[实用新型]镉镍蓄电池自动充电装置

说明书

镉镍蓄电池自动充电装置是一种电池充电器。

小型便携式收录机、录放机具有体积小，重量轻，携带方便，价格低廉等优点，很受用户欢迎。但它只能依赖随机所带的锌锰干电池供电，如采用R₆型（5^＃）电池，每小时电源费用高达0.30元左右。如果采用可重复充电1000次的碱性圆柱形密封镉镍蓄电池，每小时电源费用可降至0.014元，这样就大大地减轻了消费者的负担。但是，替镉镍蓄电池充电必须注意以下两个问题：（1）由于其内阻很低，如果充电电流太大，容易受损坏。（2）如果充电时间过长，也容易损坏。前者一般采用恒定电流充电法来解决。后者可采用自动的读出比较线路来解决——它可将电池的电压和一项予先调定的基准电压相比较，如果电池的电压高过这个基准电压的数值，充电即自动停止。香港地区出版的“无线电技术”杂志1985年第151期刊登了全自动化的12伏专业型充电器，它由直流稳压电源、切断型可控恒流源和电压检测及切断信号发生器三部分组成，其线路图见图1。其直流稳压电源由整流管D₁～D₄构成的整流、ZD、TR₆构成的稳压及TR₁、TR₂、TR₄构成的平衡放大电路（包括输出级）组成。切断型可控恒流源由基于射极电压反馈控制原理的恒流电路及二个并联的用以防止电池电流倒流的达灵顿管D₅、D₆构成。电压检测及切断信号发生器则由接成R－S触发器的555集成电路IC₁及相应的分压控制电路组成。其中R₁₃与VR₂组成一个分压电路，将充电电池的电压分压，分压点便被参考成一个基准电压，它由VR₂设定，当被充电池电压E为16伏时便能触发IC₁电路的反相输入端6，使该IC₁的输出端3为负压使TR₃截止，停止充电；R₁₄与VR₃则组成另一个分压电路，分压点便被视为另一个基准电压，VR₃调校至当被充电池电压E低于12.5伏时便能触发IC₁的非反相输入端2，使IC₁的输出端3倒相，TR₃导通，亦推动了发光二极管LED₂去指示正在充电；同时也推动了由TR₅、TR₇和TR₈及相应电阻所组成的恒流电路。这种装置的缺点是IC₁的功能利用不充分，但同时却浪费了许多三极管，另外，当充电电池极性反接时，也没有保护功能。为此，本实用新型提出了一种镉镍蓄电池的自动充电装置以克服这些缺点，其框图见图2。其中，直流稳压电源2由交流220伏电网电压1供电，被充电电池E接入时，便向电压检测及切断信号发生器4发出控制信号，使其控制切断型可控恒流源3向E充电，当充电至额定值时，便由4的读出比较线路去切断恒流源使其停止充电。当E的极性反接时，则恒流源不工作，起了极性保护作用。其具体线路见图3。从中可知，本实用新型的特征在于，直流稳压电源1采用集成式的7805三端稳压器向555集成电路IC₂供电。其切断型可控恒流源由三极管TR₉及依次串联于其基极和射极之间的充电发光二极管LED₂和相应的限流电阻组成，LED₂的另一端接Vcc，其目的在于利用LED₂导通时其内阻压降很小，基本上是一个稳压管，这一特性来促使流过TR₉的集电极电流恒定以构成一个恒定电流源。TR₉的基极顺次串联了二个开关三极管TR₁₀和TR₁₁。TR₁₀的基极由IC₂的输出端Q通过电阻R₂₂来控制，被充电电池E的正极通过R₂₄与TR₁₁的基极相连，它还通过R₂₃与IC₂的复位端R相接，同时又直接接到TR₁₁的集电极上，因而只要利用E的剩余电压，在Q＝1，（高电平）R＝0的条件下，就可依次使TR₁₁，TR₁₀导通，从而使TR₉也导通，这样就起了恒流充电的作用。另外，E还与由R₁₇，R₁₈，R₂₀依次串联而成的电阻网络构成了一个读出比较线路，这个电阻网络R₁₇的一端接Vcc，R₂₀的一端接地，这样，只要再把可变电阻R₁₈的滑动端接到IC₂的控制端VC上即可起自动切断作作用，当E的充电电压大于VC时，IC₂的双稳触发器就翻转，则Q＝0，充电就终止。由此可见，由二个运算放大器A₁、A₂及一个双稳态触发器构成的IC₂、（见图4）、TR₁₀及TR₁₁构成之三极管开关电路及由E，R₁₇、R₁₈、R₂₀构成的读出比较线路三者构成了一个电压检测及切断信号发生器。