十五分钟多功能全智能快速充电器
声明 : 以下产品已申请多项结构专利,请作同类产品者切勿抄袭,如发生专利权纠纷,与本人无关;本人在此只交流设计思路和心得；
以下是我四年前设计的一款全球最先进最牛,领先同行好几年的多功能全智能快速充电器:
既然,版主这么重视我们的结构问题,也算是为我国的结构设计作贡献了,希望大家在此真诚的互相交流和学习,唯一的目的就是能真正提高自己,提高我国机械结构整体的设计水平,真正步入世界的前列;
现在,我就来详细分析这款机的设计思路和工作原理;为求完整性,难免会有啰嗦!
1. 充电器简介:
能分别为四粒(或两粒)AA,AAA,或同时为两粒AA,两粒AAA充电电池充电;(需考虑能同时充AA和AAA;)
AA,AAA电池共用电池槽;(也就是AA,AAA不能分用电池槽;)
所充电池为该公司专为此充电器设计的专用快充电池<我链接的相关网页有该电池的介绍(加入了电子领域的新材料硒土---我国的四川省是世界上硒土储量较大的地区之一),及电池的工作原理,此电池能承受大电流充电,此电池还加了防过充装值>,和该公司的普通快充电池;
电池容量:AA为2000mAh,AAA为1000mAh;
充专用快充AA电池15分钟,专用快充AAA电池30分钟(因外表面小,散热慢),普通快充电池60分钟(未加硒土的);
三维尺寸;140x80x45mm,外形似汽车;
2. 要求:
能自动识别是否有电池放入,以便为充电做准备(未放电池时,充电器两极无电压差,不释放电量,以保人生安全); (需要设计检测是否有电池放入的contact)
能自动识别放入的电池是AA,还是AAA电池;(同一电池槽放AA,AAA电池,且能自动识别,也就是说放好电池后,不能有附加的人工或其它操作,由该机自主识别,结构上要考虑如何让AA,AAA电池放于同一电池槽,我们在每个电池槽前面的伸缩头里面加装了弹簧,以便在不需人工切换的情况下放入AAA电池也能正常工作;至于要自动识别AA,AAA,我们在里面设置了识别AAA的contact)
能自动识别放入的是专用快充电池,还是普通快充电池,以便提供不同的电流为电池充电;(在这里,我们将专用电池作了特别处理,也就是在电池尾部的标签上涂了特殊材料<黑色处>,使其阻值在一设定范围内,当与它接触的两个contact检测到其阻值在设定范围内时是就认定是专用快充电池,当contact检测到其阻值大于设定范围时就认定是普通快充电池)
能自动识别放入的快充电池是否安放好,电池两端是否接触良好,以提供大电流为电池充电;<这点对控制电池的发热量特别重要,我们学过电流通过导体时都会发热,当电流一定量时,其发热量是与导体阻值(也就是内阻)的平方成正比的,还有,我特别强调的:是否安放好,两端是否接触良好,其目的就是要尽可能减小两端的接触电阻,加大两端的接触面积和加大电池两端的夹紧力也是为了减小接触电阻,上面台湾那位兄弟谈到力量大的问题,当时我们设计是2.0~2.5Kgf);
因充电电流大(最大为20A)<该问题是由两根粗的扁线由前面直接拉到负极的>,需要散热良好,须全程自动检测电池是否过热(要求不超过58度)<因设计时在几方面考虑了散热问题,该机正常工作情况下,电池温度是不会超过58度的,当然要避免意外情形发生,以保产品的可靠性,检测电池的温度是由负极电池片下面的小contact 6里面安装的热敏电阻 7来完成的,一旦检测到电池温度意外超过58度,就停止充电,并由指示灯发出警告>,以防电池爆炸,保证安全;(对于散热的问题,我们尽可能把电池槽两边掏空,在电池下开进风孔,再加装了电脑上用的小风扇,让冷风从电池处入,从前面顶部出,这些都是后来不得不改进的)
防电池反装;(图中电池头那里能清楚的看到)
防反向充电;(该机在电池头部的设计是无法反向充电的)
防止充电过程中电池意外弹起(轻微震动等不会使电池弹起),保证充电顺利,不可加盖(因散热要求,也可节省成本;(放AA时其尾部的压紧力在中心偏上,就会对电池有一个向下的分力,以保证它不会弹起,放AAA时,我们就利用负极中间那个弹片上的大R角把它向下压住的,取电池时,顺着此R角也能出来;)
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在当今激烈的市场竞争环境,很多新产品半年或一年就更新换代的情况下,该公司每开发一款新产品,至少要生产4~6年时间;
该公司是行业龙头老大,在开发方面下的工夫是很大的;
上面那款充电器,03年在欧美零售价78美元;当然咱们中国人是买不到的,我去年买的相机还用GP的2000mAh,充六小时的,还要180元一套;
该款充电器在欧美申请过几项结构方面的专利技术保护;
https://my3c.com/D5/viewthread.php?tid=3411&extra=page%3D41
https://japan.people.com.cn/2004/5/8/200458165042.htm
https://www.itime.cn/Article/dc/parts/8695.shtm
欢迎访问我的博客:https://ningmengqy.bokee.com/main.b
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以下是该机的工作原理说明:
contact 1和contact 5分别是正极电池片和负极电池片
当该充电器在接通电源的状态下,该机的程序处于工作状态,当第一粒电池放入电池槽时,contact 4下设计有一个与contact 4组成检测有无电池的常闭开关contact 8开启,说明已有电池放入该机,该机程序会自动运行并执行检测过程,之后会有几秒钟的延迟(呵呵,这个延迟时间很重要哦!当时编程序的人没考虑到,一放入电池就运启动检测程序,这还是结构提出来的,之前程序和电子方面有很多问题都没考虑到的,他们都把问题怪在结构头上,搞结构的人就是命苦,其他人可以很直观的看出结构的问题,而搞结的人没法看出他们的问题),等待放入其它电池;
此延迟时间结束后,该机就自动启动检测程序,检测每个电池槽是否按要求放入了AA和AAA电池,此功能是由电池槽前部的伸缩子弹头下设计的常开开关contact 3与正极电池片contact 1来辅助完成的,如没按要求放电池,此时指示灯发出警告提示;
再由contact 3和contact 4来辅助检测放入的电池是专用快充电池,还是普通快充电池;当与电池尾部接触的此两contact检测到其间的阻值在设定阻值范围内就认定是专用快充电池,当此两contact检测到其间的阻值大于设定范围时就认定是普通快充电池;如电池上的标签损坏或被故意撕毁,则其两端的阻值小于设定范围,该机指示灯即发出警告提示;
再检测电池是否安放好,电池两端是否接触良好,此功能是由正极的contact 2(设计此contact时花费了很多心思,想想那么小的电池头,要在保证能通过20A电流情况下,还要加一测电压的contact,,还要有弹性,并且不可与contact 1接触),与负极的contact 6组成相当于万用表的两根探针来测试电池两端的电压完成的,当程序指挥该机在正负极用一定值电压时,如果电池未安放好,其接触电阻就偏大,再加电池的内阻,则通过电池内部的电流就偏小,因而电池两端的电压值就会偏低,此时指示灯发出警告提示;(注:为保证此数据的测量真实可靠,此两contact不可与正极或负极导通,必需绝缘,还要有一定弹性,以保证与电池头和电池尾部接触良好)
当这些检测程序都通过后,该机就分别用相对应的电流对电池释放电量,并进入充电计时阶段,当电池电量接近饱和时(大概11分钟左右)就用涓流对电池释放电量,以防过充;
在整个充电过程中,contact 6里面那个热敏电阻7一直处于工作状态,一但有意外情况致使电池温度异常升高,超过58度时,随即停止充电工作,并由指示灯发出警告提示;
[ 本帖最后由 qmzhang007 于 2006-11-26 10:46 编辑 ] |
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发表于 2006-11-23 23:11:01
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