一種智能快速充電裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的一種智能快速充電裝置，它由電源電路、MCU控制器、電流控制器、充電速度選擇器、電流傳感器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口組成，它采用了漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、脈動充電法以及反轉(zhuǎn)充電法的各種充電方式新技術(shù)的組合，具有快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度選擇擋位，MCU控制器中設(shè)有多套經(jīng)過實驗室驗證過的快速安全充電方案，在不同的充電速度和信息反饋的狀態(tài)下進行智能選擇和方案實施，外部設(shè)備通過USB接口能改變對蓄電池的智能充電方案。由于本充電裝置對多種充電新技術(shù)進行了二次開發(fā)，它具有智能化程度高、充電速度快、安全性能好的特點，用于對各種類型蓄電池快速充電的領(lǐng)域。
【專利說明】
一種智能快速充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于蓄電池充電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能快速充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時代的進步，移動設(shè)備已經(jīng)成為人們生活和生產(chǎn)中不可缺少的部分，電動車、電動工具、手機、平板電腦、便攜式風(fēng)扇、音響、移動電源等等，各種五花八門的用電設(shè)備也越來越重要的出現(xiàn)在各個應(yīng)用領(lǐng)域，伴隨這些使用蓄電池的用電產(chǎn)品，人們對充電速度要求也越來越高。手機充電要2-3小時，平板電腦充電2-5小時，電動車充電動輒就用5-10小時，時間觀念越來越重要的現(xiàn)代人，無法承受如此巨大的時間消耗。目前傳統(tǒng)的快速充電方法成本高，效率低，產(chǎn)品發(fā)熱大，用戶無法得到可以改變充電速度的快速充電裝置，甚至?xí)?dān)心電池爆炸，人身安全等一系列問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的提供了一種智能快速充電裝置，以解決【背景技術(shù)】中所提出的問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0004]—種智能快速充電裝置由電源電路、M⑶控制器、電流控制器、充電速度選擇器、電流傳感器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口組成。所述的充電速度選擇器與MCU控制器相連接，設(shè)有快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度擋位，用于改變MCU控制器智能快速充電的充電速度；所述的精密壓感器與蓄電池兩端的充電接口相連接，用于檢測蓄電池充電時當(dāng)前電壓以及檢測蓄電池充電達(dá)到飽和氣發(fā)時電壓出現(xiàn)輕微下降現(xiàn)象的-AV的變化，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的參考量，它利用蓄電池空載電壓或蓄電池反轉(zhuǎn)放電時的放電電壓能精確檢測出蓄電池真實的電量；所述的電流傳感器串聯(lián)在蓄電池充電回路中，用于檢測充電電流的大小和變化速率，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的參考量;所述的溫度傳感器與MCU控制器相連接，用于檢測蓄電池充電溫度的大小和變化速率，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的安全充電參考量;所述的MCU控制器與電流控制器、電流傳感器、充電速度選擇器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口、電源電路相互連接，M⑶控制器中設(shè)有經(jīng)過實驗室驗證過的快速安全充電方案，能根據(jù)充電速度選擇器中不同的充電速度檔位設(shè)定不同的充電方案；所述的智控開關(guān)設(shè)置在外電源與電源電路之間，它是感應(yīng)智能開關(guān)或觸摸智能開關(guān)能開啟和關(guān)閉電源電路，在充電結(jié)束時，能接收MCU控制器的充電結(jié)束信號關(guān)閉電源電路，進入幾乎無耗電的待機狀態(tài)。
[0005]其中，所述的溫度傳感器始終檢測蓄電池的充電溫度，MCU控制器根據(jù)異常溫度變化的不同速率減少充電電流以保證能安全充電。
[0006]其中，所述的USB接口與M⑶控制器相連接，外部設(shè)備能通過USB接口改變MCU控制器中充電方案。
[0007]其中，所述的充電速度選擇器上不限于設(shè)有快速、超快速、高速、超高速的四個檔位，能多于四個充電速度檔位，也能少于四個充電速度檔位，甚至只有其中一個充電速度檔位。
[0008]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1.本發(fā)明的充電裝置具有快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度選擇擋位以適應(yīng)不同的充電要求。
[0010]2.本發(fā)明的精密壓感器不但能檢測充電時的即時電壓，而且能夠檢測蓄電池充電達(dá)到飽和氣發(fā)時電壓出現(xiàn)輕微下降現(xiàn)象的-AV的變化，它利用蓄電池空載電壓或蓄電池反轉(zhuǎn)放電時的放電電壓能精確檢測出蓄電池真實的電量狀態(tài)。
[0011]3.本發(fā)明的溫度傳感器始終檢測蓄電池的充電溫度，MCU控制器對溫度變化不同的速率設(shè)有多個安全充電預(yù)案，能根據(jù)蓄電池在漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、反轉(zhuǎn)充電法、脈動充電法的不同充電階段的溫度變化異常采取不同的減少電流的安全充電的多種方法。
[0012]4.本發(fā)明的充電裝置的外部設(shè)備能通過USB接口改變MCU控制器中對蓄電池的智能充電方案，用于新技術(shù)對本充電裝置的改造，使本充電裝置總是處在先進技術(shù)的前列，使本充電裝置能按蓄電池的種類改變對蓄電池的智能充電方案。
【附圖說明】
[00?3]圖1為本發(fā)明的電路原理和結(jié)構(gòu)不意圖實施例；
[0014]圖2為本發(fā)明的脈動充電法的部分充電波形示意圖實施例；
[0015]其中:圖2(a)為充電時間和間歇時間比值為9:1充電波形的示意圖實施例；
[0016]圖2(b)為充電時間和間歇時間比值為1:9充電波形的示意圖實施例；
[0017]圖2(c)為不同脈動波形組合充電的充電波形示意圖實施例；
[0018]圖2(d)為不同脈動波形組合的小電流脈動充電的示意圖實施例；
[0019]圖2(e)為不同脈動波形組合的微電流脈動充電的示意圖實施例。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案以及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以對本發(fā)明的解釋，并不用于限定所述求的權(quán)利要求。
[0021]見示意圖實施例的圖1所示，一種智能快速充電裝置由電源電路、MCU控制器、電流控制器、充電速度選擇器、電流傳感器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口組成，它采用了漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、脈動充電法以及反轉(zhuǎn)充電法的智能快速充電方式。所述的充電速度選擇器與MCU控制器相連接，在充電速度選擇器上設(shè)有快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度擋位，用于改變MCU控制器智能快速充電的控制方法。
[0022]見示意圖實施例的圖1所示，所述的精密壓感器與蓄電池的兩端的充電接口相連接，用于檢測蓄電池充電時當(dāng)前電壓以及檢測蓄電池充電達(dá)到飽和氣發(fā)時電壓出現(xiàn)輕微下降現(xiàn)象的-A V的變化，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的參考量，它利用蓄電池空載電壓或蓄電池反轉(zhuǎn)放電時的放電電壓能檢測確定蓄電池真實的電量。在需要時，它運用蓄電池反轉(zhuǎn)放電時的即時電壓與蓄電池空載電壓進行比較，能精確檢測出蓄電池真實的電量狀態(tài)。精密壓感器始終檢測蓄電池當(dāng)前的即時電壓，向MCU控制器提供蓄電池當(dāng)前已有電量的多少，精密壓感器始終檢測充電飽和時的-A V下降的變化出現(xiàn)，出現(xiàn)時MCU控制器根據(jù)不同的充電方法智能的作出相應(yīng)的技術(shù)處理。精密壓感器與其他電壓傳感器檢測方法不同點在于它能夠運用反轉(zhuǎn)蓄電池放電時的即時電壓與蓄電池空載電壓進行比較，能精確檢測出蓄電池真實的電量狀態(tài)，并將真實的電量信息發(fā)送到MCU控制器中做為智能處理的基本依據(jù)。
[0023]見示意圖實施例的圖1所示，所述的電流傳感器串聯(lián)在蓄電池充電回路中，用于檢測充電電流的大小和變化速率，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的參考量，本電流傳感器的特點在于它能夠?qū)挝粫r間內(nèi)的電流變化速率進行檢測，并將真實的電流變化速率信息發(fā)送到MCU控制器中做為智能處理的基本依據(jù)。
[0024]見示意圖實施例的圖1所示，所述的溫度傳感器與MCU控制器相連接，用于檢測蓄電池充電溫度的大小和變化速率，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的安全充電參考量，本溫度傳感器的特點在于它能夠?qū)挝粫r間內(nèi)的溫度變化速率進行檢測，并將真實的溫度變化速率信息發(fā)送到MCU控制器中做為智能處理的基本依據(jù)。
[0025]見示意圖實施例的圖1所示，所述的MCU控制器與電流控制器、電流傳感器、充電速度選擇器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口、電源電路相連接，MCU控制器中設(shè)有多套經(jīng)過實驗室驗證過的快速安全充電方案，能根據(jù)充電速度選擇器中不同的充電速度檔位設(shè)定不同的充電方案，MCU控制器通過智能分析電流傳感器與精密壓感器以及溫度傳感器的信息，在蓄電池不同的電量狀態(tài)，按不同的情況分別向電流控制器發(fā)送漸增電流法的漸增電流充電信號、臨界充電法的大電流臨界充電信號、漸減充電法的漸減電流充電信號、脈動充電法的脈動電流充電信號、反轉(zhuǎn)充電法的反轉(zhuǎn)電流充電信號以及這些充電方法的分段方式與組合方式的控制信號，控制電流控制器完成不同的充電過程，充電完成后向智控開關(guān)發(fā)送關(guān)閉電源電路的信號。優(yōu)選地，在MCU控制器中設(shè)有充電程序存儲器，充電程序存儲器中設(shè)有充電初始化進程、充電方案選擇進程、充電實施進程，在充電實施進程中設(shè)有各種初充程序、各種快充程序、各種尾充程序以及各種傳感器信息的處理程序，充電程序存儲器中還存儲有漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、反轉(zhuǎn)充電法、脈動充電法的不同方案以及不同充電方法的分段組合程序方案，供蓄電池充電時根據(jù)需要進行智能選擇實施。尤其關(guān)鍵的是在MCU控制器中設(shè)有智能進程管理程序，對充電過程的進程進行智能評估判斷，隨時用優(yōu)化的充電方案進程去替換正在實施的充電進程。
[0026]見示意圖實施例的圖1所示，所述的電流控制器輸入端與電源電路連接，輸出端與蓄電池充電回路相連接，它接收MCU控制器的控制信號，對蓄電池執(zhí)行漸增電流充電、大電流臨界充電、漸減電流充電、脈動電流充電、反轉(zhuǎn)電流充電的智能分段式或分段組合式快速充電。例如，電流控制器在MCU控制器的控制下，對蓄電池分別進行初期充電、中期充電、尾期充電的過程中，在初期充電中分別采用了漸增電流充電的慢速漸增電流充電、中速漸增電流充電、快速漸增電流充電這三個分段;在中期充電中分別采用了臨界充電法的遠(yuǎn)臨界電流充電和近臨界電流充電這兩個分段;在尾期充電中分別采用了漸減電流充電和脈動小電流充電這兩個組合式充電。例如，電流控制器在MCU控制器的控制下，在初期充電中分別采用了漸增電流充電法的中速漸增電流充電、快速漸增電流充電這兩個分段充電；在中期充電中分別采用了反轉(zhuǎn)充電法的慢速飽和反轉(zhuǎn)充電和脈動大電流充電這兩個分段組合充電；在尾期充電中分別采用了遠(yuǎn)臨界電流充電和脈動小電流充電這兩個分段組合式充電。象這種智能分段式或分段組合式快速充電的各種方案在本智能快速充電裝置中的應(yīng)用變化是多種多樣的。
[0027]見示意圖實施例的圖1所示，所述的電源電路為電流控制器提供穩(wěn)定的直流電源用于對蓄電池進行充電，它能為MCU控制器以及智能快速充電裝置上的其他電路提供穩(wěn)定的工作電源。
[0028]優(yōu)選地，M⑶控制器在選用反轉(zhuǎn)充電法時采用飽和大電流充電，在蓄電池充電達(dá)到飽和氣化點瞬間立即讓電流控制器反轉(zhuǎn)放電以吸收產(chǎn)生的飽和過剩氣體，電流控制器不斷循環(huán)飽和大電流充電和反轉(zhuǎn)放電直到蓄電池充滿。優(yōu)選地，所述的反轉(zhuǎn)充電法能與漸增充電法，臨界充電法，漸減充電法、脈動充電法中某一項或多項進行組合使用，以適用不同的充電速度的需要。例如，在充電速度選在超快速擋時，先采用漸增充電法的快速漸增電流充電方案使蓄電池達(dá)到飽和充電狀態(tài)，然后采用反轉(zhuǎn)充電法充電至蓄電池電量的80%，最后采用漸減充電法對蓄電池充滿電完成，象這樣分段式組合不同的充電方式不僅適用于反轉(zhuǎn)充電法，也適用于臨界充電法、脈動充電法、漸增充電法。
[0029]見示意圖實施例的圖1所示，所述的智控開關(guān)設(shè)置在外電源與電源電路之間，它是感應(yīng)智能開關(guān)或觸摸智能開關(guān)能開啟和關(guān)閉電源電路，在充電結(jié)束時，能接收MCU控制器的充電結(jié)束信號關(guān)閉電源電路，進入幾乎無耗電的待機狀態(tài)。
[0030]優(yōu)選地，所述的漸增充電法是對蓄電池逐漸增加充電電流的充電方法，在這個漸增電流充電過程中也分為慢速漸增電流充電、中速漸增電流充電、快速漸增電流充電這三種方案。電流控制器接收到MCU控制器發(fā)送的漸增電流充電信號，對蓄電池逐步增加充電電壓加大充電電流，直到檢測到蓄電池充電達(dá)到飽和氣發(fā)時電壓出現(xiàn)輕微下降現(xiàn)象的-A V的變化，MCU控制器將飽和氣發(fā)時的充電電壓值或充電電流值都下調(diào)一點數(shù)值作為臨界充電電壓值和臨界充電電流值，為下一步再充電作為依據(jù)，充電電壓值和充電電流值都下調(diào)的多一些時的方式為遠(yuǎn)臨界法，下調(diào)的少一些時的方式為近臨界法，下調(diào)的最少時的方式為臨界法，漸增充電法能用于各種充電法的初始充電過程。漸增充電過程中在增加電流的幅度一定時用時較長的為慢速漸增充電，用時適中的為中速漸增充電，用時較短的為快速漸增充電，比如充電電流從IA自動逐漸增加到5A，用時60秒為慢速漸增充電，用時40秒為中速漸增充電，用時20秒為快速漸增充電。漸增充電法的漸增原理也被用于其他充電法中，例如采用間歇式漸增充電時，每充一段時間就間歇幾秒鐘進行檢測充電效果，然后再增加充電電流，如此這樣反復(fù)進行漸增充電；例如采用脈動式漸增充電時，先用脈動微電流充電，再用脈動小電流充電，然后采用脈動大電流充電，以及脈動臨界電流充電、脈動飽和電流充電，如此連續(xù)漸進的漸增充電；例如采用臨界式漸增充電時，先采用遠(yuǎn)臨界電流充電，然后采用近臨界電流充電，最后采用臨界電流充電；例如采用反轉(zhuǎn)漸增充電時，先采用慢速飽和反轉(zhuǎn)充電、然后采用中速飽和反轉(zhuǎn)充電、最后采用快速飽和反轉(zhuǎn)充電。象漸增充電法的這些多種實施方案在本智能快速充電裝置中還有更多的應(yīng)用方式。
[0031 ]優(yōu)選地，所述的反轉(zhuǎn)充電法具有慢速飽和反轉(zhuǎn)充電、中速飽和反轉(zhuǎn)充電、快速飽和反轉(zhuǎn)充電三種方案，區(qū)別在于反轉(zhuǎn)充電時充電飽和電流的大小與時間的多少，在于執(zhí)行反轉(zhuǎn)放電時的放電電流大小和時間的多少。例如，對某種蓄電池進行反轉(zhuǎn)充電法時，所設(shè)定的慢速飽和反轉(zhuǎn)充電的飽和充電電流為4A，飽和充電時間為60秒，反轉(zhuǎn)放電電流0.8A，反轉(zhuǎn)放電時間為12秒;所設(shè)定的中速飽和反轉(zhuǎn)充電的飽和充電電流為4.5A，飽和充電時間為45秒，反轉(zhuǎn)放電電流1.2 A，反轉(zhuǎn)放電時間為8秒;所設(shè)定的快速飽和反轉(zhuǎn)充電的飽和充電電流為5A，飽和充電時間為30秒，反轉(zhuǎn)放電電流1.6A，反轉(zhuǎn)放電時間為5秒。對不同的蓄電池由于容量不同，種類不同，對充電時間要求不同，所設(shè)定的飽和電流飽充時間以及放電電流放電時間都有所不同，主要是用實驗室驗證過的優(yōu)選充電數(shù)據(jù)進行設(shè)定。
[0032]優(yōu)選地，所述的臨界充電法是用臨界充電電壓或臨界充電電流對蓄電池進行快速充電的過程，其臨界方式也分為遠(yuǎn)臨界法、近臨界法、臨界法三種，這個過程中充電電壓或電流都接近峰值，即保證了蓄電池充電安全又使充電時間達(dá)到快速值。例如在某蓄電池充電飽和時的飽和電流為5A，遠(yuǎn)臨界法充電選4A充電，近臨界法選4.3A充電，臨界法選4.7A充電。例如在某手機蓄電池充電飽和時的飽和電壓為9.5V，遠(yuǎn)臨界法充電選8.5V充電，近臨界法選8.8V充電，臨界法選9.1V充電。對不同的蓄電池由于容量不同，種類不同，對充電時間要求不同，所設(shè)定的遠(yuǎn)臨界法、近臨界法、臨界法的充電電流和充電電壓都有所不同，主要是用實驗室驗證過的優(yōu)選充電數(shù)據(jù)進行設(shè)定。用臨界充電法充電時，精密壓感器始終檢測充電飽和時的-A V下降的變化出現(xiàn)，出現(xiàn)時M C U控制器進行充電電壓或充電電流的下調(diào)處理，使得臨界充電持續(xù)到蓄電池電量充滿為止。
[0033]優(yōu)選地，所述的漸減充電法是采用恒壓或恒流充電并逐漸減少電壓或電流值對蓄電池進行安全充電，直到蓄電池電量充滿為止的過程，漸減充電過程中分為慢速漸減充電、中速漸減充電、快速漸減充電這三種方案。漸減充電過程中在減少電流的幅度一定時用時較長的為慢速漸減充電，用時適中的為中速漸減充電，用時較短的為快速漸減充電，比如充電電流從5A自動漸減到1A，用時60秒為慢速漸減充電，用時40秒為中速漸減充電，用時20秒為快速漸減充電。漸減充電法能用于各種充電法的后期充電過程中。漸減充電法的漸減原理也被用于其他充電法或溫度異常處理方案中，比如某蓄電池尾后期漸減充電過程依次為1八恒電流充電、0.84恒電流充電、0.64、0.44、0.24、0.1六、0.05A恒電流漸減充電，直到蓄電池充滿為止。比如手機后期恒壓漸減充電過程依次為5V恒電壓充電、4.8V恒電壓充電、
4.6V、4.4V、4.2V、4.0V、3.9V恒電壓漸減充電，直到蓄電池充滿為止。漸減充電法有很多種實施方法，例如采用漸減間歇式充電時，每充一段時間就間歇幾秒鐘進行檢測充電效果，然后再減少充電電流，如此這樣反復(fù)進行漸減充電；例如采用漸減脈動充電時，先用脈動飽和電流充電，再用脈動大電流充電，然后采用脈動小電流充電，以及脈動微電流充電，如此連續(xù)漸進的漸減充電；例如采用漸減臨界式充電時，先采用臨界電流充電，然后采用近臨界電流充電，最后采用遠(yuǎn)臨界電流充電；例如采用反轉(zhuǎn)充電時，先采用快速飽和反轉(zhuǎn)充電、然后采用中速飽和反轉(zhuǎn)充電、最后采用慢速飽和反轉(zhuǎn)充電。象漸減充電法的這些多種實施方案在本智能快速充電裝置中還有更多的應(yīng)用方式。
[0034]見示意圖實施例的圖2所示，所述的脈動充電法充電，是用臨界充電電壓或臨界充電電流對蓄電池進行脈動充電，此時的脈動波形按設(shè)定的規(guī)律進行變化有多種波形組合，受充電溫度和充電速度擋位的控制，其電流的充電時間和間歇時間比值在9:1?1:9之間，直到蓄電池電量充滿而向智控開關(guān)發(fā)出信號關(guān)閉電源電路為止，在脈動充電期間它的充電電壓、充電電流、脈動間歇比以及不同的脈動波形組合都在按MCU控制器智能充電的方案進行調(diào)節(jié)和變化，脈動充電法具有漸增脈動充電、恒波脈動充電、漸減脈動充電三種脈動充電方案。脈動充電法的漸增脈動充電是利用充電時間和間歇時間比值在1:9?9:1中的某一段逐漸增加充電時間減少間歇時間的自動漸增脈動充電方法。脈動充電法的漸減脈動充電是利用充電時間和間歇時間比值在9:1?1:9中的某一段逐漸減少充電時間增加間歇時間的自動漸減脈動充電方法。脈動充電法的恒波脈動充電是用恒定不變的某種脈動波形以增加或減少電流的方法進行充電。圖2(a)脈動充電波形圖所示就是用臨界充電電壓或臨界充電電流對蓄電池進行脈動快速充電的方式，此時充電時間和間歇時間的比值為9:1，用于充電速度選擇器置于超高速檔位的充電。圖2(c)充電波形圖所示就是用寬脈動波形和窄脈動波形的組合充電方式，用于充電速度選擇器置于高速檔位的充電。很多種不同的脈動波形的組合都在按MCU控制器根據(jù)充電溫度的變化和充電速度的選擇變化所設(shè)定的。例如在實施圖2(c)的充電波形方案中，如果充電溫度變化率太快時或頻繁出現(xiàn)飽和-△ V現(xiàn)象時MCU控制器就采取調(diào)減預(yù)案，此時會選用圖2 (d)不同脈動波形組合的小電流充電方式進行調(diào)減，圖2(d)脈動小電流充電方式也用于充電速度選擇器置于快速檔位的充電。圖2(b)和圖2(e)脈動微電流充電方式用于在蓄電池充電初期或充電終期的脈動微電流充電，其中圖2(b)的充電時間和間歇時間比值為1:9，在各種脈動充電的間歇時間中精密壓感器能準(zhǔn)確獲得蓄電池的電量信息傳送給MCU控制器。在用其他充電法充電時也可以使用間歇時間的方法從精密壓感器準(zhǔn)確獲得蓄電池的電量信息。
[0035]優(yōu)選地，所述的溫度傳感器始終檢測蓄電池的充電溫度，M⑶控制器對溫度變化不同的速率設(shè)有多個安全充電預(yù)案，能根據(jù)蓄電池在漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、反轉(zhuǎn)充電法、脈動充電法的不同充電階段的異常變化采取不同的減少電流的安全充電的多種方法。
[0036]優(yōu)選地，所述的漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、脈動充電法以及反轉(zhuǎn)充電法能根據(jù)自身的特點相互組合使用，以形成不同的充電速度，所述的充電速度選擇器的快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度擋位，就是運用這幾種充電方法的特點進行不同方式的組合，從而形成了對蓄電池不同的充電速度。比如A方案的實施例:1.在充電速度選擇器設(shè)置為快速擋時，充電組合為低速漸增電流充電—脈動充電法；2.在充電速度選擇器設(shè)置為超快速擋時，充電組合為中速漸增電流充電—臨界充電法—漸減充電法;3.在充電速度選擇器設(shè)置為高速擋時，充電組合為高速漸增電流充電—慢速飽和反轉(zhuǎn)充電—漸減充電法;4.在充電速度選擇器設(shè)置為超高速擋時，充電組合為高速漸增電流充電—慢速飽和反轉(zhuǎn)充電。比如B方案的實施例:1.在充電速度選擇器設(shè)置為快速擋時，充電組合為低速漸增電流充電—臨界電法—漸減充電法;2.在充電速度選擇器設(shè)置為超快速擋時，充電組合為中速漸增電流充電—臨界充電法;3.在充電速度選擇器設(shè)置為高速擋時，充電組合為中速漸增電流充電—中速飽和反轉(zhuǎn)充電—漸減充電法;4.在充電速度選擇器設(shè)置為超高速擋時，充電組合為高速漸增電流充電—中速飽和反轉(zhuǎn)充電。比如C方案的實施例:1.在充電速度選擇器設(shè)置為快速擋時，充電組合為高速增電流充電—臨界電法—漸減充電法;2.在充電速度選擇器設(shè)置為超快速擋時，充電組合為高速漸增電流充電—臨界充電法;3.在充電速度選擇器設(shè)置為高速擋時，充電組合為高速漸增電流充電—中速飽和反轉(zhuǎn)充電；4.在充電速度選擇器設(shè)置為超高速擋時，充電組合為高速漸增電流充電—高速飽和反轉(zhuǎn)充電。以上述A、B、C實施方案的方法為例，還可以根據(jù)不同的需要組成D方案、E方案、F方案等很多種充電組合實施案例。以上幾種實施方案以手機充電為例最長35分鐘，最短只需在10分鐘，而手機常用鋰電池的充電器采用的是恒流限壓充電制，充電電流一般采用C2方式(即采用兩小時充電率)，比如500mah電池采用250ma充電大約兩小時達(dá)到4.2V后再恒壓充電，這樣就需要2?3小時以上的時間，兩者相比較節(jié)省了大量的充電時間。
[0037]優(yōu)選地，溫度傳感器始終檢測蓄電池的充電溫度，若有異常時MCU控制器會進入溫度預(yù)案處理程序，充分保證安全溫度充電的進行，MCU控制器對溫度變化不同的速率設(shè)有多個安全充電預(yù)案，能根據(jù)蓄電池在漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、反轉(zhuǎn)充電法、脈動充電法的不同充電階段的溫度變化異常采取不同的減少電流的安全充電的多種方法。比如在實施漸增充電法時如果溫度增加變化速率很快，MCU控制器中的相應(yīng)的安全預(yù)案立即對漸增充電法的充電電流進行減少，電流減少的比例與溫度增加變化速率成正比。比如在實施臨界充電法時如果溫度增加的變化速率很快，MCU控制器中的相應(yīng)的安全預(yù)案立即對臨界充電法的充電電流進行減少，電流減少的比例與溫度增加變化速率成正比。比如在實施反轉(zhuǎn)充電法時如果溫度增加變化速率很快，MCU控制器中的相應(yīng)的安全預(yù)案立即對反轉(zhuǎn)充電法的充電電流進行減少，電流減少的比例與溫度增加變化速率成正比。比如在實施脈動充電法時如果溫度增加變化速率很快，MCU控制器中的相應(yīng)的安全預(yù)案立即對脈動充電法的充電電流進行減少，電流減少的比例與溫度增加變化速率成正比。
[0038]優(yōu)選地，所述的USB接口與M⑶控制器相連接，外部設(shè)備能通過USB接口改變MCU控制器中對蓄電池的智能充電方案，比如從實驗室得到一種更好的充電算法和充電方案時，只需要通過USB接口把它的控制程序添加或更新到MCU控制器中就能完成新技術(shù)對產(chǎn)品的改造，使本充電裝置總是處在先進技術(shù)的前列。比如使用本充電裝置能按蓄電池的種類改變對蓄電池的智能快速充電方案，對于象鎘鎳蓄電池、鐵鎳蓄電池、金屬氧化物蓄電池、鋅銀蓄電池、鋅鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋰離子蓄電池等這些不同種類的蓄電池，通過USB接口安裝不同種類的快速充電程序，使本智能快速充電器能適用于各種不同類型的蓄電池的快速充電，使它的應(yīng)用范圍更加廣泛。
[0039]優(yōu)選地，所述的充電速度選擇器上不限于設(shè)有快速、超快速、高速、超高速的四個檔位，能多于四個充電速度檔位，也能少于四個充電速度檔位，甚至只有其中一個充電速度檔位。根據(jù)充電方式的需要，根據(jù)控制生產(chǎn)成本的需要，根據(jù)品種型號系列化的需要以及市場需求的變化，本智能快速充電裝置可以只有快速、超快速、高速、超高速檔位中的其中一個充電速度檔位，或有其中兩個或三個或多于4個充電速度檔位，充電速度選擇器的多樣性是為了適用各種不同的需求。
[0040]本裝置的快速充電由各種新技術(shù)的二次開發(fā)而實現(xiàn)，能夠?qū)ΤＳ玫暮懔骱銐?CC/CV)方式做進一步的技術(shù)開發(fā)，比如臨界充電法就是恒流或恒壓的臨界技術(shù)開發(fā)的運用;本裝置具備高級充電器的高速充電能力，充電時間有的只需要25分鐘甚至10分鐘，(比如對四驅(qū)車模比賽用的蓄電池進行超高速充電)，其原理是對-A V方式做進一步技術(shù)開發(fā)的低速飽和反轉(zhuǎn)充電、中速飽和反轉(zhuǎn)充電、高速飽和反轉(zhuǎn)充電，在蓄電池充電達(dá)到飽和氣化點瞬間立即反轉(zhuǎn)放電以吸收產(chǎn)生的氣體，這樣不斷循環(huán)直到電池充滿，這時監(jiān)測采樣和計算控制都必須采用精密壓感器進行。本充電裝置的脈動充電法就是對Qnovo充電方式做了進一步的技術(shù)開發(fā)，其做法是在充電的同時檢測蓄電池的反應(yīng)來調(diào)整充電速度，并反復(fù)執(zhí)行這一過程，具體做法是先充入少量電量，間歇時檢測蓄電池的各傳感器數(shù)據(jù)信息，然后再充入更多電量，如此調(diào)整充電速度反復(fù)充電，比如漸增脈動充電方式就是這種技術(shù)的二次開發(fā)。如果說對于手機正常5V適配器充15分鐘可通話1.5小時的話，那么相同的充電時間用本裝置的Qnovo新方式的脈動充電法卻可以將通話時長延長至3個小時以上，同時還可以延緩電池老化。本裝置具有對檢測蓄電池達(dá)到過充時溫升增長率的dT/dt方式所做的進一步技術(shù)開發(fā)，比如MCU控制器在漸增充電法、臨界充電法、反轉(zhuǎn)充電法中采用的各種智能溫度控制方案就是這種技術(shù)的二次開發(fā)的應(yīng)用。
[0041]本發(fā)明的一種智能快速充電裝置，綜合了多方面的新技術(shù)對其進行了進一步的二次技術(shù)開發(fā)，以下是它的4大創(chuàng)新方面:
[0042]1.本發(fā)明的充電裝置具有快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度選擇擋位以適應(yīng)不同的充電要求。2.本發(fā)明的精密壓感器不但能檢測充電時的即時電壓，而且能夠檢測蓄電池充電達(dá)到飽和氣發(fā)時電壓出現(xiàn)輕微下降現(xiàn)象的-A V的變化，它利用蓄電池空載電壓或蓄電池反轉(zhuǎn)放電時的放電電壓能精確檢測出蓄電池真實的電量狀態(tài)。3.本發(fā)明的溫度傳感器始終檢測蓄電池的充電溫度，MCU控制器對溫度變化不同的速率設(shè)有多個安全充電預(yù)案，能根據(jù)蓄電池在漸增充電法、臨界充電法、漸減充電法、反轉(zhuǎn)充電法、脈動充電法的不同充電階段的溫度變化異常采取不同的減少電流的安全充電的多種方法。4.本發(fā)明的充電裝置的外部設(shè)備能通過USB接口改變MCU控制器中對蓄電池的智能充電方案，用于新技術(shù)對本充電裝置的改造，使本充電裝置總是處在先進技術(shù)的前列，使本充電裝置能按蓄電池的種類改變對蓄電池的智能充電方案。
[0043]通過以上設(shè)計的一種智能化程度高、充電速度快、充電安全性能好、有多種充電速度選擇的智能快速充電裝置，它的產(chǎn)品具有很高的應(yīng)用價值和廣泛的應(yīng)用范圍。
[0044]盡管上述圖文已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了本創(chuàng)造性地概念，則可以對這些實施例和方法做另外的變更和修改，所以，所附的權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更及修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種修改和變型而不脫離本發(fā)明的思想和范圍，這樣，尚若對本發(fā)明的這些修改和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明意圖包含這些改動和變形在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能快速充電裝置由電源電路、MCU控制器、電流控制器、充電速度選擇器、電流傳感器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口組成，其特征在于:所述的充電速度選擇器與MCU控制器相連接，設(shè)有快速、超快速、高速、超高速的不同充電速度擋位，用于改變MCU控制器智能快速充電的充電速度；所述的精密壓感器與蓄電池兩端的充電接口相連接，用于檢測蓄電池充電時當(dāng)前電壓以及檢測蓄電池充電達(dá)到飽和氣發(fā)時電壓出現(xiàn)輕微下降現(xiàn)象的-A V的變化，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的參考量，它利用蓄電池空載電壓或蓄電池反轉(zhuǎn)放電時的放電電壓能精確檢測出蓄電池真實的電量；所述的電流傳感器串聯(lián)在蓄電池充電回路中，用于檢測充電電流的大小和變化速率，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的參考量;所述的溫度傳感器與MCU控制器相連接，用于檢測蓄電池充電溫度的大小和變化速率，它將檢測信息傳送到MCU控制器中做為智能控制的安全充電參考量;所述的MCU控制器與電流控制器、電流傳感器、充電速度選擇器、精密壓感器、溫度傳感器、智控開關(guān)、USB接口、電源電路相連接，MCU控制器中設(shè)有經(jīng)過實驗室驗證過的快速安全充電方案，能根據(jù)充電速度選擇器中不同的充電速度檔位設(shè)定不同的充電方案；所述的智控開關(guān)設(shè)置在外電源與電源電路之間，它是感應(yīng)智能開關(guān)或觸摸智能開關(guān)能開啟和關(guān)閉電源電路，在充電結(jié)束時，能接收M C U控制器的充電結(jié)束信號關(guān)閉電源電路，進入幾乎無耗電的待機狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的一種智能快速充電裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器始終檢測蓄電池的充電溫度，MCU控制器根據(jù)異常溫度變化的不同速率減少充電電流以保證能安全充電。3.如權(quán)利要求1所述的一種智能快速充電裝置，其特征在于:所述的USB接口與MCU控制器相連接，外部設(shè)備能通過USB接口改變MCU控制器中充電方案。4.如權(quán)利要求1所述的一種智能快速充電裝置，其特征在于:所述的充電速度選擇器上不限于設(shè)有快速、超快速、高速、超高速的四個檔位，能多于四個充電速度檔位，也能少于四個充電速度檔位，甚至只有其中一個充電速度檔位。
【文檔編號】H02J7/00GK205509552SQ201620144072
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】朱經(jīng)緯
【申請人】朱經(jīng)緯