专利名称：电流过冲充电方法和用以实现该方法的一种电流过冲式充电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及充电方法和充电器，尤其是一种电流过冲充电方法和用以实现 该充电方法的带有钳位回输绕组的单端反激式开关电源电流过冲式充电器，属 于电力电子技术领域。
背景技术：
失水、热失控和硫化(硫酸盐化。除"硫化"夕卜，还有"钝化" 一说，但 钝化的机理目前尚不清楚，故在此仅引用硫化)是铅酸蓄电池的三大失效形式。 其中，除硫化失效与铅酸蓄电池的生成机理有关外，失水和热失控失效皆与充 电直接相关，即它们都是因所实行的充电方法和釆用的充电器不当所致。
在常温下， 一节铅酸蓄电池正、负电极的化学反应与充电电压的关系遵循
以下规律当电压上升至2.35V时，正电极开始析氧，电压上升至2.42V时， 负电极开始析氢。对于闽控型铅酸蓄电池，析氧、析氢将导致失水，而对于密 封型铅酸蓄电池，由于析氧要产生热量，致使蓄电池内的温度和压力同时上升， 严重时将导致热失控和电极变形。
传统充电器多是"电压过充式充电器"，其充电方法亦可被称为"电压过充 充电方法"。由于铅酸蓄电池当被连续充电至析氧电压时，其容量只达到额定值 的约80%，为了充满蓄电池，电压过充充电方法不惜越过析氧、析氢电压，釆取 分段减小充电电流的办法来达到目的。虽然电压过充式充电器在充电后期釆取 了降低充电电流以减少氧、氢析出量的措施，但却不能从根本上避免失水和热 失控，况且，连续充电和充电电流过小，反倒有促成细微硫化之虞。
一个理想充电器，应能充分发挥电源技术的特长，除了要避免因自身原因 损坏蓄电池外，还应能改善蓄电池性能，延长蓄电池寿命。对铅酸蓄电池而言， 就是既不能让它析氧、析氢，又要能将它充满，还要尽可能地减除硫化，延长 其寿命。不越过析氧、析氢电压将铅酸蓄电池充满，这是个难题，解决此难题 的关键是要看电池本身是否有可资利用的条件。
但凡蓄电池，都有一个最高充电电压的限制，超过这一电压，蓄电池不是 受损就是失效，如铅酸蓄电池开始受损的电压是2.35V,因此，2.35V应被列为 铅酸蓄电池的"禁充电压"；蓄电池一旦被充满并停充后，电压就会回落并长时 间稳定在一定的数值上，这个数值是蓄电池的"满电压"，如铅酸蓄电池的电压 一般会回落稳定在2.11-2.2V之间(视不同产品而异)，在实际操作时，2.2V可被作为铅酸蓄电池的满电压。显然，在禁充电压和满电压之间充电不会损坏 蓄电池，而问题在于怎样利用这个电压区间来达到充满蓄电池的目的。
实践表明，铅酸蓄电池(包括镍镉、镍氢等蓄电池)在充电时一般会出现
以下现象
一一每当蓄电池被充电至禁充电压后，如充电器停充，此时，蓄电池电压 将回落，回落的速度和落点电压要看蓄电池被充满的程度而定，充的不满，电
压回落快、落点电压低；充的满，电压回落慢、落点电压高；如蓄电池已被100% 充满，其电压将以慢速回落到满电压。
一一当蓄电池电压回落到满电压后，如重启充电，蓄电池电压将上升，上 升的速度要看蓄电池被充满的程度而定，充的不满，电压上升慢；充的满，电
压上升快；如蓄电池已被iooy。充满，其电压将迅速上升至禁充电压。
——每当重启充电时，蓄电池都将出现一个能够接受大电流冲击的现象， 接受大电流冲击的时间长短要看蓄电池被充满的程度而定(另还与蓄电池的额 定容量等因素有关)，充的不满，接受大电流冲击的时间长；充的满，接受大电 流冲击的时间短。
一一当对铅酸蓄电池重启充电，充电电压达到或越过禁充电压时，铅酸蓄 电池并不立即析氧，而会出现一个短暂的(数以秒钟)析氧滞后时间，表现出 一种在时间上能够接受"电流过冲"的现象。
一一大电流冲击和电流过冲，尤其当充电电流是"高频脉冲"时，铅酸蓄 电池接受电流的能力将显著变大(这是设计快速充电器的依据)。
——大电流冲击和电流过冲，尤其当充电电流是"高频变频脉冲"时，对 已发生硫化的铅酸蓄电池还有去硫化作用(这是设计修复型充电器的依据)。
由此可见，在铅酸蓄电池的满电压和禁充电压之间隐含着一个"再充电区 域"，这个再充电区域在连续和电压过充的充电模式下并不出现，只有当充电器 的充电模式含有间歇充电和电流过冲的因素时它才会体现，才能将电流充进蓄 电池并将其充满。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电方法一一电流过冲充电方法。电流过冲充 电方法是利用蓄电池(包括铅酸、镍镉、镍氢等蓄电池)在满电压与禁充电压 之间的再充电区域所具有的能够接受大电流和电流过冲的特点，通过高频变频 脉冲、间歇充电和电流过冲将蓄电池充满的充电方法。
本发明的另一目的在于提供一种用以实现电流过冲充电方法的电流过冲式 充电器一一带有钳位回输绕组的单端反激式开关电源充电器。该充电器具有以 下主要功能和特征(1) 充电电流为高频变频下降型三角脉冲。
(2) 具有间歇充电功能。
(3) 具有线性减流充电功能。
(4) 具有电流过冲充电功能。
(5) 具有电路损坏保护功能
(6) 具有自动温度补偿功能。
(7) 具有整机自检老化功能。
(8) 具有"大眼睛"多态显示功能。
(9) 巿电、电池接入不分先后。
(10) 具有防电池极性接反功能
(11) 具有防误接高电压电池功能
(12) 具有输出短路保护功能。
为了实现以上功能，本发明的电流过冲式充电器在传统反激式高频变压器 中增加了一个钳位回输绕组，这是本发明充电器的一个突出特点，钳位回输绕 组在整机中起到了提纲挈领的作用，有了它，本发明电流过冲式充电器的诸多 功能才能得以实现。本发明专利申请人曾于2005年2月申请过一个《带有钳位 回输绕组的反激式开关电源充电器》的实用新型专利，专利号ZL 200520069224.4，本次提交的发明专利申请在原专利基础上又作了多处改进， 并确立了电流过冲充电方法。
本发明的最终目的是革新充电技术和促进蓄电池制造技术变革，提高充电 效率，节约资源和能源，保护生态环境。
以下将结合附图对本发明电流过冲式充电器的原理、构造、技术特征等进 行详细描述。
附
图1为带有钳位回输绕组的单端反激式开关电源充电器的功率电路原理图。
附图2为在图1基础上增加控制电路的原理图。
附图3为在图2基础上增加损坏保护电路的原理图。
附图4为在图3基础上增加自动温度补偿电路的原理图。
附图5为在图4基础上增加多态显示电路的原理图。
附图6为在图5基础上增加防电池极性接反电路的原理图。
附图7为在图6基础上增加防误接高电压电池电路的原理图。
具体实施例方式
参见图1。反激式开关电源充电器的功率变换电
路，它包括以下功能性单元电路输入储能电容(C2);由反激式高频变压器(T1) 的输入绕组(N1)及其功率场效应管(V5 )、输出绕组(N3)及其输出二极管(D3)、 钳位回输绕组(N2)及其回输二极管(D4)组成的反激式高频变频变换器，其 中，钳位回输绕组(N2)的同名端与输入绕组(Nl)相反，与输出绕组(N3) 相同；由功率限流电阻(R1)、储能电容(C3)、稳压管(W1)及其保护电阻(R4) 组成的输入端辅助电源；由电压门限三极管(VI)及其输出限流电阻(R6)、防 漏电阻(R2)、门限稳压管(W2)及其限流电阻(R5)组成的功率场效应管触发 电压门限幵关；由触发三极管(V2)及其缓冲电阻(R8)、关断三极管(V3), 控制三极管(V4)及其基极电流泻放电阻(RIO)、辅助关断电阻(R7)组成的 功率场效应管开关触发电路；由功率取样电阻U19)、隔离二极管(D2)和防 冲电阻U9)组成的电流取样电路；由钳位回输绕组(N2)，以及高压隔离二极 管(D6)和限流电阻(R15)组成的功率场效应管关断保持电路；输出缓冲电容 (C7 )。
本图单元电路的各组成元件之间以及各单元电路之间的联接关系见附图， 说明书不再作重复的文字叙述(以下同)。
所述反激式高频变频变换器与传统的反激式变换器不同，它多了一个钳位 回输绕组(N2)， (N2)为本发明充电器带来了以下功能和特征1、通过调整钳 位回输绕组(N2)与输入绕组(Nl)的匝数比(通常(N2)的匝数应等于或多 于(Nl)的匝数)，能够钳制和降低输入绕组(Nl)当功率场效应管(V5)关断 时产生的反峰电压，从而起到保护(V5)作用；2、通过调整钳位回输绕组(N2) 与输出绕组(N3)的匝数比(一般(N2)的匝数多于(N3)的匝数)，能够钳制 和限制(N3)的最高输出电压；3、当输出绕组(N3)输出不能时，钳位回输绕 组(N2)能够将输入绕组(Nl)输入的能量回输给输入储能电容(C2),从而使 本发明充电器的反激式高频变频变换器具有了 "自循环工作功能"，因此也就使 本发明充电器具有了 "巿电、电池接入不分先后"和"自检老化"等功能；4、 当功率场效应管(V5)关断时，钳位回输绕组(N2)能够通过高压隔离二极管 (D6)和限流电阻(R15)提供一个与输出绕组(N3)同步的关断保持信号，从 而使本发明充电器能够准确、稳定地工作，并且为输出"高频变频脉冲"和具 有"线形减流功能"创造了条件；5、由于钳位回输绕组(N2)的存在，使本发 明充电器釆取的自激控制方式最终得以确立。
所述输入储能电容(C2)的任务是储能和滤波，其所储存的能量将来自两 方面， 一是由直流输入电源(Vi)提供(直流输入电源(DC)也可由巿电整流 得到)；二是来自钳位回输绕组(N2)的回输电流；另由于反激式变换器一般具有可工作于宽输入电压的特点，因此，(C2)的容量允许取得较小，以利于提高
功率因素。
所述输入端辅助电源，釆取仅用一只功率限流电阻(Rl)接于高压端的设 计，这样，即使(Rl)在工作时突然损坏开路，借助接于其上的功率场效应管 触发电压门限开关，也将不至于毁坏功率场效应管(V5)而出现灾难性后果； 另外，与稳压管(Wl)串联的保护电阻(R4)不能省，原因有二 一是由于12V 以上稳压管的触发导通时间通常为毫秒级，而功率场效应管的开、关时间仅有 约0.1微妙，(Wl)很有可能遭受尖峰电流的冲击而毁坏；二是可以通过(R4) 将(Wl)设计成宽电压稳压器，避免(Wl)工作于开关状态。
所述功率场效应管触发电压门限开关，是为了避免充电器在开关机时损坏 设计的， 一般功率场效应管通态触发电压是12V，因此电压门限开关的门限电压 也不应低于12V;为了保证电压门限三极管(VI)能工作于开、关状态，防漏电 阻U2)不能省，否则，(VI)的穿透电流将有可能导致误触发。
所述功率场效应管开关触发电路，与一般"图腾柱式"场效应管触发电路 大体相同，所不同的是关断三极管(V3)和控制三极管(V4)釆取的是"可控 硅接法"，(V3)的集电极不接地，而是接在(V4)的基极上，这样做是为了使 功率场效应管(V5)的关断速度加快，降低电路损耗；接于控制三极管(V4) 基极上的基极电流泻放电阻(MO)不能省，(R10)有帮助(V4)和(V3)恢复 的作用；另外，电路中的辅助关断电阻U7)也不能省，(R7)的任务是通过关 断三极管(V3)使功率场效应管(V5)在充电器开机前和关机后保证处于关断 状态。
所述电流取样电路，与一般电流取样电路相比，它多了一个隔离二极管 (D2 )，这是因为进入控制三极管(V4)基极的控制信号需要多达三路，增加(D2)
是为了不使控制信号流失和减少其分量；通过改变功率取样电阻U19)的阻值， 可以调整充电器的输出功率，对于单电压充电器，(R19)的数值一经确定，也 就意味着确定了充电器的额定充电电流；
所述功率场效应管关断保持电路，是使本发明充电器具有"能量回输"、"高 频变频脉冲"、"线性减流"等功能特征的基本保证，由于本发明充电器的功率 变换釆取的是自激控制方式，因此要求功率场效应管(V5)的关断时间必须与 高频变压器(Tl)的输出时间保持同步，在本发明充电器中，此项任务是由钳 位回输绕组(N2)通过高压隔离二极管(D6)和限流电阻(R15)来兼任，在工 作时，由于钳位回输绕组(N2)感应到的电压要超过输入储能电容(C2)上的 电压，(D6)应釆用快恢复高反压二极管。
所述输出缓冲电容(C7)，与稳压电源的输出滤波电容不同，输出缓冲电容(C7)的任务不是滤波，恰恰相反，充电器需要的就是脉冲，因此(C7)在此的主要作用是为了防止电路自激和缓冲脉冲电流，(C7)的容量一般取得较小，但由于过流量大，(C7)的耐压应取得较高。
本功率变换电路的工作过程如下接通直流电源(DC),输入储能电容(C2)上的电压很快上升，同时功率限流电阻(Rl)向储能电容(C3)充电，当(C3)的电压上升至约12V时，电压门限三极管(Vl)导通输出，经输出限流电阻(R6)输出的电流由触发三极管(V2)放大，触发功率场效应管(V5)迅速导通，输入绕组(Nl)上的电流开始线性上升，同时，功率取样电阻(R19)上的电压也线形上升，当(R19)上的电压上升至约1.1V (隔离二极管(D2)的正向压降与控制三极管(V4)的基射极压降之和)时，控制三极管(V4)和关断三极管(V3)雪崩式地导通，功率场效应管(V5)迅速关断，钳位回输绕组(N2)和输出绕组(N3)上的电压同时迅速上升，其中，(N2)通过(D6)和(R15)输出一个小电流，使(V4)保持导通，同时也就使(V5)保持在了关断状态，而(N3)则通过输出二极管(D3)将电流输出给输出缓冲电容(C7)， (C7)上的电压开始上升，而后，(N3)输出完毕，(N3)和(N2)上的电压同时反向，致化i (V4)和(V3)同时恢复关断，(V5)再次被触发导通......；以上工作过程经几个周期
之后，(C7)上的电压将上升到一定值(此值由(N2)和(N3)的匝数比，以及
(C2)上的电压决定)，(N2)上的感应电压开始超过(C2)上的电压，(N2)开始将电流回输给(C2)，待下一个工作周期来临时，由于(N3)向(C7)输出不能，电路将进入自循环工作状态。
由上述过程可知1、只要在功率取样电阻(R19)上的电压上升至I.IV之前，触发控制三极管(V4),缩短(V5)的导通时间，就能减小额定充电电流，且只要线性地缩短(V5)的导通时间，就能够实现"线形减流"；2、另由于釆取自激控制的反激式变换器，当输出电流减小时其工作频率将提高，因此线性减流的过程也即是"变频"的过程。3、只要保持控制三极管(V4)处于导通状态，就能使本反激式高频变频变换器中止工作，也即中止充电，进而可实现"间歇充电"。本发明的电流过冲式充电器的控制电路即是基于以上诸点设计的。参见图2。
如图所示，本图在图l基础上增加了控制电路，它包括以下功能性单元电路由功率限流电阻U22)、储能电容(C4)、可调精密稳压器TL431 (IC1)及其分压电阻U23)和(R26)组成的输出端精密辅助电源；由接于精密哺助电源的基准分压电阻(R24)和(R32),以及抗干扰电容(C6)、分流电阻a31)及其隔离二极管(D7)组成的可变电压基准；由取样电阻(R21)、 (R30)、 (R33)串联组成的两分压取样电路；由双运算放大器LM358的其中之一 (IC2-A1)，及其运算电阻U28)、 (R29)、 (R27)、 (R13)、输出限流电阻(R14)、线性光电耦合器PC817 ( ICA-D和ICA-V )及其(ICA-V )的限流电阻(R3 )、时间电容(CL1 )、门槛稳压管(W3)组成的线性减流控制电路；由双运算放大器LM358的其中之二 (IC2-A2)、及其运算电阻(R18)、 (R16)、输出限流电阻(R17)、光电耦合器PC817 (ICB-D和ICB-V)及其(ICB-V)的保护二极管(Dl )组成的中止和重启充电电路；由取样电阻(R21)、电流过冲时间电容(C5)等组成的电'充过冲时间控制电路。另外，为了叙述方便，电路中接入了蓄电池(EV)。
所述输出端精密辅助电源，其工作电流可来自两路，如充电器首先接入的是蓄电池(EV)，其工作电流由(EV)供给，如首先接入得是输入电源(Vi)，其工作电流则由高频变压器(Tl)的输出提供；同输入端辅助电源一样，输出端精密辅助电源也采取仅用一只功率限流电阻U22)的设计；输出端精密辅助电源采用可调精密稳压器TL431 (IC1)作为稳压器，是取其具有精密可调和温度系数小的特点，以确保基准精确和少受环境温度变化的影响。
所述可变电压基准，其任务是为线性减流控制电路以及中止和重启充电电路提供两个工作基准，以便使充电器能够在蓄电池的满电压和禁充电压之间，最终实现间歇充电。
所述两分压取样电路，其任务是配合可变电压基准，从蓄电池(EV)上获取两个电压信号， 一个送给线性减流控制电路，另一个送给中止和重启充电控制电路，以便使充电器能够在满电压和禁充电压之间，最终实现间歇充电。
所述线性减流控制电路，是为了适应蓄电池随着电压升高接受电流的能力逐渐变小的特性而设计，线性减流控制电路的工作过程如下当取样电阻(R30)上的电压高出基准分压电阻(R24 )和(R32 )的分压值时，运算放大器(IC2-Al )的输出端(LM358的第7脚)电压开始为正并上升，电流经限流电阻(R14)输出给(ICA-D)，该电流经(ICA-V)放大后向时间电容(CL1)充电，当(CL1)上的电压上升至门檻稳压管(W3)的稳压值时，(W3)导通、控制三极管(V4)和关断三极管(V3)导通、功率场效应管(V5)提前关断，将充电器的输出电流减小；由于运算放大器(IC2-A1)的输出电流是随着取样电阻(R30)上的电压线性上升的，因此充电器的输出电流也呈现"线性减流"的特点。
所述中止和重启充电电路，是为了充电器能够在蓄电池的禁充电压和满电压之间进行中止和重启充电，最终实现间歇充电而设计，中止和重启充电电路的工作过程如下当取样电阻(R33 )上的电压低于基准分压电阻(R24 )和(R32 )的分压值时，作为电压比较器运用的运算放大器UC2-A2)的输出端(LM358的第l脚)为高电位，并将电流经限流电阻U17)输出给(ICB-D),使(ICB-V)处于常开状态，为释放时间电容(CL1)上的电流提供通道，充电器以额定电流对蓄电池充电；当取样电阻(R33)上的电压高于基准分压电阻(R24)和(R32)的分压值时，运算放大器(IC2-A2)的输出端为低电位，在本图中，该低电位的作用有二，一是使处于常开状态的(ICB-V)关断，进而关断功率场效应管(V5),使充电器中止充电，二是经过分流电阻U31)和隔离二极管(D7)吸收掉部分基准电流，从而使基准分压电阻(R24)和(R32)上的电压降低，等蓄电池(EV)的电压降至满电压时，再重新启动充电器。
所述电流过冲时间控制电路，该电路实际上只有一个电流过冲时间电容(C5)， (C5)与取样电阻(R21)串联形成时间电路，通过调整(C5)的容量，可以控制电流过冲时间，(C5)的容量大，电流过冲的时间长，反之则短。
至此，本发明带有钳位回输绕组的单端反激式开关电源电流过冲式充电器的主电路已经描述完毕，以下将本发明电流过冲式充电器的充电过程叙述如下
接入(不分先后)输入直流电源(Vi)和蓄电池(EV),充电器开始以额定电流给(EV)充电(额定电流的大小由功率取样电阻(R19)确定)，(EV)的电压开始上升，当(EV)的电压上升至满电压时(此时(EV)并未充满)，充电器开始进入线性减流充电状态(减流的大小和斜率由时间电容(CL1)的充电速率决定)，(EV)的电压继续上升，等(EV)的电压上升到禁充电压(此时(EV)的容量约为额定容量的80%)时，充电器首次开始中止充电，中止充电后，(EV)的电压将回落，当(EV)的电压回落到满电压时，充电器重新启动，再次将(EV)的电压充到禁充电压，如此反复进行间歇充电，直到将(EV)充满。在以上间歇充电过程中将出现三种情况，1、每当重启充电时，(EV)都将出现能够接受大电流的现象，有时甚至(EV)的电压会突然趺落到满电压以下，经验证明，这是(EV)的容量被"修复"甚至被"拓展"的表现。2、首次将(EV)的电压充到禁充电压时，电流过冲时间电容(C5)的作用很小，随着间歇充电次数增加、重启充电的时间缩短，(C5)的作用将会越来越显著，甚至能将一个重度硫化的铅酸蓄电池"冲开"。3、输出下降型断续三角波，是反激式开关电源的自有特征，但当充电器釆取自激控制方式且结合线性减流时，充电器的输出波形将变为"变频下降型断续三角波"，即一种"变频脉冲"，用脉冲来充电，尤其是当脉冲具有高频变频特征时，实践证明，其对蓄电池是极为有利的，这就是电流过冲式充电器不越过禁充电压而能将蓄电池充满，同时还能对蓄电池有修复、养护作用的原因。
充电器作为一种被广泛施用的特种电源，充电安全十分重要， 一个性能完善的充电器，即使电路出现故障，也不应该充坏蓄电池。
参见图3。
如图所示，本图仅在图2的基础上增加了两个元件超越保护电阻Ull)和超越保护稳压管(W4)。超越保护电阻(R11)通过给光电耦合器(ICA-D和ICA-V)中的(ICA-D)施加一个小电流，使(ICA-V)对时间电容(CL1)的充电时间等于或略大于功率场效应管(V5)的最大导通时间，如此，(R11)即能起到两个保护作用， 一是当功率取样电阻U19)出现故障时，(ICA-V)能替代U19)去触发控制三极管(V4)，限制充电器的最大输出电流；二是当输出端精密辅助电源以及LM358等电路出现损坏，造成(IC2-A2)无输出时，停止充电器工作，保护充电器和蓄电池；另外，超越保护电阻(R11)还为线形减流起控时间能够及时到位做了铺垫。超越保护稳压管(W4)跨接在蓄电池(EV)和取样电阻(R33)的上节点上，当取样电阻U21)、 (R30)等出现故障，(W4)可以起到限制充电最高电压的保护作用。
以上的超越保护电阻(R11)和超越保护稳压管(W4)，实际上为本发明电流过冲式充电器的主电路提供了 "双重保护"，根据概率理论， 一个电源，当具备了双重保护之后，其出故障的几率将会大大降低。
现今的蓄电池多是根据电化学原理制造的，其所用的材料大都具有温度效应，铅酸蓄电池受环境温度的影响，其满电压和禁充电压的温度偏移大约为每节电池0. 003 ~ 0. 004V〃C，且呈负温特性，环境温度越高，电压越低，也即环境温度越高铅酸蓄电池的析氧电压越低，由于蓄电池一般都是被串联充电的，因此温度效应不容忽略，需要进行温度补偿。
参见图4。
如图所示，本图仅在图3的基础上增加了一个元件温度补偿电阻(MR1)。(MR1)为负温度系数温敏电阻，它如图串联在两分压取样电路的上端，其任务是当环境温度上升时升高取样电压，反之使降低，调整充电器的充电电压。
作为充电器， 一般均需有显示电路，以反映充电状态，由于本发明电流过冲式充电器的工作过程比较特殊，为了尽可能全面地反映充电状况，特别设计了一种多态显示电路。
参见图5。
如图所示，本图在图4的基础上增加了一种仅釆用一只双色发光管(一般取红和绿两种颜色)的多态显示电路，它包括大口径(如直径10mm)双色发光管(LED1)、换路三极管(V6)及其基极限流电阻(R20)、台阶稳压管(W5)、电池显示限流电阻(R34)和充电显示限流电阻U12)及其隔离二极管(D5)。多态显示电路的工作过程如下1、当仅接入蓄电池(EV)时，(LED1)发红色；2、当仅接入输入直流电源(Vi)时，(LED1)将顺序闪出红、橙、绿三种颜色，三种颜色的闪烁频率由过冲时间电容(C5)的大小决定，大口径的(LED1)在闪烁时，竟宛若一只一睁一眨彩色的"大眼睛"，成了本发明电流过冲式充电器的特有标志；另当"大眼睛"出现时，还表示这台充电器完好，现在正在自检
老化；3、当将(EV)和(Vi)都接入后，正常情况下，(LED1)将呈现橙色，表示充电器正在充电；如果此时(LED1)出现红、橙、绿三色急闪现象，则很可能是接入的(EV)已经重度硫化，充电器正在试图"冲开"它，如果这个(EV)还能用， 一般只需几分钟它即会被冲开，(LED1)还原为橙色；4、如果(EV)已被充电至禁充电压，充电器将中止充电，此时(LED1)将呈现绿色，又当(EV)的电压回落到满电压时，充电器将重启充电，(LED1)又呈现橙色。如此循环反复，且随着时间的推移，(LED1)由橙转绿、再由绿转橙的间隔时间将越来越短，并逐渐趋于恒定。
充电器有"在线式"和"离线式"之分，在实际使用中，离线式充电器往往会发生接错蓄电池极性现象，经验证明，即使是熟练的专业人员，也往往免不了犯此错误，因此，离线式充电器通常需要在其输出端附带一个防电池极性接反电路。
参见图6。
如图所示，本图在图5的基础上增加了一个釆用继电器的防电池极性接反电路，它包括隔离二极管(D8)、继电器(J1)、变阻三极管(V7)及其限流电阻(R35)、稳压管(W6)及其限流电阻(R36)。该电路简单可靠，大小充电器都适用，有了防电池极性接反电路，本发明充电器还完善了输出短路保护功能(反激式变换器本身一般也具有抗输出短路性能)。
离线式单电压充电器，往往还会发生被误接至高电压蓄电池而导致毁坏的事例，因此，在某些施用场合，离线式充电器还需要防误接高电压蓄电池。
参见图7。
如图所示，本图在图6的基础上增加了一个防误接高电压电池电路，它包括高电压稳压管(W7)及其限流电阻(R37)、泻流三极管(V8)，防误接高电压电池电路和防电池极性接反电路共用一个继电器(Jl)。
本发明实施例电流过冲式充电器的各功能电路可以有不同的组合，附图3至附图7所增加的功能电路可以依不同的用途予以取舍，另本实施例的各单元电路还可以有其它实施方式，凡釆取等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1、一种用以实现电流过冲充电方法的电流过冲式充电器，包括输入储能电容(C2)；由反激式高频变压器(T1)的输入绕组(N1)及其功率场效应管(V5)、输出绕组(N3)及其输出二极管(D3)、钳位回输绕组(N2)及其回输二极管(D4)组成的反激式高频变频变换器，其中，钳位回输绕组(N2)的同名端与输入绕组(N1)相反，与输出绕组(N3)相同；由功率限流电阻(R1)、储能电容(C3)、稳压管(W1)及其保护电阻(R4)组成的输入端辅助电源；由电压门限三极管(V1)及其输出限流电阻(R6)、防漏电阻(R2)、门限稳压管(W2)及其限流电阻(R5)组成的功率场效应管触发电压门限开关；由触发三极管(V2)及其缓冲电阻(R8)、关断三极管(V3)，控制三极管(V4)及其基极电流泻放电阻(R10)、辅助关断电阻(R7)组成的功率场效应管开关触发电路；由功率取样电阻(R19)、隔离二极管(D2)、防冲电阻(R9)组成的电流取样电路；由钳位回输绕组(N2)，以及高压隔离二极管(D6)、限流电阻(R15)组成的功率场效应管关断保持电路；由功率限流电阻(R22)、储能电容(C4)、可调精密稳压器TL431(IC1)及其分压电阻(R23)和(R26)组成的输出端精密辅助电源；由基准分压电阻(R24)和(R32)，以及抗干扰电容(C6)、分流电阻(R31)及其隔离二极管(D7)组成的可变电压基准；由取样电阻(R21)、(R30)、(R33)串联组成的两分压取样电路；由双运算放大器LM358的其中之一(IC2-A1)，及其运算电阻(R28)、(R29)、(R27)、(R13)、输出限流电阻(R14)、线性光电耦合器PC817(ICA-D和ICA-V)及其(ICA-V)的限流电阻(R3)、时间电容(CL1)、门槛稳压管(W3)组成的线性减流控制电路；由双运算放大器LM358的其中之二(IC2-A2)、及其运算电阻(R18)、(R16)、输出限流电阻(R17)、光电耦合器PC817(ICB-D和ICB-V)及其(ICB-V)的保护二极管(D1)组成的中止和重启充电电路；由取样电阻(R21)、电流过冲时间电容(C5)等组成的电流过冲时间控制电路；输出缓冲电容(C7)。以上构成电流过冲式充电器的主电路。
2、 如权利要求l所述电流过冲式充电器，其特征在于还包括超越保护电 阻Ull)和超越保护稳压管(W4)。
3、 如权利要求l所述电流过冲式充电器，其特征在于还包括温度补偿电 阻(MRl)。
4、 如权利要求l所述电流过冲式充电器，其特征在于还包括大口径(如 直径10mm)双色发光管(LED1)、换路三极管(V6 )及其基极限流电阻U20)、 台阶稳压管(W5)、电池显示限流电阻U34)、充电显示限流电阻U12)及其 隔离二极管(D5)。
5、 如权利要求l所述电流过冲式充电器，其特征在于还包括隔离二极管 (D8)、继电器(Jl)、变阻三极管(V7)及其限流电阻(R35)、稳压管(W6)及其限流电阻U36)。
6、 如权利要求1、 5所述电流过冲式充电器，其特征在于还包括高电压 稳压管(W7)及其限流电阻(R37)、泻流三极管(V8)。
全文摘要
一种电流过冲充电方法，它是利用蓄电池(包括铅酸、镍镉、镍氢等蓄电池)在满电压与禁充电压之间的再充电区域所具有的能够接受大电流和电流过冲的特点，通过高频变频脉冲、间歇充电、电流过冲将蓄电池充满的充电方法。一种电流过冲式充电器，具有以下主要功能和特征充电电流为高频变频下降型三角脉冲；具有间歇充电功能；具有线性减流充电功能；具有电流过冲充电功能；具有电路损坏保护功能；具有自动温度补偿功能；具有整机自检老化功能；具有“大眼睛”多态显示功能；市电、电池接入不分先后；具有防电池极性接反功能；具有防误接高电压电池功能；具有输出短路保护功能。属于电力电子技术领域。
文档编号H02J7/00GK101662160SQ20091003530
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者周符明 申请人:周符明