專利名稱：電動(dòng)自行車充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電器，特別涉及一種電動(dòng)自行車充電器。
技術(shù)背景現(xiàn)有電動(dòng)自行車用充電器均為鉛酸電池充電器，并且這種鉛酸電池充電器大多采用50年代的充電理論。這種鉛酸電池充電器的工作原理是定電流持續(xù) 地向所述充電器的電池充電。這樣長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電，就會(huì)導(dǎo)致電池極板極化的 現(xiàn)象，使得電池內(nèi)阻增加，降低電池的使用壽命，甚至使得電池的實(shí)際使用壽 命大大低于電池的額定使用壽命。授權(quán)公告號(hào)為CN2640099,發(fā)明名稱為"電動(dòng)自行車充電器"的實(shí)用新 型專利公開(kāi)了一種電動(dòng)自行車充電器。該專利涉及一種電動(dòng)自行車充電器，包 括整流部件、控制部件，整流部件包括第一整流裝置1、推挽逆變裝置2、第 二整流裝置3，第一整流裝置1的輸入端與外接電源6連接，為推挽逆變裝置 2提供電源電壓的第一整流裝置1的輸出端與推挽逆變裝置2的電源端連接， 推挽逆變裝置2通過(guò)一變壓器與第二整流裝置3連接，第二整流裝置3的輸出 端與電池組4的輸入端連4矣；電池組4的輸入端通過(guò)一電阻與以TL494為核 心的控制部件5的電源供電端連接，以TL494為核心的控制部件5的推挽輸 出端通過(guò)另一變壓器與推挽逆變裝置2的輸入端連接。雖然該專利所述充電器 能夠較安全地實(shí)現(xiàn)電池組4的充電，但該專利仍然不能解決長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電造 成的電池極板極化的問(wèn)題。因此，如何解決上述背景技術(shù)中電動(dòng)自行車充電器長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電造成的 電池極板極化的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容鑒于上述背景問(wèn)題的客觀存在，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，就在于提供一 種電動(dòng)自行車充電器，用于解決長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電造成的電池極板極化的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電動(dòng)自行車充電器，包括與交流電 源相連的交流電源接口單元、與所述交流電源接口單元輸出端與第一整流單元 輸入端相連、與所述第一整流單元輸出端相連的開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元和與所述開(kāi) 關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出端相連的第二整流單元，以及所述第二整流單元輸出端相 連的充電控制器；所述充電控制器的輸出端與所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連，所述第二整流單元輸出端與電池組相連；所述充電器還包括串聯(lián)在所述第二整流單元輸出端和所述電池組之間的 負(fù)脈沖放電器，用于在所述第二整流單元輸出的充電脈沖下沿打開(kāi)，為所述電池組放電o優(yōu)選地，所述第二整流單元具體為高頻變壓整流單元，用于將所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖方波電流；所述高頻變壓整流單元包括串聯(lián)在開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出端與第二整流 單元輸入端之間的高頻變壓器。優(yōu)選地，所述負(fù)脈沖放電器具體為包括三極管Ql、隔直電容、串聯(lián)跨接 在所述第二整流單元的電壓輸出線上的分壓電阻，所述隔直電容串聯(lián)在所述三 極管Ql的基極和所述分壓電阻之間，所述三極管Ql的發(fā)射極通過(guò)放電電阻 與所述第二整流單元輸出端的正極相連，所述三極管Q1的集電極與所述第二 整流單元輸出端的負(fù)極相連；所述三極管Ql的基極和所述隔直電容之間串聯(lián)限流電阻。 優(yōu)選地，所述充電器進(jìn)一步包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述開(kāi) 關(guān)頻率轉(zhuǎn)換單元輸入端的電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)，用于控制所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元 的開(kāi)啟和閉合。優(yōu)選地，所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)包括與所述負(fù)脈沖放電器輸出端串聯(lián)的光 藕U2、與所述光藕U2的次級(jí)相連的三極管Q3、與三極管Q3相連的三極管 Q2,以及兩個(gè)穩(wěn)壓管。優(yōu)選地，所述充電器進(jìn)一步包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述電 源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)輸入端的極性識(shí)別電路，用于識(shí)別所述電池組的電極是否接 反。優(yōu)選地，所述極性識(shí)別電路包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述電 源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)輸入端的光藕Ul、串聯(lián)在所述光藕Ul輸入回路的二極管 D15,以及與所述光藕Ul輸入端串聯(lián)的限流電阻Rl5。優(yōu)選地，所述充電器進(jìn)一步包括串聯(lián)在所述第二整流單元輸出端和所述充
電控制器輸入端的充電電壓檢測(cè)器。優(yōu)選地，所述充電控制器包括用于檢測(cè)所述電池組是否充滿的電壓比較器。優(yōu)選地，所述充電器進(jìn)一步包括與所述充電控制器輸入端相連的溫度傳感器。與上述背景技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電 器能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)脈沖充電的效果，減少電池極化現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器包括與交流電源相連的交流電源接口單元、 輸入端與所述交流電源接口單元輸出端相連的第 一整流單元、與所述第 一整流 單元輸出端相連的開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元和與所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出端相連 的第二整流單元，與所述第二整流單元輸出端相連的電池組，以及與所述第二 整流單元輸出端相連的充電控制器；所述充電控制器的輸出端與所述開(kāi)關(guān)功率 轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連。由于所述充電器還包括串聯(lián)在所述第二整流單元輸出 端和所述電池組之間的負(fù)脈沖放電器。所述負(fù)脈沖放電器能夠在所述第二整流 單元輸出的充電脈沖下沿瞬時(shí)控制，相當(dāng)于瞬時(shí)開(kāi)關(guān)，在所述第二整流單元輸 出的充電脈沖下沿時(shí)，所述電池組放電。這樣就實(shí)現(xiàn)了正負(fù)脈沖充電的效果， 能夠減少電池極化現(xiàn)象的發(fā)生。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)所述電動(dòng)自行車充電器結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器第 一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器第二種實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖； 圖4為圖3所示電動(dòng)自行車充電器的具體電路圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種電動(dòng)自行車充電器，用于解決長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電造成的電池 極板極化的問(wèn)題。為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理， 下面結(jié)合具體附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖2,該圖為本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器第一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。 本發(fā)明第一種實(shí)施例所述電動(dòng)自行車充電器，包括與交流電源相連的交流
電源接口單元11、輸入端與所述交流電源接口單元11輸出端相連的第一整流單元12、與所述第一整流單元12輸出端相連的開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13和與所 述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13輸出端相連的第二整流單元14,以及與所述第二整流 單元14輸出端相連的充電控制器17;所述充電控制器17的輸出端與所述開(kāi) 關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的輸入端相連，所述第二整流單元14輸出端與電池組16 相連。交流電源接口單元ll:用于與交流電源相連。交流電源接口單元ll可以 采用電源插頭形式，或者現(xiàn)有技術(shù)中其他形式的交流電源接口 ，此為公知技術(shù)， 這里不再多述。第一整流單元12:用于將交流電源接口單元11傳送的交流電進(jìn)行整流輸 出一個(gè)直流電壓至開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13。第一整流單元12可以采用常規(guī)整流 電路，此為公知技術(shù)，在此不再多述。當(dāng)需要轉(zhuǎn)換的功率在150瓦以上在200瓦以下時(shí)，開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13 可以采用單管正激電路實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需要轉(zhuǎn)換功率在150瓦以下時(shí)，開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換 單元13可以采用單管反激電路實(shí)現(xiàn)。所述第二整流單元14具體可以為高頻變壓整流單元，用于將所述開(kāi)關(guān)功 率轉(zhuǎn)換單元13輸出的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖方波電流。所述高頻變壓整流單元包括串聯(lián)在開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13輸出端與第二整 流單元14輸入端之間的高頻變壓器。嚴(yán)才各說(shuō)第二整流單元14是開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的附屬部分，第二整流單 元14與同類型的整流器存在著區(qū)別，這個(gè)區(qū)別在于第二整流單元14不對(duì)濾波 作處理，取消了同類型的整流器電解電容后就加濾波的連續(xù)的直流電流，而是 將所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13輸出的直流電流變成間斷的脈沖方波。第二整流 單元14實(shí)現(xiàn)用脈沖的方式向電池組16充電，這樣就會(huì)大大減少電池的極化現(xiàn) 象發(fā)生。充電控制器17,通過(guò)電壓比較實(shí)現(xiàn)。充電控制器17可以采用常規(guī)的充電 器。充電控制器17在電路上讓電壓比較器更穩(wěn)定的工作，充電控制器17的控 制范圍要盡量寬，控制靈敏度盡量的好。所述充電器還可以包括串聯(lián)在所述第二整流單元輸出端和所述充電控制
器輸入端的充電電壓^r測(cè)器19。充電電壓4全測(cè)器19可以有多種電i 各實(shí)現(xiàn)這個(gè) 功能，本文不^L說(shuō)明。所述充電器還包括串聯(lián)在所述第二整流單元14輸出端和所述電池組16 之間的負(fù)脈沖放電器15,用于在所述第二整流單元14輸出的充電脈沖下沿時(shí) 打開(kāi)，所述電池組16放電。負(fù)脈沖力文電器15是一個(gè)可控開(kāi)關(guān)，這個(gè)開(kāi)關(guān)是受充電脈沖的下沿控制， 相當(dāng)于一個(gè)瞬時(shí)開(kāi)關(guān)。只是在充電脈沖的下降沿才控制打開(kāi)，這樣就實(shí)現(xiàn)了用 硬件控制，達(dá)到的正負(fù)脈沖充電的效果。15輸出端和所述電池組16之間的負(fù)脈沖放電器15。所述負(fù)脈沖放電器15能 夠在所述第二整流單元14輸出的充電脈沖下沿瞬時(shí)控制，相當(dāng)于瞬時(shí)開(kāi)關(guān)。 在所述第二整流單元14輸出的充電脈沖下沿時(shí)，所述負(fù)脈沖放電器15打開(kāi)，脈沖充電的效果，能夠減少電池才及化現(xiàn)象的發(fā)生。參見(jiàn)圖3,該圖是本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器第二種實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。 本發(fā)明所述電動(dòng)自行車充電器第二種實(shí)施例相對(duì)于第一種實(shí)施例，增加了啟動(dòng)^f呆護(hù)開(kāi)關(guān)18。電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18，用于控制所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的開(kāi)啟和閉合。電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18控制著兩種狀態(tài)，當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例所述充電器輸出 的電極極性和被充電的電池組16輸入電極極性接錯(cuò)時(shí)，電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18 會(huì)控制關(guān)閉開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，這樣就不會(huì)發(fā)生損壞設(shè)備的事 故。同樣，當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例所述充電器輸出的電極極性和被充電的電池組16 輸入電極極性接對(duì)時(shí)，電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18會(huì)控制打開(kāi)開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13 的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18用于保證本發(fā)明實(shí)施例所述充電器只有正 確的4妾上^皮充電的電池組16后，才能啟動(dòng)工作。所述充電器還可以包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器15輸出端和所述電源啟 動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18輸入端的極性識(shí)別電路21。極性識(shí)別電路21用于識(shí)別所述電池組16的電極是否接反。極性識(shí)別電路21能夠正確識(shí)別被充電的電池組16的極性。不管電池組16的極性連接是否 正確，極性識(shí)別電路21都會(huì)準(zhǔn)確無(wú)誤控制著兩路開(kāi)關(guān)。 一路是當(dāng)本發(fā)明實(shí)施 例所述充電器輸出的電極極性和被充電的電池組16輸入電極極性接錯(cuò)時(shí)，極 性識(shí)別電路21會(huì)通知所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18關(guān)閉開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，這樣就不會(huì)發(fā)生損壞i殳備的事故。同樣，當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例所述充電 器輸出電極極性和被充電的電池組16輸入電極極性接對(duì)時(shí)，極性識(shí)別電路21 會(huì)通知所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18打開(kāi)開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。極性 識(shí)別電路21用于保證本發(fā)明實(shí)施例所述充電器只有正確的接上被充電的電池 組16的電極極性后，才能啟動(dòng)工作。本發(fā)明實(shí)施例所述充電器還可以包括與所述充電控制器17輸入端相連的 溫度傳感器20。所述溫度傳感器20為常規(guī)的溫度傳感器，用于防止被充電的 電池組過(guò)熱引起的事故。當(dāng)所述溫度傳感器20檢測(cè)的溫度超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)， 所述充電控制器17控制所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13關(guān)閉啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，停止對(duì)電池 組16充電。為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例所述充電器的工作原理，下面結(jié)合具體電 路圖進(jìn)行說(shuō)明。申請(qǐng)人在充電器的開(kāi)發(fā)研究中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)基本事實(shí)，就是可以對(duì)鉛酸蓄電 池進(jìn)行大電流充電，但是在持續(xù)充電中要采用脈沖充電方式，而且，脈沖充電 輔之以短負(fù)脈沖放電，就會(huì)大大減少大電流對(duì)電池極板的損壞。參見(jiàn)圖4，該圖為圖3所示電動(dòng)自行車充電器的具體電路圖。交流電源接口單元ll，用于與交流電源相連。交流電源接口單元ll可以 采用電源插頭形式，或者現(xiàn)有技術(shù)中其他形式的交流電源接口 ，這里不再多述。第一整流單元12,用于將交流電源接口單元11傳送的交流進(jìn)行整流輸出 一個(gè)直流電壓至開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13。第一整流單元12具體可以包括電感L1 以及與所述電感L1串接的整流橋和極性電容C3。當(dāng)需要轉(zhuǎn)換的功率在150瓦以下時(shí)，開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13可以采用單管 反激電路實(shí)現(xiàn)。圖4中開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13即采用單管反激電路方式。開(kāi)關(guān) 功率轉(zhuǎn)換單元13是由控制芯片IC構(gòu)成的單端反激式開(kāi)關(guān)電源的電路，控制芯 片IC具體采用UC3842實(shí)現(xiàn)。 UC3842的l端為補(bǔ)償端，用于外接阻容元件(電阻R8和電容C7)來(lái)補(bǔ) 償誤差放大器的頻率特性。UC3842的2端為反饋端，用于將取樣電壓加至誤差放大器的反相輸出/ 入端，再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓(2.5V)進(jìn)行比較產(chǎn)生誤差電壓。UC3842的3端為過(guò)流檢測(cè)端，外接過(guò)流檢測(cè)取樣電阻R5，構(gòu)成過(guò)流保護(hù) 電路。UC3842的4端外接內(nèi)部振蕩器的定時(shí)電容C6和定時(shí)電阻R9。 UC3842的5端為4妻地端。UC3842的6端為脈沖輸出端，用于將輸出的脈沖接在主開(kāi)關(guān)MOSFET 管BG20上來(lái)控制MOSFET管BG20的導(dǎo)通/關(guān)斷。UC3842的7端為電壓輸入端，用于將直流電壓V+經(jīng)電阻R2降壓后加到 電壓輸入端7端，電^^中電容C6和電阻R12構(gòu)成啟動(dòng)電路，當(dāng)電容C6上的 電源超過(guò)16V時(shí)電路啟動(dòng)，然后由電阻R12、 二極管D2、電容C4構(gòu)成的自 反饋電路供電，啟動(dòng)電流小于lmA,正常工作電流為15mA左右。UC3842的8端為基準(zhǔn)電壓端，起直為5V。第二整流單元14,包括高頻變壓器Tl和連接在高頻變壓器Tl輸出端兩 側(cè)的二才及管Dll和二才及管D10,用于將直流電流變成間斷的脈沖方波。充電控制器17是用電壓比較起來(lái)?yè)?dān)任，可以采用常規(guī)的充電器。充電控 制器17包括控制芯片IC3，控制芯片IC3具體采用了 LM358P用來(lái)檢測(cè)電池。 充電控制器17是通過(guò)運(yùn)放的比較器的功能來(lái)檢測(cè)電池是否充滿。LM358P的6腳接電阻R24接電池組16負(fù)極。LM358P的5腳連基準(zhǔn)電 壓。LM358P的7腳輸出。LM358P的3腳連基準(zhǔn)電壓。LM358P的2腳連電 阻R21。 LM358P的1腳連電阻R22。 LM358P的8腳是電源Vcc+, LM358P 的4腳是電源Vcc-。充電控制器17通過(guò)LM358P的6腳接電阻R24接電池組16負(fù)極來(lái)獲得 取樣電壓，然后將上述取樣電壓與LM358P的5腳的基準(zhǔn)電壓相比較，通過(guò) LM358P的7腳輸出到LM358P的2腳。LM358P的2腳電壓與LM358P的3 腳的基準(zhǔn)電壓相比較，通過(guò)LM358P的1腳輸出。當(dāng)電池組16沒(méi)有充滿時(shí)，LM358P的7腳輸出低電平，LM358P的1腳輸
出高電平，控制綠燈G亮。當(dāng)電池充滿時(shí)，LM358P的7腳輸出高電平，LM358P 的l腳輸出低電平，控制紅燈R亮。負(fù)脈沖放電器15，用于在所述第二整流單元14輸出的充電脈沖下沿時(shí)打 開(kāi)為所述電池組16放電。所述負(fù)脈沖放電器15具體包括三極管Ql、隔直電 容C12、串聯(lián)^爭(zhēng)接在所述第二整流單元14的電壓輸出線上的分壓電阻R16、 R17，所述隔直電容C12串聯(lián)在所述三極管Q1的基極和所述分壓電阻R16、 R17之間，所述三極管Ql的發(fā)射極通過(guò)放電電阻R4與所述第二整流單元14 輸出端的正極相連，所述三極管Ql的集電極與所述第二整流單元14輸出端 的負(fù)極相連。所述三極管Q1的基極和所述隔直電容之間還可以串聯(lián)限流電阻 (圖中未示出)。電阻R16、 R17串聯(lián)5爭(zhēng)接在第二整流單元14輸出線上。由于第二整流單 元14輸出的是脈沖方波，當(dāng)三極管Ql飽和導(dǎo)通時(shí)，高壓直流的電能就向高 頻變壓器Tl的初級(jí)流動(dòng)，這個(gè)時(shí)候高頻變壓器Tl的初級(jí)就作為一個(gè)電感的 功能存儲(chǔ)能量。當(dāng)三極管Q1關(guān)閉的時(shí)候，高頻變壓器T1初級(jí)儲(chǔ)存的電能就 通過(guò)次級(jí)經(jīng)過(guò)整流后向充電線路供電，形成一個(gè)伏值較高的脈沖波。在這瞬間， A點(diǎn)電位從低轉(zhuǎn)為高，隔直電容C12能夠阻斷直流，同時(shí)又能加速三極管Q1 的關(guān)斷和導(dǎo)通。隨著脈沖變換，A點(diǎn)電位也在變換，當(dāng)脈沖電壓變換到上升沿 時(shí)，充電的電壓向隔直電容C12充電，A點(diǎn)電位將從低變換為高，三級(jí)管Q1 也在這個(gè)瞬間同時(shí)關(guān)閉。當(dāng)脈沖電壓變換到沿低時(shí)，隔直電容C12充電的電 量迅速放電，A點(diǎn)電位將從高變換為低，三級(jí)管Q1也在這個(gè)瞬間，同時(shí)飽和 導(dǎo)通。這個(gè)期間，充電電壓為零，電池的電量通過(guò)放電電阻R4和三級(jí)管Ql 向地線放電，因?yàn)殡娙軨12是隔直電容，所以只能瞬時(shí)充電或者瞬時(shí)放電， 這樣負(fù)脈沖放電器15就構(gòu)成了放電的開(kāi)關(guān)。電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18,用于控制所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的開(kāi)啟和閉合。 所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18包括與所述負(fù)脈沖放電器輸出端串聯(lián)的光耦U2、與 所述光耦U2的次級(jí)相連的三極管Q3、與三極管Q3相連的三極管Q2，以及 兩個(gè)穩(wěn)壓管Z1、 Z2。當(dāng)電池組16的極性連接正確，光耦U2能夠點(diǎn)亮，光耦U2的次級(jí)就會(huì)有 輸出。C、 D兩點(diǎn)之間的電位差近似為零。這樣就使得電阻R33和三級(jí)管Q3
的基極連接。由于R33在電路中，是三級(jí)管Q3的偏置電阻，它給出的偏置電 流足可以讓三極管Q3飽和導(dǎo)通，三極管Q3的集射級(jí)電壓近似為零。這樣和 這個(gè)三級(jí)管Q3直接連接的三級(jí)管Q2的基極對(duì)地電壓為低，低到近似為零。 這樣三極管Q2集電極電壓近似和穩(wěn)壓管Z2相等。穩(wěn)壓管Z2和穩(wěn)壓管Z1串 聯(lián)構(gòu)成了穩(wěn)壓16伏的作用，假定穩(wěn)壓管ZI穩(wěn)壓值6伏，穩(wěn)壓管Z2的穩(wěn)壓值 是10伏，這個(gè)串聯(lián)后的穩(wěn)壓值就為16伏。電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18是所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13供電電路，當(dāng)在這個(gè)電 路能夠向所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13提供16伏供電電壓的時(shí)候，所述開(kāi)關(guān)功率 轉(zhuǎn)換單元13能夠工作。當(dāng)供電電壓低于16伏的時(shí)候，所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元 13的鎖定電路就會(huì)使整個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路不在工作。上述是光耦U2的供電能夠 正常，光耦U2起作用的狀態(tài)。當(dāng)電池的極性接反，光耦U2由于供電反向，次級(jí)沒(méi)有輸出。這樣，三極 管Q3的基極不能和偏置電阻連接，沒(méi)有偏置電流，又，三極管Q3基極還與 電阻R38連接，電阻R38另 一端直接接地，就使得三極管Q3基極電位近似為 零。三極管Q3就會(huì)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，這樣它的集電極電壓為高，就使得三極管 Q2的基極電位為高，三極管Q2就進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。電阻R34是為三極管 Q3作為一個(gè)負(fù)載電阻在電路中起著作用，電阻R34也作為三極管Q2偏置電 阻，電阻R34為三極管Q3提供飽和導(dǎo)通的必要地基極電流。由于電池組極性 接錯(cuò)，就造成三極管Q2進(jìn)入飽和狀態(tài)，就將穩(wěn)壓管Z2短路，就使得給所述 開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的供電電壓大大低于16伏，所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13 就會(huì)進(jìn)入鎖定狀態(tài)。電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)18只有電池組16的才及性與所述充電器的極性連接完全 正確才能是控制器的供電電壓為16伏。所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13才能正常工 作。極性識(shí)別電路21用于識(shí)別所述電池組16的電極是否接反。所述極性識(shí)別 電路21包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)輸入端 的光耦Ul、串聯(lián)在所述光耦Ul輸入回路的二才及管D15，以及與所述光耦Ul 輸入端串聯(lián)的限流電阻R15。電阻R15是限流電阻，它的作用是保護(hù)光耦U1不會(huì)發(fā)生過(guò)流的現(xiàn)象，使
得電流只有在光耦U1能夠安全地狀態(tài)下流過(guò)。二才及管D15串連在光耦U1的 輸入回路中，這是防止一旦發(fā)生電池組的極性接反，由二極管D15來(lái)承受反 向電壓沖擊。光耦U1是用來(lái)識(shí)別電池組的極性的。光耦U1的供電對(duì)電池組 的極性而言，可能或者是正接，也可能是反接。就是說(shuō)，不論對(duì)于電池極性是 否連接正確，都會(huì)有一種結(jié)果控制著開(kāi)關(guān)。光耦Ul采用配TL431的光耦PC817,反饋電路較復(fù)雜，但穩(wěn)定性能最佳。 用TL431進(jìn)行對(duì)輸出電壓作精細(xì)調(diào)整，可使電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率均達(dá)到 0.2%左右。再經(jīng)過(guò)光耦PC817把取樣電壓連接到開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元13的 UC3842反饋端2端，放大器的反相輸出/入端，再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓 2.5V進(jìn)行比較產(chǎn)生誤差電壓，來(lái)達(dá)到控制個(gè)電路的穩(wěn)定運(yùn)行。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾， 這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種電動(dòng)自行車充電器，包括與交流電源相連的交流電源接口單元、與所述交流電源接口單元輸出端與第一整流單元輸入端相連、與所述第一整流單元輸出端相連的開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元和與所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出端相連的第二整流單元，以及所述第二整流單元輸出端相連的充電控制器；所述充電控制器的輸出端與所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連，所述第二整流單元輸出端與電池組相連，其特征在于，所述充電器還包括串聯(lián)在所述第二整流單元輸出端和所述電池組之間的負(fù)脈沖放電器，用于在所述第二整流單元輸出的充電脈沖下沿打開(kāi)，為所述電池組放電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述第二整流 單元具體為高頻變壓整流單元，用于將所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電 流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖方波電流；所述高頻變壓整流單元包括串聯(lián)在開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出端與第二整流 單元輸入端之間的高頻變壓器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述負(fù)脈沖放 電器具體為包括三極管Ql、隔直電容、串聯(lián)跨接在所述第二整流單元的電壓 輸出線上的分壓電阻，所述隔直電容串聯(lián)在所述三極管Ql的基極和所述分壓 電阻之間，所述三極管Ql的發(fā)射極通過(guò)放電電阻與所述第二整流單元輸出端 的正極相連，所述三極管Ql的集電極與所述第二整流單元輸出端的負(fù)極相連；所述三極管Ql的基極和所述隔直電容之間串聯(lián)限流電阻。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述充電 器進(jìn)一步包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述開(kāi)關(guān)頻率轉(zhuǎn)換單元輸入 端的電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)，用于控制所述開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元的開(kāi)啟和閉合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述電源啟動(dòng) 保護(hù)開(kāi)關(guān)包括與所述負(fù)脈沖放電器輸出端串聯(lián)的光藕U2、與所述光藕U2的 次級(jí)相連的三極管Q3、與三極管Q3相連的三極管Q2，以及兩個(gè)穩(wěn)壓管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述充電器進(jìn) 一步包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)輸入端的 極性識(shí)別電路，用于識(shí)別所述電池組的電極是否接反。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述極性識(shí)別 電路包括串聯(lián)在所述負(fù)脈沖放電器輸出端和所述電源啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)輸入端的光藕U1、串聯(lián)在所述光藕U1輸入回路的二極管D15,以及與所述光藕U1輸 入端串耳關(guān)的限流電阻Rl 5 。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述充電器進(jìn) 一步包括串聯(lián)在所述第二整流單元輸出端和所述充電控制器輸入端的充電電 壓檢測(cè)器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述充電控制 器包括用于檢測(cè)所述電池組是否充滿的電壓比較器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述電動(dòng)自行車充電器，其特征在于，所述充電器進(jìn) 一步包括與所述充電控制器輸入端相連的溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)自行車充電器，包括交流電源接口單元、輸入端與交流電源接口單元輸出端相連的第一整流單元、與第一整流單元輸出端相連的開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元和與開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元輸出端相連的第二整流單元，以及與第二整流單元輸出端相連的充電控制器；充電控制器的輸出端與開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連，第二整流單元輸出端與電池組相連；充電器還包括串聯(lián)在第二整流單元輸出端和電池組之間的負(fù)脈沖放電器，用于在第二整流單元輸出的充電脈沖下沿打開(kāi)，為電池組放電。本發(fā)明提供一種電動(dòng)自行車充電器，用于解決長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電造成的電池極板極化的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J7/04GK101399457SQ200710151678
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日
發(fā)明者田家玉 申請(qǐng)人:田家玉