[发明专利]具多阶电压充电电源的充电装置

摘要

一种具多阶电压充电电源的充电装置，为于负载侧的可充放电储放电装置接受多阶电压充电电源充电到达设定电压时，转为由电压较高的充电电源，作较小充电电流的充电状态，或操控与充电电路串联的主控开关进而切断充电电流，或作定时断电的操控以操控与充电电路串联的主控开关转为开路，进而切断对可充放电储放电装置的充电。

主权项

1、一种具多阶电压充电电源的充电装置，其特征是：为于负载侧的可充放电储放电装置接受多阶电压充电电源充电到达设定电压时，转为由电压较高的充电电源，作较小充电电流的充电状态，或控制与充电电路串联的主控开关进而切断充电电流，或作定时断电的控制以控制与充电电路串联的主控开关转为开路，进而切断对可充放电储放电装置的充电；其主要构成含：——多阶电压充电电源(PS200)：为由两阶或两阶以上多阶电压直流电源或由交流电源直接整流为多阶电压的直流电源，或经变压器变压后的二次交流输出端再经整流构成的多阶电压的直流电源，包括至少具有两组不同电压的充电电源，含电压较低的充电电源(V1)及电压较高的充电电源(V2)，或具有两组以上的不同电压的多阶电压充电电源，而各不同电压的多阶充电电源可为同电流容量或不同电流容量的充电电源顺极性串联或共通负极或共通正极所构成，供经导电接头或插座输往由相关充电控制电路，及可充放电储放电装置(ESD100)所构成的负载；——控制单元(CCU200)：为含有机电开关或固态功率开关装置，及供控制作直流输出电压转换与作开或关或定时断电的控制驱动电路所构成，借控制其内部机电开关或固态功率开关装置，以供控制来自多阶电压充电电源(PS200)的多阶电压直流电源转换为所需的多阶直流输出电压；或借控制驱动电路作开或关的操作或作定时断电控制，以控制由固态模拟或开关元件所构成或由机电式开关元件或常闭热动温度开关所构成的主控开关(SW1)，进而对充电直流电源作开或关的操作及作定时断电的输出；此项电路为可依需要作选择性设置而选用其全部或部份功能；——可充放电储放电装置(ESD100)：含由镍镉、镍氢、镍锌、镍铁或锂离子等电池或铅酸等或其他各种可充放电二次电池所构成；此项可充放电储放电装置可供作为充电电源或作为被充电的负载；——主控开关(SW1)：为由固态模拟或开关元件所构成或由机电式开关元件或常闭热动温度开关所构成含：(1)为由固态模拟或开关元件(Q100)构成主控开关(SW1)，可依需要作选择性设置，以供接受机电或固态电子元件所构成的前置驱动电控装置(CD100)所驱动，在可充放电储放电装置(ESD100)充电到达设定电压值时，控制由固态模拟或开关元件(Q100)构成的主控开关(SW1)转为开路；或在检测升压过程中呈选定逐渐增高阻抗元件的模拟特性状态，再转为断路的控制功能；(2)由电能驱动线圈(W100)所操作的机电开关元件(MS100)构成的主控开关(SW1)，而于可充放电储放电装置(ESD100)充电到达设定电压值时，由电能驱动线圈(W100)控制由机电开关元件(MS100)构成的主控开关(SW1)转为断路以切断对可充放电储放电装置(ESD100)的充电；(3)由设有热动双金属片或相似功能的记忆合金，构成的热动控制的常闭热动温度开关(THS100)构成主控开关(SW1)，而与常闭热动温度开关(THS100)耦合的电热元件(AH100)供构成前置驱动功能，并接受设定电压检测及驱动电路(VD&D100)所控制，以将输入电能转为热能，以对所耦合的常闭热动温度开关(THS100)加热使其受热转为开路，进而切断对可充放电储放电装置(ESD100)的充电电流，而于温度降低至临界温度时，产生复归以控制接点复归为闭路；——阻抗元件(Z0)：为由机电阻抗元件或固态阻抗元件或各种二极管或电能转光能或转热能的具阻抗元件性元件所构成，为串联于电压较低的充电电源(V1)输出端，供与负载侧构成分压限流功能，此限压阻抗元件为可依电路需要而选择设置或不设置；——阻抗元件(Z1)：为由机电阻抗元件或固态阻抗元件或各种二极管或电能转光能或转热能的具阻抗元件性元件所构成，供串联于电压较高的充电电源(V2)输出端，而与阻抗元件(Z0)呈串联或与阻抗元件(Z0)共同并联再输出至负载，供与负载构成分压限流功能，阻抗元件(Z1)可依多阶充电电源的电压阶级数而增加，以供串联于选定位阶电压电源的输出端，此限压阻抗元件为可依电路需要而选择设置或不设置；——设定电压检测及驱动电路(VD&D100)：为由机电或固态电子元件所构成，为可依需要作选择性设置，以供并联于直流充电电源或可充放电储放电装置(ESD100)的两端，当可充放电储放电装置(ESD100)于初始充电的低压状态时则暂无作用，而在可充放电储放电装置(ESD100)的端电压高于电压较低的充电电源(V1)时，则由电压较高的充电电源(V2)继续进行充电，而于可充放电储放电装置(ESD100)充电电压升高接近设定值时，则借驱动设定电压检测及驱动装置(VD&D100)增加分流电流值，以增加流经较电压较高的充电电源(V2)所串设阻抗元件(Z1)(或含与其串联的阻抗元件(Z0))的电流值，进而增加在阻抗元件(Z1)(或含与其串联的阻抗元件(Z0))的电压降，以减少对可充放电储放电装置(ESD100)的电压，进而改变充电电流，并在可充放电储放电装置(ESD100)的端电压进一步到达设定电压时驱动与充电电路串联的主控开关(SW1)，进而切断对可充放电储放电装置(ESD100)的充电电流，其构成电路及所选择构成主控开关(SW1)的元件类别含：(1)设定电压检测及驱动电路(VD&D100)，为供驱动由固态电路元件或机电元件构成的专属前置驱动电控装置(CD100)，以驱动由晶体管、闸流体等所构成的固态开关元(Q100)所构成主控开关(SW1)；或(2)设定电压检测及驱动电路(VD&D100)为供驱动由机电开关元件(MS100)的驱动线圈(W100)所构成的专属前置驱动电控装置(CD100)，以控制由机电开关元件(MS100)所构成的主控开关(SW1)；或(3)设定电压检测及驱动电路(VD&D100)为供驱动电热元件(AH100)所构成的前置驱动电控装置(CD100)使其发热，进而驱动由常闭热动温度开关(THS100)所构成的主控开关(SW1)；——限流阻抗(Z100)：为依需要而选择设置与否的机电式或固态电子式阻抗元件或各种二极管或电能转光能或转热能的具阻抗元件性元件所构成，若可充放电储放电装置须做后续小电流补充性充电，则可于主控开关(SW1)主电流接点的两端并联限流阻抗(Z100)，以在主控开关(SW1)受控断路时，直流充电电源经由限流阻抗(Z100)继续对可充放电储放电装置(ESD100)作小电流充电；——电弧火花吸收元件(SP100)：为由电阻电容或半导体电弧火花吸收元件所构成，依需要选择设置与否的元件，为供依电源极性直接并联于常闭热动温度开关(THS100)接点的两端，或加串限流阻抗(Z100)后再并联，以在常闭热动温度开关(THS100)接点由常闭转为常开时，吸收其火花以抑制其电磁噪讯；——导电接点(或插头插座组)(P0)：为由机电结构构成的导电接点或插头插座组，为可依需要选择设置与否的元件，其一端连接电源侧的充电电源及相关电路，相对耦合的另一端通往负载侧的可充放电储放电装置(ESD100)及相关电路；——隔离二极管(CR100)：依需要选择设置与否的一个或一个以上的二极管元件，供串联或串并联于充电电源与可充放电储放电装置之间，或依需要选择由一个或一个以上二极管呈串联或串并联，而借其顺向电压降以调节其直流电源的输出电压值，为选择性设置可依需要选择设置与否；——逆压防止二极管(CR200)：为依需要选择设置与否，为供顺向串联于电压较低的充电电源(V1)的输出端或其他较低位阶电压的输出端以防止逆向电流；或依需要选择由一个或一个以上逆压防止二极管呈串联或串并联，而借其顺向电压降以调节其直流电源的输出电压值；——辅助阻抗(Z200)：为由具电阻性阻抗元件、或电感性阻抗元件、或电感性及电阻性混合阻抗元件，或其他具部份电阻性阻抗元件负载所构成，为依需要选择性设置，为供并联于前置驱动电控装置(CD100)两端作为分流功能，其电路中的辅助阻抗(Z200)为供并联于由固态电路元件或机电元件所构成的驱动及触发功能的专属前置驱动电控装置(CD100)两端，以供调节分流电流比例，以逐渐减少对负载侧可充放电储放电装置的充电电流，而由专属前置驱动电控装置(CD100)以控制模拟或开关式晶体管、MOSFET、IGBT、PUB或SCR等闸流体或其他固态模拟或开关元件(Q100)。