[实用新型]负脉冲充电机

说明书

本实用新型是关于充电机，特别是关于负脉冲充电机的防止过度充电的控制电路。

在人们生产、生活、通讯等各个领域中，广泛地使用各种以电能为动力的电器设备。上述这些设备大致上可以以电源的性质分为交流和直流两在类。其中以直流电源为动力的各种电器，具有体积小、耗电省、便于携带等优点，深受人们的欢迎，而且还日益向可充电电源的方向发展。尤其当今耗电少的微电子技术的突飞猛进，加以人们对资源的再生和防止环境污染的重视，又进一步加快的上述的进程。随这一趋势而来的是各种充电设备和充电理论的发展。在长期的电池充电实践过程中，人们发现以恒流、恒压对电池充电，不仅充电时间长达12小时以上，而且会使电池逐渐产生记忆效应，减低了电池的容量并降低其使用时间和循环使用寿命。为克服因恒压、恒流充电所产生的电池记忆效应带来的缺陷，开发出了负脉冲的充电技术。这种负脉冲充电机不仅可以克服电池充电过程中的记忆效应，而且可以进行大电流快速充电，能将一般恒流或恒压需要12小时的充电缩短到1小时左右。但目前各种负脉冲充电机还是沿用电池端电压来判断电池是否充足了电。这种电压控制电路存在以下缺点：1.在充电的过程中难以正确测量到电池的电动势，由于存在电极的极化作用，充电电压必定高于电池的电动势，在冲电过程中测量的电池的端电压实际上是充电电压。因此，在测量值的基础上减小一个电极过电位。但实际上各个电池的电极是有差异的，所以每个电池在充电过程中的过电位是不同的，使用同一过电位对大多数电池来说会过充电，既浪费电能、又延长充电时间。2.电池在充电过程中由于内阻的存在而发热而温度升高，负脉冲充电机采用电压控制电路在充电终了时电池比环境温度高15-18℃，如果环境温度达到30℃时，充电终了的电池温度将超过45℃，由于电化学反应产生的气体受热膨涨，电池内压升高造成对隔膜的冲击，常此以往会损坏隔膜，缩短电池循环使用寿命。

本实用新型的目的在于提供一种克服上述这些缺点的、能恰到好处地使电池既充足电，又无过冲电现象，且电池由于温度造成的隔膜损坏减至最小，从而延长电池循环使用寿命。

本实用新型的目的是这样实现的：一种包含直流稳压电源电路、交流稳压电源电路、负脉冲电路、控制电路的负脉冲充电机，其特征在于所述的控制电路是包含温差电阻器Rt1和Rt2、电阻器R1-R3、电位器Rw、电容器C和集成电路IC的比差式温度控制电路；上述的温差电阻器Rt1与被充电池相接触，上述的温差电阻器Rt2与环境大气相接触。

所述的负脉冲充电机，其特征在于：所述的温差电阻器Rt1是负温度系数的温差电阻器。

本实用新型在充电开始时，温差电阻器Rt1和Rt2均处在环境温度下，所以比差式温度控制电路中电位器Rw输出高电平，集成电路IC输出高电平，负脉冲电路通向电池的通道被导通，向电池充电。在正常的充电过程中，充电电流转化为化学能被电池贮存。此时电池基本不发生温度的变化，电位器Rw仍输出高电平不能引起集成电路IC的输出发生翻转，维持负脉冲的大电流充电。当被充电池充满电时，充电电能不再转化为化学能贮存，而是通过电池内阻转化为热能使电池温度迅速升高。与被充电池相接触的温差电阻器Rt1的阻值迅速变化，电位器Rw输出低电平，引起集成电路IC翻转输出低电平，使负脉冲电路通向电池的通道被截止；也可以在截止负脉冲电路的输出同时导通涓流充电电路的输出，使电池处在涓流充电的状态。因此本实用新型既保持负脉冲大电流快速充电的优点，又能在充满电时及时的关闭主充电电路，既防止电能的浪费、又降低电池的温升，使电池充满电时的温度与环境温度相比不大于14℃，从而减少了电池内压对隔膜的损坏，延长电池循环使用寿命。经测定，使用本实用新型充电的电池循环使用寿命可达500次以上，大大超过我国国标规定的400次。

以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型的电路框图。

图2是本实用新型的比差式温度控制电路。

图1为本实用新型的电路框图，它包含直流稳压电源电路、交流稳压电源电路、负脉冲电路、和比差式温度控制电路。上述的比差式温度控制电路的具体电路如图2所示，它包含温差电阻器Rt1和Rt2、电阻器R1-R3、电位器Rw、电容器C和集成电路IC。上述集成电路IC的型号是NE555。温差电阻器Rt1、电阻器R1、电位器Rw、电阻器R2和温差电阻器Rt2依次串联在直流稳压电源电路的两个输出端之间。温差电阻器Rt1且与被充电池的外壳相接触；而温差电阻器Rt2与环境大气相接触。温差电阻器Rt1最好是负温度系数的温差电阻器。电位器Rw的输出端与集成电路IC的第2脚相连。电阻器R3的一端与温差电阻器Rt1的一端共同连接在直流稳压电源电路的正极输出端，其另一端与集成电路IC的第6脚相连。电容器C的两端分别与集成电路第5脚及稳压电源电路负极输出端相连。集成电路IC的第3脚作为比差式温度控制电路的输出端与负脉冲电路相连。当负脉冲充电机还设置有涓流充电电路时，上述的比差式温度控制电路的输出端还与所述的涓流充电电路相连。集成电路的第4、8脚与稳压电源电路的正极输出端相连，而第1脚与稳压电源电路的负极输出相连。