专利名称：无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术和蓄电池充电技术领域，涉及一种无电源变压器的蓄电池多 档恒流充电器。
背景技术：
铅酸蓄电池(电瓶)以其容量大、性价比较高是目前各种可充电电池所无法比拟 的，特别是免维护蓄电池的研发成功和推广使用，使其应用的领域更加广泛。因此，如何使 用、维护蓄电池是消费者最为关心的事情。尽管蓄电池对充电方式有很大的包容性，但如果 长期使用劣质充电器会加速蓄电池的老化和容量的快速下降。导致蓄电池的性能下降的主 要原因有1. 一般蓄电池充电器是通过交流变压器降压后，经桥式整流电路或用开关电源方 式获得直流电。充电器在工作时，多采取变流充电方式。因此，充电器要求充电电流不能设 定的很高，一般在0. 5 1. 5A。对于7AH的蓄电池其充电电流略显偏小，这些充电技术方 案、充电电压与充电电流强度的去除极板硫酸化(即盐化)的作用不明显。2.蓄电池经常在亏电状态下运行，或经常处于过度放电状态。3.蓄电池充电时间过长，会引起蓄电池加剧失水，电解液(稀硫酸)因失水过早干 涸，容易造成蓄电池充鼓、变形，使蓄电池使用寿命提前终止。4.长期使用性能较差的充电器，对蓄电池性能会造成十分不利的影响，且这种不 利影响会日积月累。购置和使用效果较好的恒流充电方式充电器，普遍存在着电路结构复杂、易发生 故障、制作成本较高等实际问题。本发明所述的恒流方式充电装置比较好的解决了上述问 题。经过多种方案试验、比较和分析，本发明仅使用少量普通分立元器件实现了电路 结构简单、造价低、蓄电池充电效果好、工作可靠等设计要求。以下详细说明这种无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器制作中所涉及的有关 技术。
发明内容
发明目的及有益效果市场上用于蓄电池充电的普通充电器种类较多，但实际充 电效果有不少欠佳，导致蓄电池容量下降、使用寿命大幅度缩短。如何使蓄电池达到正常或 更长的使用寿命，是蓄电池用户们最为关心的问题。无电源变压器的蓄电池多档恒流充电 器用简洁的电路结构实现了恒流方式充电，丢弃了笨重的电源变压器，杜绝了有色金属的 使用，大幅度降低了整机的重量，降低充电器的制作成本。该充电器的使用将有助于延长蓄 电池的使用寿命，且有利于推广、普及。技术特征无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器由220V交流电、4条降压限流 支路、全桥整流电路、充电器输出空载指示电路、充电器输出端子组成，其特征是4条降压限流支路中的每条降压限流支路均由1只单极开关串接1只降压电容构成，且在各支路中 降压电容的两端均并接1只泄放电阻。其他电路组成及电路中元器件之间的连接关系全桥整流电路由4只硅整流二极管Dl D4接成全桥整流电路，其特征是220V 交流电的火线端L接每条降压限流支路后与220V交流电的零线端N分别接在全桥整流电 路的输入端，全桥整流电路输出端的正极接直流电流表(A)的正极，全桥整流电路输出端 的负极接电路地GND。充电器输出空载指示电路由电阻R5、发光二极管LEDl组成，其特征是发光二极 管LEDl的正极串接电阻R5后接在全桥整流电路输出端的正极和直流电流表(A)的正极， 发光二极管LEDl的负极接电路地GND。充电器输出端子充电器输出端子的正极与直流电流表㈧的负极、直流电压表 (V)的正极相连，充电器输出端子的负极与直流电压表(V)的负极、电路地GND相连。电路设计充电器电路的降压、限流电容容量越大，容抗越小，充电电流越大。反 之，充电电流越小。根据这个原理，采用调整并联电容的方法来达到调整充电电流大小的目 的。以汽车、摩托车、电动车常用的蓄电池为例，该充电电路设置了相邻级差为0.5A的可调 充电电流，通过4条支路的不同并联组合，实现对畜电池充电电流的调整。交流电路中纯电容的电压、电流、容抗之间关系是I = U/Xc = 2 π fcU = 2X3. 14X50X210C = 65940C式中 表示电容的容抗，容抗的单位为(Ω) ；U表示电容两端的电压，其单位为 (V)。代人数值是市电交流电的电压为220V，蓄电池放电的下限电压为10V，电容两端的电 压为210V;C表示电容的容量，其单位为法拉(F)；交流电的频率的单位为(Hz)，市电交流 电的频率为50Hz ；I表示通过电容的电流，单位分别是(A) ； π取3. 14。当公式中的电容 C 取 15 μ F 时，I = 65940C = 65940X0.000015 1(A)。Cl = 15yF、C2 = 22yF、C3 = 30yF、C4 = 40 μ F，对应的各支路电流分别为 1Α、1· 5Α、2Α、2. 5Α。 通过选择不同的控制开关，可将以上4条支路进行适当的组合并联，便可得到1Α、3Α、4Α… 7Α等不同的充电电流。如果欲将充电电流调得更精细些，可增加一条0. 5Α的并联支路。电路工作原理本发明是利用电容降压、限流的一种无电源变压器的蓄电池多档 恒流充电器。220V交流电经单极开关Kl Κ4及其相应阻容元件分别组成4条支路可供选 择或组合，再经4只硅整流二极管Dl D4组成的全桥整流电路后，通过直流电流表(A)给 蓄电池充电。在充电过程中，因为充电回路中蓄电池两端电压的变化量相对于220V交流电 压来说很小，电容两端的电压降也几乎不变，所以，通过降压电容的电流也是不变的，通过 蓄电池内部的充电电流自然也是恒定的。附图中电阻Rl R4分别是降压电容Cl C4的泄放电阻，在充电器断开交流电 时，能及时将降压电容上存储的电荷放掉；Kl Κ4是各条支路的单极开关，通过相应单极 开关的通断控制着支路是否并入电路；直流电流表(A)指示充电电流的大小。直流电压表 (V)指示蓄电池两端的电压；电阻R5、发光二极管LEDl组成充电器输出空载指示电路。因 电阻R5的阻值很大，充电器输出端接上蓄电池时，十多伏的电压并经电阻R5大幅度的降 压，此时无法点亮发光二极管LED1。若发现发光二极管LEDl被点亮，说明充电器输出端发 生了空载。
附图是本发明提供的无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器一个实施例的电路 工作原理图。
具体实施例方式按照附图所示的无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器的电路工作原理图和附 图说明及以下所述的元器件的技术要求进行实施，即可实现本发明。元器件的选择及其技术参数元器件选择应着重考虑使用安全，性能稳定、电路工作可靠为原则。在选择元器件 的参数应留有足够的富裕量，制作成本不会增加很多。4只硅整流二极管Dl D4应选用额定工作电流不小于10A，耐压值不小于400V ；单极开关Kl K4应选用额定工作电流不小于8A的；降压电容Cl C4应选用无极性的电容，其容量分别是(1为151^丄2为221^、 C3为30 μ F、C4为40 μ F，要求选用耐压均不小于400V ；泄放电阻Rl R4均选用阻值为220k Ω、功率规格为0. 5W ；直流电流表㈧选用量程为IOA或15Α规格的电流表；直流电压表(V)应选用量程为25V规格的电压表；LEDl选用普通红色发光二极管，降压电阻R5选用阻值IOkQ、功率为6W的电阻；充电器输出接线柱的工作电流要求不小于15Α。制作方法将单极开关Kl Κ4并排装在机壳面板上适当的位置，并分别在单极开 关Kl Κ4的适当位置分别标注1Α、1. 5Α、2Α、2. 5Α的字样，以便在选择充电电流时快速计 算和调整。为安全起见在接入220V交流电时，对220V交流电火线端L、零线端N的识别一 定要正确无误。电路调试在无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器的电路中，只要选用的电子 元器件性能完好，并按照说明书附图中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质 量经过仔细检查正确无误后，电路基本不需要调试就可正常工作。使用方法无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器属于无电源变压器隔离的充电器，为了人 身安全，该充电时应严格按照下列程序进行操作1.检查各条支路开关应处于断开状态，将蓄电池的正、负极与充电器输出端接线 柱可靠连接，直流电压表(V)用于指示出蓄电池两端的电压。2.根据蓄电池容量对充电电流的要求，选择接通一档或多档单极开关，充电电流 的数值应为接通单极开关的电流值之和。3.将电源插头插入220V交流电，在接通相应支路的单极开关之后，此时观察充电 器输出空载指示灯点亮与否。若发光二极管LEDl被点亮，说明蓄电池正、负极与充电器接 线柱之间接触不良，应及时消除接触不良的故障，然后再进行接通220V交流电。4.该充电器的缺陷是不具备蓄电池充满电后自动停充功能。充电时应根据蓄电池 的不同容量，决定充电电流和充电时间，并通过电压表监视整个充电过程。
权利要求
1.一种无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器，由220V交流电、4条降压限流支路、全 桥整流电路、充电器输出空载指示电路、充电器输出端子组成，其特征是4条降压限流支 路中的每条降压限流支路均由1只单极开关串接1只降压电容构成，且在各支路中降压电 容的两端均并接1只泄放电阻。
2.根据权利要求1所述的无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器，全桥整流电路由4 只硅整流二极管Dl D4接成，其特征是220V交流电的火线端L接每条降压限流支路后 与220V交流电的零线端N分别接在全桥整流电路的输入端，全桥整流电路输出端的正极接 直流电流表(A)的正极，全桥整流电路输出端的负极接电路地GND。
3.根据权利要求1所述的无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器，充电器输出空载指 示电路由电阻R5、发光二极管LEDl组成，其特征是发光二极管LEDl的正极串接电阻R5后 接在全桥整流电路输出端的正极和直流电流表(A)的正极，发光二极管LEDl的负极接电路 地 GND。
4.根据权利要求1所述的无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器，充电器输出端子的 连接特征是充电器输出端子的正极与直流电流表(A)的负极、直流电压表(V)的正极相 连，充电器输出端子的负极与直流电压表(V)的负极、电路地GND相连。
全文摘要
本发明属于电子技术和蓄电池充电技术领域，涉及一种无电源变压器的蓄电池多档恒流充电器。该充电器由220V交流电、4条降压限流支路、全桥整流电路、充电器输出空载指示电路、充电器输出端子组成，其特征是4条降压限流支路中的每条降压限流支路均由1只单极开关串接1只降压电容构成，且在各支路中降压电容的两端均并接1只泄放电阻。市场上用于蓄电池充电的普通充电器种类较多，但实际充电效果有不少欠佳，导致蓄电池容量下降、使用寿命大幅度缩短。本发明用简洁的电路结构实现了恒流方式充电，丢弃了笨重的电源变压器，杜绝了有色金属的使用，大幅度降低了整机重量，降低了充电器的制作成本。该充电器的使用将有助于延长蓄电池的使用寿命。
文档编号H02J7/06GK102104269SQ20111006988
公开日2011年6月22日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者李秉哲 申请人:李秉哲