定值，均是指环境温度为25'C的标准值，也就是说该充 电器只有在环境温度为25X:左右时才与蓄电池充电参数相匹配。当环境温度大 于25C时，则该充电器会对蓄电池组置于过压充电工作状态；当环境温度小于 25'C时，蓄电池组势必又处于欠压充电工作状态。然而，过压充电加剧了蓄电 池的化学反应，造成蓄电池中的水分子大量电解，放出过量氧气和氢气，电解 液不断干滴，使蓄电池容量减少；欠压充电又会使蓄电池产生不可逆的硫酸盐
化。因此，无论是过压还是欠压充电都会縮短蓄电池的使用寿命。为了解决这 个问题，通信行业要求强制推广使用带有温度补偿功能的充电器，但对附加值 较低的电动车，推广应用因结构复杂而造成价格较高的带温度补偿功能的充电 器是有一定困难的。 发明内容本实用新型提出了一种带温度补偿功能的电动自行车充电器，目的在于使 充电器充电电压可随环境温度的变化而自动调节，对蓄电池不致于造成过压和欠压充电、以延长蓄电池的使用寿命；且使其在保持原充电器高效率充电优点 的同时，以低廉的成本、较低价格出售将更有益于推广应用。 本实用新型的技术解决方案本实用新型在保持原采用脉宽调制(PWM)专用芯片UC3842驱动场效应管 的单激式开关电源、配合四运算放大器LM324(或双运放LM358)的主要包括整流 滤波器、高压开关、电压变换、恒流恒压充电控制器等子电路充电器的基本电 路结构的基础上增设有带温度补偿功能的电路结构，所述带温度补偿功能的电 路结构主要由温度传感器、反相差动放大器、同相差动放大器及其桥式电路组 成。该温度补偿功能的电路结构连接于原基本电路的电压变换器与恒流恒压充 电控制器之间，与基本电路放大器的输出电压共汇入电压负反馈回路中。本实用新型的有益效果(一) 本实用新型设计了简明的具有温度补偿功能的电路结构，使充电器 的充电电压可随环境温度的变化而获得自动调整，因而，当环境温度发生变化 也不会产生过充或欠充现象，从而延长了蓄电池的使用寿命。(二) 本实用新型充分利用了现有充电器的电路结构，所增设的温度补偿 功能的电路结构简单、所取组成电子元器件性能好，价格低，消费者易于接受， 利于该充电器的推广应用，满足行业管理的要求。
附图1为本实甩新型的电原理框图附图2为本实用新型以48V阀控式密封铅酸蓄电池为例，所需充电电压与 现有充电器充电电压与环境温度的关系曲线图附图3为本实用新型的组成元器件、及与基本电路的连接示意图具体实施方式
如图1、图3所示，本实用新型采用现有脉宽调制芯片UC3842驱动场效应 管的单激式开关电源的普通三段式电充器的基本电路结构，主要包括整流滤波 器、高压开关、电压变换、恒流恒压充电控制器等子电路，还另新增温度补偿 电路(图中虚框内所示)。温度补偿电路主要由温度传感器Dr，反相差动放大器 A"同相差动放大器A2及其由电阻R21串联的R22、 1125并联的R26、 1127与Dx构成的电桥电路等组成。其中，DT为硅晶体二极管或三极管，其并联有电容C,4、Dr的负极接地、正极分两路， 一路通过电阻R23连接A,的负端，另一路连接 A2的正端；桥电路的1126、 R27 、 1125的一端连接Ai的正极，R25的另一端、R22 的-一端同时连接A2的负极，A,实现反相放大；A2实现同相放大。电阻R^连接 于Rn与A2的正极之间，A,的输出电压端连接电阻R29、 R32进而连接至基本 电路恒流恒压充电控制器的集成块IC3/TL^控制端；A2的输出端连接R3。、 R31 经二极管Dll、电阻R32，同样汇接到集成块的IC3TL431控制端。电阻仗24连接在反相差动放大器Ail的输入负极与输出端之间，并连接R29、通过R28接地。IC4中的A,、 A2与基本电路的A3、 A4可以是一只四运算放大器LM324，也可以 是由两只双运算放大器LM，组成。温度补偿电路的工作过程是设置于充电器机壳外的硅PN结传感器Dt用
双股导线与机内相连，由D9提供+5V并经电阻R21为其提供合适的工作电流，(因Dr有一定的离散性，故要挑选性能较一致的Dr，并先将Dr置于冰水混合 物((TC)、调节电阻R27使A,输出约为0.18V电压)。0r将所获的温度信息经反相差动放大器Ai、同相差动放大器A2两路输出汇入电压负反馈回路共同控制精密可调电压源IC3TL431的控制端电压，经IC2、 Id使主整流输出电压按照图2的充电电压与温度的关系曲线进行，使蓄电池刚好充足电，从而避免了充电器的过充或欠充现象。另正常工作时，A2输出低电平、Dn反相截止、A2对电压负反馈不起作用，但当Dr—旦出现断线，若无A2存在、A,输出低电平，相当于极低温度情况下，主整流输出很高电压，就会对蓄电池造成损害，由于A2的存在，使A2输出高电平、经电阻R3c、 R^分压后经Du、 Rj2加入到电压负反馈回路中，使主整流输出电压为环境温度25-C时的值，从而起到Dr断线保护功能。
权利要求1、带温度补偿功能的电动自行车充电器，包括整流滤波器、高压开关、电压变换、恒流恒压充电控制器的基本电路，其特征在于它还包括温度补偿器电路，其主要由温度传感器DT、反相差动放大器A1、同相差动放大器A2及其桥式电路组成，温度补偿器连接于基本电路的电压变换器与恒流恒压充电控制器之间，与基本电路放大器的输出电压共汇入整个电路结构的电压负反馈回路中。
2、 根据权利要求l所述的带温度补偿功能的电动自行车充电器，其特征在于所述的温度补偿器的集成块中的A,、 A2与基本电路的A3、 A4—起可以是 一只四运算放大器LM324或是由两只双运算放大器LM^组成。
3、 根据权利要求l所述的带温度补偿功能的电动自行车充电器，其特征在于所述的桥式电路由DT、电阻1121与串联的1122、 1125及与并联的1126、 R"构成。
4、 根据权利要求l所述的带温度补偿功能的电动自行车充电器，其特征在 于所述的温度传感器DT设置于充电器机壳外、为硅晶体二极管或三极管，用 双股导线与机内相连接DT的负极接地、正极分两路， 一路通过电阻R23连接反相差动放大器A,的负端，另一路连接同相差动放大器A2的正端。
5、 根据权利要求l所述的带温度补偿功能的电动自行车充电器，其特征在于所述桥电路的R26、 R27 、 R25的一端连接A!的正极；R25的另一端、R22的一端同时连接A2的负极，电阻R21连接于R23与A2的正极之间。
6、 根据权利要求l所述的带温度补偿功能的电动自行车充电器，其特征在于所述反相差动放大器A,的输出电压端连接电阻R29、 R32进而连接至基本电路恒流恒压充电控制器的集成块IC3/TL431控制端；、同相差动放大器A2的输出 端连接R3C)、 R^经二极管Dn、电阻1132，同样汇接集成块的IC3/TL43,控制端。
专利摘要本实用新型涉及一种带温度补偿功能的电动自行车充电器。它是在原脉宽调制芯片UC3842驱动场效应管的单激式开关电源的充电器的基本电路结构的基础上增设有带温度补偿功能的电路结构，该电路结构主要由温度传感器、反相差动放大器、同相差动放大器及其桥式电路组成，连接于原基本电路的电压变换器与恒流恒压充电控制器之间，与基本电路放大器的输出电压共汇入电压负反馈回路中。本实用新型因具有温度补偿功能的电路结构，使充电器的充电电压可随环境温度的变化而获得自动调整，当环境温度发生变化也不会产生过充或欠充现象，延长了蓄电池的使用寿命；且电路结构简单、所取电子元器件性能好，价格低，消费者易于接受，更利于推广应用，满足行业管理的要求。
文档编号H02J7/10GK201048301SQ200720035828
公开日2008年4月16日 申请日期2007年4月18日 优先权日2007年4月18日
发明者俭 张, 芹 张, 张浩明, 波 荣 申请人:张 芹;张 俭