[发明专利]充电器和充电器自动调节方法

说明书

本发明涉及充电器的自动调节方法和相应的一种充电器。

已知有一些充电器可调地对具有不同标称电压的蓄电池和/或可充电电池，尤其是NiCd(镍镉)或NiMH电池进行充电。在此情况下，为了获得上述提及的可调性但不用根据待充电电池的标称电压对充电进行手工改变，则只能接受以下事实，即如果蓄电池的特定标称电压大于或小于充电器特定的平均标称电压范围，那么这样的蓄电池是不会得到最佳充电的。

众所周知，这样的充电器可以有监视单元，包括例如Telefunken所出售的U2402B型集成电路之类的充电控制器。该充电控制器通过监视充电电压来监视充电过程的时间特性并且以适时方式中断充电过程。为了控制充电过程，一般对二阶时间导数进行监视，这通常称作“梯度监视”(gradient monitoring)，使得通过监视充电电压在时间上的变化可能清楚地检测到结束充电和维持充电范围。

如果这样的监视用于具有不同标称电压的可充电蓄电池上，则必须对瞬时充电电压进行监视，该瞬时充电电压根据待充电电池的标称电压而在一个大的范围内变化。

此外，已知电子监视单元通常设计用来监视受监视信号的特定范围，在此范围中监视可靠性是最佳的。如果待监视信号位于该最佳范围边缘区域或落于其外，那么监视功能将在一定程度上得到实现，但精度降低。

本发明的一个目的在于一致地以最佳速率对具有不同标称电压的蓄电池充电。

根据本发明的一个方面，提供了一种根据待充电蓄电池特性自动调节电池充电器的方法，其中，向所说的电池提供充电电流，检测所说电池的端子电压以产生一个检测信号；所说的检测信号被一个因子加权放大以产生一个第一控制信号，对所说的第一控制信号监视并且产生一个监视结果信号，并且作为所说监视结果信号的一个函数，调节所说电池的充电电流，而且，还从所说的检测信号中产生出一个第二控制信号，根据所说的第二控制信号调节所说的放大因子，其特征在于，所说的监视过程的执行是通过以时间对所说的第一控制信号微分，以及在所说的充电过程中多于一次产生所述第二控制信号来实现的。

根据本发明的另一个方面，提供了一种对蓄电池充电的装置，该装置包括：一个AC到DC变换器，所说变换器的一个输入端可操作地连接于所说装置的AC输入端，所说变换器的一个输出端可操作地连接于所说的待充电蓄电池的充电输出端；一个监视单元，所说监视单元的一个输入端经包括一控制输入的可控放大单元可操作地连接于所说充电输出端，所说控制输入可操作地连接于所说充电输出端，所说监视单元的输出端可操作地连接于对于施加到所说的充电输出端的电流的充电电流控制单元的一个控制输入端；其特征在于，所说的监视单元包括一个时间导数形成单元，该单元的输入端可操作地连接于所说的监视单元的输入端，而该单元的输出端可操作地连接于所说的监视单元的输出端。

根据本发明的方法，通过在充电过程中持续地或以特定时间间隔测量充电电压，可以决定待充电电池的理论的标称电压。通过对经放大或衰减进行监视的信号的加权，该被监视信号变化到一个适于监视的信号范围。由充电过程开始时所做测量而得出的假设应最好地由后续的测量进行检查，并且如果必要的话进行修正。

通过对充电电压重复或持续的测量并且根据相应测量结果决定加权因子，可以对充电过程开始时不正确估计的标称电压进行修正。例如，如果具有相对高标称电压的电池被深度放电，那么就可以判定在最初其具有低的标称电压，但这个判断将在其后测量的基础上得到纠正。因此，建议充电过程使用灵活的装置来判断待充电电池的标称电压，由此确保每一情况下充电过程最佳进行。

在本发明方法的进一步改进中，建议采用可控电流源实施充电过程并且在充电过程开始之时测量充电电压，由此在开始时预定充电电流。根据这类测量结果，对待充电蓄电池的容量(Ah)进行识别并相应地设置可控电流源以供进一步充电过程用。优选地，它如此实现，即根据识别出的容量，激励预定的充电电流对时间过程，借助于在充电电流电路负反馈回路中相应的命令或标称可变过程以可控电流源作为调节件。

上述目的可通过充电器进一步得到解决。

本发明的这些和进一步特征在参考下文说明和附图之后将一目了然，其中：

图1是根据本发明的充电器的功能单元/信号流图；

图2是根据本发明的充电器的受控加权单元图；

图3是根据本发明的充电器的功能方框图；

图4是根据本发明的充电器的详细电路图；

图5是根据本发明的充电器电路板的顶视图，其上有分立元件；

图6是包括充电电流控制的充电器的功能单元/信号流图；以及