專利名稱：防沖擊電流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)電池例如鉛蓄電池進(jìn)行充電的充電器、以及防止在電池與充電器相 連接時(shí)產(chǎn)生沖擊電流的防沖擊電流電路。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，在對(duì)電池例如鉛蓄電池進(jìn)行充電的充電器、或從電池接受供電的負(fù)載 中，為了防止電池與充電器、或電池與負(fù)載相連接時(shí)，因與充電器或負(fù)載并聯(lián)的用于去除高 頻成分的電容器與電池之間的電壓差所產(chǎn)生的沖擊電流和火花而導(dǎo)致插頭的接觸部受到 損傷，在電池和與電池相連接的設(shè)備之間設(shè)置有防沖擊電流電路。下面，利用附圖對(duì)如上所述的現(xiàn)有的防沖擊電流電路進(jìn)行說(shuō)明。作為現(xiàn)有技術(shù)(例如，參考專利文獻(xiàn)1)，圖6是現(xiàn)有的防沖擊電流電路的電路圖， 即從電池1通過(guò)由插頭3a、3b所組成的接觸部，對(duì)兩端與電解電容器7并聯(lián)的負(fù)載Fl供電 的電路。插頭的接觸部的插頭3a、3b可自由裝卸地結(jié)合在一起。如圖6所示，電阻2a、2b —直與接觸部的插頭3a、3b并聯(lián)，即使在接觸部的插頭 3a、3b之間不相連接的狀態(tài)下，也從電池1通過(guò)電阻2a、2b對(duì)電解電容器7持續(xù)充電，從而 消除電池1與電解電容器7之間的電壓差，并消除接觸部的插頭3a、3b之間相連接時(shí)所產(chǎn) 生的沖擊電流。另外，如圖7所示，還有如下電路在插頭3a、3b和并聯(lián)在負(fù)載F 1兩端的電解電 容器7之間，設(shè)置電阻2c和使該電阻2c短路的開(kāi)關(guān)5a，在插頭3a、3b相連接時(shí)，通過(guò)電阻 2c對(duì)電解電容器7進(jìn)行充電，并在電解電容器7充電后閉合開(kāi)關(guān)5a，從而使電阻2c短路。另外，如圖8所示，作為另一現(xiàn)有技術(shù)(例如，參考專利文獻(xiàn)2)，還有如下電路在 電池1和電解電容器7之間設(shè)置閉合磁路型的線圈6，利用線圈6的電感成分來(lái)抑制電流急 劇變化，并在電池1與電解電容器7之間的電壓差較大時(shí)，抑制開(kāi)關(guān)5b閉合時(shí)的沖擊電流。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2001-037291號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開(kāi)1996-085334號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在所述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，在圖6的情況下，由于為了對(duì)電解電容器7持續(xù)充電 必須將電池1和包括電解電容器7的電氣設(shè)備(負(fù)載Fl) —直連接，即使在插頭3a、3b之 間不相連接時(shí)，也不能將電池1完全斷開(kāi)，因此，電阻2a、2b會(huì)消耗不必要的功率。此外，為 了將電池從充電器完全斷開(kāi)以更換電池，所述電阻2a、2b也同樣需要連接器等。另一方面，在圖7的情況下，除插頭3a、3b之間相連接時(shí)以外的正常工作時(shí)，為了 消除電阻2c上的功耗，必須閉合開(kāi)關(guān)5a，必須另外設(shè)置電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)5a、或者在沖擊電 流不再流過(guò)后手動(dòng)地閉合開(kāi)關(guān)5a。另夕卜，圖8的線圈6使用閉合磁路型，在使用大容量電池的情況下，由于沖擊電流 較大，所以線圈容易飽和，在這種情況下，不能防止沖擊電流。
本發(fā)明用于解決上述現(xiàn)有問(wèn)題，其目的在于提供一種防沖擊電流電路，該防沖擊 電流電路可以只通過(guò)插頭的裝卸來(lái)完全斷開(kāi)電池和充電器電路，而且不需要進(jìn)行開(kāi)關(guān)操 作，能夠良好地防止沖擊電流。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的防沖擊電流電路對(duì)經(jīng)由接觸部而與電池相連接的、 并通過(guò)所述接觸部對(duì)所述電池進(jìn)行充電的充電器，防止所述電池與所述充電器相連接時(shí)所 產(chǎn)生的沖擊電流，其特征在于，在所述充電器和所述接觸部之間，具有并聯(lián)在所述充電器的 輸出端上的電阻和電容器的串聯(lián)電路、以及與所述電池一起串聯(lián)在所述充電器的輸出端上 的線圈。另外，本發(fā)明的防沖擊電流電路對(duì)經(jīng)由接觸部而與電池相連接的、并通過(guò)所述接 觸部由所述電池進(jìn)行供電的負(fù)載，防止所述電池與所述負(fù)載相連接時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電流， 其特征在于，在所述負(fù)載和所述接觸部之間，具有并聯(lián)在所述負(fù)載的供電端上的電阻和電 容器的串聯(lián)電路、以及與所述電池一起串聯(lián)在所述負(fù)載的供電端上的線圈。根據(jù)本發(fā)明，即使插頭相連接時(shí)電池與大電容的平滑電容器之間的電壓差較大， 也不需要預(yù)先通過(guò)電阻對(duì)電容器進(jìn)行充電，可以抑制電流急劇變化。因此，利用插頭就能完全斷開(kāi)電池和充電器，而且不需要進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，能夠大幅 削減因沖擊電流和火花導(dǎo)致插頭的接觸部受到損傷。而且，在使與電池相連接的設(shè)備工作時(shí)，與不具有防沖擊電流功能的普通電路相 比，也能以更穩(wěn)定的電壓和電流使設(shè)備工作。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的防沖擊電流電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是不具有防沖擊電流功能的普通的電池充電器電路圖。圖3是本發(fā)明及不具有防沖擊電流功能的普通的電池充電器的沖擊電流波形。圖4是本發(fā)明及不具有防沖擊電流功能的普通的電池充電器的充電波形。圖5是最適合于線圈6的開(kāi)磁路型的線圈的一個(gè)例子。圖6是表示現(xiàn)有的防沖擊電流電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖1。圖7是表示現(xiàn)有的防沖擊電流電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖2。圖8是表示現(xiàn)有的防沖擊電流電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖3。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所示的防沖擊電流電路具體地進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的防沖擊電流電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。首先，對(duì)圖1中的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，例如鉛蓄電池等可充電式的電 池1的兩端與插頭3a的兩端相連接，與插頭3a成對(duì)地構(gòu)成接觸部的插頭3b與充電器CHl 輸出端子相連接，充電器CHl的一個(gè)輸出端子與線圈6相連接，在線圈6的后級(jí)并列地連接 電解電容器(大電容的電容器)7和薄膜電容器(小電容的電容器)4作為用于使充電器 CHl的輸出平滑的電容器，電解電容器7與電阻2串聯(lián)連接。此外，在上述的電路結(jié)構(gòu)中，本實(shí)施方式的防沖擊電流電路包括并聯(lián)在充電器 CHl的輸出端上的電阻2和電解電容器7的串聯(lián)電路、以及與電池1 一起串聯(lián)在充電器CHl的輸出端上的線圈6。例如，作為對(duì)輸出72V的電池進(jìn)行充電時(shí)各要素的值，電阻2用1. 3 Ω、線圈6用 3μΗ及4πιΩ、電解電容器7用lOOyF、薄膜電容器4用6yF。另外在圖1中，充電器CHl包括AC/DC轉(zhuǎn)換器(交流/直流轉(zhuǎn)換器)AD1、并聯(lián)在其 輸出端上的電阻2和電解電容器7的串聯(lián)電路、電容器4、以及串聯(lián)在輸出端上的線圈6，所 述AC/DC轉(zhuǎn)換器ADl的輸入端還連接有成為充電器CHl的輸出功率源的交流電源8。接下來(lái)，對(duì)圖1中的防沖擊電流功能進(jìn)行說(shuō)明。為了由充電器CHl通過(guò)接觸部的插頭3a、3b對(duì)電池1進(jìn)行充電，在電池1 一側(cè)的插 頭3a和充電器CHl —側(cè)的插頭3b相連接時(shí)，在電容較大的電解電容器7的端子電壓高于 電池1的電壓的情況下，有使被充到電解電容器7上的電荷沿電解電容器7 —電阻2 —線 圈6 —插頭3b、3a —電池1的方向進(jìn)行放電所形成的沖擊電流流過(guò)。另外，在電池1的電 壓高于電解電容器7的端子電壓的情況下，有沿電池1 —插頭3a、3b —線圈6 —電阻2 — 電解電容器7的方向?qū)﹄娊怆娙萜?進(jìn)行充電的沖擊電流流過(guò)。因此，線圈6的自感作用導(dǎo)致電流急劇變化使得線圈的阻抗增加，從而不僅可以 限制電阻2的沖擊電流，還可以限制電解電容器7放電或?qū)﹄娊怆娙萜?進(jìn)行充電的沖擊 電流，如圖3所示，可以使沖擊電流減半。在電解電容器7兩端的電壓為0V、電池1的電壓為72V的狀態(tài)下實(shí)際地進(jìn)行了試 驗(yàn)，并在圖3中表示了確認(rèn)后的電流波形?？梢源_認(rèn)，在圖2的不具有防沖擊電流功能的普 通電路中，插頭相連接時(shí)的沖擊電流為238A，而在圖1的具有防沖擊電流功能的電路中，沖 擊電流減少到了約1/2，為120A。因此，可以防止插頭3a、3b在它們相連接時(shí)產(chǎn)生火花，并可以防止火花所引起的 包含插頭3a、3b的接觸部產(chǎn)生損傷。如上所述，即使在電池1與電容器4之間存在電壓差的情況下，也不需要為了抑制 由該電壓差產(chǎn)生沖擊電流而如現(xiàn)有技術(shù)那樣通過(guò)電阻一直對(duì)電容器4進(jìn)行充電，并且也不 需要在插頭3a、3b相連接后利用開(kāi)關(guān)5a控制電阻短路，從而可以確實(shí)地減少?zèng)_擊電流。線圈6最適合使用如圖5所示的開(kāi)磁路型的線圈，該線圈即使有流過(guò)與正常的充 電電流相比過(guò)大的沖擊電流，芯子的磁通也很難發(fā)生飽和。該線圈6如圖5所示，在圓柱形 芯子51的外周卷繞有繞線52，繞線52的兩端分別用粘接劑53a、53b固定在芯子51上。接著，對(duì)利用充電器對(duì)電池進(jìn)行充電的正常工作時(shí)進(jìn)行說(shuō)明。正常工作時(shí)，在不具有防沖擊電流功能的圖2的電路中，通過(guò)電解電容器7和電容 器4去除ADl的輸出的高頻成分，使提供給電池的電壓、電流保持穩(wěn)定。本實(shí)施方式的防沖擊電流電路中，如圖1所示，電阻2與電解電容器7串聯(lián)連接， 雖然破壞了電解電容器7的原來(lái)的作用即平滑作用，但是由于本實(shí)施方式中充電器輸出端 連接有線圈6，因此線圈6的電感成分可以去除充電器的輸出的高頻成分，即使在對(duì)電池進(jìn) 行充電的通常時(shí)也能以穩(wěn)定的電壓、電流對(duì)電池進(jìn)行充電。圖4表示以3A對(duì)72V的電池進(jìn)行充電時(shí)的充電器輸出波形。如圖4所示，可以確認(rèn)，與不考慮防止沖擊電流的普通電路相比，可以使脈動(dòng)成分 振幅的電壓值從120mV減少到90mV、使電流值從99mA減少到42. 5mA,并且能以更穩(wěn)定的電 壓、電流對(duì)電池進(jìn)行充電。
因此，本實(shí)施方式不但能防止沖擊電流，而且還具有如下效果即，即使在通過(guò)充 電器對(duì)電池進(jìn)行充電的充電動(dòng)作時(shí)，與不應(yīng)用本發(fā)明的電路相比，也能提供更穩(wěn)定的功率。此外，所述的實(shí)施方式中，雖然對(duì)電池1與具有用于去除高頻成分的電容器4、和 電解電容器7的充電器CHl相連接時(shí)的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)那樣由電池1對(duì) 與電容器4和電解電容器7并聯(lián)的負(fù)載Fl供電而構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)的情況，也同樣可以實(shí) 施，并可以得到同樣的效果。在這種情況下，無(wú)論是使用堿性干電池等不可充電式的一次性電池作為電池1的 情況，還是使用鉛蓄電池等可充電式的二次電池作為電池1的情況，都可以適用。工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明的防沖擊電流電路可以利用插頭完全斷開(kāi)電池和充電器，而且也不需要進(jìn) 行開(kāi)關(guān)操作就能大幅地削減沖擊電流。可以用于削減例如安裝在電動(dòng)汽車上的對(duì)大容量電 池進(jìn)行充電的充電器的沖擊電流。
權(quán)利要求
一種防沖擊電流電路，對(duì)經(jīng)由接觸部(3a、3b)與電池(1)相連接的、并通過(guò)所述接觸部(3a、3b)對(duì)所述電池(1)進(jìn)行充電的充電器(CH1)，防止所述電池(1)與所述充電器(CH1)相連接時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電流，其特征在于，在所述充電器(CH1)和所述接觸部(3a、3b)之間，具有與所述充電器(CH1)的輸出端并聯(lián)的電阻(2)及電容器(7)的串聯(lián)電路、以及通過(guò)所述電池(1)與所述充電器(CH1)的輸出端串聯(lián)的線圈(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的防沖擊電流電路，其特征在于，設(shè)置所述防沖擊電流電路，使其對(duì)于具有與所述輸出端并聯(lián)的用于去除高頻成分的電 容器⑷的所述充電器(CHl)，防止所述沖擊電流。
3.如權(quán)利要求1所述的防沖擊電流電路，其特征在于，設(shè)置所述防沖擊電流電路，使其對(duì)通過(guò)由設(shè)置在所述電池(1) 一側(cè)的第一插頭(3a)和 設(shè)置在所述充電器(CHl) —側(cè)的第二插頭(3b)所構(gòu)成的所述接觸部(3a、3b)，對(duì)于與所述 電池(1)相連接的所述充電器(CHl)，防止所述沖擊電流。
4.如權(quán)利要求2所述的防沖擊電流電路，其特征在于，設(shè)置所述防沖擊電流電路，使其對(duì)通過(guò)由設(shè)置在所述電池(1) 一側(cè)的第一插頭(3a)和 設(shè)置在所述充電器(CHl) —側(cè)的第二插頭(3b)所構(gòu)成的所述接觸部(3a、3b)，對(duì)于與所述 電池(1)相連接的所述充電器(CHl)，防止所述沖擊電流。
5.一種防沖擊電流電路，對(duì)于經(jīng)由接觸部(3a、3b)與電池(1)相連接的、并通過(guò)所述 接觸部(3a、3b)由所述電池⑴進(jìn)行供電的負(fù)載(Fl)，防止所述電池⑴與所述負(fù)載(Fl) 相連接時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電流，其特征在于，在所述負(fù)載(Fl)和所述接觸部(3a、3b)之間，具有與所述負(fù)載(Fl)的供電端并聯(lián)的電阻(2)及電容器(7)的串聯(lián)電路、以及通過(guò)所述電池(1)與所述負(fù)載(Fl)的供電端串聯(lián)的線圈(6)。
6.如權(quán)利要求5所述的防沖擊電流電路，其特征在于，設(shè)置所述防沖擊電流電路，使其對(duì)于具有與所述供電端并聯(lián)的用于去除高頻成分的電 容器(4)的所述負(fù)載(Fl)，防止所述沖擊電流。
7.如權(quán)利要求5所述的防沖擊電流電路，其特征在于，設(shè)置所述防沖擊電流電路，使其對(duì)通過(guò)由設(shè)置在所述電池(1) 一側(cè)的第一插頭(3a)和 設(shè)置在所述負(fù)載(Fl) —側(cè)的第二插頭(3b)所構(gòu)成的所述接觸部(3a、3b)，對(duì)于與所述電池 (1)相連接的所述負(fù)載(Fl)，防止所述沖擊電流。
8.如權(quán)利要求6所述的防沖擊電流電路，其特征在于，設(shè)置所述防沖擊電流電路，使其對(duì)通過(guò)由設(shè)置在所述電池(1) 一側(cè)的第一插頭(3a)和 設(shè)置在所述負(fù)載(Fl) —側(cè)的第二插頭(3b)所構(gòu)成的所述接觸部(3a、3b)，對(duì)于與所述電池 (1)相連接的所述負(fù)載(Fl)，防止所述沖擊電流。
全文摘要
通過(guò)在連接電池(1)和充電器(CH1)的線路上設(shè)置開(kāi)磁路型的線圈(6)，進(jìn)而在與充電器(CH1)的輸出相連接的用于使充電器的輸出平滑的大電容的電解電容器(7)上串聯(lián)電阻(2)，從而抑制插頭(3a、3b)間相連接時(shí)連接電池(1)和充電器(CH1)的線路中流過(guò)的電流急劇變化。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101971450SQ20098010931
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者小松明幸, 山本雄大 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社