專利名稱：帶溫度補償功能的電動自行車充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及充電器技術(shù)，特別涉及一種帶溫度補償功能的電動自行車 充電器。 胃豕狡不電動自行車因具有諸多的優(yōu)良性能，在我國城鄉(xiāng)已廣泛使用。但是對于使 用閥控式密封鉛酸蓄電池的電動自行車的消費者來說，讓他們感到唯一不滿意 的是蓄電池的使用壽命較短。究其原因之一是，這種蓄電池的充電電壓具有負 溫度系數(shù)，即環(huán)境溫度越高，電池的充電電壓越低，反之環(huán)境溫度越低，電池的充電電壓則越高。業(yè)內(nèi)專家指出當環(huán)境溫度在(rc一5ot之間，它們是呈線性關(guān)系的，且其單格為一(3mv^4nw)廠C，它在T('C媼度時的最高充電電壓值 um產(chǎn)um25+(仏003^0.004) X (25-t)N;浮充電壓值U浮產(chǎn)U浮25+ (0.003^0.004) X (25-t)N ，式中，N為蓄電池串聯(lián)單體電池數(shù)量(目前常用36V電池N=18; 48V電池N=24)、 Um25、 U浮25分別為環(huán)境溫度為25。C時的最高充電電壓和浮 充電壓的標準值。目前，生產(chǎn)閥控式密封鉛酸蓄電池的充電器均不帶溫度補償 功能，其充電電壓為固定值，均是指環(huán)境溫度為25'C的標準值，也就是說該充 電器只有在環(huán)境溫度為25X:左右時才與蓄電池充電參數(shù)相匹配。當環(huán)境溫度大 于25C時，則該充電器會對蓄電池組置于過壓充電工作狀態(tài)；當環(huán)境溫度小于 25'C時，蓄電池組勢必又處于欠壓充電工作狀態(tài)。然而，過壓充電加劇了蓄電 池的化學(xué)反應(yīng)，造成蓄電池中的水分子大量電解，放出過量氧氣和氫氣，電解 液不斷干滴，使蓄電池容量減少；欠壓充電又會使蓄電池產(chǎn)生不可逆的硫酸鹽
化。因此，無論是過壓還是欠壓充電都會縮短蓄電池的使用壽命。為了解決這 個問題，通信行業(yè)要求強制推廣使用帶有溫度補償功能的充電器，但對附加值 較低的電動車，推廣應(yīng)用因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而造成價格較高的帶溫度補償功能的充電 器是有一定困難的。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型提出了一種帶溫度補償功能的電動自行車充電器，目的在于使 充電器充電電壓可隨環(huán)境溫度的變化而自動調(diào)節(jié)，對蓄電池不致于造成過壓和欠壓充電、以延長蓄電池的使用壽命；且使其在保持原充電器高效率充電優(yōu)點 的同時，以低廉的成本、較低價格出售將更有益于推廣應(yīng)用。 本實用新型的技術(shù)解決方案本實用新型在保持原采用脈寬調(diào)制(PWM)專用芯片UC3842驅(qū)動場效應(yīng)管 的單激式開關(guān)電源、配合四運算放大器LM324(或雙運放LM358)的主要包括整流 濾波器、高壓開關(guān)、電壓變換、恒流恒壓充電控制器等子電路充電器的基本電 路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)有帶溫度補償功能的電路結(jié)構(gòu)，所述帶溫度補償功能的電 路結(jié)構(gòu)主要由溫度傳感器、反相差動放大器、同相差動放大器及其橋式電路組 成。該溫度補償功能的電路結(jié)構(gòu)連接于原基本電路的電壓變換器與恒流恒壓充 電控制器之間，與基本電路放大器的輸出電壓共匯入電壓負反饋回路中。本實用新型的有益效果(一) 本實用新型設(shè)計了簡明的具有溫度補償功能的電路結(jié)構(gòu)，使充電器 的充電電壓可隨環(huán)境溫度的變化而獲得自動調(diào)整，因而，當環(huán)境溫度發(fā)生變化 也不會產(chǎn)生過充或欠充現(xiàn)象，從而延長了蓄電池的使用壽命。(二) 本實用新型充分利用了現(xiàn)有充電器的電路結(jié)構(gòu)，所增設(shè)的溫度補償 功能的電路結(jié)構(gòu)簡單、所取組成電子元器件性能好，價格低，消費者易于接受， 利于該充電器的推廣應(yīng)用，滿足行業(yè)管理的要求。

附圖1為本實甩新型的電原理框圖附圖2為本實用新型以48V閥控式密封鉛酸蓄電池為例，所需充電電壓與 現(xiàn)有充電器充電電壓與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線圖附圖3為本實用新型的組成元器件、及與基本電路的連接示意圖具體實施方式
如圖1、圖3所示，本實用新型采用現(xiàn)有脈寬調(diào)制芯片UC3842驅(qū)動場效應(yīng) 管的單激式開關(guān)電源的普通三段式電充器的基本電路結(jié)構(gòu)，主要包括整流濾波 器、高壓開關(guān)、電壓變換、恒流恒壓充電控制器等子電路，還另新增溫度補償 電路(圖中虛框內(nèi)所示)。溫度補償電路主要由溫度傳感器Dr，反相差動放大器 A"同相差動放大器A2及其由電阻R21串聯(lián)的R22、 1125并聯(lián)的R26、 1127與Dx構(gòu)成的電橋電路等組成。其中，DT為硅晶體二極管或三極管，其并聯(lián)有電容C,4、Dr的負極接地、正極分兩路， 一路通過電阻R23連接A,的負端，另一路連接 A2的正端；橋電路的1126、 R27 、 1125的一端連接Ai的正極，R25的另一端、R22 的-一端同時連接A2的負極，A,實現(xiàn)反相放大；A2實現(xiàn)同相放大。電阻R^連接 于Rn與A2的正極之間，A,的輸出電壓端連接電阻R29、 R32進而連接至基本 電路恒流恒壓充電控制器的集成塊IC3/TL^控制端；A2的輸出端連接R3。、 R31 經(jīng)二極管Dll、電阻R32，同樣匯接到集成塊的IC3TL431控制端。電阻仗24連接在反相差動放大器Ail的輸入負極與輸出端之間，并連接R29、通過R28接地。IC4中的A,、 A2與基本電路的A3、 A4可以是一只四運算放大器LM324，也可以 是由兩只雙運算放大器LM，組成。溫度補償電路的工作過程是設(shè)置于充電器機殼外的硅PN結(jié)傳感器Dt用
雙股導(dǎo)線與機內(nèi)相連，由D9提供+5V并經(jīng)電阻R21為其提供合適的工作電流，(因Dr有一定的離散性，故要挑選性能較一致的Dr，并先將Dr置于冰水混合 物((TC)、調(diào)節(jié)電阻R27使A,輸出約為0.18V電壓)。0r將所獲的溫度信息經(jīng)反相差動放大器Ai、同相差動放大器A2兩路輸出匯入電壓負反饋回路共同控制精密可調(diào)電壓源IC3TL431的控制端電壓，經(jīng)IC2、 Id使主整流輸出電壓按照圖2的充電電壓與溫度的關(guān)系曲線進行，使蓄電池剛好充足電，從而避免了充電器的過充或欠充現(xiàn)象。另正常工作時，A2輸出低電平、Dn反相截止、A2對電壓負反饋不起作用，但當Dr—旦出現(xiàn)斷線，若無A2存在、A,輸出低電平，相當于極低溫度情況下，主整流輸出很高電壓，就會對蓄電池造成損害，由于A2的存在，使A2輸出高電平、經(jīng)電阻R3c、 R^分壓后經(jīng)Du、 Rj2加入到電壓負反饋回路中，使主整流輸出電壓為環(huán)境溫度25-C時的值，從而起到Dr斷線保護功能。
權(quán)利要求1、帶溫度補償功能的電動自行車充電器，包括整流濾波器、高壓開關(guān)、電壓變換、恒流恒壓充電控制器的基本電路，其特征在于它還包括溫度補償器電路，其主要由溫度傳感器DT、反相差動放大器A1、同相差動放大器A2及其橋式電路組成，溫度補償器連接于基本電路的電壓變換器與恒流恒壓充電控制器之間，與基本電路放大器的輸出電壓共匯入整個電路結(jié)構(gòu)的電壓負反饋回路中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度補償功能的電動自行車充電器，其特征在于所述的溫度補償器的集成塊中的A,、 A2與基本電路的A3、 A4—起可以是 一只四運算放大器LM324或是由兩只雙運算放大器LM^組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度補償功能的電動自行車充電器，其特征在于所述的橋式電路由DT、電阻1121與串聯(lián)的1122、 1125及與并聯(lián)的1126、 R"構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度補償功能的電動自行車充電器，其特征在 于所述的溫度傳感器DT設(shè)置于充電器機殼外、為硅晶體二極管或三極管，用 雙股導(dǎo)線與機內(nèi)相連接DT的負極接地、正極分兩路， 一路通過電阻R23連接反相差動放大器A,的負端，另一路連接同相差動放大器A2的正端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度補償功能的電動自行車充電器，其特征在于所述橋電路的R26、 R27 、 R25的一端連接A!的正極；R25的另一端、R22的一端同時連接A2的負極，電阻R21連接于R23與A2的正極之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度補償功能的電動自行車充電器，其特征在于所述反相差動放大器A,的輸出電壓端連接電阻R29、 R32進而連接至基本電路恒流恒壓充電控制器的集成塊IC3/TL431控制端；、同相差動放大器A2的輸出 端連接R3C)、 R^經(jīng)二極管Dn、電阻1132，同樣匯接集成塊的IC3/TL43,控制端。
專利摘要本實用新型涉及一種帶溫度補償功能的電動自行車充電器。它是在原脈寬調(diào)制芯片UC3842驅(qū)動場效應(yīng)管的單激式開關(guān)電源的充電器的基本電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)有帶溫度補償功能的電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)主要由溫度傳感器、反相差動放大器、同相差動放大器及其橋式電路組成，連接于原基本電路的電壓變換器與恒流恒壓充電控制器之間，與基本電路放大器的輸出電壓共匯入電壓負反饋回路中。本實用新型因具有溫度補償功能的電路結(jié)構(gòu)，使充電器的充電電壓可隨環(huán)境溫度的變化而獲得自動調(diào)整，當環(huán)境溫度發(fā)生變化也不會產(chǎn)生過充或欠充現(xiàn)象，延長了蓄電池的使用壽命；且電路結(jié)構(gòu)簡單、所取電子元器件性能好，價格低，消費者易于接受，更利于推廣應(yīng)用，滿足行業(yè)管理的要求。
文檔編號H02J7/10GK201048301SQ200720035828
公開日2008年4月16日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者儉 張, 芹 張, 張浩明, 波 榮 申請人:張 芹;張 儉