專利名稱：電池組多合一充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池組多合一充電器。
背景技術(shù)：
在企業(yè)充電器工業(yè)配套中，某一家企業(yè)，通常會有幾種規(guī)格電池、充電器，一旦混用出錯就會有危險，嚴(yán)重時電池會爆炸。
一般NI-MH電池(電池組)的判別方法是主要利用NI-MH電池的充電特性曲線，測量某一電壓或停止?fàn)顟B(tài)的電壓變化。
因為不同廠家的電池(特別是對舊電池、未完全極化的新電池)的充電特性曲線差異較大，用上述方法很容易造成電池組節(jié)數(shù)的誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種電池組多合一充電器，能夠?qū)⒍鄠€電池組共用一個充電器，從而有效地降低使用成本，節(jié)省資源，通過這種結(jié)合電源技術(shù)的一體化設(shè)計，可有效地降低能耗、增強多種保護(hù)功能。
本實用新型的技術(shù)方案是一種電池組多合一充電器，該充電器包括為微處理器和恒流和充電控制電路提供電源的開關(guān)電源電路，微處理器控制恒流和充電控制電路，恒流和充電控制電路對電池組進(jìn)行充電，微處理器接收恒流和充電控制電路的反饋信號，電池組通過電流電壓傳感器和信號放大處理電路將信號反饋給微處理器中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。
本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是一種電池組多合一充電器，該充電器包括為微處理器和恒流和充電控制電路提供電源的開關(guān)電源電路，微處理器控制恒流和充電控制電路，恒流和充電控制電路對電池組進(jìn)行充電，微處理器接收恒流和充電控制電路的反饋信號，電池組通過電流電壓傳感器和信號放大處理電路將信號反饋給微處理器中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；所述開關(guān)電源電路包括交流電源和開關(guān)電源/直流轉(zhuǎn)換電路；所述恒流和充電控制電路包括充電控制電路和恒流轉(zhuǎn)換回路；所述微處理器的外圍設(shè)有計時器和狀態(tài)指示電路。
本實用新型優(yōu)點是1.本實用新型提供了一種低價、高效的電池組多合一充電器，該充電器是先判別電池組的節(jié)數(shù)，然后判別電池新舊程度、未完全極化程度，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行充電過程判斷，判別電池組是通過檢測多組電流電池的電壓變化，并進(jìn)行多次核準(zhǔn)來準(zhǔn)確地判斷電池組的節(jié)數(shù)和狀態(tài)，有效避免電池節(jié)數(shù)的判斷錯誤(特別是對電池的特性曲線不同、舊電池組和未完全極化的新電池)。
2.本實用新型能夠?qū)⒍鄠€電池組共用一個充電器，從而有效地降低使用成本，節(jié)省資源，通過這種方法結(jié)合電源技術(shù)的一體化設(shè)計，有效地降低能耗、增強多種保護(hù)功能。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型的電路原理圖；圖3為本實用新型的電池判別流程圖；圖4為本實用新型的電池充電流程圖。
其中1微處理器；11計時器；12狀態(tài)指示電路；2恒流和充電控制電路；21充電控制電路；22恒流轉(zhuǎn)換回路；3開關(guān)電源電路；31交流電源；32恒流轉(zhuǎn)換回路；4電池組；5電流電壓傳感器和信號放大處理電路；6模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述實施例如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種電池組多合一充電器，該充電器包括為微處理器1和恒流和充電控制電路2提供電源的開關(guān)電源電路3，微處理器1控制恒流和充電控制電路2，恒流和充電控制電路2對電池組4進(jìn)行充電，微處理器1接收恒流和充電控制電路2的反饋信號，電池組4通過電流電壓傳感器和信號放大處理電路5將信號反饋給微處理器1中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路6，開關(guān)電源電路3包括交流電源31和開關(guān)電源/直流轉(zhuǎn)換電路32，恒流和充電控制電路2包括充電控制電路21和恒流轉(zhuǎn)換回路22，微處理器1的外圍設(shè)有計時器11和狀態(tài)指示電路12。
工作原理開關(guān)電源電路(交流電源-直流電源轉(zhuǎn)換)開關(guān)電源電路主要的作用是將交流電源轉(zhuǎn)換成充電電路所需要的穩(wěn)定直流電源及其充電控制回路、微處理器等電路所需要的各種直流電源。交流電源由輸入插座J1輸入，經(jīng)保險絲F1至由電容C10、共模電感T1、電阻R1、R2組成的交流濾波電路濾波后到二極管D1～D4、C12的整流濾波后得到穩(wěn)定一個直流高壓電源，該直流電源一路經(jīng)高頻變壓器T2的主繞組(1、3兩腳)到開關(guān)管Q3的源極；另一路經(jīng)過電阻R4給開關(guān)控制電路U2和其外部電路C11、R33、R34等作為啟動電源，開關(guān)控制電路工作后通過內(nèi)部的振蕩電路和電壓電流比較電路及驅(qū)動放大電路在其第6腳輸出一個固定頻率的方波信號經(jīng)R20到開關(guān)管Q3的柵極從而控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截至，因而T2的主繞組上流過一個交變的電流，因此根據(jù)電磁感應(yīng)關(guān)系，在T2的次級繞組1(6、7兩腳)、2(1、9兩腳)和輔助電源繞組(4、5兩腳)同樣會得到交變的感應(yīng)電壓電流。
次級繞組1感應(yīng)電壓經(jīng)過二極管D8、電容C4、C5、電感L1整流濾波得到一個直流電源作為充電電源輸入到充電控制回路，該電源經(jīng)過電阻R12、光藕U3的輸入端(1、2腳)、R43、二極管D12組成的反饋電路，經(jīng)過光藕的輸出端(3、4腳)和電阻R36、R37反饋至開關(guān)控制電路U2，從而使U2自動調(diào)整方波信號的占空比，即調(diào)整開關(guān)管Q3的導(dǎo)通時間，進(jìn)而穩(wěn)定輸出電壓。
同理次級繞組2經(jīng)過二極管D5、電容C3整流濾波得到的直流電源一路經(jīng)過電阻R38、R8、R7、R13、R14、三極管Q1、三端電源U1構(gòu)成的降壓電路得到給微處理等器件電路的供電電源。另一路經(jīng)過D6后作為充電控制電路中的驅(qū)動電路電源。同樣輔助電源繞組經(jīng)過二極管D7、電容C13、C15的整流濾波給開關(guān)控制電路U2供電，從而使開關(guān)電源穩(wěn)定工作。
為了使電路安全可靠的工作，電路中增加了過電流、防止尖峰電壓、防止開機(jī)沖擊等保護(hù)電路。過流保護(hù)由在開關(guān)管Q3的漏極接入一個電流采樣電阻R30反饋到開關(guān)控制電路U2，當(dāng)電流大于設(shè)定值電路自動進(jìn)入保護(hù)，將開關(guān)管Q3關(guān)斷，從而使輸出電源關(guān)斷。防止尖峰電壓在高壓端由二極管D9、電阻R5、電容C2將尖峰電壓通過阻容吸收回路吸收。同樣在次級繞組1側(cè)通過電阻R6、R24、電容C17組成吸收電路來吸收尖峰電壓。同時為了防止開機(jī)的瞬間沖擊，在電源的反饋電路輸入部分加入電容C22、二極管D10、電阻R27，利用電容的電壓不能瞬變的特性從而使開關(guān)控制電路的啟動變緩。
恒流和充電控制電路恒流和充電控制電路主要的作用是將開關(guān)電源得到的直流電源轉(zhuǎn)換成對電池充電過程中所需的各種電壓或電流狀態(tài)(如恒流、充電開始停止等)。主要有充電控制電路和恒流轉(zhuǎn)換回路組成。
充電控制電路的工作原理是利用大功率晶體管或MOSFET管的開關(guān)特性，微處理器的PD0端口輸出的高低電平信號經(jīng)過電阻R22、三極管Q4驅(qū)動放大后輸入到三極管Q2的基極，控制開關(guān)三極管Q2的導(dǎo)通與截至，從而達(dá)到控制充電狀態(tài)的目的。
恒流轉(zhuǎn)換回路的作用是得到對電池組進(jìn)行充電所需的充電電流。經(jīng)過控制的充電電源流過電池組和電流采樣電阻R31，在R31上得到一個電壓，該電壓經(jīng)過電阻R10輸入到三極管Q5的基極，促使Q5導(dǎo)通，因而通過D10、R9控制電源反饋電路的輸入電壓，促使充電電路進(jìn)入恒流工作狀態(tài)。
微處理器微處理器電路主要作用是通過預(yù)定的充電控制程序，對電池電壓的采樣判斷電池的狀態(tài)，從而決定充電的狀態(tài)。其主要有復(fù)位電路、計時振蕩器、狀態(tài)指示電路、采樣電路等電路組成。
復(fù)位電路(電阻R25、二極管D13、電容C2組成)、計時振蕩器(陶瓷振蕩器Y1)及其微處理內(nèi)部的看門狗電路組成為微處理器的正常運行基本電路，在微處理正常工作后，電池電壓經(jīng)過采樣電路(電阻R15、R16分壓)后輸入到微處理器的模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換端口PB0，微處理器通過A/D轉(zhuǎn)換程序檢測電池電壓狀態(tài)，根據(jù)電壓狀態(tài)按照內(nèi)部預(yù)定的程序從而決定輸出端口PA3、PA1的輸出電平控制指示電路(由電阻R32、R35、發(fā)光二極管D11組成)中發(fā)光二極管的指示狀態(tài)和控制充電控制電路。
電池判別過程中，首先通過接通一個電流(電流大小為小于或等于1C)作用于電池一定的時間(1秒到5分鐘長)，檢測電池在該電流作用前后和停止該電流時的電池電壓狀態(tài)及其變化情況和預(yù)先設(shè)定的數(shù)值判別電池的空滿狀態(tài)和一次電池節(jié)數(shù)；其次根據(jù)得到電池的空滿狀態(tài)后，接通另一個電流(電流大小為第一個電流值的0～10倍)作用于電池一定的時間(1秒到1小時)，檢測電池在該電流的作用下的電池電壓及其變化狀態(tài)再和預(yù)先設(shè)定的數(shù)值判別得到一次電池節(jié)數(shù)；然后根據(jù)兩次得到的電池節(jié)數(shù)比較后，再接通一個電流(電流大小為第一個電流值的0～10倍)作用于電池一定的時間(1秒到1小時)，檢測電池在此電流的作用下的電池電壓及其變化狀態(tài)再次和預(yù)先設(shè)定的數(shù)值比較判別電池節(jié)數(shù)；根據(jù)上述幾種電流狀態(tài)下所得到的電池節(jié)數(shù)判別后決定是否需要重復(fù)前面的過程直至得到準(zhǔn)確的電池節(jié)數(shù)后開始按照預(yù)定的充電過程進(jìn)行充電。
電池充電過程中，在每個充電步驟中的一組充電時間內(nèi)采用同判別過程中類似的方式——不同大小的充電電流(1～10檔的電流值)的接通方式，檢測電池電壓在每種電流的作用下的變化狀態(tài)，判別出電池的新舊程度和狀態(tài)，然后根據(jù)結(jié)果調(diào)整相應(yīng)的充電參數(shù)。
電路設(shè)計采用電源和充電控制電路一體化式，不僅結(jié)構(gòu)新穎而且體積小，成本低，采用開關(guān)電源技術(shù)，大大降低待機(jī)功耗，適合世界上通用的電源輸入，使用與攜帶方便，通過硬件和軟件的雙重看門狗技術(shù)能有效的避免因硬件或軟件引起的出錯現(xiàn)象，提高了安全可靠性。
權(quán)利要求1.一種電池組多合一充電器，其特征在于該充電器包括為微處理器(1)和恒流和充電控制電路(2)提供電源的開關(guān)電源電路(3)，微處理器(1)控制恒流和充電控制電路(2)，恒流和充電控制電路(2)對電池組(4)進(jìn)行充電，微處理器(1)接收恒流和充電控制電路(2)的反饋信號，電池組(4)通過電流電壓傳感器和信號放大處理電路(5)將信號反饋給微處理器(1)中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組多合一充電器，其特征在于所述開關(guān)電源電路(3)包括交流電源(31)和開關(guān)電源/直流轉(zhuǎn)換電路(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組多合一充電器，其特征在于所述恒流和充電控制電路(2)包括充電控制電路(21)和恒流轉(zhuǎn)換回路(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組多合一充電器，其特征在于所述微處理器(1)的外圍設(shè)有計時器(11)和狀態(tài)指示電路(12)。
專利摘要本實用新型公開了一種電池組多合一充電器，該充電器包括為微處理器和恒流和充電控制電路提供電源的開關(guān)電源電路，微處理器控制恒流和充電控制電路，恒流和充電控制電路對電池組進(jìn)行充電，微處理器接收恒流和充電控制電路的反饋信號，電池組通過電流電壓傳感器和信號放大處理電路將信號反饋給微處理器中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；能夠?qū)⒍鄠€電池組共用一個充電器，從而有效地降低使用成本，節(jié)省資源，通過這種結(jié)合電源技術(shù)的一體化設(shè)計，可有效地降低能耗、增強多種保護(hù)功能。
文檔編號H02J7/02GK2924887SQ20062007602
公開日2007年7月18日 申請日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者徐文, 陳小明 申請人:蘇州億帝電子科技有限公司