并联于电池组之可线性调整限压电路装置

摘要

申请人先前所获准美国专利案5,118,993(附件一)及欧洲专利案0487204(附件二)以二极体顺向压降效应或季纳二极体之季纳电压构成之多电压输出电路，若直接以电池组并联于上述多电压输出电路之输出端进行充电时，或传统直接将二极体并联在电池组以藉二极体顺向压降VF提供限压分流之应用例中，吾人发现当电池组充电时，电池组端电压VＢ随着充电量之累加逐渐上昇至与二极体顺向压降电压VF接近，最终二极体顺向压降电压VF与电池组随充电上昇之电池组端电压VB相同而呈合成稳定之状态，惟当所并联二极体顺向压降电压VF与电池组额定饱和电压VS不同时，由于二极体之顺向压降电压VF为随二极体串联数目呈约0.7V电压差之阶级性相加减，因此若藉改变串联二极体之方法以和电池组额定饱和电压作匹配至为困难，而至今并无使两者可作线性调整匹配之电路揭示;因此传统直接以二极体并联于电池组之设计在充电时将产生下述两种缺点l.若二极体未加串适当限流装置则二极体顺向压降电压VF与电池组端电压VB呈合成稳定电压时通过二极体之电流大量增加而容易烧毁二极体;2.二极体顺向压降VF与电池组所需标准充电电压不符，较低则导致充电缓慢或充电量不足，较高则导致过度充电;本案为针对上述缺失而创新设计具有较进步之可线性调整功能，且电路简洁成本低为特色，并可藉此电路装置与各种电池组饱和电压值 VS相匹配，在电池组充电而电池组端电压VB上升并超过二极体顺向压降VF值后(或季纳二极体之季纳电压)，对通过二极体(或季纳二极体)电流经所加串之阻抗ZO作线性调整之限流为特征，使各种不同额定饱和电压之电池组确保可获得饱和充电，同时可避免过度充电或损坏与电池组并联之二极体(或季纳二极体)为特征者。

主权项

1.一种并联于电池组之可线性调整限压电路装置之特征为将与电瓶组并联匹配之一个或一个以上呈串联连接之二极体或包括季纳二极体在内之季纳效应元件,进一步另串作为线性电流调整之阻抗ZO和流经二极体(或季纳效应元件) 之分流电流ICR形成电压降进而产生随ICR之値增减而在阻抗ZO两端改变之VZO値,VZO和通过二极体(或季纳效应元件)之顺向电压降VF相加,而获得所需随分流电流値线性调整之对电池组充电电压値,并与所并联电池组形成选定之合成稳定电压,并与各种电池组之饱和标准电压VS 相同或接近之最佳匹配状态,以及使通过二极(或季纳效应元件)之电流値亦被电阻性阻抗ZO所适当限制者,其主要构成含:--藉由一个或一个以上二极体或含季纳二极体之季纳效应元件相互串联(或由两种或两种以上二极体或季纳元件混合串联),并再进一步与阻抗ZO串联,藉着二极体顺向压降或季纳电压之限压特性及所串联阻抗ZO而构成此项可线性调整限压电路装置;并依可线性调整限压电路装置通过分流电流之电压降极性而呈同极性匹配于电池组两端者;--藉由一个或一个以上之单组(Cell) 电池或多组呈串联之电池组所构成之铅酸、镍氢、镍锌、镍镉、镍铁、锂电池、或其他各种可再充电之二次电池所构成,其与可线性调整限压电路装置之匹配方式含:(1)直接在电池组正负极间同极性并联可线性调整限压电路装置者;(2)电池组为经开关或插头插座组或接头端子P100呈同极性连接于可线性调整限压电路装置两端,电瓶组正极与线性调整电路装置之通过分流电流时产生正电压之一端相连接;电瓶组负极则与可线性调整电路装置通过分流电流时产生负电压之一端相连接者。2.如申请专利范围第1项所述并联于池组之可线性调整限压电路装置进一步包括由多组可线性调整限压电路呈同极性串联构成之多输出电路,其主要构成含:--藉由一个或一个以上二极体或含季纳二极体之季纳效应元件相互串联(或由两种或两种以上二极体或季纳元件混合串联),并再进一步与阻抗ZO串联,藉着二极体顺向压降或季纳电压之限压特性及串联阻抗ZO而构成可线性调整限压电路装置;并由两组或两组以上可线性调整限压电路呈同极性串联,以及依可线性调整限压电路装置通过分流电流之压降极性而呈同极性匹配于电池组两端者;--藉由一个或一个以上之单组(Cell) 电池或多组呈串联之电池组所构成之铅酸、镍氢、镍锌、镍镉、镍铁、锂电池、或其他各种可再充电之二次电池所构成,其与可线性调整限压电路装置之匹配方式含:(1)直接在各组电池组正负极间同极性并联可线性调整限压电路装置者;(2)电池组为经开关或插头插座组或接头端子P100呈同极性连接于各组可线性调整限压电路装置两端,电瓶组正极与可线性调整电路装置之通过分流电流时产生正电压之一端相连接;电瓶组负极则与可线性调整电路装置通过分流电流时产生负电压之一端相连接者;前述呈同极性串联之各组可线性调整限压电路装置之个别输出端,则可个别输出供匹配连接可充电电池组,以同时或个别对电池组充电者,各组可线性调节限压电路呈同极性串联,其充电输出状态含:(1)各组可线性调整限压电路装置之输出端同时连接可充电电池组者;(2)各组可线性调整限压电路装置可部份连接于可充电电池组而由未联结可充电电池之可线性调整限压电路构成分压效应者。3.如申请专利范围第1或2项所述并联于电池组之可线性调整限压电路装置,其输入端可供匹配连接于各种充电电路装置,以在充电饱和后由人工切断充电或藉对电池组充电时之端电压作检测或藉电池组充电饱和时之温昇效应或藉电池组充电饱和时之负电压效应作为充电饱和时之操控或断电之参照或以定时装置操控或切断对电池组之充电或以其他操控充电电压电流之方式以进行对电池组之充电操控者。4.如申请专利范围第1或2项所述并联于电池组之可线性调整限压电路装置,其二极体或季纳效应元件以及抗ZO可依电路电要而由下列元件选用者,包括:--阻抗ZO可选用电阻性阻抗或在所输入之直流充电电源为含有涟波之直流脉动电源时,可采用电感性阻抗或电容性阻抗或由电阻性、电感性、电容性阻抗其中两种或两种以上混合构成者:--电阻性阻抗包括一般电阻,或正温度系数电阻(PTC)或负温度系数电阻(NTC)单独构成,或由两种或两种以上混合串联或并联或串并联构成者;--二极体包括由各种材料及结构所构成之二极体以及其他以半导体通过电流时形成相当于二极体顺向电压降效应之固态电子元件所构成,或由季纳二极体所构成或由相当于季纳二极体季纳效应之固态电子元件所构成者。图式简单说明:第一图为传统直接并联二极体作限压分流之电池组呈过度充电之过程示意图。第二图为传统直接并联二极体作限压分流之电池组呈充电不足之过程示意图。第三图为传统直接并联二极体作限压分流之电池组呈理想充电特性之过程示意图。第四图为本创作之单组电池组匹配可线性调整限压装置之电路示意图。第五图为本创作之多组电池组匹配可线性调整限压装置之电路示意图。