[實用新型]鋰電池充電的恒流－穩壓電源裝置

無效

• 申請號: 00228548.7
• 申請日: 2000-06-20
• 公開（公告）號: CN2432718Y
• 公開（公告）日: 2001-05-30
• 發明（設計）人: 郝春旗;羅聰
• 申請（專利權）人: 廣州擎天實業有限公司電工分公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣東專利事務所
• 代理人: 關家強

本實用新型涉及電源裝置，是一種適合于鋰電池充電的恒流-穩壓電源，屬電源技術領域。

目前對鋰電池充電的電源裝置有以下兩種方式：1．穩壓限流電源。電源本身是一個穩壓電源，通過對穩壓電源施加輸出電流的限制，在鋰電池電壓低于電源的額定穩壓值時達到限流充電的目的。該方式主要缺點是限流時電流不能恒定，往往變化達10-20％，而且限流值不能調節，僅適用于最終用戶對某種固定型號容量電池的充電。2．恒流電源加穩壓電源組合。電源由恒流電源與穩壓電源兩個獨立部分組成，先由恒流電源對鋰電池實施恒流充電，當鋰電池兩端電壓大于等于最高限壓值時，通過監控電路的控制將鋰電池切換到穩壓電源上，以實現恒壓充電。這種方式恒流電流連續可調，可用在鋰電池的生產、化成、檢測等領域，但電源由恒流電源、穩壓電源、檢測切換電路等部分組成，結構復雜，造價高，同時在電源由恒流到恒壓的切換過程中會出現充電電流的突變沖擊，可能影響鋰電池的壽命。

本實用新型的目的在于能克服上述現有技術缺點，提供一種能夠在恒流與穩壓之間實現無沖擊自動轉換，滿足鋰電池的充電要求，并以一個電源能同時具有恒流與穩壓二種功能的恒流-穩壓電源裝置。

本實用新型以下述方式實現。本實用新型包括可調穩壓器T、控制運算放大器A、負壓電源P、電流取樣電阻R₁、直流供電電源DC、底板等。直流電源DC與可調穩壓器T及負壓電源P相接，并通過電流取樣電阻R₁與控制運算放大器A的負輸入端相接。控制運算放大器A的輸出端通過一個隔離二極管D₁(或發光二極管)及電阻R₄接到可調穩壓器T的調節端。可調穩壓器T為三端可調穩壓器或三端穩壓器或多端穩壓器。可調穩壓器T輸入端與直流供電電源之間接有聚合開關RUE110，起電路損壞出現短路時的保護作用。(若要求不嚴可不用)。負壓電源P由六反相器4069組成，4069的三個反相器組成振蕩器，另三個反相器構成輸出驅動器，由電容C₅、C₆及二極管D₂、D₃構成反向整流，取得負電壓V_，接到控制運算放大器A的4腳。恒流電流設定信號V_I與直流供電電源DC的輸出電源負端共地連接。三端可調穩壓器或三端、多端固定穩壓器可以使用PNP或NPN功率三極管與其連接進行輸出電流的擴流。本實用新型是將上述的可調穩壓器T、控制運算放大器A、負壓電源P、電流取樣電阻R1、直流供電電源DC等裝在同一塊印刷線路底板上或將控制運算放大器和負壓電源器件4096單獨制成一個控制模塊，恒流-穩壓電源的輸出V_O-GND1外接往鋰電池充電架上。

本實用新型的優點：1．使用一套電路實現了恒流-穩壓電源的功能；2．電源無論從恒流→穩壓或穩壓→恒流均實現無沖擊平滑切換，適合鋰電池的充電；3．可以實現恒流電流的集中調節，最低值可為0，最高值決定于可調穩壓器T的輸出電流和電流取樣電阻R₁的電阻值；4．恒流范圍廣，擴流容易；5．使用了標準通用器件，造價低，精度高；6．電源裝置易于實現批量生產。

圖1是本實用新型的原理方框圖，圖中1表示直流供電電源DC，2表示可調穩壓器T，3表示控制運算放大器A，4表示負壓電源P，5表示電流采樣電阻R₁。

圖2是本實用新型的電路原理圖。

圖3是三端穩壓器采用PNP三極管擴流的電路圖。

圖4是三端穩壓器采用NPN三極管擴流的電路圖。

下面將結合附圖1-4對本實用新型實施例作進一步說明：參照圖1、圖2，本實用新型由直流供電電路DC(1)，可調穩壓器T(2)，控制運算放大器A(3)，負壓電源P(4)，直流采樣電阻R₁(5)等組成。上述元器件均裝在一塊印刷電路底板上或分裝在不同線路板上。直流供電電源的DC，可采用電源變壓器變換后整流、濾波構成，也可采用AC-DC式開關電源，直流供電電源輸出在7.5-8.5V之間。負壓電源P由六相反相器4069組成，4069的三個反相器組成振蕩器，另三個反相器構成輸出驅動器，由電容C₅、C₆及二極管D₂、D₃構成反向整流，取得負電壓V_。圖2中電阻R₇、R₈，電容C₇是構成振蕩器的外圍元件，按圖2中的元件值產生的脈沖頻率約為100KHZ，此時產生的V-的效率較高。圖2中RUE110為聚合開關，起電路損壞出現短路時的保護作用，若要求不嚴時也可不用。電容C₄的作用是抑制電路中的交流振蕩產生，保證輸出恒流在全范圍內調節時的穩定。電位器W₂用于微調恒流電流值，它與直流采樣電阻R₁并聯，直流采樣電阻R₁選用1.5Ω/5W。