專利名稱：一種恒壓限流充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，能源問(wèn)題已日益突出。煤、石油等非可再生能源的大量使用，不僅無(wú)法滿足可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的污染。電動(dòng)自行車體積小，使用方便，電動(dòng)自動(dòng)車以蓄電池提供動(dòng)能，目前電動(dòng)自行車蓄電池充電器無(wú)顯示器，無(wú)法對(duì)蓄電池充電時(shí)行控制處理，增加了充電控制的難度，無(wú)法實(shí)時(shí)的檢測(cè)蓄電池在充電過(guò)程中的充電情況。給使用者帶來(lái)不便，影響電動(dòng)車的發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種恒壓限流充電器，以達(dá)到充電過(guò)程可視且可控的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案。一種恒壓限流充電器，包括控制模塊、功率模塊，其特征在于:所述的控制模塊包括能用于顯示充電過(guò)程的顯示屏、用于充電計(jì)時(shí)的時(shí)鐘芯片、與功率模塊相連的用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路、輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)電路、用于充電控制的充電電路及引腳與顯示屏、時(shí)鐘芯片、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路相連的單片機(jī)。與普通的電瓶車充電器相比，增設(shè)顯示屏，顯示屏提供人機(jī)界面，令整個(gè)充電過(guò)程可控并能實(shí)時(shí)顯示充電狀態(tài)在用戶面前，使用戶直觀了解蓄電池的充電狀況，提高使用的可靠性，避免因不知曉充電時(shí)間，過(guò)早結(jié)束充電，蓄電池儲(chǔ)電量不足，造成中途無(wú)電的情況發(fā)生。另外，增加一路電壓檢測(cè)電路與電流檢測(cè)電路，能實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)充電過(guò)程中的充電電壓與充電電流，配以專用的時(shí)鐘芯片能實(shí)時(shí)的顯示電動(dòng)自行車在整個(gè)充電過(guò)程中的充電時(shí)間的實(shí)時(shí)顯示，并能記錄本次充電時(shí)間以及整個(gè)過(guò)程的累積充電時(shí)間，從而體現(xiàn)蓄電池已使用的時(shí)間，了解蓄電池的情況?？刹捎?位STC系列單`片機(jī)進(jìn)行控制，能友好的將實(shí)際采集到的充電電壓充電電流數(shù)據(jù)以及本次充電時(shí)間，累積充電時(shí)間實(shí)時(shí)地顯示在用戶面前。顯示器能顯示充電過(guò)程的整個(gè)環(huán)節(jié)，包括“充電開始”，“充電進(jìn)行中”，“充電結(jié)束”等，配以動(dòng)態(tài)顯示畫面，能在顯示器上面反應(yīng)充電過(guò)程中蓄電池的電量等，更為人性化，可視性提高，用戶使用方便、直觀。作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。所述的控制模塊還包括用于防止反接的防反接電路。有效的防止了用戶在使用過(guò)程中由于誤操作而導(dǎo)致電瓶損壞以及充電器損壞失效可能的發(fā)生。所述的控制模塊還包括用于用戶輸入的功能鍵，所述的功能鍵與單片機(jī)引腳相連。增加按鍵輸入功能，用戶在實(shí)用過(guò)程中能根據(jù)自己的需要進(jìn)行電動(dòng)車充電時(shí)間的自行設(shè)置，也能對(duì)充電累積時(shí)間的清零以及查詢每次充電過(guò)程中的充電情況。所述的控制模塊還包括用于調(diào)節(jié)顯示屏的背光調(diào)節(jié)電路。[0009]所述的防反接電路包括二極管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、三極管、場(chǎng)效晶體管，蓄電池的正極連接端與二極管的正極相連，二極管的負(fù)極與三極管的集電極及第三電阻一端相連，第三電阻的另一端與三極管的基極及第五電阻一端連接，第五電阻的另一端與場(chǎng)效晶體管的漏極及蓄電池的負(fù)極連接端連接；三極管的集電極與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第四電阻的一端及場(chǎng)效晶體管的柵極連接；第四電阻的另一端與場(chǎng)效晶體管的源極相連。電壓檢測(cè)電路包括分壓電阻、濾波電阻、濾波電容、運(yùn)算放大器，充電電壓經(jīng)分壓電阻分壓、濾波電阻和濾波電容一階濾波后，經(jīng)運(yùn)算放大器電壓跟隨之后，將模擬電壓送至單片機(jī)的模擬口引腳。所述的背光調(diào)節(jié)電路包括兩個(gè)濾波電路、用于電壓跟隨的運(yùn)算放大器、用于比例放大的運(yùn)算放大器；由單片機(jī)輸出的占空比信號(hào)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)濾波電路濾波、運(yùn)算放大器電壓跟隨、運(yùn)算放大器反向比例運(yùn)算放大之后，加載至顯示屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)。增加對(duì)液晶屏亮度的調(diào)節(jié)功能，以及按鍵喚醒液晶屏背光的暗滅，更進(jìn)一步的做到了節(jié)能。所述的控制模塊設(shè)有多個(gè)不同光色的指示燈以區(qū)別充電過(guò)程的各狀態(tài)。所述的充電電路包括比較器、可調(diào)電阻、穩(wěn)壓二極管、分壓電阻、檢測(cè)電阻、光電耦合器；所述的比較器同相輸入端與可調(diào)電阻相連，比較器的反相輸入端與電流檢測(cè)電路相連，比較器的輸出端與光電I禹合器一端相連，比較器的反相輸入端與輸出端之間設(shè)一電容，光電耦合器另一端與單片機(jī)引腳相連，穩(wěn)壓二級(jí)管的輸出端與分壓電阻一端相連，分壓電阻的另一端與比較器同相輸入端相連。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻可調(diào)節(jié)充電電流，充電電路為閉環(huán)控制，使充電電路在過(guò)流的情況下，能迅速將輸出電壓降低。有益效果:與普通的電瓶車充電器相比，增設(shè)顯示屏，顯示屏提供人機(jī)界面，令整個(gè)充電過(guò)程可控并能實(shí)時(shí)顯示充電狀態(tài)在用戶面前，使用戶直觀了解蓄電池的充電狀況，提高使用的可靠性，避免 因不知曉充電時(shí)間，過(guò)早結(jié)束充電，蓄電池儲(chǔ)電量不足，造成中途無(wú)電的情況發(fā)生。另外，增加一路電壓檢測(cè)電路與電流檢測(cè)電路，能實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)充電過(guò)程中的充電電壓與充電電流，配以專用的時(shí)鐘芯片能實(shí)時(shí)的顯示電動(dòng)自行車在整個(gè)充電過(guò)程中的充電時(shí)間的實(shí)時(shí)顯示，并能記錄本次充電時(shí)間以及整個(gè)過(guò)程的累積充電時(shí)間，從而體現(xiàn)蓄電池已使用的時(shí)間，了解蓄電池的情況?？刹捎?位STC系列單片機(jī)進(jìn)行控制，能友好的將實(shí)際采集到的充電電壓充電電流數(shù)據(jù)以及本次充電時(shí)間，累積充電時(shí)間實(shí)時(shí)地顯示在用戶面前。顯示器能顯示充電過(guò)程的整個(gè)環(huán)節(jié)，包括“充電開始”，“充電進(jìn)行中”，“充電結(jié)束”等，配以動(dòng)態(tài)顯示畫面，能在顯示器上面反應(yīng)充電過(guò)程中蓄電池的電量等，更為人性化，可視性提高，用戶使用方便、直觀。充電時(shí)電流大小可調(diào)，擴(kuò)大適用范圍，提高蓄電池使用壽命。充電電路為閉環(huán)控制，使充電電路在過(guò)流的情況下，能迅速將輸出電壓降低，提高充電器工作的安全、可靠性。

圖1是本實(shí)用新型防反接電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型充電電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實(shí)用新型電壓檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型電流檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)圖。[0019]圖5是本實(shí)用新型單片機(jī)引腳圖。圖6是本實(shí)用新型背光調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型包括控制模塊、功率模塊，所述的控制模塊包括能用于顯示充電過(guò)程的顯示屏、用于充電計(jì)時(shí)的時(shí)鐘芯片、與功率模塊相連的用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路、輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)電路、用于充電控制的充電電路、用于防止反接的防反接電路、用于用戶輸入的功能鍵、用于調(diào)節(jié)顯示屏的背光調(diào)節(jié)電路、單片機(jī)，單片機(jī)的弓丨腳與顯示屏、時(shí)鐘芯片、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、功能鍵相連。圖1為防反接電路，防反接電路包括二極管D1，第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5、三極管Q4、場(chǎng)效晶體管Q2，蓄電池的正極連接端與二極管Dl的正極相連，二極管Dl的負(fù)極與三極管Q4的集電極及第三電阻R3 —端相連，第三電阻R3的另一端與三極管Q4的基極、第五電阻R5 —端連接，第五電阻R5的另一端與場(chǎng)效晶體管Q2的漏極、蓄電池的負(fù)極連接端連接；三極管Q4的集電極與第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端與第四電阻R4的一端及場(chǎng)效晶體管Q2的柵極連接；第四電阻R4的另一端與場(chǎng)效晶體管Q2的源極相連。當(dāng)OUT+接蓄電池正端時(shí)，OUT-接蓄電池負(fù)端時(shí)，Q2導(dǎo)通，此時(shí)Q4導(dǎo)通，MOSFET便有電流流過(guò)。當(dāng)OUT+接蓄電池負(fù)端時(shí)，OUT-接蓄電池正端時(shí)，此時(shí)Q2不導(dǎo)通，Q4截止，MOSFET中無(wú)電流流過(guò)，不進(jìn)行充電。圖2為充電電路，充電電路包括比較器LM393、可調(diào)電阻R30、穩(wěn)壓二極管IC5、分壓電阻R29、R30及檢測(cè)電阻R19、光電耦合器IC2 ;所述的比較器LM393同相輸入端與可調(diào)電阻R30相連，比較器LM393的反相輸入端與電流檢測(cè)電路相連，比較器LM393的輸出端與光電率禹合器IC2 —端相連，比較器LM393的反相輸入端與輸出端之間設(shè)一電容C22 ;光電I禹合器IC2另一端與單片機(jī)引·腳相連，穩(wěn)壓二級(jí)管IC5的輸出端與分壓電阻R29 —端相連，分壓電阻R29的另一端與比較器LM393同相輸入端相連。調(diào)節(jié)R30，使比較器LM393的2腳為一個(gè)合適的電壓，就可以將輸出電流控制在8A。IC5提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓2.5V, —上電全電流充電8A，隨著電瓶電壓上升，電流慢慢減小。IC5輸出2.5V，通過(guò)R29，R30分壓為0.2V。到IC4A，IC4A反向輸入是采樣R19的電壓，這個(gè)電壓正比于輸出電流，組成了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。此時(shí)光耦導(dǎo)通量增加。反饋到3842的2腳電壓升高，輸出占空比變小，從而使輸出電壓降低，電流也隨之降低。隨著電池電壓上升，充電電流變小。圖3為電壓檢測(cè)電路，電壓檢測(cè)電路包括分壓電阻R109、R111、濾波電阻R110、濾波電容C112、運(yùn)算放大器LM358，充電電壓經(jīng)分壓電阻R109、Rlll分壓，生成VTEST信號(hào)，經(jīng)濾波電阻RllO和濾波電容C112 —階濾波，運(yùn)算放大器LM358電壓跟隨之后，將模擬電壓送至單片機(jī)的模擬口引腳，以進(jìn)行電壓的采集分析。圖4為電流檢測(cè)電路，由于檢測(cè)充電電流的電阻為水泥電阻，其阻值很小，功率容量大，所以在對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行采集的同時(shí)，進(jìn)行了一定的信號(hào)放大。已便于采集信號(hào)的更加精準(zhǔn)。圖5為單片機(jī)引腳圖，主要完成信號(hào)的采樣，與實(shí)時(shí)運(yùn)算，并配合按鍵輸入，能對(duì)充電過(guò)程中的一些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。[0028]圖6為背光調(diào)節(jié)電路，顯示屏為L(zhǎng)CD顯示屏，背光調(diào)節(jié)電路包括兩個(gè)濾波電路、用于電壓跟隨的運(yùn)算放大器U102A、用于比例放大的運(yùn)算放大器U102 ;由單片機(jī)輸出的占空比信號(hào)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)濾波電路濾波、運(yùn)算放大器U102A電壓跟隨、運(yùn)算放大器U102反向比例運(yùn)算放大之后，加載至顯示屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)。該電路只要實(shí)現(xiàn)LCD背光的調(diào)節(jié)，其中PWMO信號(hào)為輸出占空比可變的信號(hào)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)一階RC濾波電路之后，經(jīng)U102A電壓跟隨之后，輸出一個(gè)直流電壓，再經(jīng)U102反向比例運(yùn)算放大之后，輸出一個(gè)負(fù)壓，該負(fù)壓加載到IXD顯示屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)，根據(jù)這個(gè)電壓可以進(jìn)行LCD亮度的調(diào)節(jié)。以上圖1-6所示的一種恒壓限流充電器是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，在本實(shí)用新型的啟示下，對(duì)其進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的 等同修改，均在本方案的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.一種恒壓限流充電器，包括控制模塊、功率模塊，其特征在于:所述的控制模塊包括能用于顯示充電過(guò)程的顯示屏、用于充電計(jì)時(shí)的時(shí)鐘芯片、與功率模塊相連的用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路、輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)電路、用于充電控制的充電電路及引腳與顯示屏、時(shí)鐘芯片、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路相連的單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊還包括用于防止反接的防反接電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊還包括用于用戶輸入的功能鍵，所述的功能鍵與單片機(jī)引腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊還包括用于調(diào)節(jié)顯示屏的背光調(diào)節(jié)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的防反接電路包括二極管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、三極管、場(chǎng)效晶體管，蓄電池的正極連接端與二極管的正極相連，二極管的負(fù)極與三極管的集電極及第三電阻一端相連，第三電阻的另一端與三極管的基極及第五電阻一端連接，第五電阻的另一端與場(chǎng)效晶體管的漏極及蓄電池的負(fù)極連接端連接；三極管的集電極與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第四電阻的一端及場(chǎng)效晶體管的柵極連接；第四電阻的另一端與場(chǎng)效晶體管的源極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:電壓檢測(cè)電路包括分壓電阻、濾波電阻、濾波電容、運(yùn)算放大器，充電電壓經(jīng)分壓電阻分壓、濾波電阻和濾波電容一階濾波、運(yùn)算放大器電壓跟隨之后，成為模擬電壓并送至單片機(jī)的模擬口引腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的背光調(diào)節(jié)電路包括兩個(gè)濾波電路、用于電壓跟隨的運(yùn)算放大器、用于比例放大的運(yùn)算放大器；由單片機(jī)輸出的占空比信號(hào)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)濾波電路濾波、運(yùn)算放大器電壓跟隨、運(yùn)算放大器反向比例運(yùn)算放大之后，加載至顯示 屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊設(shè)有多個(gè)不同光色的指示燈以區(qū)別充電過(guò)程的各狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的充電電路包括比較器、可調(diào)電阻、穩(wěn)壓二極管、分壓電阻、檢測(cè)電阻、光電耦合器；所述的比較器同相輸入端與可調(diào)電阻相連，比較器的反相輸入端與電流檢測(cè)電路相連，比較器的輸出端與光電耦合器一端相連，比較器的反相輸入端與輸出端之間設(shè)一電容，光電稱合器另一端與單片機(jī)引腳相連，穩(wěn)壓二級(jí)管的輸出端與分壓電阻一端相連，分壓電阻的另一端與比較器同相輸入端相連。
專利摘要一種恒壓限流充電器，涉及一種充電器。目前電動(dòng)自行車蓄電池充電器無(wú)顯示器，無(wú)法對(duì)蓄電池充電時(shí)行控制處理，增加了充電控制的難度，無(wú)法實(shí)時(shí)的檢測(cè)蓄電池在充電過(guò)程中的充電情況。給使用者帶來(lái)不便，影響電動(dòng)車的發(fā)展。本實(shí)用新型包括控制模塊、功率模塊，其特征在于所述的控制模塊顯示屏、時(shí)鐘芯片、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、充電電路及單片機(jī)。顯示屏提供人機(jī)界面，用戶使用方便、直觀，更為人性化。
文檔編號(hào)H02J7/02GK203104067SQ20132014101
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者周斌斌, 陸利軍, 束林, 閔武志 申請(qǐng)人:臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司, 浙江臥龍新能源有限公司