[实用新型]家用快速充电器

说明书

本实用新型属于现代电源技术领域，适用于家用的镉镍电池的充电。

目前市售家用充电器大都采用简单的单相整流电路，普通充电器的电路构成如附图1所示，这种充电器的平均充电电流约40mA，对于5号镉镍（Cd－Ni）电池（容量为500mAh）补充充电一次，至少需12个半小时。因此一般情况下充电需14～20小时。这种充电器的优点在于结构简单、易于生产、成本低。但也有许多不足之处：①充电时间长，需14～20小时，至少要过一夜，俗称“过夜充电”，如果充电被遗忘，充电器发热易引起火灾，所以一般充电器上标有“不得连续工作6（或8）小时以上”的字样，这就是说充一次电要麻烦好几次，实在不方便；②这种充电器转换效率低，只有20％，浪费电能；③这种充电器易影响电池寿命，加速电池老化，这是由于充电电池都有一个可接受充电电流曲线，如附图2所示，i₁为常规充电电流。由于极化原因，可接受充电电流i＝I₀e^-at越来越小，当充电电流低于这条曲线时（t＜t₁），电能充入电池；当充电电流高于这条曲线时（t＞t₁），多余的电能不能转化为化学能，使电池发热，放气，常规充电到后期3、4个小时就会出现这种现象，影响电池寿命。由于极化严重还会使电池在大多数情况下充不满，长期这样使用，电池的有效容量越来越小，加速其老化，进一步缩短其寿命。

本实用新型的目的在于克服上述充电器之不足，采用高频电流加脉冲放电去极化的快速充电方法，加快充电速度、提高转换效率、延长电池寿命。

本实用新型由电源电路3－1、振荡器3－2、充电回路3－3、放电回路3－4、电池接口3－5、检测与显示电路3－6组成，如附图3所示。电源电路3－1包括整流、滤波和稳压电路，它为充电回路3－3提供未经滤波、稳压的脉冲直流大电流，为振荡器3－2、检测与显示电路3－6提供滤波稳压的直流电压；振荡器3－2是控制充、放电的定时器，充电时给充电回路3－3开通信号，放电回路3－4关断信号，由电源来的未经滤波稳压的脉冲直流大电流经充电回路3－3、电池接口3－5对电池充电，放电时，则给充电回路3－3关断信号，放电回路3－4开通信号，电池通过电池接口3－5对放电回路3－4中的大电容瞬时放电，消除极化；检测与显示回路3－6的检测电路是一个滞回比较器，它对电池的端电压进行检测，若电池已充好电，检测电路发出信号，使显示电路显示，同时检测与显示电路的输出信号断开电池接口3－5，使电池与充电器的充、放电回路分离，停止对电池充电，并使振荡器3－2停止振荡。

本实用新型的主要优点是：①充电速度快，充电时间为10～30分钟；②转换效率高，其值可达50％；③由于在充电过程中电池不发热、不放气，因此电池寿命长，由于消除极化，充电易达标称容量的100％，也能使电池寿命得以延长。

实施例：附图4是本实用新型实施例，其主要参数为：可充5号镉镍电池1～4节，输入电压为220V±10％，充电电流为2－3A。本充电器具有良好的声光报警和自行关断功能，还具有过流保护功能，以防使用者将充电器短路或电池接反而损坏充电器。

电源由变压器B、整流桥堆QL、熔丝等组成，为充电回路提供100HZ的脉动直流电，其空载平均电压约为7.2v，D₁、C₁、IC₁、C₂构成滤波稳压电路，为振荡器、检测与显示电路、报警电路等提供直流稳压电，电压为8V。D₁是为防止充电回路工作时电源电压降低，影响稳压部分工作而设置的。

振荡器由555定时器及一些阻容元件R₁、R₂、W₁、C₃、C₄、C₅组成（当然也可用其它器件组成），振荡周期约为1.5秒，占空比约为80％（可调）。R₁的作用是为了把振荡器关断而设置的，当IC₂的4端为低电平时，则555停振。R₂和R₅组成积分电路，它使555振荡输出的矩形波的上升沿和下降沿变的倾斜一点，以便准确控制充、放电回路的开通与关断，有助于防止充、放电回路同时导通，把电源短路。