专利名称：汽车蓄电池用轻便高效全自动充电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车蓄电池的充电机。
传统的汽车蓄电池充电机，由于采用工频变压器，因此体积大、重量较重，构造比较复杂。另外，传统的充电机不能根据不同的充电阶段，自动调整充电状态，使电池长期保持充足状态。
本实用新型的目的在于提供一种使交流电能高效地变换成可调的自动稳定的直流电路，使之能适合充电之用的汽车蓄电池用轻便高效全自动充电机。
本实用新型的目的实现关键在于为高频变换电路提供直流高压的电源的整流及滤波电路的直流输出端，一路与半桥式开关管Q1的集电极、Q2的发射极相连接，所述半桥式开关管Q1的发射极和Q2的集电极相连接，另一路通过分压电阻与所述开关管Q1、Q2的基极分别相连接，并为其提供基极正偏压；所述开关管Q1、Q2的基极分别与启动变压器T1的第一个次级4端和第二个次级3端分别相连接，构成正反馈电路；所述开关管Q2的集电极和发射极分别同所述启动变压器T1的第一个次级5端、第二个次级2端相连接；所述启动变压器T1的第一个次级1端接高频变压器T2的初级线圈；所述启动变压器T1的初级线圈接一个推动放大器Q3、Q4，所述推动放大器Q3、Q4的基极分别与脉冲调制集成电路的11、8脚相连接；高频变压器T2的次级线圈通过整流滤波电路与脉冲调制集成电路的12脚相连接；脉冲调制集成电路的16脚与充电机输出端的电压取样电路相连接；脉冲调制集成电路的1脚与串接在充电机输出电路中的电流取样电阻电路相连接，14脚通过分压电路与2脚相连接，并为其提供参考电压。
本实用新型与传统的汽车蓄电池充电机相比，具有如下优点1.利用电子电源技术领域内的开关电源技术对电路进行改进，省去了笨重的工频变压器；2.采用高频逆变电路和脉冲宽度调制集成电路，使交流电源能高效率地变换成可以控制的稳定直流电源，并对输出电路进行稳流和稳压控制，改善了充电方式；充电初期采用稳流充电法，使充电速度加快；充电后期采用稳压充电法，把输出电压的稳定值调整在稍高于电池充足后的最终电压值上，使充电后期能自动减小充电电流；最终形成＂涓流充电＂，可以防止充电过度而损伤电池；3.整个充电过程能高效快速地进行，免去了人工调节；4.本充电机通用性强，可以开发多种不同规格和用途和同类产品；
5.本充电机使用高效隔离变压器，可使输出电路与交流市电隔离，因此，安全性好。
图面说明
图1是本实用新型的电路原理图。
以下结合附图对本充电机的工作过程叙述如下市电经输入电路(由L1、C2、C3等元件组成)的滤波，除去高频干扰成分。经工频整流和滤波(D1-D4、C4、C5)得到约300V的直流高压，提供高频变换电路作电源。一路加到半桥式开关管Q1的集电极和Q2的发射极；另一路经R3和R4降压供作两管的基极正偏压。Q1和Q2得电导通启动，通过启动变压器T1的正反馈作用，促使两管自激振荡，轮流导通和截止。形成高频高压脉冲通过高频变压器T2的次级降压和D14整流和L3、C11、C12的滤波获得控制电路所需的直流电压(约20伏)加到脉宽调制集成电路(简称PWMIC)的(12)脚，得到工作电压后，PWMIC电路，开始工作。其⑤、⑥脚内设锯齿波振荡电路(频率由R17，C15确定)，经内部整形放大分频后，由⑧脚和(11)脚分别输出两个大小相等，相位相差180°的开关脉冲(宽度受内部控制电路调制)送到推动放大电路(晶体管Q3和Q4)放大后，再经推动变压器T1，耦合给开管Q1和Q2，强迫主变换器进入他激工作状态，产生宽度可调的高频高压脉冲方波，经变压器T2降压，再经D15，D16高频整流和L2、C18、C19滤波，获得可以调整控制的直流输出电压。
稳压控制是由PWMIC的(15)、(16)脚内的控制电路和由R25、R26、R31组成的电压取样电路来完成的。当输出电压发生变化时，加到(16)脚的取样电压也相应发生变化。内部的控制电路促使⑧、(11)脚输出的开关脉冲宽度发生变化，从而改变输出电压使之达到稳定值。
稳流控制是由串联在输出电路中的电流取样电阻R33上的压降，通过R21、R22、R33加在PWMIC的另一控制端的①脚，②脚接参考电压(来自(14)脚的分压)，使R33上发生的电流变化信号通过①、②脚内的控制电路，促使⑧、(11)脚输出的开关脉冲宽度相应变化，从而改变输出电压，使电流达到稳定值。
本实用新型由于对直流输出电路同时进行稳流和稳压控制，在充电初期，施行稳流控制，使充电电流保持恒定，不受交流市电波动和负载变化的影响。在充电后期，施行稳压控制。使输出电压预先调定在稍高于电池充电终期能达到的最高数值。这样就可以使充电流随着电池电压升高而逐渐减小，电池电压，越接近稳压预定值，电流越小，最终将变为“涓流充电”，直到电池充足，不会发生过充电。达到最佳充电效果。
按本实用新型设计的电路方案制成的试验样机，体积为10×14×15cm3重量约1千克，对小型汽车常用的12V，36安时的铅酸蓄电池进行充电试验，输出电压的稳定值设定为14V，初期充电电流设定在6A，稳流充电时间约4.5小时，5小时后电流降为5A，6小时后为4A，7小时后降为2A，8小时充电结束。经放电试验证明，电池已充足。充电过程完全自动进行。市电电压波动范围为180V-260V最大充电电流时的交流电流为0.5A，电源变换效率在90％以上。由样机试验证实本实用新型所具有的轻便，高效和全自动的特征。因其轻便，特别适合于汽车蓄电池充电之用。可以带在车上，在任何具备有市电的场合，不必把沉重电池从车上搬下，就可以直接联线充电。在汽车检修中，有时要对汽车电器进行测试和校验，需要直流稳压电源，本机可以代替，达到一机多用的目的。
权利要求1.一种汽车蓄电池用轻便高效全自动充电机，其特征在于为高频变换电路提供直流高压的电源的整流及滤波电路的直流输出端，一路与半桥式开关管Q1的集电极、Q2的发射极相连接，所述半桥式开关管Q1的发射极和Q2的集电极相连接，另一路通过分压电阻与所述开关管Q1、Q2的基极分别相连接，并为其提供基极正偏压；所述开关管Q1、Q2的基极分别与启动变压器T1的第一个次级4端和第二个次级3端分别相连接，构成正反馈电路；所述开关管Q2的集电极和发射极分别同所述启动变压器T1的第一个次级5端、第二个次级2端相连接；所述启动变压器T1的第一个次级1端接高频变压器T2的初级线圈；所述启动变压器T1的初级线圈接一个推动放大器Q3、Q4，所述推动放大器Q3、Q4的基极分别与脉冲调制集成电路的11、8脚相连接；高频变压器T2的次级线圈通过整流滤波电路与脉冲调制集成电路的12脚相连接；脉冲调制集成电路的16脚与充电机输出端的电压取样电路相连接；脉冲调制集成电路的1脚与串接在充电机输出电路中的电流取样电阻电路相连接，14脚通过分压电路与2脚相连接，并为其提供参考电压。
专利摘要一种能适用于汽车蓄电池的新式轻便高效全自动充电机。利用电子电源技术领域内的开关电源技术对电路进行了改进,省去了笨重的工频变压器,采用高频逆变电路和脉冲宽度调制集成电路,使交流电源能高效率地变换成可以控制的稳定直流电源,并对输出电路进行稳流和稳压控制,改善了充电方法。充电初期采用稳流充电法,使充电速度加快;充电后期采用稳压充电法,把输出电压的稳定值调整在稍高于电池充足后的最终电压值上,使充电后期能自动减小充电电流,最终形成“涓流充电”可以防止充电过度而损伤电池。
文档编号H01M10/44GK2407455SQ9825067
公开日2000年11月22日 申请日期1998年12月24日 优先权日1998年12月24日
发明者张国昌 申请人:张国昌