专利名称：快速充电设备温度控制装置的制作方法
技术领域：
本发明为快速充电设备的温度控制装置。
根据去极化理论，采用脉冲技术、设计合理的快速充电装置，可使充电时间减少到原充电时间的 1/10 ，充电效率由原来的65％提高到80％以上，而且电池放电容量、循环寿命均不降低，具有广泛的实用价值。在快速充电过程中，充电电流、电池升温、电池充足时上限电压是充电过程中的几个主要参数，而这些参数又都和温度密切相关。其一，在一定温度范围内，蓄电池对充电电流接受能力随温度升高递增。其二，电池充足时上限开路电压在一定温度范围内随温度递减，例如，Ni－Cd电池在40℃时充足后单节上限电压为1.52V，而在0℃时则为16V。其三，电池充足后本身温度上升，特别是快速充电时，过量充电使电池温度急增，也就是说电池的温升也可判断其是否已充足。目前快速充电装置中对上述温度对充电参数影响考虑甚少，而造成在不同温度条件下电池容量差异较大，甚至由于温度的变化使电池过量充电而损伤，对于密封的Ni－Cd电池造成爆炸。本发明提出一种快速充电过程中温度控制方法和装置。旨在排除温度变化对充电性能的不利影响，在不同的温度条件下使快速充电均能获得理想的效果。
可以提供的参考文献1.美国专利U.S Patont APr，7，19814，260，9432.美国专利U.S Patont NOv，11，19804，233，5533.日本“Yuasa”公司产“Super Mode100”charger。
本发明基本内容是当环境温度升高时，充电电流温度调节电路使充电电流自动增大，当环境温度降低时使充电电流自动减小，以适应充电电流随温度递增的规律。当温度升高时，电池充电检测电路中温控元件自动使上限电压降低，当温度降低时，温控元件又自动使上限电压升高，以适应电池充足时上限电压随温度递减的规律。在充电过程中让电池温度和环境温度进行比较，当电池温升至某一设定值时，表征电池已充足，控制电路将充电放电门电路关闭，停止工作，从而起到电池充足自动停充的作用，有效的防止了电池因过量充电而损坏。
本发明适于各种不同类型的快速充电设备的温度自动控制。
本发明的详细说明附
图1为本发明的电气原理图，附图2为本发明的部分波形图。它由由充电主回路〔1〕、直流稳压电源〔2〕、充电放电脉冲形成电路〔3〕、主控双稳态〔4〕、电池充足自动停充温度控制电路〔5〕、电池温升自动控制电路〔6〕和充电电流温度自动调节〔7〕组成。
1.充电主回路〔1〕220V或380V交流市电输入至变压器B的初级n1，次级n2经可控硅SCR1、SCR2全波可控整流，经电流表A输出至被充电池E的正极。三极管BG1、电阻R1等元件组成充电输出过流或短路自动保护电路。电流表串接于BG1的基极和发射极之间，当电流流过时，由于电流表的内阻使BG1的b、e极间形成电压差。当充电电流超过设定值时，BG1导通，输出高电位，经电阻R2、稳压管WD2使主控双稳态置0，三极管BG4输出低电位，经二极管D16，D15迫使充电、放电回路停止工作，从而起到充电过流自动保护的作用。
2.直流稳压电源〔2〕B的次级n4经二极管D8－D11桥式整流、电容C3、C4滤波、集成稳压器IC1稳压后输出12V直流稳压电源Vc，作为整机直流电源。
3.充电脉冲、放电脉冲形成、分配电路〔3〕时基电路IC2、电阻R7、R8、电容C5等元件组成充电脉冲电路。IC2第3脚输出如图2a所示波形。该输出经二极管D12和充电控制电路的双基极二极管BG2组成与门，即IC2输出高电位时充电工作，输出低电位时充电停止。时基电路IC3、电阻R11、电容C8等元件组成单稳态电路，其作用是形成放电脉冲。充电脉冲输出经电容C7、二极管D17等元件组成的微分电路其下跳沿输入至IC3的触发端2脚，使其第3脚输出一个宽度为t3＜t2的方波，再经射极跟随器BG3电流放大后去触发放电可控硅SCR3。由于SCR3的导通，电池对电容C1充电，形成放电电流，其波形为图2c所示。由于放电电流呈指数曲线衰减，当放电电流小于SCR3的维持电流时，SCR3自动关断，形成一个充电、放电周期。这里所以用C1作为SCR3的负载，是因为这种电路可以提供瞬间大电流放电而不发热，比电阻作放电负载优越。放电完成后电容C1的正极为高电位，必须在下一次放电之前将C1上的电荷放掉，接着进入充电阶段，IC2第三脚为高电位，使BG8导通，而BG8的负载电阻R10接C1正极，这时C1正极储存的正电荷通过R10放掉，使C1进入下一次放电的等待状态。R10上压降为附图2d所示。
4.主控双稳态〔4〕三极管BG4、BG5、电阻R16～R19等元件组成主控双稳态。当掀按启动按钮NK置“1”时，BG4输出高电位，经二极管D15、D16和放电电路BG8、充电电路BG2组成与门，即双稳态置“1”时充电放电正常工作。当双稳态置“0”时，BG4输出低电位，充电、放电停止工作。当充电输出过流时，BG1输出高电位，经电阻R2，稳压管WD2将双稳态置“0”，充电放电停止工作，起到过流自动保护作用。当电池充足时，电池电压升高使稳压管WD3击穿，并使BG6导通，输出低电位，经二极管D14将双稳态置“0”，充电放电停止，起到充足自动停充的作用。当电池温升大于设定值时，IC4输出高电位，经WD4、R25使双稳态置“0”，充电放电均不工作，起到电池温升自动保护作用。
5.电池充足自动停充温度控制电路〔5〕由三极管BG6、稳压管WD3、热敏电阻Rt4等元件组成电池充足自动停充温度控制电路。在电池充足之前，电池电压较低，WD3截止，BG6截止，输出高电位，二极管D14反偏，对双稳态不起作用。当电池充足时，电池电压升高，WD3击穿，并通过热敏电阻Rt4使BG6导通，输出低电位，经D14使双稳态置“0”，充电、放电停止，从而起作电池充足自动停充作用。由于电池充足时上限电压与温度升高递减，而热敏电阻Rt4也随温升递减，这样就可在不同温度条件下，电池充足时都能可靠的自动停止充电。
6.电池温升自动控制电路〔6〕电压比较器IC4、电阻R22、R23、热敏电阻Rt2、Rt3等元件组成电池温升自动控制电路。Rt3置于自然环境温度中，Rt2紧贴在电池表面。电池充足时都有一定温升，如Ni－Cd电池充足时温升约10℃左右，铅酸电池温升更高些。调节可调电阻R22，使其Rt2温度高于Rt3温度12～13℃时，IC4输出高电位。这样，在充电过程中，蓄电池温升12～13℃时即说明电池已充足，IC4输出高电位，使WD4击穿，并经R25使双稳态置“0”，充电放电停止，从而起到电池温升自动保护作用。
7.充电电流温度自动调节电路〔7〕双基极二极管BG2、电位器W1、电阻Rt1、电容C2等元件组成充电电流温度自动调节电路。当温度升高时，Rt1阻值变小，BG1振荡频率较高，可控硅SCR1、SCR2导通角较大，充电电流较大；当温度较低时，Rt1阻值增大，BG1振荡频率变低，SCR1、SCR2导通角变小，充电电流减小，从而起到充电电流随环境温度递增的作用，符合电池可接受充电电流随温度递增的规律。
本发明与现有技术的优点及积极效果本发明采用温度控制电路，园满的解决了温度变化对快速充电参数的不良影响，提高了快速充电过程的可靠性、安全性指标和自动化程度。
1.在电池充足自动停充电路中设计了温度自动补赏电路，在环境温度变化较大的范围内，能保证电池在高温下充足后能可靠的自动检测停充，又能保证在低温下电池充足其容量，提高了环境适应性、安全性和可靠性。
2.在充电电流控制电路中设计了温度自动调节电路，温度升高时充电电流自动增大，温度降低时，充电电流自动减小符合电池在不同温度条件下对充电电流接受能力，既能在温度较高时缩短充电时间，又能在温度较低时不致损伤电池，有利于电池寿命的延长。
3.本发明设计了电池温度和环境温度比较电路，可靠的检测电池相对温升，而电池温升又是充电状态的一个重要指标，当电池温升至12～14℃时，说明电池已充足，自动停止充电。这一检测方法和电池充足电压检测方法组成快速充电过程中双重控制，可靠的防止了因过量充电而对电池的破坏。
本发明实施最佳方案1.本发明电路成熟，已经过试验，只要元器件性能可靠，接线无误，通电即可工作。
2.Rt1阻值要选用适当，太大了使人工调节范围太小，Rt1阻值太小则温度自动调节起不到应有作用，最好选取10～15K。
3.Rt2要紧贴在电池上，Rt3置于不受充电设备影响的自然环境中，以正确反应电池温升。
4.Rt4阻值应由被充电池电压和WD3的稳压值决定，建议选取6～8K，调试时和电池温升电路配合，最好使二者自动停充的时间基本同步。
权利要求1.一种快速充电设备的温度自动控制装置，它由充电主回路[1]、直流稳压电源[2]、充电放电脉冲形成分配电路[3]、主控双稳态[4]、电池充足自动停充温控电路[5]、电池温升自控电路[6]和充电电流温度自动调节[7]组成，其特征在于a热敏电阻Rt4一端接稳压管WD3正极，另一端接三极管BG6基极，BG6输出接二极管D14负极，D14正极接三极管BG5基极；b热敏电阻Rt2一端接比较器IC4的同相输入端，Rt3一端接比较器的反相输入端，Rt2、Rt3的另一端接O，可调电阻R22一端接IC4同相输入端，R23一端接IC4反相输入端，R22和R23的另一端Vc；IC4输出经稳压管WD4、电阻R25接三极管BG4基极；c热敏电阻Rt1一端接双基极二极管BG1的e极，另一端接电位器W1，W1的另一端接V1。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于a.热敏电阻Rt4的阻值为6.8～9.1K，Rt2＝Rt3＝4.7～6.8K，Rt1＝8.2－10K，R22＝R23＝20～24K；b.Rt1、Rt2、Rt3、Rt4均为负温度系数的热敏电阻，其温度系数为－(3～5)％／℃。
专利摘要一种快速充电的温度控制装置，包括电源变换、充电放电脉冲形成、充电电流温度自动调节、电池充足自停温控电路和电池温升自控电路。一热敏电阻申接于充电可控硅的触发电路，使充电电流随环境温度递增。另一热敏电阻申接于充电状态检测电路，使之充足时电池电压随温度递减。还有两只热敏电阻一端分别接比较器的同相输入和反相输入，其中一只紧贴在电池上，另一只置自然环境中，当电池温升至某一设定值时，自动停止充电。
文档编号H02J7/10GK2096835SQ9120385
公开日1992年2月19日 申请日期1991年3月19日 优先权日1991年3月19日
发明者邓克强, 邵兰春, 邓力杰, 邓力建, 邓维, 庞梅英, 邵长胜, 邓克顺, 邓冉, 孙梅, 路月英, 邓克彬, 邵君华 申请人:邓克强, 邵兰春