本發(fā)明涉及充電器領(lǐng)域，具體涉及一種具有掉電檢測(cè)功能的智能充電器。

背景技術(shù)：

可充電電池具有較高的性能價(jià)格比、放電電流大、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備、儀器儀表、電氣測(cè)量裝置中。不同類(lèi)型的電池應(yīng)采用不同的充電控制技術(shù)，常用的控制技術(shù)有：電壓負(fù)增量控制、時(shí)間控制、溫度控制、最高電壓控制技術(shù)等，與之對(duì)應(yīng)的是現(xiàn)有的各種各樣的智能充電器。但是，現(xiàn)有的智能充電器在無(wú)輸入220v電壓的情況下無(wú)法對(duì)電池的殘余電量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，從而無(wú)法精準(zhǔn)選擇相應(yīng)的充電模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有掉電檢測(cè)功能的智能充電器，實(shí)現(xiàn)智能充電和無(wú)輸入電壓的情況下測(cè)試電池電壓電量的功能。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

具有掉電檢測(cè)功能的智能充電器，包括從輸入端到輸出端依次連接的emc/emi整流濾波單元、dc/dc變換單元、輸出端整流濾波單元、mos管控制單元，以及連接dc/dc變換單元的開(kāi)關(guān)管、連接開(kāi)關(guān)管的pwm控制單元和連接pwm控制單元的電壓電流穩(wěn)壓反饋單元，所述電壓電流穩(wěn)壓反饋單元連接dc/dc變換單元的輸出端和充電器的負(fù)極輸出端以采集電壓和電流反饋信號(hào)，還包括單片機(jī)、連接單片機(jī)的顯示單元，以及充電回路檢測(cè)單元，所述充電回路檢測(cè)單元用于檢測(cè)待測(cè)電池的剩余電壓，包括電阻r2-r5、電容c1及放大器a1，其中，電阻r3的一端連接充電器的負(fù)極輸出端和電阻r2的一端，另一端連接放大器a1的同向輸入端，電阻r2的另一端接地；電阻r4的一端連接放大器a1的反向輸入端和電阻r5、電容c1的一端，另一端接地；電阻r5和電容c1的另一端連接放大器a1的輸出端，放大器a1的輸出端連接單片機(jī)ic的pl0腳。

進(jìn)一步的，還包括電池電壓采集單元，所述電池電壓采集單元設(shè)于mos管控制單元和充電器輸出端接口之間，包括電阻r6、r7和電容c2；其中，電阻r6的一端連接充電器的正極輸出端，另一端連接電阻r7的一端和單片機(jī)ic的pl2腳，電阻r7的另一端接地，電容c2并聯(lián)于電阻r7兩端。

進(jìn)一步的，所述電壓電流穩(wěn)壓反饋單元包括電流控制電路、電壓控制電路及5v供電模塊；電流控制電路包括電阻r8-r10、電容c3-c5、放大器a2和二極管d1，其中，電阻r8的一端連接5v供電模塊，另一端連接電阻r9、r10、r11、電容c4、c5的一端和放大器a2的反向輸入端；電阻r9和電容c4的另一端接地，電阻r10的另一端連接單片機(jī)ic的p3.3腳，電阻r11的另一端連接電容c3的一端；電容c3和c5的另一端連接放大器a2的輸出端，放大器a2的輸出端連接二極管d1的正極，二極管d1的負(fù)極連接電路輸出端；放大器a2的同向輸入端連接電流采樣輸入端；

電壓控制電路包括電阻r12-r17、電容c6、c7、二極管d2及放大器a3，其中，電阻r15的一端連接5v供電模塊，另一端連接電阻r12、r16、r17、電容c7的一端和放大器a3的反向輸入端；電阻r17的另一端連接單片機(jī)ic的p3.7腳，電阻r12的另一端連接電容c6的一端，電容c6的另一端連接放大器a3的輸出端和二極管d2的正極，二極管d2的負(fù)極連接電路輸出端；電阻r13的一端連接實(shí)際控制電壓輸入端，另一端連接電阻r14的一端和放大器a3的同向輸入端，電阻r14、r16和電容c7的另一端接地。

進(jìn)一步的，mos管控制單元包括p溝道m(xù)os管q2，其型號(hào)為tpc8107，三極管q3、電阻r25-r29及電容c14；其中，q2的1、2、3腳連接輸出端整流濾波單元的輸出端及電阻r25和電容c14的一端，4腳連接電阻r25的另一端和q3的集電極，5、6、7、8腳連接充電器的正極輸出端和電容c14的另一端；q3的基極連接電阻r26和r27的一端，發(fā)射極連接電阻r26的另一端并接地；電阻r27的另一端連接電阻r28和r29的一端，電阻r28的另一端連接單片機(jī)ic的p1.2腳，r29的另一端接地。

優(yōu)選的，單片機(jī)ic的型號(hào)為stc15w408as，放大器的型號(hào)為lm2902。

本發(fā)明的具有掉電檢測(cè)功能的智能充電器，結(jié)合了智能充電電路和充電回路檢測(cè)單元，其中，智能充電電路可用于對(duì)12v和6v電池進(jìn)行充電，且能根據(jù)電池電壓自動(dòng)選擇充電電壓；而充電回路檢測(cè)單元可實(shí)現(xiàn)在無(wú)220v輸入電源的情況下測(cè)量電池電壓功能，從而實(shí)現(xiàn)了智能充電器與測(cè)電器功能的結(jié)合，節(jié)省了單純意義上的測(cè)電器，方便用戶(hù)使用，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多功能的情況。

另一方面，本發(fā)明的智能充電器其電壓電流穩(wěn)壓反饋單元在傳統(tǒng)電路的基礎(chǔ)上采用單片機(jī)控制和5v供電模塊電阻分壓兩種方式相結(jié)合，使得穩(wěn)壓和電流控制依據(jù)單片機(jī)電壓基準(zhǔn)的輸出變化而變化，可以模擬出電池的充電曲線(xiàn)，滿(mǎn)足電池更合理的充電要求，且使充電器在空載與負(fù)載切換時(shí)更穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的智能充電器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中實(shí)施例的電路單元連接示意圖。

圖3為圖2中電壓電流穩(wěn)壓反饋單元的電路示意圖。

圖4為圖2中dc/dc變換單元、開(kāi)關(guān)管及pwm控制單元的電路示意圖。

圖5為圖2中mos管控制單元的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明提供了一種具有掉電檢測(cè)功能的智能充電器。如圖1所示為其一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括主體1和設(shè)于主體1上的指示燈11和顯示單元12，主體1的兩端分別設(shè)有用于連接電源和電池充電接口的連接線(xiàn)。本發(fā)明的智能充電器，其主要特征體現(xiàn)在結(jié)合了智能充電和充電回路檢測(cè)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)有電源情況下的智能充電和無(wú)220v輸入電源情況下電池電壓的測(cè)量，從而節(jié)省了單純意義上的測(cè)電器，方便用戶(hù)使用。下面對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖2所示為本發(fā)明的智能充電器內(nèi)部電路單元連接示意圖，包括從輸入端到輸出端依次連接的emc/emi整流濾波單元、dc/dc變換單元、輸出端整流濾波單元、mos管控制單元、電池電壓采集單元，以及連接dc/dc變換單元的開(kāi)關(guān)管、連接開(kāi)關(guān)管的pwm控制單元和連接pwm控制單元的電壓電流穩(wěn)壓反饋單元，電壓電流穩(wěn)壓反饋單元連接dc/dc變換單元的輸出端和充電器的負(fù)極輸出端以采集電壓和電流反饋信號(hào)；還包括單片機(jī)、連接單片機(jī)的顯示單元，以及充電回路檢測(cè)單元，其中，充電回路檢測(cè)單元用于檢測(cè)待測(cè)電池的剩余電壓。

如圖2所示，充電回路檢測(cè)單元包括電阻r2-r5、電容c1及放大器a1，其中，電阻r3的一端連接充電器的負(fù)極輸出端和電阻r2的一端，另一端連接放大器a1的同向輸入端，電阻r2的另一端接地；電阻r4的一端連接放大器a1的反向輸入端和電阻r5、電容c1的一端，另一端接地；電阻r5和電容c1的另一端連接放大器a1的輸出端，放大器a1的輸出端連接單片機(jī)ic的pl0腳。運(yùn)算放大器a1主要檢測(cè)電流，r5與r4比值為100，所以運(yùn)算放大器a1的放大倍數(shù)為100倍。如r2為10mω的采樣電阻，充電器最小的輸出電流為0.3a，則當(dāng)采樣電阻r2上的電流為0.3a時(shí)，放大器的輸出為0.3a*10mω*100=0.3v。

當(dāng)充電器作為測(cè)電器工作時(shí)，其正負(fù)極輸出端連接待測(cè)電池，待測(cè)電池通過(guò)反充電給檢測(cè)電路和單片機(jī)供電。若采樣電阻r2上的電流小于0.3a，則單片機(jī)的pl0腳檢測(cè)放大器a1的輸出電壓小于0.3v，此時(shí)單片機(jī)認(rèn)為電路沒(méi)有電流，按靜態(tài)測(cè)試電池電壓和電量，從而實(shí)現(xiàn)在無(wú)220v輸入電源的情況下測(cè)量電池電壓，測(cè)得的電池電壓在顯示單元上進(jìn)行顯示。當(dāng)充電器連接220v電源時(shí)，放大器a1的輸出電壓大于0.3v，單片機(jī)認(rèn)為充電回路有電流，則依據(jù)程序設(shè)定的充電曲線(xiàn)進(jìn)行充電。

電池電壓采集單元包括電阻r6、r7和電容c2；其中，電阻r6的一端連接充電器的正極輸出端，另一端連接電阻r7的一端和單片機(jī)ic的pl2腳，電阻r7的另一端接地，電容c2并聯(lián)于電阻r7兩端。電阻r6和r7主要是采集電池電壓，當(dāng)電池電壓低于8.5v時(shí)，可以判定為6v電池，當(dāng)高于8.5v、低于17v時(shí)，可以判定為12v電池。單片機(jī)根據(jù)采集的電池電壓，給出不通的輸出電流，當(dāng)電池充滿(mǎn)電時(shí)（主要依據(jù)電池電壓決定），關(guān)閉輸出電路；從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同電壓電池智能選擇充電模式充電。

優(yōu)選的，上述實(shí)施例中，單片機(jī)ic的型號(hào)為stc15w408as，放大器的型號(hào)為lm2902。

如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施例中，電壓電流穩(wěn)壓反饋單元包括電流控制電路、電壓控制電路及5v供電模塊。其中，電流控制電路包括電阻r8-r10、電容c3-c5、放大器a2和二極管d1，其中，電阻r8的一端連接5v供電模塊，另一端連接電阻r9、r10、r11、電容c4、c5的一端和放大器a2的反向輸入端；電阻r9和電容c4的另一端接地，電阻r10的另一端連接單片機(jī)ic的p3.3腳，電阻r11的另一端連接電容c3的一端；電容c3和c5的另一端連接放大器a2的輸出端，放大器a2的輸出端連接二極管d1的正極，二極管d1的負(fù)極連接電路輸出端；放大器a2的同向輸入端連接電流采樣輸入端。

電壓控制電路包括電阻r12-r17、電容c6、c7、二極管d2及放大器a3，其中，電阻r15的一端連接5v供電模塊，另一端連接電阻r12、r16、r17、電容c7的一端和放大器a3的反向輸入端；電阻r17的另一端連接單片機(jī)ic的p3.7腳，電阻r12的另一端連接電容c6的一端，電容c6的另一端連接放大器a3的輸出端和二極管d2的正極，二極管d2的負(fù)極連接電路輸出端；電阻r13的一端連接實(shí)際控制電壓輸入端，另一端連接電阻r14的一端和放大器a3的同向輸入端，電阻r14、r16和電容c7的另一端接地。

如圖4所示，dc/dc變換單元包括變壓器tr1、電阻r21、電容c9及二極管d3。其中，電阻r21和電容c9并聯(lián)后與二極管d3串接，連接于變壓器tr1的一次側(cè)，二極管d3的正極連接連接開(kāi)關(guān)管q1的源極；pwm控制單元包括pwm控制芯片u1、光耦ic2、電阻r18-r20、r22-r24、電容c10-c13，其中，pwm控制芯片u1的hv腳通過(guò)串聯(lián)的電阻r18、r19連接emc/emi整流濾波單元的輸出端和變壓器tr1的一次側(cè)輸入端，adj腳經(jīng)電阻r20接地，fb腳連接光耦ic2的輸出腳，并經(jīng)電容c8接地，drv腳經(jīng)電阻r22連接開(kāi)關(guān)管q1的基極，cs腳連接開(kāi)關(guān)管q1的發(fā)射極，并經(jīng)并聯(lián)的電阻r23、r24接地，vcc腳經(jīng)并聯(lián)的電容c10、c11接地；光耦ic2的輸入腳連接電壓電流穩(wěn)壓反饋單元的輸出端。

優(yōu)選的，pwm控制芯片的型號(hào)為200d6。本電路前后端隔離采用光耦和變壓器隔離的方式，使用光耦隔離使輸入端和輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。使用變壓器隔離使得在通電的情況下，使用者可以更加安全的操作。

如圖5所示，mos管控制單元包括p溝道m(xù)os管q2，其型號(hào)為tpc8107，三極管q3、電阻r25-r29及電容c14；其中，q2的1、2、3腳連接輸出端整流濾波單元的輸出端及電阻r25和電容c14的一端，4腳連接電阻r25的另一端和q3的集電極，5、6、7、8腳連接充電器的正極輸出端和電容c14的另一端；q3的基極連接電阻r26和r27的一端，發(fā)射極連接電阻r26的另一端并接地；電阻r27的另一端連接電阻r28和r29的一端，電阻r28的另一端連接單片機(jī)ic的p1.2腳，r29的另一端接地。

上述電路使用p溝道的mos管來(lái)控制輸出回路的關(guān)斷，保證了輸出安全。只有當(dāng)充電器的輸出端檢測(cè)到電池夾上的時(shí)候，單片機(jī)根據(jù)反饋得到檢測(cè)電壓值，讓單片機(jī)p1.2腳輸出高電平，使三極管q3導(dǎo)通，而p溝道的mos管q2的g極的電壓被拉低，且遠(yuǎn)低于s極的電壓值，使得mos管s極和d極導(dǎo)通，最終使輸出回路打開(kāi)。如果單片機(jī)根據(jù)反饋得到的檢測(cè)電壓并不是電池電壓值，就讓單片機(jī)p1.2腳輸出低電平，從而關(guān)斷三極管q3和mos管q2，最終輸出回路斷開(kāi)。

作為優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明中使用了智能顯示單元，智能顯示單元可以實(shí)時(shí)顯示出當(dāng)前電池的電壓和電量，以及充電的模式和報(bào)警狀態(tài)。顯示屏上的顯示內(nèi)容包括電壓和電量顯示，充電模式的顯示，壞電池的顯示及短接/反接的報(bào)警顯示。

本發(fā)明的中，emc/emi整流濾波單元為本領(lǐng)域的常規(guī)電路，在此不作贅述。以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。