专利名称：电池充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池充电装置，特别是一种结构较小且适于汽车蓄电池充电的充电装置。
一般充电装置是将一汽车的蓄电池完全充电时使用，因为以往的充电装置非常重而且占用相当大的空间，所以，通常只会在汽车修护厂中才找得到，因此，当驾驶人在离开车子之前忘记把车灯关闭时，必须将蓄电池带到技工那里去充电，虽然，利用跳接线将汽车没有电的蓄电池连接至另一部汽车的蓄电池，就可将蓄电池没电的汽车的引擎发动，但是这种方法必须依赖另一部汽车会提供引擎所需的电力。另外，一般使用于如行动电话、携带型电脑及发光设备般电气用品上的各式充电装置也不适用于为汽车的蓄电池充电。
本发明的目的在于提供一种结构较小，使用方便的为汽车蓄电池充电的电池充电装置。
为达到上述目的，本发明采取如下措施本发明的一种电池充电装置，包括一电源输出单元；一电源输入单元；其特征在于，还包括一充电一再充电控制单元，其包括一可再充电单元，其具有第一与第二可再充电电池；一开关装置，连接至可再充电单元、电源输出单元及电源输入单元，开关装置可在一充电模式与一再充电模式下动作，在充电模式下，第一与第二可再充电电池串联地连接至电源输出单元，使充电电流从可再充电单元排放至电源输出单元以执行充电动作；在再充电模式下，第一与第二可再充电电池并联地连接至电源输入单元。
所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一个信号产生装置，其连接至所述电源输出单元，该装置在充电动作期间当电源输出单元的一充电电压信号高于一预定电压准位时产生一第一信号，在充电动作期间当充电电压信号低于预定电压准位时产生一第二信号；及另一个信号产生装置，其连接至所述充电一再充电控制单元及所述电源输入单元，该装置在再充电动作期间当所述可再充电单元的电池电压高于一预定上临界电压时产生一第三信号，及在再充电运作期间当电池电压低于上临界电压时产生一第四信号。
所述的电池充电装置，其特征在于所述电池电压位于上临界电压与一下临界电压之间时，所述第四信号为一稳定的光输出，而电池电压低于下临界电压时，第四信号为一闪烁的光输出。
所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一个连接至所述充电—再充电控制单元及所述电源输入单元的再充电状态显示单元，其包括一分压器及参考电压产生器，在所述开关装置在再充电模式下动作期间，当该电源输入单元供应再充电电流到充电—再充电控制单元时，其由充电—再充电控制单元所动作，产生一个用于所述可再充电单元的电池电压的第一部分的第一比较器电压，及一参考电压，连接至该分压器及参考电压产生器的一第一比较器，该第一比较器把第一比较器电压与该参考电压作比较，及一连接至第一比较器的第一发光单元，当第一比较器电压大于参考电压时，该第一发光单元由第一比较器驱动以表示该电池电压高于预定上临界电压而且充电动作可以结束。
所述的电池充电装置，其特征在于
所述再充电状态显示单元包括一第二发光单元，第二发光单元当所述电池电压低于上临界电压时动作。
所述的电池充电装置，其特征在于所述分压器及参考电压产生器在再充电动作期间当由所述充电一再充电控制单元动作时，产生一个用于所述可再充电单元的电池电压的第二部分的第二比较器电压，再充电状态显示单元包括连接至所述分压器及参考电压产生器的一第二比较器，第二比较器对第二比较器电压与参考电压作比较；连接至第一、第二比较器及所述第二发光单元的逻辑装置；逻辑装置是当第一比较器电压低于参考电压，且第二比较器电压高于参考电压时，驱动所述第二发光单元产生一稳定的光输出以表示电池电压位于所述上临界电压与一预定下临界电压之间，当第二比较器电压低于参考电压时驱动第二发光单元产生一闪烁的光输出以表示电池电压低于下临界电压且再充电动作继续。
所述的电池充电装置，其特征在于所述充电一再充电控制单元更包括一继电器单元，继电器单元具有一个连接至所述电源输入单元的线圈部分及一个连接再充电状态显示单元和所述可再充电单元的正常为开启状态的继电器接触部分，藉此在再充电动作期间，来自所述电源输入单元的再充电电流给该线圈部分能量来关闭继电器接触部分并且达成再充电状态显示单元与所述可再充电单元之间的连接以提供一运作电压信号给再充电状态显示单元。
所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一充电状态显示单元；充电状态显示单元包括串联地连接至所述电源输出单元的一齐纳二极管和一光发射器；在充电期间当出现在电源输出单元的一充电电压信号高于一预定电压准位时，光发射器被显示充电会继续，在充电运作期间当充电电压信号低于预定电压准位时，光发射器不动作，以表示充电结束。
所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一个与所述充电一再充电控制单元连接的再充电状态显示单元；再充电状态显示单元包括二个比较器及一个参考电压产生器所述的电池充电装置，其特征在于所述开关装置包括至少一个双刀双掷开关。
所述的电池充电装置，其特征在于所述充电一再充电控制单元还包括一电源分头单元，电源分头单元连接至所述开关装置。
所述的电池充电装置，其特征在于所述电源输入单元包括一交流至直流转接器。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明
图1是本发明较佳实施例的电路方块示意图。
图2是本发明较佳实施例的电路图。
如图1、2所示，本发明的电池充电装置10包括一电源输出单元11、一电源输入单元、一充电一再充电控制单元13、一再充电状态显示单元14及一充电状态显示单元15。
该充电一再充电控制单元13包括构成一开关装置的第一和第二双刀、双掷(dpdt)开关(SW1.SW2)、构成一可再充电单元的第一和第二12伏特可再充电电池(B1，B2)及一继电器单元131。第一双刀双掷(dpdt)开关(SW1)具有一对共用端(B，E)、一对第一选择端(A，D)及一对第二选择端(C，F)。该第一开关(SW1)是可选择地在一ON位置与一OFF位置动作。在ON位置，该等共用端(B，E)分别连接至第一选择端(A，D)。在OFF位置，共用端(B，E)分别连接至第二选择端(C，F)。第一开关(SW1)的第二选择端(C，F)是处于浮接状态。第一开关(SW1)的第一选择端(D)和共用端(B)分别连接至第一和第二可再充电电池(B1，B2)的正极。第一可再充电电池(B1)的负极接地。第二双刀双掷开关(SW2)具有一对共用端(H，K)、一对第一选择端(G，J)、及一对第二选择端(I，L)。第二开关(SW2)可选择地在一充电位置与一再充电位置下动作。在该充电位置下，该等共用端(H，K)是分别连接至该等第一选择端(G，J)。在再充电位置，共用端(H，K)分别连接至第二选择端(I，L)。第二开关(SW2)的第一选择端(J)和共用端(K)连接至第一开关(SW1)的第一选择端(A)。第二开关(SW2)的第一选择端(G)和第二选择端(L)连接至第一开关(SW1)共用端(E)和一个包括电阻器(R5)及齐纳二极管(ZD2)的电源分头单元133。电源分头单元133的说明容后详述。第二开关(SW2)的共用端(H)连接至第二可再充电电池(B2)的负极。第二开关(SW2)的第二选择端(I)被接地。电源输出单元11是经由一溶丝132连接至第一开关(SW1)的第一选择端(A)。电源输入单元12藉由二极管(D1，D2)连接至第一开关(SW1)的第一选择端(D)和共用端(B)。电源输入单元12包括一限流电阻器121。在本实施例中，继电器131是一舌簧式继电器，其具有一连接至电源输入单元11的线圈部分1310及一平常处于开启状态的继电器接触部分1312。接触部分1312的一端连接至第一开关(SW1)的第一选择端(D)，而其另一端连接至二极管(D)的阳极。一晶体管(Q1)具有一连接至第一开关(SW1)的第一选择端(A)的集电极电阻器(R1)、一连接至第二开关(SW2)的共用端(H)的基极电阻器(R)及一接地的发射极。二极管(D4)将晶体管(Q1)的集电极连接到二极管(D1)的阴极。
再充电状态显示单元14包括一第一比较器141、一第二比较器142、一分压器与参考电压产生器143、由逻辑电路44与时钟产生器145所构成的逻辑装置及一发光单元146。
分压器与参考电压产生器143经由二极管(D3)和继电器接触部分1312连接至第一可再充电电池(B1)。当动作时，分压器与参考电压产生器143产生一个为第一可再充电电池(B1)的电池电压的第一部分的第一比较器电压(V1)、一个是第一可再充电电池(B1)的电池电压的第二部分的第二比较器电压(V2)及一预定参考电压(Vref)。第一比较器141具有一个接收第一比较器电压(V1)的第一信号输入端及一个接收参考电压(Vref)的第二信号输入端。第二比较器142具有一个接收第二比较器电压(V2)的第一信号输入端及一个接收该参考电压(Vref)的第二信号输入端。每个第一和第二比较器141，142更具有一个经由二极管(D3)与继电器接触部分1312连接至第一可再充电电池(B1)的动作电压输入端。
在本较佳实施例中，时钟产生器145提供一个1Hz的振荡时钟信号。逻辑电路144包括第一与第二两输入非门(NOR)1441、1442。第一非门(NOR)1441的其中一个输入端从时钟产生器145接收时钟信号。第一非门1441的另一个输入端接收第二比较器142的输出。第二非门1442的其中一个输入端接收第一比较器141的输出。第二非门1442的另一个输入端接收第一非门1441的输出。
发光单元146包括两个发光二极管(LED1，LED2)。发光二极管(LED1)具有一个经由电阻器(R3)连接至第一比较器141输出的阳极及一个接地的阴极。发光二极管(LED2)具有一个被连接至第二非门1442输出的阳极及一个接地的阴极。
充电状态显示单元15包括串联地跨接在电源输出单元11与地线之间的一发光二极管(LED3)、一齐纳二极管(ZD1)及一电阻器(R4)。
当本较佳实施例被使用来对执行将一汽车的蓄电池(图未示)充电时，电源输出单元11可以直接连接至蓄电池，如同使用跳接线(图未示)。然后，由第一与第二开关(SW1，SW2)构成的开关装置是在第一开关(SW1)处于ON位置及第二开关(SW2)处于充电位置的充电模式下动作。在第一开关(SW1)处于ON位置，该等共用端(B，E)分别连接至第一选择端(A，D)，而在第二开关(SW2)处于充电位置，该等共用端(H，K)分别连接至第一选择端(G，J)。此时，第一与第二可再充电电池(B1，B2)串联地连接至电源输出单元11，可允许充电电流从电池(B1，B2)排放至电源输出单元11，以将蓄电池充电到一个足以启动汽车的引擎(图未示)的量。
当第一与第二可再充电电池(B1，B2)的放电被起始时，在电源输出单元11的充电电压信号高于一个足以使齐纳二极管(ZD1)导通并动作发光二极管(LED3)的预定电压准位，例如，15伏特，藉此导致一个显示充电动作可以继续的第一信号。当第一与第二可再充电电池(B1，B2)的放电持续一段时间时，在电源输出单元11的充电电压信号会最终降至该预定电压准位之下。齐纳二极管(ZD1)停止导通，而且该发光二极管(LED3)不动作，而得到一个用以显示充电动作可以结束的第二信号。藉着将第一开关(SW1)动作到OFF位置，第一与第二可再充电电池(B1，B2)不与该电源输出单元11连接，可避免第一与第二可再充电电池(B1，B2)不必要的放电。
在充电动作期间，经过二极管(D1，D2)的充电电流的流动不可能确保免于继电器单元131的不合时动作。此时，晶体管(Q1)提供避免继电器131的不合时动作的额外保护。因为，在此时没有电流被充许流过继电器单元131的线圈部分1310，再充电状态显示单元14保持与第一可再充电电池(B1)不连接。发光二极管(LED1，LED2)在该装置执行充电动作时一直未动作。
在上述的充电动作期间，电源分头单元133允许第一可再充电电池(B1)的分头可动作具有较低电压要求的电器，像汽车电视、汽车吸尘器、电话、汽车清净器、汽车冰箱等，或者可将电器的电池充电。
在第一与第二可再充电电池(B1，B2)已被使用来将汽车的蓄电池(图未示)充电之后，为了后续的充电动作作准备，必须执行再充电动作以将电池(B1，B2)再充电。此时，该开关装置是在第一开关(SW1)处于OFF位置且第二开关(SW2)处于再充电位置的再充电模式下动作。在第一开关(SW1)处于OFF位置，共用端(B，E)分别连接至第二选择端(C，F)，而在第二开关(SW2)处于再充电位置，共用端(H，K)分别连接至第二选择端(I，L)。第二可再充电电池(B2)的负极经由第二开关(SW2)的端(H，I)被接地，而且二极管(D1，D2)将第一与第二可再充电电池(B1，B2)并联地连接至电源输入单元12。第一与第二可再充电电池(B1，B2)在第一开关(SW1)处于OFF位置时是不与电源输出单元11连接。因此，没有电压信号出现于电源输出单元11，以致于发光二极管(LED3)在再充电动作期间保持不动作。
电源输入单元12，其在本实施例中可以包括一交流至直流转接器，以供应再充电电流到第一与第二可再充电电池(B2，B2)，可将第一与第二可再充电电池(B1，B2)再充电。再充电电流的一部分流过继电器单元131的线圈部分1310，藉此给线圈部分1310能量以关闭继电器接触部分1312。第一可再充电电池(B1)被连接至再充电状态显示单元14，藉此再充电动作期间得到一动作电压信号来驱动该分压器及参考电压产生器143产生第一与第二比较器电压(V1，V2)及参考电压(Vref)。
第一比较器141把第一比较器电压(V1)与参考电压(Vref)作比较。当第一比较器电压(V1)比参考电压(Vref)大时，表示第一可再充电电池(B1)的电池电压高于一预定上临界电压，如13伏特，第一比较器141产生一高逻辑输出，藉此在不管第二比较器142的输出下，驱动发光二极管(LED1)产生一个表示再充电动作可以结束的第三信号。第二非门1442的输出处于低逻辑状态，发光二极管(LED2)不发光。
当第一比较器电压(V1)低于参考电压(Vref)时，表示第一可再充电电池(B1)的电池电压低于预定上临界电压，第一比较器141产生一低逻辑输出，藉此发光二极管(LED1)不动作。第二比较器142把第二比较器电压(V2)与参考电压(Vref)作比较。当第二比较器电压(V2)大于参考电压(Vref)时，表示第一可再充电电池(B1)的电池电压高于一预定下临界电压，如10.5伏特，第二比较器142产生一高逻辑输出。第一非门1441的输出处于低逻辑状态，而且第二非门1442的输出处于高逻辑状态，藉此使发光二极管(LED2)产生一稳定的光输出，表示第一可再充电电池(B1)的电池电压位于临界电压的范围之内。
当第二比较器电压(V2)低于参考电压(Vref)时，表示第一可充电电池(B1)的电池电压低于预定下临界电压，第二比较器142产生低逻辑输出。第一非门1441的输出与来自时钟产生器145的时钟信号相反，而且第二非门1442的输出是与第一非门1441的输出相反。此时，发光二极管(LED2)被动作以产生一闪烁的光输出，表示该再充电动作应该继续。
综上所述，本发明的电池充电装置具有如下效果一、该充电装置体积小方便携带。此外，该充电装置可以被再充电来为后续的充电动作准备。
二、本发明的电池充电装置中所使用的第一与第二可再充电电池(B1，B2)在充电后，不会被连接以确保避免电池(B1，B2)的不必要放电。
权利要求
1.一种电池充电装置，包括一电源输出单元；一电源输入单元；其特征在于，还包括一充电一再充电控制单元，其包括一可再充电单元，其具有第一与第二可再充电电池；一开关装置，连接至可再充电单元、电源输出单元及电源输入单元，开关装置可在一充电模式与一再充电模式下动作，在充电模式下，第一与第二可再充电电池串联地连接至电源输出单元，使充电电流从可再充电单元排放至电源输出单元以执行充电动作；在再充电模式下，第一与第二可再充电电池并联地连接至电源输入单元。
2.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一个信号产生装置，其连接至所述电源输出单元，该装置在充电动作期间当电源输出单元的一充电电压信号高于一预定电压准位时产生一第一信号，在充电动作期间当充电电压信号低于预定电压准位时产生一第二信号；及另一个信号产生装置，其连接至所述充电一再充电控制单元及所述电源输入单元，该装置在再充电动作期间当所述可再充电单元的电池电压高于一预定上临界电压时产生一第三信号，及在再充电运作期间当电池电压低于上临界电压时产生一第四信号。
3.根据权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于所述电池电压位于上临界电压与一下临界电压之间时，所述第四信号为一稳定的光输出，而电池电压低于下临界电压时，第四信号为一闪烁的光输出。
4.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一个连接至所述充电一再充电控制单元及所述电源输入单元的再充电状态显示单元，其包括一分压器及参考电压产生器，在所述开关装置在再充电模式下动作期间，当该电源输入单元供应再充电电流到充电一再充电控制单元时，其由充电一再充电控制单元所动作，产生一个用于所述可再充电单元的电池电压的第一部分的第一比较器电压，及一参考电压，连接至该分压器及参考电压产生器的一第一比较器，该第一比较器把第一比较器电压与该参考电压作比较，及一连接至第一比较器的第一发光单元，当第一比较器电压大于参考电压时，该第一发光单元由第一比较器驱动以表示该电池电压高于预定上临界电压而且充电动作可以结束。
5.根据权利要求4所述的电池充电装置，其特征在于所述再充电状态显示单元包括一第二发光单元，第二发光单元当所述电池电压低于上临界电压时动作。
6.根据权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于所述分压器及参考电压产生器在再充电动作期间当由所述充电一再充电控制单元动作时，产生一个用于所述可再充电单元的电池电压的第二部分的第二比较器电压，再充电状态显示单元包括连接至所述分压器及参考电压产生器的一第二比较器，第二比较器对第二比较器电压与参考电压作比较；连接至第一、第二比较器及所述第二发光单元的逻辑装置；逻辑装置是当第一比较器电压低于参考电压，且第二比较器电压高于参考电压时，驱动所述第二发光单元产生一稳定的光输出以表示电池电压位于所述上临界电压与一预定下临界电压之间，当第二比较器电压低于参考电压时驱动第二发光单元产生一闪烁的光输出以表示电池电压低于下临界电压且再充电动作继续。
7.根据权利要求4所述的电池充电装置，其特征在于所述充电—再充电控制单元更包括一继电器单元，继电器单元具有一个连接至所述电源输入单元的线圈部分及一个连接再充电状态显示单元和所述可再充电单元的正常为开启状态的继电器接触部分，藉此在再充电动作期间，来自所述电源输入单元的再充电电流给该线圈部分能量来关闭继电器接触部分并且达成再充电状态显示单元与所述可再充电单元之间的连接以提供一运作电压信号给再充电状态显示单元。
8.根据权利要求4所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一充电状态显示单元；充电状态显示单元包括串联地连接至所述电源输出单元的一齐纳二极管和一光发射器；在充电期间当出现在电源输出单元的一充电电压信号高于一预定电压准位时，光发射器被显示充电会继续，在充电运作期间当充电电压信号低于预定电压准位时，光发射器不动作，以表示充电结束。
9.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，还包括一个与所述充电一再充电控制单元连接的再充电状态显示单元；再充电状态显示单元包括二个比较器及一个参考电压产生器。
10.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于所述开关装置包括至少一个双刀双掷开关。
11.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于所述充电—再充电控制单元还包括一电源分头单元，电源分头单元连接至所述开关装置。
12.根据权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于所述电源输入单元包括一交流至直流转接器。
全文摘要
一种电池充电装置,包括:电源输出单元,电源输入单元;充电－再充电控制单元,其包括:可再充电单元,其具有二个可再充电电池;开关装置,连接至可再充电单元、电源输出单元及电源输入单元,开关装置可在一充电模式与一再充电模式下动作,在充电模式下,第一与第二可再充电电池串联地连接至电源输出单元,使充电电流从可再充电单元排放至电源输出单元以执行充电动作;在再充电模式下,第一与第二可再充电电池并联地连接至电源输入单元。
文档编号H02J7/00GK1249555SQ98120870
公开日2000年4月5日 申请日期1998年9月30日 优先权日1998年9月30日
发明者陈丽卿 申请人:陈丽卿