本實(shí)用新型涉及一種6V/12V、最大充電電流為3.8A的微處理器控制開關(guān)電源式多功能蓄電池充電器產(chǎn)品。屬于蓄電池充電器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，充電器產(chǎn)品市場的競爭，不僅體現(xiàn)在技術(shù)的先進(jìn)性上，還在很大程度上取決于充電器的電路功能、外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)制造工藝的先進(jìn)性、生產(chǎn)效率的高低、生產(chǎn)成本的多少，產(chǎn)品的一致性和可靠性等方面。

目前，國內(nèi)外市場上小型蓄電池充電器的輸出電壓通常有6V/12V/24V等不同類型。主流的充電器產(chǎn)品，其充電電流等級通常都是小電流（如1A、2A、4A、20A等）的。采用逆變和開關(guān)電源控制電路的充電器，由于開發(fā)技術(shù)難度大、要求高，要實(shí)現(xiàn)大電流輸出、多功能、高可靠性等要求，是有一定難度的。對于市場上采用傳統(tǒng)變壓器和整流器結(jié)構(gòu)和電路形式的充電器，由于是采用經(jīng)低頻（50Hz或60Hz）變壓器變換為低壓交流電，再經(jīng)過整流的方式來實(shí)現(xiàn)，因此，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，變壓器和整流器笨重，耗材多，發(fā)熱量大，工作能量轉(zhuǎn)換效率低，產(chǎn)品體積大、重量重等眾多的問題。近一些年來，電子控制技術(shù)的發(fā)展也推動了電子控制（如開關(guān)電源和逆變）式蓄電池充電器的發(fā)展。這類充電器，由于為滿足輸出要求而采用的控制技術(shù)方式與變壓器整流器式的（傳統(tǒng)型）充電器產(chǎn)品有著顯著的不同，因此，技術(shù)性能和節(jié)能等指標(biāo)大大優(yōu)于傳統(tǒng)型的充電器。先進(jìn)的技術(shù)，使此類充電器的變壓器大為減小，不是普通變壓器的形式，而是采用中或高頻開關(guān)電源或逆變電源的變壓器（制作變壓器的磁芯材料等發(fā)生了根本的變化）。不僅體積小，而且重量非常輕，更加方便攜帶和運(yùn)輸。由于內(nèi)部器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，故本身消耗的能量極低。充電器效率可以達(dá)到90%以上，比傳統(tǒng)變壓器整流的充電器的效率提高近一倍。充電器的能量轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)能和節(jié)材等方面非常突出。因此，開關(guān)穩(wěn)壓或逆變電源的充電器被譽(yù)為“新型高效節(jié)能電源”，代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向。隨著充電器技術(shù)的飛速發(fā)展，開關(guān)穩(wěn)壓或逆變電源充電器正朝著小型化、高頻化、集成化的方向發(fā)展，高效率的開關(guān)穩(wěn)壓或逆變電源充電器已得到越來越廣泛的應(yīng)用。未來肯定是傳統(tǒng)型充電器的替代者。

電子控制（如開關(guān)電源和逆變）類充電器，主要是依靠電路板及其上面的控制電路來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能。通常，與傳統(tǒng)型的充電器相比，它們的電路相對復(fù)雜。生產(chǎn)方式也以電路板的制造和產(chǎn)品組裝為主。當(dāng)然，在相同輸出電壓和電流等級下，不同的產(chǎn)品，其電路原理和電路板的設(shè)計，以及生產(chǎn)方式都可能是完全不同的。這些都影響著產(chǎn)品的技術(shù)性能、可靠性、生產(chǎn)和制造成本、產(chǎn)品市場競爭力等。也就是說，結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計、制造工藝水平不同的充電器，其技術(shù)參數(shù)、使用性能、生產(chǎn)效率，甚至可靠性以及市場競爭力等是差別比較大的。

雖然采用電子控制技術(shù)的充電器種類是比較多的。但它們的電路和內(nèi)外部結(jié)構(gòu)形式也是多種多樣的。不同的電路及其結(jié)構(gòu)設(shè)計思路，所采用的具體電路形式和整個產(chǎn)品及電路布置的方式是不同的。不僅如此，充電器的性能指標(biāo)包括輸出的電流/電壓、絕緣等級、溫升、制作工藝水平、產(chǎn)品可靠性等也會表現(xiàn)出一些明顯的差距。即使是在相同的產(chǎn)品參數(shù)性能指標(biāo)下，由于具體電路及其充電器結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的不同，或者所采用的電子元器件的封裝形式不同，因而電路板等元器件的裝配、焊接和檢測工藝水平、自動化程度等也會明顯不同，這就會使這類產(chǎn)品電路板生產(chǎn)時安裝的方便性、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品的成本等也會顯著不同。例如，如果采用大量貼片器件和集成電路的充電器，由于這些器件的體積小，因而會使電路板的尺寸減小，降低PCB材料的成本。同時，由于裝焊這些器件通常采用先進(jìn)、高效、適合于大批量自動化生產(chǎn)和檢測的設(shè)備，所以，可極大地提高電路板或產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)品的市場競爭力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種微處理器控制的多功能蓄電池充電器，本實(shí)用新型的充電器：1）具有五種充電模式，即待機(jī)模式、模式1、模式2、模式3、模式4，后四種分別配有“6V”、“摩托車”、“汽車”、“雪花”（寒冷天氣）符號指示燈，可針對不同類型和容量的蓄電池，在不同天氣條件下，通過模式按鈕選擇合適的模式，以不同電流對6V或12V蓄電池進(jìn)行充電；2）具有三種充電狀態(tài)方式，分別為恒流恒壓、脈沖、浮充充電；3）具有自動識別、過熱、短路、電池極性接反保護(hù)功能，具有可靠穩(wěn)定多功能的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案：

一種微處理器控制的多功能蓄電池充電器，其特征在于：充電器主要由外殼上蓋、外殼底殼、密封圈、充電器控制板組件、供電電源線及插頭、兩個蓄電池電瓶夾子組成，外殼上蓋通過螺絲固定在外殼底殼上，充電器控制板組件、供電電源線及插頭、兩個蓄電池電瓶夾子之間通過導(dǎo)線進(jìn)行相應(yīng)的電路連接，供電電源線和兩個蓄電池電瓶夾子的連接線通過各自的固線器固定在殼體相應(yīng)卡槽部位；充電器控制板組件上設(shè)置充電器控制電路，充電器控制電路包括過壓保護(hù)和兩級輸入濾波電路、開關(guān)電源控制電路、電源電路、微處理器CPU芯片、電流采樣電路、過熱保護(hù)電路、反饋電路、模式切換電路和輸出電路；過壓保護(hù)和兩級輸入濾波電路再經(jīng)過整流橋整流后變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過電解電容的濾波，變?yōu)?310V直流電，供給開關(guān)電源控制電路部分工作，開關(guān)電源控制電路連接輸出電路、電源電路和反饋電路；電源電路產(chǎn)生的+5V電源，供微處理器CPU芯片、電流采樣電路、過熱保護(hù)電路和模式切換電路使用；所述的電流采樣電路、過熱保護(hù)電路、反饋電路、模式切換電路和輸出電路與微處理器CPU芯片相應(yīng)端口連接。

所述的充電器控制板組件的正面和背面都布局有電子器件，大尺寸的器件，在生產(chǎn)制作充電器的時候，是采用手工插件完成的布置在充電器控制板的底面，還有大量的小尺寸貼片的元件是利用自動貼片和焊接機(jī)來完成加工的并布置在充電器控制板上表面，在充電器控制板上表面還設(shè)置有模式切換電路的換切按鈕。

本實(shí)用新型充電器控制板組件的正面和背面，都布局有電子器件，這些器件之間，按照本實(shí)用新型充電器給出的電路原理圖進(jìn)行電氣之間的連接。大尺寸的器件，在生產(chǎn)制作充電器的時候，是采用手工插件完成的。另外，還有很多的器件，就是一些大量的、小尺寸貼片的元件，在生產(chǎn)充電器的時候，是利用自動貼片和焊接機(jī)來完成加工的。由此可見，對于本實(shí)用新型充電器的電路板部分，除了少量尺寸大的元器件需要手工裝配和焊接外，電路板上其它的很多電子元器件都采用高效率的貼片機(jī)自動完成器件的安裝和焊接的。因此，電路板的生產(chǎn)效率很高，出錯率低，制作質(zhì)量比較高，最終可使產(chǎn)品生產(chǎn)時的一次合格率很高，制作成本低。但對一般的充電器生產(chǎn)企業(yè)來說，由于實(shí)力弱、產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很少，沒有能力采用大量的SMT貼片器件來生產(chǎn)電路板，也難以實(shí)現(xiàn)自動化或規(guī)?；纳a(chǎn)。主要是依靠手工插件、裝配和焊接的方式來加工，因此，產(chǎn)品生產(chǎn)的效率低，工藝水平也相對落后。

良好的電路及其結(jié)構(gòu)、多功能設(shè)計是本實(shí)用新型的優(yōu)勢所在，也是滿足高效和低成本生產(chǎn)、高可靠性、制造技術(shù)先進(jìn)性的重要保障。本實(shí)用新型專利申請保護(hù)的內(nèi)容就在于保護(hù)這種充電器的結(jié)構(gòu)和電路及布局設(shè)計。

本實(shí)用新型多功能充電器控制電路采用了以開關(guān)電源和微處理器控制電路為主的系統(tǒng)。本實(shí)用新型給出了電路原理圖，并進(jìn)行了較為詳細(xì)的工作原理說明。所述充電器的尺寸和體積小，重量輕，而且攜帶十分方便。利用本充電器可對6V或12V的蓄電池充電。其充電電流為0.8A/6V、3.8A/12V。蓄電池的容量范圍可為1.2AH~120AH。

本實(shí)用新型充電器有五種模式，分別是：待機(jī)模式、模式1（6V/0.8A，配合有“6V”符號指示燈）、模式2（12V/0.8A，配合有“摩托車”符號指示燈）、模式3（12V/3.8A，配合有“汽車”符號指示燈）、模式4（寒冷天氣，配合有“雪花”符號指示燈。12V/3.8A）。待機(jī)模式是指充電器與電源連接后其控制電路回到的初始設(shè)置狀態(tài)。模式1為針對6V（容量小于14AH）鉛酸蓄電池的充電模式，充電電流為0.8A。充滿電壓設(shè)定為7.3V；模式2為針對12V（容量小于14AH）鉛酸蓄電池的充電模式，充電電流為0.8A。充滿電壓設(shè)定為14.4V；模式3為針對12V（容量大于14AH）鉛酸蓄電池的充電模式，充電電流為3.8A。充滿電壓設(shè)定為14.4V；模式4為針對寒冷條件下的12V（容量大于14AH）鉛酸和AGM蓄電池的充電模式，充電電流為3.8A。充滿電壓設(shè)定為14.7V。上述模式，可通過充電器面板的工作模式按鈕進(jìn)行選擇。每按一次按鈕，充電器將按上述順序依次進(jìn)行切換。

本實(shí)用新型充電器具有三種充電方式，分別為恒流恒壓、脈沖、浮充（即小電流）充電方式。

本實(shí)用新型充電器，對6V和12V蓄電池，正常充電過程是以恒流恒壓方式進(jìn)行。也就是既要控制充電電流，又要控制充電電壓。脈沖充電方式，用于對蓄電池進(jìn)行激活，適合于過充或過放的12V蓄電池。如果檢測到蓄電池的電壓在設(shè)定值范圍內(nèi)，充電器控制電路將會自動切換到脈沖充電方式，直到蓄電池的電壓升至10.6V以上。一旦該過程完成，充電器將自動切換到原來選定的充電模式狀態(tài)進(jìn)行充電。在脈沖充電方式下，面板上充電指示燈會不停地閃爍。

本實(shí)用新型充電器開始充電后，如果蓄電池是未充滿的狀態(tài)，則面板上充電指示燈會一直常亮。如果蓄電池充滿后，面板上充滿指示燈會點(diǎn)亮，而充電指示燈會熄滅。如果充滿后充電器的充電連接線沒有從蓄電池上取下，則充電器將自動進(jìn)入浮充狀態(tài)（也稱為涓流充電方式，即以很小的電流進(jìn)行充電，起到維持的作用）。這樣可以保護(hù)充滿的蓄電池不會因過充而損壞。

本實(shí)用新型充電器，還設(shè)有自動識別、過熱、短路、電池極性接反保護(hù)功能。自動識別功能：A）連接供電電源和蓄電池后，如果檢測到蓄電池的電壓小于3.8V或者大于15V，控制電路會判定為蓄電池不適合充電或者有缺陷。此時，四只【6V燈、摩托車（注：操作面板上有摩托車符號）燈、汽車（注：操作面板上有汽車符號）燈、雪花（注：操作面板上有雪花符號，此狀態(tài)也就是寒冷天氣下使用的狀態(tài)）燈】指示燈會同時閃爍。充電器控制停留在待機(jī)模式下。并且，即使是按壓模式選擇按鈕，也不能進(jìn)行充電模式切換。B）如果充電器連接的是12V蓄電池，模式1是不可選的。類似地，如果連接的是6V蓄電池，模式2、模式3、模式4是不可選的。保護(hù)功能：A）當(dāng)充電器的輸出正、負(fù)極與蓄電池的正、負(fù)極不是對應(yīng)連接關(guān)系或極性接反時，充電器會自動實(shí)現(xiàn)反接保護(hù)。即充電器不工作，且有錯誤反接（Error或?。┲甘炯t燈提示。B）如果充電器檢測到電路很熱，其輸出電流會自動減小。這將保護(hù)充電器不至于較大電流而燒壞。當(dāng)充電器內(nèi)部器件的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，充電器會停止充電。待內(nèi)部器件的溫度下降后，才能繼續(xù)充電。這就是其自動過熱保護(hù)功能。C）當(dāng)充電器的輸出正、負(fù)極短路連接時，充電器會自動實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。

本實(shí)用新型充電器除了上述控制電路和功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計具有自己的特色外，還采用了先進(jìn)的加工工藝技術(shù)來生產(chǎn)。充電器具有結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕、成本低、生產(chǎn)效率高、制造技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。本充電器的結(jié)構(gòu)和電路原理是本實(shí)用新型專利保護(hù)的重點(diǎn)和權(quán)利要求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖2為本實(shí)用新型充電器控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型充電器的電路原理圖（一）；

圖4是本實(shí)用新型充電器的電路原理圖（二）；

附圖中各部件的名稱如下：1、供電電源線；2、拉不脫；3、外殼上蓋；4、12V雪花指示燈；5、12V汽車指示燈；6、12V摩托車指示燈；7、6V指示燈；8、模式切換按鍵；9、反接指示燈；10、充滿指示燈；11、充電指示燈；12、待機(jī)指示燈；13、拉不脫；14、正極夾子；15、負(fù)極夾子；16、充電器控制板組件；17、密封圈；18、外殼底殼；19自攻螺絲；20、MOS管散熱器；21輸入濾波電容；22、二極管；23、EMC磁珠A；24、輸出快速恢復(fù)二極管；25、分流器；26、繼電器；27、輸出電纜插座；28、輸出濾波電感；29、二極管散熱器；30、6V濾波電容；31、12濾波電容；32、熱保護(hù)器；33、變壓器；34、EMC磁珠B；35、MOS管；36、輸入共模電感A；37、輸入保險絲；38、輸入差模電感；39、輸入共模電感B；40、輸入保險絲。

具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，一種微處理器控制的多功能蓄電池充電器，其結(jié)構(gòu)特征在于：充電器主要由外殼上蓋3、外殼底殼18、密封圈17、充電器控制板組件16、供電電源線1拉不脫2、兩個蓄電池電瓶夾子14、15，拉不脫13等部分組成，在充電器控制板組件16上，還有12V雪花指示燈4、12V汽車指示燈5、12V摩托指示燈6、6V指示燈7、模式切換按鍵8）反接指示燈9、充滿指示燈10、充電指示燈11、待機(jī)指示燈12、MOS管散熱器20、輸入濾波電容21、二極管22、EMC磁珠A23、輸出快恢復(fù)二極管24、分流器25、輸出繼電器26、輸出電纜插座27、輸出濾波電感28、二極管散熱器29、6V濾波電容30、12V濾波電容31、熱保護(hù)器32、變壓器33、EMC磁珠B34、MOS管35、輸入共模電感A36、輸入保險絲37、輸入差模電感38、輸入共模電感B39等元器件和零部件，外殼上蓋3通過螺絲19固定在外殼底殼18上。充電器控制板組件16、供電電源線及插頭1、兩個蓄電池電瓶夾子等零部件之間通過導(dǎo)線進(jìn)行相應(yīng)的電路連接。供電電源線1和兩個蓄電池電瓶夾子的連接線通過各自的拉不脫固定在殼體相應(yīng)卡槽部位。

供電電源線1為充電器的電路板提供外部供電電源。兩個蓄電池電瓶夾子分為紅色和黑色。充電時，紅色代表充電器輸出的“BAT+或正”極性，與蓄電池的“+或正”極性端子進(jìn)行連接；黑色代表充電器輸出的“BAT－或負(fù)”極性，與蓄電池的“－或負(fù)”極性端子進(jìn)行連接。所述的充電器，供電電源可為AC 220~240V，50Hz或60Hz。輸出額定電流/電壓可達(dá)0.8A/6V，3.8A/12V?？蓪?V或12V的蓄電池進(jìn)行充電。充電器具有三種充電方式，分別為恒流恒壓、脈沖、浮充方式。并有過熱保護(hù)、短路保護(hù)、連接電池類型錯誤保護(hù)、電池極性接反保護(hù)功能。

本實(shí)用新型充電器的電路主要由保險絲F1、MOV壓敏電阻、LF1和LF2電感、CX1電容、R1和R2組成的過壓保護(hù)和兩級輸入濾波電路，D1～D4組成的整流器、場效應(yīng)MOS管Q1、開關(guān)電源變壓器T1或B、快速恢復(fù)整流二極管（含D5、D6、D8和D10等）、MOS管Q1的開關(guān)驅(qū)動控制芯片U1（OB2276）、程控管U4（TL431）、繼電器K1（含其觸頭K1-1）、輸出電流檢測的分流器或檢測電阻RI、光電耦合器U2（PC817）、集成運(yùn)算放大器U3、微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）、場效應(yīng)MOS管Q5~Q9、待機(jī)狀態(tài)LED1指示燈、充電狀態(tài)LED2指示燈、充滿狀態(tài)LED3指示燈、（蓄電池極性）反接狀態(tài)LED4指示燈、6V模式（模式1，6V/0.8A）LED5指示燈、摩托車（符號）模式（模式2，12V/0.8A）LED6指示燈、汽車（符號）模式（模式3，12V/3.8A）LED7指示燈、雪花（符號）或天氣寒冷條件模式（模式4，12V/3.8A）LED8指示燈，模式選擇按鈕S1以及很多的電阻、電容、二極管、三極管、穩(wěn)壓管等電子元器件組成。供電電源220~240V，50Hz或60Hz。從L、N端輸入。充電器的輸出端為“BAT+”和“BAT－”，分別與對應(yīng)顏色的兩個蓄電池電瓶夾子相連接，本實(shí)用新型電路原理圖中的各電子元器件，按照附圖3、4電路連接。

在控制電路板上，除了一些大尺寸、插件式的器件如變壓器T1或B、電解電容、濾波電感外，也有大量的貼片元件，在生產(chǎn)充電器電路板的時候，除了少量大尺寸的器件需要手工裝配和焊接外，電路板上其它的很多電子元器件都采用高效率的貼片機(jī)自動完成器件的安裝和焊接的。

本實(shí)用新型充電器，其內(nèi)部采用單一控制板結(jié)構(gòu)。外加機(jī)殼、供電電源線和帶夾子的充電器控輸出線等部分。產(chǎn)品生產(chǎn)主要是解決電路板的加工和調(diào)試問題。產(chǎn)品的總裝比較簡單。

本實(shí)用新型充電器的工作原理簡述如下：通電后，充電器AC1（L）與AC2（N）兩端接通電網(wǎng)電源220~240VAC。相應(yīng)的控制電路帶電工作。從電網(wǎng)來的交流電，經(jīng)過電路板上的MOV壓敏電阻、LF1和LF2電感、CX1電容、R1和R2組成的過壓保護(hù)和兩級輸入濾波電路，再經(jīng)過D1～D4組成的整流橋整流后變?yōu)橹绷麟姟Ｔ俳?jīng)過電解電容C1的濾波，變?yōu)檩^為穩(wěn)定的+310V直流電，供給由MOS管Q1、開關(guān)變壓器T1或B、MOS管Q1的開關(guān)驅(qū)動控制芯片U1（OB2276）及外圍器件等組成的開關(guān)電源控制電路部分工作。

程控管U4、電阻R49~R53、三極管Q8、電容C25等組成+5V電源電路。產(chǎn)生的+5V電源，供微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系統(tǒng)、電流采樣、過熱保護(hù)等電路使用。

在控制電路的作用下，充電器的能量變換是通過高頻開關(guān)電源變壓器T1或B把原邊繞組的能量傳遞到付邊各繞組（N3、N4）。再經(jīng)相應(yīng)的整流、濾波后輸出各數(shù)值不同的直流電壓供負(fù)載使用。U1（OB2276）芯片3腳輸出的方波信號經(jīng)柵極限流電阻R12和R17 后驅(qū)動MOS管Q1。當(dāng)MOS管Q1導(dǎo)通后，與之相連接的高頻開關(guān)電源變壓器T1或B的初級繞組線圈就會儲存電能。只有該繞組線圈存儲能量后才可能通過其它方式供給負(fù)載。Q1導(dǎo)通后，高頻開關(guān)電源變壓器T1或B的初級線圈電流線性增大，磁場增強(qiáng)。次級線圈N3和N4中D8、D10截止，分別由電容C16、C20向各自的負(fù)載（電路）供電。當(dāng)MOS管Q1截止后，初級線圈電流減小，磁場減弱。次級線圈N3回路中D8導(dǎo)通，能量通過D8及電容等向其負(fù)載釋放，輸出直流電壓+VCC。同時，另一個次級線圈N4回路中D10導(dǎo)通，能量通過D10及電容C20向其負(fù)載R59等釋放，輸出直流電壓，為后級電路供電。

U2光耦的輸出信號，會影響的7腳（FB）的電平高低，可控制內(nèi)部PWM脈沖寬度調(diào)節(jié)器的輸出脈寬大小，最終控制附圖2中場效應(yīng)管Q1狀態(tài)，以改變充電器的輸出。

本實(shí)用新型中，U1（OB2276）是8腳MOS管驅(qū)動控制芯片。它是一款高集成度、低功耗的電流模式PWM（脈沖寬度調(diào)節(jié)）控制芯片，常用于離線式AC-DC反激拓?fù)涞男」β孰娫茨K。該芯片的性能和用法等，有很多的公開資料介紹，并可查閱。鑒于篇幅的原因，這里不作過多的說明。

本實(shí)用新型充電器要能夠?qū)崿F(xiàn)對12V蓄電池的充電，還必需有Q3三極管導(dǎo)通，以及K1繼電器動作的條件，即STM8-19要輸出高電平。對6V蓄電池，K1繼電器是不動作的，即STM8-19要輸出低電平。要能夠?qū)崿F(xiàn)對6V蓄電池的充電，還必需有Q4三極管、Q5 MOS管導(dǎo)通的條件，即STM8-12要輸出高電平。

本實(shí)用新型充電器，在操作面板上設(shè)有：1）八只指示燈。分別是：待機(jī)模式指示燈（即附圖2中的LED1）、充電狀態(tài)指示燈（即附圖2中的LED2）、充滿狀態(tài)指示燈（即附圖2中的LED3）、蓄電池極性接反或錯誤反接（Error或！）狀態(tài)指示燈（即附圖2中的LED4）、6V（模式1，6V/0.8A）符號指示燈（即附圖2中的LED5）、摩托車（模式2，12V/0.8A）符號指示燈（即附圖2中的LED6）、汽車（模式3，12V/3.8A）符號指示燈（即附圖2中的LED7）、雪花（模式4，12V/3.8A）符號（也是寒冷天氣模式）指示燈（即附圖2中的LED8）。2）模式選擇按鈕（即附圖2中的S1）。可針對不同類型和容量的蓄電池，在不同天氣條件（一般天氣和寒冷氣候）下，通過模式按鈕S1選擇合適的模式，以不同電流對6V或12V蓄電池進(jìn)行充電。由于有相應(yīng)的符號指示燈作狀態(tài)指引，因此，操作人員很容易操作和識別。而在控制電路中，這些狀態(tài)和模式控制是通過微處理器控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。見附圖2所示。模式選擇按鈕S1的電平狀態(tài)控制信號輸入至微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）的14腳，即STM8-14。微處理器在程序控制下通過軟件掃描即可知道是否按下了S1按鈕，以及按壓了幾次該按鈕。根據(jù)S1的操作情況即可進(jìn)行相應(yīng)的控制。例如，未按壓模式選擇按鈕S1則進(jìn)入本實(shí)用新型充電器的待機(jī)模式控制狀態(tài)；通過S1按鈕選擇，點(diǎn)亮了汽車符號指示燈，則進(jìn)入模式3，即對12V蓄電池進(jìn)行充電。

除了蓄電池極性接反或錯誤反接（Error或?。顟B(tài)指示燈（即附圖2中的LED4）外，其它的指示燈，也是通過微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）的1腳（即STM8-1）、15腳（即STM8-15）、16腳（即STM8-16）、13腳（即STM8-13）、17腳（即STM8-17）電平狀態(tài)來進(jìn)行控制的。例如，STM8-13為高電平，而STM8-16為低電平，則6V符號指示燈（LED5）點(diǎn)亮，進(jìn)入模式1控制，可對6V蓄電池以0.8A電流進(jìn)行充電；反之，STM8-13為低電平，而STM8-16為高電平，則摩托車符號指示燈（LED6）點(diǎn)亮，進(jìn)入模式2控制，可對12V蓄電池以0.8A電流進(jìn)行充電。其它的控制，與上述是類似的。這里不再一一說明。

對于蓄電池極性接反或錯誤反接（Error或?。顟B(tài)指示燈，即附圖2中的LED4。是當(dāng)VBAT+（或BAT+）為低電平，而BAT-為高電平，即充電器的輸出兩個夾子線（有正、負(fù)極性之分）與蓄電池的正（+）、負(fù)（-）極性連接出現(xiàn)錯誤，即接反時，蓄電池極性接反或錯誤反接狀態(tài)指示燈LED4會點(diǎn)亮。同時，微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系統(tǒng)通過電壓反饋檢測線STM8-20能夠測試到這種情況（0V以下的負(fù)電壓信號），并會進(jìn)行相應(yīng)地停止充電處理。此時，K1繼電器和Q5等也不會動作。這就是本實(shí)用新型充電器自動實(shí)現(xiàn)反接保護(hù)的基本工作原理。

微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系統(tǒng)通過電壓反饋檢測線STM8-20還能夠測試到其它的情況，并進(jìn)行相應(yīng)的控制。例如，1）本實(shí)用新型充電器連接供電電源和蓄電池后，如果檢測到蓄電池兩端的電壓小于3.8V或者大于15V，控制電路會判定為蓄電池不適合充電或者有缺陷。此時，四只指示燈【6V燈、摩托車符號燈、汽車符號燈、雪花符號燈】會同時閃爍。充電器的控制會停留在待機(jī)模式下。并且，即使是按壓模式選擇按鈕，也不能進(jìn)行充電模式切換。2）如果本實(shí)用新型充電器連接的是12V蓄電池，那么，操作模式按鈕S1時，模式1（即6V充電）是不可選的。類似地，如果連接的是6V蓄電池，針對12V蓄電池充電的模式2、模式3、模式4，操作模式按鈕S1時它們是不可選的。3）如果檢測到蓄電池兩端的電壓為“零”，即充電器的輸出正、負(fù)極短路連接，此時，充電器的控制系統(tǒng)會檢測到STM8-20反饋電壓接近于0V（實(shí)際選擇門檻值為0.5V，即0.5V及以下判斷為輸出短路）。K1繼電器和Q5等也不會動作。自動實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，停止充電操作。這就是本實(shí)用新型充電器自動實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的基本工作原理。4）無論是6V蓄電池充電，還是12V蓄電池充電，如果充電狀態(tài)是正常的，那么，通過電壓反饋檢測線STM8-20的測試信號，配合RI分流器檢測到的SGND電流反饋信號，以及操作模式選擇等情況，微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系統(tǒng)和U1（OB2276）電路部分會進(jìn)行相應(yīng)的充電控制。例如，分別以三種充電方式，即恒流恒壓、脈沖、浮充（即小電流）充電方式進(jìn)行充電。對6V和12V蓄電池，正常充電過程是以恒流恒壓方式進(jìn)行。也就是既要控制充電電流，又要控制充電電壓。脈沖充電方式，用于對蓄電池進(jìn)行激活，適合于過充或過放的12V蓄電池。如果檢測到蓄電池的電壓在設(shè)定值范圍內(nèi)，充電器控制電路將會自動切換到脈沖充電方式，直到蓄電池的電壓升至10.6V以上。一旦該過程完成，充電器將自動切換到原來選定的充電模式狀態(tài)進(jìn)行充電。在脈沖充電方式下，面板上充電指示燈會不停地閃爍。充電器開始充電后，如果蓄電池是未充滿的狀態(tài)，則面板上充電指示燈會一直常亮。如果蓄電池充滿后，面板上充滿指示燈會點(diǎn)亮，而充電指示燈會熄滅。如果充滿后充電器的充電連接線沒有從蓄電池上取下，則充電器將自動進(jìn)入浮充狀態(tài)（也稱為涓流充電方式，即以0.2A的小電流進(jìn)行充電，起到維持的作用）。以上就是本實(shí)用新型充電器的短路保護(hù)功能、自動識別及其充電過程控制的基本工作原理。

在本實(shí)用新型充電器控制電路中，過熱保護(hù)電路由熱敏電阻、電阻（R43、R44、R46、R47、R48等）、電容C27和C30、運(yùn)算放大器U3A、二極管等組成。熱敏電阻連接至T-11和T-12兩端。熱敏電阻固定在開關(guān)電源變壓器T1或B的內(nèi)部繞組表面上。U3A運(yùn)算放大器電路部分構(gòu)成電壓比較器。當(dāng)開關(guān)電源變壓器T1或B的內(nèi)部繞組溫度升高，熱敏電阻阻值變化。超過設(shè)定值時，使U3A的1腳輸出低電平。此低電平，使后級的二極管導(dǎo)通，通過后級電阻把FeedBack的電位拉至低電平。再通過光電耦合器U2去控制U1 PWM芯片的輸出，使充電器停止充電。這就限制了充電器的變壓器溫度，防止其燒壞。只有當(dāng)溫度下降后，熱敏電阻的變化使U3A的1腳輸出高電平，F(xiàn)eedBack的電位不被拉至低電平。此時，充電器才能恢復(fù)充電功能。這就是其自動過熱保護(hù)功能。

在本實(shí)用新型充電器控制電路中，通過RI分流器檢測到的SGND電流反饋信號，一方面輸入到R26，作為U3C運(yùn)放的輸入信號。對于（四運(yùn)算放大器LM324中的一個運(yùn)算放大器）U3C部分的電路來說，主要是對反饋的電流進(jìn)行放大、濾波處理。通過該運(yùn)算放大器電路部分的處理后，作為微處理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系統(tǒng)的STM8-3電流檢測反饋信號輸入。另一方面，輸入到R30，作為U3D運(yùn)放的一路輸入信號，與下面的三路進(jìn)行比較、控制。本實(shí)用新型控制系統(tǒng)設(shè)定如下：1）如果微處理器系統(tǒng)的STM8-10、STM8-5、STM8-6都為低電平，則場效應(yīng)管Q6、Q7、Q9都不導(dǎo)通，此時，SGND電流反饋信號與它們比較的控制結(jié)果是以3.8A的輸出電流進(jìn)行充電；2）如果檢測到的蓄電池兩端電壓為12.8V~14.1V之間，同時，只有微處理器系統(tǒng)的STM8-6為高電平，即場效應(yīng)管Q9導(dǎo)通，此時，SGND電流反饋信號與它們比較的控制結(jié)果是以3.0A的輸出電流進(jìn)行充電；3）如果檢測到的蓄電池兩端電壓為14.1V以上，同時，只有微處理器系統(tǒng)的STM8-10為高電平，即場效應(yīng)管Q6導(dǎo)通，此時，SGND電流反饋信號與它們比較的控制結(jié)果是以0.8A的輸出電流進(jìn)行充電；4）如果檢測到的蓄電池兩端電壓為7.3V~7.5V（對6V蓄電池）或14.4V~14.8V之間，同時，只有微處理器系統(tǒng)的STM8-5為高電平，即場效應(yīng)管Q7導(dǎo)通，此時，SGND電流反饋信號與它們比較的控制結(jié)果是以0.2A的輸出電流進(jìn)行“浮充”狀態(tài)充電。5）如果微處理器系統(tǒng)的STM8-2信號為方波，則此時充電器的控制輸出狀態(tài)為脈沖充電（修復(fù)）狀態(tài)。無論是上述那種設(shè)定，最終都是通過控制FeedBack的電平狀態(tài)，進(jìn)而去控制U2光耦、驅(qū)動芯片的3腳輸出PWM（脈沖寬度調(diào)節(jié)）開關(guān)頻率信號，使開關(guān)電源部分的輸出發(fā)生相應(yīng)改變來實(shí)現(xiàn)的。

對6V充電模式，當(dāng)檢測到蓄電池兩端電壓為小于3.8V或大于7.5V時，控制系統(tǒng)則回到待機(jī)狀態(tài)。對12V充電模式，對一般天氣條件下，當(dāng)檢測到蓄電池兩端電壓為小于6.8V（汽車和雪花正常模式。摩托車模式、汽車和雪花修復(fù)模式下則為6.3V）或大于14.8V時，控制系統(tǒng)則回到待機(jī)狀態(tài)。如果是選擇寒冷天氣模式的12V充電，則當(dāng)檢測到蓄電池兩端電壓為小于6.8V或大于14.9V時，控制系統(tǒng)則回到待機(jī)狀態(tài)。

當(dāng)然，上述這些電壓和電流的門檻值是微處理器控制系統(tǒng)的一些設(shè)定參數(shù)。如果參數(shù)變化（只需要改變軟件的一些設(shè)定即可，不需要改變本實(shí)用新型充電器的硬件電路參數(shù)），控制輸出的結(jié)果也會隨之改變。

充電器電源的輸出電壓和電流大小均由控制電路進(jìn)行控制。按照設(shè)定的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行輸出控制。這些控制是保證充電器穩(wěn)定工作的重要前提。例如，當(dāng)電流給定值增大時，內(nèi)部PWM脈沖寬度調(diào)節(jié)器的輸出脈寬增大，使充電器的輸出電流增加；反之，則減小充電電流。當(dāng)充電電流的給定值不變，而有輸出電流變化時，上述控制電路的控制結(jié)果都將使輸出的充電電流穩(wěn)定。例如，充電電流的給定值不變，而有輸出電流由于某種外因增大時，由于反饋的電流信號增加，于是，控制器的PWM輸出脈沖寬度減小，使輸出的充電電流恢復(fù)到給定值。也就是說，上述控制電路的控制結(jié)果都將使輸出的充電電流穩(wěn)定。

正常情況下，隨著充電過程的進(jìn)行，充電時間越長，蓄電池電瓶兩端的電壓會漸漸升高。當(dāng)電瓶兩端的電壓達(dá)到設(shè)定的門檻值時，可控制U1（OB2276）3腳輸出的開關(guān)管Q1的驅(qū)動脈沖寬度（或脈寬）。使充電器輸出的電流減少到電流設(shè)定值。充電器的充電電流越來越少，直到蓄電池電瓶被充滿?？煞乐剐铍姵仉娖窟^充而導(dǎo)致電瓶失水、充鼓等不良現(xiàn)象。

以上就是本實(shí)用新型充電器電路及其工作原理的簡單過程描述。當(dāng)然，沒有說明到的地方，還可從電路原理圖中去閱讀和理解。因?yàn)?，電路原理圖也是一種無聲的語言，從中可以獲得很多其它方面的了解。只是看圖的人需要有電路方面的專業(yè)知識和基礎(chǔ)。

此外，在電路板的設(shè)計和制作方面，本實(shí)用新型也采用了先進(jìn)的工藝技術(shù)，在電路板組件的正面和背面上，有一些大尺寸、插件式的器件，如變壓器、MOS管及散熱器組件等。另外，還有很多的器件，就是一些小尺寸、貼片的元件。如貼片式電阻、電容、二極管、三極管等器件。在生產(chǎn)的時候，除了少量尺寸大的元器件需要手工裝配和焊接外，電路板上其它的很多電子元器件都采用高效率的貼片機(jī)自動完成器件的安裝和焊接的。由于手工裝配器件的數(shù)量以及焊接元器件的作業(yè)時間比較少，因而電路板的加工，甚至整個充電器的生產(chǎn)效率比較高，出錯率低，制作質(zhì)量比較高，最終可使產(chǎn)品生產(chǎn)時的一次合格率很高，制作成本低。然而，一般的充電器生產(chǎn)企業(yè)，由于實(shí)力弱、產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很少，沒有能力采用大量的SMT貼片器件來生產(chǎn)電路板，也難以實(shí)現(xiàn)自動化或規(guī)?；纳a(chǎn)。主要是依靠手工插件、裝配和焊接的方式來加工，因此，產(chǎn)品生產(chǎn)的效率低，工藝水平也相對落后。可見，本實(shí)用新型電路板的設(shè)計和加工方式也為降低制造成本起到了良好的作用。

綜上所述，本實(shí)用新型充電器的輸出電壓和電流、蓄電池極性接反保護(hù)、過熱保護(hù)、短路保護(hù)、電池類型接錯等保護(hù)都是受本實(shí)用新型電路控制的。這些控制是保證充電器穩(wěn)定工作的重要前提。

可見，良好的電路及其結(jié)構(gòu)設(shè)計是本實(shí)用新型的優(yōu)勢所在，也是滿足高效和低成本生產(chǎn)、高可靠性、技術(shù)先進(jìn)性的重要保障。本實(shí)用新型專利申請保護(hù)的內(nèi)容就在于保護(hù)這種充電器的電路原理、結(jié)構(gòu)和電路板布局設(shè)計。

本實(shí)用新型不僅采用了先進(jìn)的開關(guān)電源控制技術(shù)，而且還采用了先進(jìn)的加工技術(shù)和工藝來生產(chǎn)電路板。充電器具有結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕、成本低、生產(chǎn)效率高、制造技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的充電器電路、結(jié)構(gòu)和電路板及控制功能對本實(shí)用新型所作的詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只限于這些說明。對本實(shí)用新型所述技術(shù)領(lǐng)域的其他技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明電路和結(jié)構(gòu)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演和替換，這些都應(yīng)該視為屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范疇。