专利名称：去极化快速充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型去极化快速充电器(以下简称充电器)属于一种为镉镍蓄电池充电用的快速充电装置。
目前对镉镍蓄电池充电方式大都采用0.1C率充电方法，即常规充电法。
采用0.3C率的快速充电方法，电源是稳压输出，电阻限流向蓄电池充电，这种快速充电方法其缺点是易产生极化反应，电池温升大，减少使用寿命。
例如日本八重洲无线株式会社的NC－8A充电器就属于此种类型，充电初期由于电池端电压低，充电电流大，迅速产生极化反应，充电后期端电压升高，充电电流就减少，所以对电池寿命有影响。
本实用新型的目的和任务是采用一种新的充电方法，设计的充电器，达到去极化和快速充电的目标。目前的快速充电器一般为45分钟，时间长，温升高。主要原因是无法消除充电过程中蓄电池电极的极化反应，无法抑制枝状晶体的形成，解决上述问题，就可以实现高于4C率的充电速度，大大缩短充电时间。采用大电流充电时可以消除极化反应，电极间不产生枝状晶体，满充电控制采用电压峰值法，可以防止过充电产生温升，从而达到既快速又安全的目的。
本实用新型的技术解决方案是在电路上有八个单元组成，A电源单元为各电路单元供电；B控制单元产生控制充电和放电电子开关的充电脉冲和放电脉冲；C充电单元对蓄电池进行大电流充电；D放电单元对蓄电池进行放电；E定时单元按予定时间停止对蓄电池充放电；F检测单元在蓄电池达到满充电率时，停止充电；C蓄电池单元外接待充电的蓄电池组；H电子开关单元接受充放电脉冲、检测单元的信号，控制充电器充放电工作的开关电路。
本实用新型的技术关键在于，通过控制单元对充电单元和放电单元提供一个交替出现的恒流大电流，宽充电脉冲和窄放电脉冲其脉冲宽度的大小必须既能防止电极产生极化反应，又能抑制枝状晶体的形成。为保证监测蓄电池的充电过程设计了检测单元，采用了峰值检测电路，当蓄电池充电完毕后，通过电子开关单元及时关闭，使脉冲发生装置产生的放电脉冲信号不能通过，停止对蓄电池的充电。
充电器还可以定时充电，在蓄电池充电完毕后在予定时间内，由于没有及时退出，通过定时单元关断脉冲发生装置，停止高倍率充放电，并转入涓流补充充电。
本实用新型在结构及设计上，为保证蓄电池装入和退出的方便，还专门设计了弹出机构。
图1、电路原理图A、电源单元其中IC集成电路上的“·”B、控制单元表示第一脚，按顺时针排列，C、充电单元例如IC5－7，7表示第7脚。
D、放电单元E、定时单元F、检测单元G、蓄电池单元
H、电子开关单元图2、去极化快速充电器外形图1、起动按钮(START)2、电源指示灯(POWER、绿色)3、停充指示灯(STOP、黄色)4、充电指示灯(CHARGER、红色)5、底座6、上盖7、蓄电池仓8、导轨9、导轨10、蓄电池＋极接点11、蓄电池－极接点12、锁勾头13、蓄电池盒退出接键(QUIT)14、弹出滑板头图3、去极化快速充电器组件安装示意图15、主机组件板16、散热片17、电源变压器(T)图4、弹出机构示意图18、固定板19、锁勾板(其前端的凸起部是锁勾头12)20、退出滑板21、扭簧轴
22、扭簧23、弹出簧24、弹出滑板(其上端为弹出滑块头14)参照附图1对本实用作新型的一个实施例作进一步描述电源单元(A)、包括由变压器(17)整流桥，滤波电容以及为本充电器提供稳压工作电压的稳压器和充电用电流。控制单元(B)由二块集成电路IC1、IC2组成，型号均为NE556。实质上是由四个时基电路组成的单稳态触发器，IC2－6脚为触发端，当按下启动按钮SW1时，电路即触发，在IC1－5脚输出一个25ms的宽脉冲，去控制充电单元(C)对蓄电池进行充电，IC2－9脚输出一个0.5ms的窄脉冲，去控制放电单元(D)蓄电池进行放电，而两个脉冲之间由IC1－9脚和IC2－5脚各输出一个3ms窄的脉冲，使蓄电池停止充放电，从而达到对蓄电池进行的“充电－停止－放电－停止”的循环。
电子开关单元(H)，是由MC14011二输入四与非门的集成电路IC5构成，由IC5－4脚去控制充电和IC5－10脚控制放电。IC5－2脚接收控制单元充电脉冲和IC5－13脚接收控制单元放电脉冲，IC5－1脚和IC5－12脚接收检测单元(F)的检测信号，去控制蓄电池是否停止充电。
检测单元(F)是一个集成电路IC4构成的峰值检测器，它由一个低功耗运算放大器和精密电压比较器组成，型号为LM392N。IC4－4脚经W1和R20对蓄电池进行电压监测，在充电过程中，蓄电池的端电压始终处于缓慢上升状态，这时IC4－1脚输出高电平，电子开关(H)始终对充放电脉冲处于“开通”状态，对蓄电池进行充电，当蓄电池达到满充电状态时，蓄电池电压不再上升，而产生微小回落，这时峰值检测器工作，IC4－10脚由高电平转为低电平，电子开关(H)处于“关闭”状态，充放电脉冲不能通过，停止对蓄电池充电。
定时单元(E)在蓄电池开始充电时，即进行计时，予先设定最大充电时间，当蓄电池充电达到设定值时，IC3－13脚输出高电平使三极管导通，IC1－4脚和IC2－10脚处于低电平，使控制单元(B)停止工作，不再向蓄电池充电。
在蓄电池停止高速率充放电以后，电源单元(A)通过R35，对蓄电池进行涓流充电，补充内耗和继续补充充电。W1调整检测电压值5～6V。W2调整定时单元的振荡周期，本充电器为1.67s。
参照附图4，对充电器的弹出机构(M)作如下描述弹出机构(M)装在底座(5)上，在固定板(18)的一个柱上装有弹出簧(23)，其另一端与弹出滑板(24)连接，在弹出滑板(24)上有一凸起斜面与锁勾板(19)滑动接触。还有一个退出滑板头(14)在固定板(18)上有一扭簧轴(21)，在其上边装有一个扭簧(22)在锁勾板(19)的前端有一个锁勾头(12)。退出滑板(20)上有一个带有斜面的钩头与锁勾板(15)滑动连接，其端头上装有退出按键(13)。当将电池盒推入电池仓(7)时，推动弹出滑板头(14)使弹出滑板(24)后移，锁勾板(19)以扭簧轴(21)为支点，其端部沿弹出滑板(24)上凸起斜面下滑，在扭簧(21)的作用下锁勾板(19)上的锁勾头(12)退出滑板(20)上斜面钩头上移，移至上端后锁钩头锁住，电池盒即固定在电池仓(7)内，退出电池盒时，按动退出按键(13)锁钩头(12)下移，弹出滑板(24)上的退出滑块头(14)向前移动将电池盒弹出。
参照附图1～4对充电器的装配作如下描述，首行将弹出机构(M)的各组件(12、14、18、24、)装配好，在底座(5)装上电流变压器(17)、主机组件板(15)、散热片(16)、弹出机构(M)、电池仓(7)；在底座(5)的前面板上装有起动按钮(1)、电源指示灯(2)、停充电指示灯(3)、充电指示灯(4)、蓄电池退出按键(13)、蓄电池仓(7)；在蓄电池仓(7)内，装有导轨(8、9)、＋、－极接点(10、11)从其长方形口内可伸出锁钩头(12)、弹出滑块头(14)，当电池盒没有进入蓄电池仓(7)内时，弹出滑块头(14)由长方形口内伸出，而当电池盒进入蓄电池仓(7)内时，弹出滑块头(14)进入长方形口内，而锁钩头(12)从长方形口伸出，将电池盒锁住。最后将上盖(6)装在底座(5)上，充电器完成组装工作。
充电器对蓄电池进行充电时，进行下列操作先将装有蓄电池的电池盒插入蓄电池仓(7)内，然后接通电源，电源指示灯(2)亮，按启动按钮(1)，充电指示灯(4)亮，充电器开始工作，向蓄电池充电，充满电时充电指示灯(4)息灭，停充指示灯(3)亮，这时可按下蓄电池盒退出按键(13)，蓄电池盒自动弹出，则完成了充电工作。
充电器主要技术指标如下a、电源交流(AC)220V±10％b、最大充电电流直流(DC)1.8A±5％c、充电时间不大于15分钟d、适用镉镍蓄电池7.2V～9.6V；600mAHe、环境温充5～40℃f、环境湿度小于85％(RH)g、消耗功率小于40W本实用新型的优点是采用一种新的脉冲充电方式，进行快速充电，由于采用了恒流大电流，并且准确、合理的确定了脉冲的最佳宽度，防止了电极产生极化反应，抑制了枝状晶体的形成，解决了快速充电蓄电池的温升问题，延长了蓄电池的使用寿命，加快了充电速度，是一种操作简单，使用方便，较为理想的快速充电器。
权利要求1.一种由启动按钮(1)、电流指示灯(2)、停充指示灯(3)、充电指示灯(4)、底座(5)、上盖(6)、蓄电池仓(7)、蓄电池退出按键(13)、电源变压器(17)散热片(16)组成的去极化快速充电器(以下简称快速充电器)，其特征在于，在主机组件板(15)上装有电流单元(A)，其中电源变压器(17)除外；控制单元(B)；充电单元(C)；放电单元(D)；定时单元(E)；检测单元(F)；蓄电池单元(G)；电子开关单元(H)。
2.如权利要求1所述的充电器，其特征在于在控制单元(B)上装有IC1、IC2、SW1－1、和SW2，在充电单元(C)上装有D12、D14、D15、Q2、Q3、Q4和R35，在放电单元(D)上装有D13、Q5、Q6和W1，在定时单元(E)上装有D1、D2、D3、D11、Q1、IC3，和W2，在检测单元(F)上装有D4、IC4和W1－2，在电子开关单元(H)上装有IC5。
3.如权利要求1所述的充电器，其特征在于在底座上装有弹出机构(M)，在弹出机构(M)上装有固定板(18)、锁钩板(19)、退出滑板(20)、扭簧轴(21)、扭簧(22)。弹出簧(23)和弹出滑板(24)。
专利摘要本实用新型采用“充电—停止—放电—停止”脉冲方式进行快速充电，由于采用恒流大电流，并且准确地确定了脉冲宽度，防止了电极产生极化反应，抑制了枝状晶体的形成，解决了快速充电蓄电池的温升问题，延长了蓄电池的使用寿命，加快了充电速度。本实用新型可对7.2～9.6V的镉镍蓄电池在15分钟内进行快速充电。充电器结构上采用了弹出机构，面板上有各种指示灯，使用方便，操作简单，是一种较为理想的快速充电器。
文档编号H02J7/00GK2168340SQ9321279
公开日1994年6月8日 申请日期1993年5月11日 优先权日1993年5月11日
发明者高魁珍, 刘嘉林, 赵康军, 赵洪喜, 刘文贵 申请人:吉林市科达技术开发公司, 赵洪喜, 刘文贵