專利名稱：高頻逆變式充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高頻逆變式充電機(jī)，用于給工業(yè)用和民用電瓶充電。
目前使用的充電機(jī)主要有二種結(jié)構(gòu)型式一種是變壓整流式，它是用工頻變壓器將電壓降低后再整流輸出，其缺點(diǎn)是工頻變壓器體大笨重；另一種是可控硅直流整流式，它是靠壓低可控硅的導(dǎo)通角降壓，在需低電壓大電流充電的場合，導(dǎo)通角將非常小，以至引起電源波形嚴(yán)重崎變，功率因數(shù)很低，對(duì)電源干擾嚴(yán)重，不能在小容量電源上使用。本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小，重量輕，效率高，適合于在各種條件下使用的高頻逆變式充電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括變壓器、輸出整流器、控制器和殼體，其特征在于還有輸入整流器和逆變器。50HZ(或60HZ)的市電經(jīng)輸入整流器整定為直流并經(jīng)濾波后送至由半導(dǎo)體開關(guān)元件組成的逆變器，本實(shí)用新型的逆變器有兩種型式，一種是全橋式逆變器，它由四只半導(dǎo)體開關(guān)元件及相應(yīng)的保護(hù)元件組成，半導(dǎo)體開關(guān)元件兩兩串聯(lián)后接入輸入整流器的輸出端，兩個(gè)串聯(lián)元件的聯(lián)接點(diǎn)作為逆變器的輸出端接變壓器的初級(jí)繞組。另一種是半橋式逆變器，它由兩只半導(dǎo)體開關(guān)元件和兩只電容器組成，兩只半導(dǎo)體開關(guān)元件串聯(lián)，兩只電容器串聯(lián)，并分別接入輸入整流器的輸出端，兩個(gè)串聯(lián)元器件的聯(lián)接點(diǎn)作為逆變器的輸出端接變壓器的初級(jí)繞組。變壓器的次級(jí)繞組接輸出整流器，整流后即可接入被充電電瓶的電極?？刂破骺梢允钦{(diào)脈寬控制器，或是調(diào)頻控制器?？刂破鬏敵龅目刂菩盘?hào)接入逆變器中半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制端。這樣，逆變器的開關(guān)元件在控制器的控制下，以一定的頻率和脈寬周期性地開通和關(guān)斷，變壓器的初級(jí)繞組上就會(huì)產(chǎn)生周期變化的交流電，次級(jí)繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電流即可經(jīng)輸出整流器整流后對(duì)電瓶充電。調(diào)節(jié)控制器，改變輸出的脈寬(頻率和幅值固定)，或是改變輸出的頻率(幅值和脈寬固定)，就可調(diào)節(jié)輸出充電電流至預(yù)定值。
本實(shí)用新型通過逆變器使變壓器工作在頗高的頻率上，因而變壓器的體積和重量大大縮小。因此，本實(shí)用新型具有體積小，效率高，重量輕，功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)電源基本無干擾，適用于各種環(huán)境條件。尤其是在流動(dòng)和使用小容量電源的場合。


圖1為本實(shí)用新型一種采用半橋式逆變器、調(diào)脈寬控制器的充電機(jī)的電路原理圖。
圖2為本實(shí)用新型采用全橋式逆變器、調(diào)脈寬控制器的充電機(jī)電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型采用半橋式逆變器，調(diào)頻控制器的充電機(jī)的電路原理圖。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示，實(shí)施例一是由半橋式逆變器主回路和調(diào)脈寬控制器組成的充電機(jī)。輸入整流器1由四只二極管組成橋式整流，輸入交流市電，輸出直流高壓。電容器C1、C2串聯(lián)后對(duì)直流高壓濾波，同時(shí)電容器C1、C2與晶體管T1、T2構(gòu)成半橋式逆變器2，T1、T2串聯(lián)后，接輸入整流器1的輸出端。兩個(gè)串聯(lián)電容器C1、C2的聯(lián)接點(diǎn)和兩個(gè)串聯(lián)三極管T1、2的聯(lián)接點(diǎn)作為逆變器2的輸出端接變壓器3的初極繞組，其次極繞組接二極管D7、D8，組成輸出整流器4，輸出整流器4的輸出端接被充電電瓶的電極?？刂破?電源直接由電瓶電極提供?？刂破?由矩形波發(fā)生器、放大器、脈沖變壓器組成。矩形波發(fā)生器由脈寬調(diào)制器LN3575(IC1)、電位器W1、電容器C3、二極管D9組成，電位器W1的中點(diǎn)接IC1的7腳，一個(gè)端點(diǎn)接電源正極，另一個(gè)端點(diǎn)通過電容C3接電源負(fù)極，W1和C3的聯(lián)接點(diǎn)接IC1的2腳。電位器的中點(diǎn)將電位器分成上、下兩個(gè)電阻RX、RY。二極管跨接在RY兩端、即IC1的7腳與2腳，二極管的陰極接2腳，陽極接7腳，當(dāng)電容充電時(shí)，電流經(jīng)RX，為C3充電，其時(shí)間常數(shù)是RXC3。此時(shí)IC1輸出端3腳輸出高電位，4腳輸出低電位。當(dāng)C3充電，使2腳電位升高至三分之二電源電壓時(shí)，IC1翻轉(zhuǎn)，3腳與4腳輸出均是低電位。7腳對(duì)地接通，電容器C3開始放電，放電電流經(jīng)RY，IC1的7腳，C3電位開始下降，當(dāng)降至三分之一電源電壓時(shí)，IC1翻轉(zhuǎn)，4腳開始輸出高電位，3腳輸出低電位，7腳停止放電，電容器C3又開始通過RX充電。充電至三分之二電源電壓時(shí)IC1翻轉(zhuǎn)，IC1的3腳、4腳都輸出低電位，7腳對(duì)地接通，電容器C3開始放電。電容器C3不斷地充電、放電，IC3的3腳和4腳即輸出二列相位相差180°，脈寬可由W1調(diào)節(jié)的矩形波，3腳的輸出經(jīng)由T3、T4組成的放大器放大后，送脈沖變壓器B2，B2的次級(jí)繞組b1、e1接T1的基極、發(fā)射極，控制T1的通斷。IC3的4腳輸出經(jīng)另一組結(jié)構(gòu)與上述相同的電路控制T2的斷通。這樣，逆變器中的二只晶體管在控制器的控制下，以一定的頻率和脈寬，周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷。電容器C1、C2即通過變壓器3的初極繞組，不斷地充電和放電，初級(jí)繞組上就出現(xiàn)了交流電壓和電流，次級(jí)繞組的輸出由D7、D8整流后，即可對(duì)電瓶進(jìn)行充電。調(diào)節(jié)電位器W1，可改變脈寬，即可調(diào)節(jié)和控制充電電流至預(yù)定值。所述晶體管T1、T2也可以是場效應(yīng)管。
如圖2所示，實(shí)施例二是全橋式逆變器主回路和調(diào)脈寬控制器組成的充電機(jī)。由T1－T4四只晶體管組成橋式逆變器7。當(dāng)晶體管T1、T4在控制器10的控制下導(dǎo)通，T2、T3截止，變壓器8初級(jí)繞組上出現(xiàn)正向電壓和電流，當(dāng)晶體管T2、T3導(dǎo)通，T1、T4截止時(shí)時(shí)，變壓器8上出現(xiàn)反向電壓和電流，次極繞組接輸出整流器，交變電壓被整定成直流后，輸送至電瓶電極，為電瓶充電。調(diào)節(jié)電位器W1，可調(diào)節(jié)脈沖寬度，進(jìn)而調(diào)節(jié)和控制充電電流，控制器的結(jié)構(gòu)，原理與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例三如圖3所示，是用可控硅作逆變器中的開關(guān)元件，三相電源輸入的半橋式逆變器12。三相電源經(jīng)D1－D6整流后，供逆變器12工作。當(dāng)SCR1被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電容器C2通過變壓器13、SCR1放電，而電容器C3則通過變壓器13和SCR1充電，變壓器13流過正方向電流，當(dāng)充放電結(jié)束，SCR1電流降至0而關(guān)閉。隨后，SCR2被觸發(fā)導(dǎo)通。C3通過SCR2和變壓器13放電，C1通過變壓器13、SCR2充電，變壓器13流過負(fù)方向電流，充放電結(jié)束后，SCR2關(guān)閉。SCR1和SCR2輪流被觸發(fā)，則變壓器13因電容器C2，C3不斷地充電和放電而出現(xiàn)交流電壓和電流。其脈沖寬度由C1、C2的電容量、變壓器13的電感量和次級(jí)等效電阻決定。每個(gè)脈沖過程輸出的能量基本固定，輸出電流由充放電頻率決定，改變頻率，即可改變輸出電流。輸出電流信號(hào)由分流器RL取出，送運(yùn)算放大器F1的負(fù)輸入端，放大后輸出至F2的正輸入端。與電位器W1送來的給定值信號(hào)比較，其差值被F2放大后，輸送至F3的負(fù)輸入端，控制F3的輸出電流，此電流給電容器C5充電，C5充電至穩(wěn)壓管CW1轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，可控硅SCR3導(dǎo)通，C5通過SCR3放電，然后再重新被充電。F3的輸出端出現(xiàn)鋸齒波，該鋸齒波作為時(shí)鐘信號(hào)輸出至JK觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)端。這樣，θ、θ二個(gè)輸出端即出現(xiàn)相位相差180°，頻率為時(shí)鐘信號(hào)二分之一的方波。θ端輸出方波通過電容器C6，其前沿微分信號(hào)經(jīng)T1，T2放大，脈沖變壓器輸出，觸發(fā)SCR1，θ端輸出方波經(jīng)過另一組結(jié)構(gòu)與上述相同的電路，觸發(fā)SCR2。調(diào)節(jié)W1，可調(diào)節(jié)F3的鋸齒波頻率，進(jìn)而改變逆變器12的工作頻率，使輸出充電電流達(dá)到預(yù)定值。當(dāng)輸出電流偏離W1所給定的電流值時(shí)，由F1，F(xiàn)2組成的負(fù)反饋系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)觸發(fā)頻率，使輸出電流與給定值一致。
權(quán)利要求1.一種高頻逆變式充電機(jī)，包括變壓器、輸出整流器、控制器和外殼，其特征在于還有輸入整流器和逆變器，工頻市電經(jīng)輸入整流器被整定成直流，并經(jīng)濾波后輸入由半導(dǎo)體開關(guān)元件組成的逆變器，逆變器的輸出端接變壓器的初級(jí)繞組，變壓器的次級(jí)繞組接輸出整流器，輸出整流器接充電電瓶的電極，控制器輸出的控制信號(hào)接逆變器中開關(guān)元件的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的高頻逆變式充電機(jī)，其特征在于逆變器是由四只半導(dǎo)體開關(guān)元件組成的橋式逆變器，四只半導(dǎo)體開關(guān)元件兩兩串聯(lián)后，分別接入輸入整流器的輸出端，兩個(gè)串聯(lián)元件的聯(lián)接點(diǎn)作為逆變器的輸出端，接變壓器的初級(jí)繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的高頻逆變式充電機(jī)，其特征在于逆變器是由二只半導(dǎo)體開關(guān)元件和二只電容器組成的半橋式逆變器，二只半導(dǎo)體開關(guān)元件串聯(lián)，二只電容器串聯(lián)，分別接入輸入整流器的輸出端，二個(gè)串聯(lián)元器件的聯(lián)接點(diǎn)作為逆變器的輸出端，接變壓器的初級(jí)繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所說的高頻逆變式充電機(jī)，其特征在于半導(dǎo)體開關(guān)元件是三級(jí)管，或是場效應(yīng)管，或是可控硅。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高頻逆變式充電機(jī)，用于給工業(yè)和民用電瓶充電。它包括變壓器、輸出整流器、控制器等，其特征在于還有輸入整流器和逆變器，市電經(jīng)輸入整流器接逆變器，再經(jīng)過變壓器接輸出整流器。本實(shí)用新型具有體積小，重量輕，效率高，便于攜帶和應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/10GK2085106SQ9121008
公開日1991年9月18日 申請(qǐng)日期1991年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月24日
發(fā)明者于光, 申志剛, 張成彬 申請(qǐng)人:于光, 申志剛, 張成彬