專利名稱：礦燈電池充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電裝置，具體是一種礦燈電池充電裝置。
背景技術(shù)：
目前，在礦業(yè)企業(yè)礦燈管理中使用的礦燈充電管理裝置只能對(duì)礦燈充電時(shí) 的幾個(gè)開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如充電中、充電完成、有無礦燈，并將幾個(gè)開關(guān)量 信息傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行集中顯示管理，同時(shí)在PC機(jī)中建立數(shù)據(jù)庫，將礦燈充 電信息與人員考勤管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息化管理；但是不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控管理， 而且在硬件實(shí)現(xiàn)上，現(xiàn)有礦燈充電管理裝置的每個(gè)礦燈充電位置均采用一塊帶 有開關(guān)電源的充電板進(jìn)行充電，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)管理，每塊充電板都必須引出至 少三根數(shù)據(jù)線，以四層、96位礦燈充電位置為例，每層接到數(shù)據(jù)采集板的數(shù)據(jù) 線就有72根，按四層計(jì)算就有288根，由于連接線多，使制作、安裝都不方 便；另外在數(shù)據(jù)采集中，對(duì)于每個(gè)燈位的管理均采集的是模擬信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采 集板上的比較器比較轉(zhuǎn)換成開關(guān)量，由于充電電流的信號(hào)量僅mv級(jí)，在傳輸 過程中很容易受到干擾，尤其是在96個(gè)開關(guān)電源的共同干擾下，嚴(yán)重影響了 模擬信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸，進(jìn)而亦無法保證經(jīng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的開關(guān)量的準(zhǔn)確 性，使得現(xiàn)有礦燈充電管理裝置存在不可靠性。并且現(xiàn)有礦燈充電管理裝置僅 能對(duì)單一規(guī)格的礦燈電池進(jìn)行充電。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有礦燈充電管理裝置不能對(duì)礦燈電池整個(gè)充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、僅能對(duì)單一規(guī)格的礦燈電池進(jìn)行充電、且工作不可靠等問題， 提供了 一種礦燈電池充電裝置。
本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的礦燈電池充電裝置，包括主控單
元和至少一個(gè)充電單元，所述主控單元包含32位ARM微處理器、連接于ARM 微處理器控制信號(hào)輸入端的鍵盤、連接于ARM微處理器數(shù)據(jù)輸出端的顯示器 驅(qū)動(dòng)電路，顯示器驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示器；所述充電單元包含經(jīng)接口電路與主 控單元ARM微處理器信號(hào)傳輸端相連的控制芯片、至少一個(gè)功率輸出電路， 所述功率輸出電路包含與穩(wěn)壓電源相連的PWM控制電路、連接于PWM控制 電路輸出端的濾波電路，以及輸入端與濾波電路輸出端連接、輸出端與待充電 礦燈電池相連的開關(guān)電路、和連接于開關(guān)電路輸出端的電壓采集電路和電流采 集電路，電壓采集電路和電流采集電路的輸出端、以及PWM控制電路和開關(guān) 電路的控制信號(hào)輸入端與控制芯片的數(shù)據(jù)傳輸端相連。
在對(duì)礦燈電池進(jìn)行充電時(shí)，礦燈電池的電壓信號(hào)Ue、電流信號(hào)Ie經(jīng)電壓 采集電路和電流采集電路實(shí)時(shí)地傳輸至充電單元控制芯片，經(jīng)控制芯片A/D轉(zhuǎn) 換，并在相關(guān)軟件的支持下，控制芯片根據(jù)礦燈電池實(shí)時(shí)的電壓、及其電池容 量，輸出PWM控制信號(hào)、開關(guān)信號(hào)，確定相應(yīng)的充電電流，對(duì)礦燈電池實(shí)現(xiàn) 預(yù)充電、恒流快充、恒壓尾充的三個(gè)過程的完整充電，同時(shí)控制芯片將礦燈電 池實(shí)時(shí)的充電電壓、充電電流的數(shù)字信號(hào)傳輸至主控單元的ARM微處理器， 并經(jīng)由顯示器顯示；充電單元的控制芯片在相應(yīng)軟件的支持下，能實(shí)現(xiàn)如下功 能當(dāng)充電電壓達(dá)到恒壓充電電壓時(shí)，變恒流為恒壓充電；當(dāng)恒壓充電電流低 于50mA時(shí)，停止充電；當(dāng)?shù)V燈一直處于充電位置上時(shí)，礦燈電池的電壓降到 一定值后，可自動(dòng)開啟充電裝置進(jìn)行充電；當(dāng)?shù)V燈從充電位置上移走時(shí)，準(zhǔn)確得到移走信息；在保護(hù)方面，當(dāng)接入的礦燈電池電壓低于0.5V時(shí)，則判斷電 池短路不進(jìn)行充電，輸出故障信息。
另外，主控單元是人機(jī)交互的主要窗口，經(jīng)連接于主控單元ARM微處理 器控制信號(hào)輸入端的鍵盤可以重新設(shè)定各充電單元控制芯片的參數(shù)(一般充電 單元的充電電壓在3.2V-5.1V之間、充電電流在3000mA-1500mA之間進(jìn)行設(shè) 定)，使得礦燈電池充電裝置的各充電單元能分別對(duì)不同規(guī)格的礦燈電池進(jìn)行 充電，而不是讓礦燈電池充電裝置只適合單一規(guī)格電池的充電。
并且，由功率輸出電路實(shí)時(shí)采集的礦燈電池的電壓、電流信號(hào)經(jīng)控制芯片 A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，主控單元與充電單元之間以數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，在控制 過程中完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制，因此，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述礦燈充電裝置除對(duì)礦燈充電中、充電完 成、有無礦燈的幾個(gè)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理外，能對(duì)礦燈充電的全過程進(jìn)行監(jiān)控管 理，對(duì)礦燈電池以預(yù)充電、恒流充電、恒壓充電三個(gè)過程進(jìn)行完整的充電，能 夠提高電池的使用壽命；充電單元的充電電壓及充電電流都可以經(jīng)主控單元重 新設(shè)定，使得充電單元能用于不同規(guī)格礦燈電池的充電，提高了礦燈充電裝置 的使用范圍；在礦燈電池的充電控制過程中完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制，具有極強(qiáng)的 抗干擾能力。所述功率輸出電路中的PWM控制電路、濾波電路、開關(guān)電路、 電壓采集電路和電流采集電路是現(xiàn)有公知電路，且有多種電路變形，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員很容易實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型對(duì)功率輸出電路未作詳細(xì)的描述，但 在附圖中給出了具體的電路連接原理圖。
本實(shí)用新型是高可靠全數(shù)字化礦燈電池充電監(jiān)控管理控制裝置，結(jié)構(gòu)合 理，使用效果好，功能上占有極大的優(yōu)勢(shì)，具有廣泛的市場空間。

圖1為本實(shí)用新型主控單元的電路原理圖； 圖2為本實(shí)用新型充電單元的電路原理圖； 圖3為本實(shí)用新型功率輸出電路的電路原理圖；具體實(shí)施方式
礦燈電池充電裝置，包括主控單元和至少一個(gè)充電單元，所述主控單元包 含32位ARM微處理器、連接于ARM微處理器控制信號(hào)輸入端的鍵盤、連接 于ARM微處理器數(shù)據(jù)輸出端的顯示器驅(qū)動(dòng)電路，顯示器驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示 器；所述充電單元包含經(jīng)接口電路與主控單元ARM微處理器信號(hào)傳輸端相連 的控制芯片、至少一個(gè)功率輸出電路，所述功率輸出電路包含與穩(wěn)壓電源相連 的PWM控制電路、連接于PWM控制電路輸出端的濾波電路，以及輸入端與 濾波電路輸出端連接、輸出端與待充電礦燈電池相連的開關(guān)電路、和連接于開 關(guān)電路輸出端的電壓采集電路和電流采集電路，電壓采集電路和電流采集電路 的輸出端、以及PWM控制電路和開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與控制芯片的數(shù) 據(jù)傳輸端相連。
具體實(shí)施時(shí)，所述32位ARM微處理器采用LPC2119型ARM微處理器； 顯示器驅(qū)動(dòng)電路采用PCF8676DF型芯片；充電單元的控制芯片采用 STC12LE5408AD型增強(qiáng)型51單片機(jī)，該單片機(jī)集成有8路10位A/D轉(zhuǎn)換、 4路PWM輸出和UART串行口輸出，8路10位A/D轉(zhuǎn)換可對(duì)4路獨(dú)立的功 率輸出電路中電壓采集電路和電流采集電路的充電電壓、充電電流進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換，STC12LE5408AD型增強(qiáng)型51單片機(jī)以A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)為依據(jù)， 在相關(guān)軟件的支持下，轉(zhuǎn)換成PWM輸出，經(jīng)功率輸出電路的PWM控制電路、濾波電路對(duì)待充電的礦燈電池進(jìn)行充電，即經(jīng)功率輸出電路完成對(duì)電池充電的
恒流、恒壓調(diào)節(jié)控制。所述32位ARM微處理器、顯示器驅(qū)動(dòng)電路采用的芯 片和充電單元的控制芯片皆是集成芯片，當(dāng)所用集成芯片的型號(hào)選定后，各集 成芯片之間的對(duì)應(yīng)連接關(guān)系是已知的，因此該充電裝置的內(nèi)部電路中的具體連 接，諸如各集成芯片之間的對(duì)應(yīng)連接、各集成芯片正常工作所需的一些外圍電 路等，對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是已知且容易實(shí)現(xiàn)的，因此未作詳細(xì)的描 述，但在附圖中給出了具體的電路連接原理圖；每一充電單元包含4個(gè)功率輸 出電路，即能同時(shí)對(duì)四個(gè)礦燈同時(shí)充電，以96位礦燈充電位置為例，需要24 個(gè)充電單元完成，各充電單元的控制芯片經(jīng)公知RS-485接口電路與主控單元 ARM微處理器信號(hào)傳輸端相連，使數(shù)據(jù)線從288根減少到48根，安裝調(diào)試方 便，同時(shí)抗干擾能力強(qiáng)。另外，本實(shí)用新型所述充電裝置的主控單元可經(jīng) CAN-BUS工業(yè)總傳輸總線、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與遠(yuǎn)程微型計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控 制。
權(quán)利要求1、一種礦燈電池充電裝置，其特征在于包括主控單元和至少一個(gè)充電單元，所述主控單元包含32位ARM微處理器、連接于ARM微處理器控制信號(hào)輸入端的鍵盤、連接于ARM微處理器數(shù)據(jù)輸出端的顯示器驅(qū)動(dòng)電路，顯示器驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示器；所述充電單元包含經(jīng)接口電路與主控單元ARM微處理器信號(hào)傳輸端相連的控制芯片、至少一個(gè)功率輸出電路，所述功率輸出電路包含與穩(wěn)壓電源相連的PWM控制電路、連接于PWM控制電路輸出端的濾波電路，以及輸入端與濾波電路輸出端連接、輸出端與待充電電池相連的開關(guān)電路、和連接于開關(guān)電路輸出端的電壓采集電路和電流采集電路，電壓采集電路和電流采集電路的輸出端、以及PWM控制電路和開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與控制芯片的數(shù)據(jù)傳輸端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦燈電池充電裝置，其特征在于充電單元的控 制芯片采用STC12LE5408AD型增強(qiáng)型51單片機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦燈電池充電裝置，其特征在于所述32位 ARM微處理器采用LPC2119型ARM微處理器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種充電裝置，具體是一種礦燈電池充電裝置。解決了現(xiàn)有礦燈充電管理裝置不能對(duì)礦燈電池整個(gè)充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等問題，包括主控單元和至少一個(gè)充電單元，所述主控單元包含微處理器、鍵盤、顯示器驅(qū)動(dòng)電路，顯示器驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示器；所述充電單元包含控制芯片、至少一個(gè)功率輸出電路，所述功率輸出電路包含PWM控制電路、濾波電路，以及開關(guān)電路、電壓采集電路和電流采集電路，電壓采集電路和電流采集電路的輸出端、以及PWM控制電路和開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與控制芯片的數(shù)據(jù)傳輸端相連。本實(shí)用新型是高可靠全數(shù)字化礦燈電池充電監(jiān)控管理控制裝置，結(jié)構(gòu)合理，使用效果好，功能上占有極大的優(yōu)勢(shì)，具有廣泛的市場空間。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201113486SQ200720102958

公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者崔振忠, 彭建成 申請(qǐng)人:彭建成