專利名稱：自動(dòng)識(shí)別電池的充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池充電器，特別涉及一種自動(dòng)識(shí)別電池的充電器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)進(jìn)步，物質(zhì)生活的一步步的提高，需要用電池提供能源的高檔電 子商品、便攜式電動(dòng)工具等也越來(lái)越多。但是不同的設(shè)備、工具需要配電池和 電池的電壓也不相同，電池的容量也不同，特別是鉛酸電池的容量，小到幾安 時(shí)，大到幾百安時(shí)，品種繁多。為了不浪費(fèi)材料，如今使用的大多數(shù)電池都為 可充電電池，但對(duì)于各個(gè)品種的電池，幾乎是每種充電器也只能對(duì)應(yīng)充一種或 臨近幾種容量的電池。要不然，采用小電流的充電器沖大容量的電池，充電時(shí)
間太長(zhǎng)；大電流充電器沖小容量的電池，容易過(guò)充，也容易損壞電池。這樣不 但造成家中有各種各樣的充電器，既浪費(fèi)資源，而且增加消費(fèi)者的消費(fèi)成本， 同時(shí)也給消費(fèi)者帶來(lái)不便。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)識(shí)別電池的充電器， 它通過(guò)判斷電池的類型，可控制充電電流時(shí)間及大小，可以對(duì)多種不同種類的 電池進(jìn)行充電。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案如下包括變壓器、整流器、可控硅、電 流檢測(cè)器、單片機(jī)以及電壓檢測(cè)器；可控硅分別與變壓器及單片機(jī)連接，可控 硅將變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流的直流電提供給電池；電流檢測(cè)器 分別與可控硅及單片機(jī)連接，電流檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池的電流，并將該電 流信號(hào)反饋到單片機(jī)；單片機(jī)連接于整流器與電壓檢測(cè)器之間，單片機(jī)用于判 斷電池的類型和容量，并輸出控制信號(hào)調(diào)整可控硅導(dǎo)通時(shí)間；電壓檢測(cè)器時(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機(jī)。
所述變壓器具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控硅連接，副輸出
3繞組與整流器連接。
采用了上述方案，通過(guò)電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓信號(hào)，并將該信號(hào)反饋到 單片機(jī)，為單片機(jī)對(duì)電池的類型判斷提供了依據(jù)；通過(guò)電流檢測(cè)器反饋的電流 信號(hào)，為單片機(jī)對(duì)電池的充電電流大小控制提供了依據(jù)。這樣使得單片機(jī)輸出 不同的控制信號(hào)控制可控硅導(dǎo)通的時(shí)間，使可控硅輸出不同大小的電流對(duì)電池 進(jìn)行充電，即單片機(jī)在判斷完電池的類型后，自動(dòng)選擇進(jìn)入不同的充電狀態(tài)， 鎳氫電池采用恒壓充電模式；鋰電池采用兩段式充電方式，先對(duì)電池進(jìn)行恒流 恒壓的充電，在電池快充滿時(shí)，進(jìn)入浮充狀態(tài)；鉛酸電池采用三段式充電方式， 先恒流充電，然后恒壓充電，最后進(jìn)入浮充狀態(tài)。判斷電池的類型，并進(jìn)入不 同的充電模式后，然后對(duì)電池的額定容量進(jìn)行判斷，最后選擇合適電流進(jìn)行充 電。
綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是根據(jù)不同電池的特性采用不同的充 電方式，確保最大程度上保護(hù)電池少受傷害；針對(duì)不同的電池容量，采用不同 的充電電流；用最佳的充電電流對(duì)電池充電，防止小電流的充大容量的電池， 充電時(shí)間太長(zhǎng)，大電流充小容量的電池，容易損壞電池的蔽端。


圖l為本實(shí)用新型的電路框具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl，本實(shí)用新型的自動(dòng)識(shí)別電池的充電器，包括變壓器l、整流器2、 可控硅3、電流檢測(cè)器4、單片機(jī)5以及電壓檢測(cè)器6。變壓器1為工頻變壓器， 其輸出端具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控硅3連接，經(jīng)過(guò)可控硅3 整流后提供給被充電電池；副輸出繞組與整流器2連接，經(jīng)整流器整流后提供 給單片機(jī)5?？煽毓?分別與變壓器1及單片機(jī)連接，可控硅3根據(jù)單片機(jī)5的 指令，調(diào)整可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，將變壓器輸出的交流轉(zhuǎn)換成直流，并通過(guò)斬波， 輸出穩(wěn)定的電壓以及恒定的電流，以提供給電池。電流檢測(cè)器4分別與可控硅 及單片機(jī)連接，電流檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池的電流，并將該電流信號(hào)反饋到 單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)不同的狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整，例如在恒流狀態(tài)，根據(jù)時(shí)時(shí)測(cè)得的電路中的電流，當(dāng)電流偏大時(shí)，單片機(jī)適當(dāng)?shù)臏p少可控硅的導(dǎo)通時(shí)間；當(dāng)電 流偏小時(shí)，單片機(jī)適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，使充電電流達(dá)到恒定的效果。 單片機(jī)5連接于整流器2與電壓檢測(cè)器6之間，單片機(jī)5用于判斷電池的類型 和容量，并輸出控制信號(hào)調(diào)整可控硅導(dǎo)通時(shí)間。例如鎳氫電池額定端電壓為1. 2V， 鋰電池的額定端電壓為3. 6V，鉛酸電池的端電壓為12V。其判斷基準(zhǔn)為大于O. 9V 小于1. 5V為鎳氫電池，大于2. 8V小于4. 5V為鋰電池，大于9. 6V小于15V的為 鉛酸電池。單片機(jī)根據(jù)不同的電池類型，自動(dòng)進(jìn)入不同的充電狀態(tài)后，最后對(duì) 電池的額定容量進(jìn)行判斷。電池的容量的單位是AH (安時(shí))或mAH (毫安時(shí))， 它表示的意思是電流和時(shí)間的積。例如一個(gè)標(biāo)示20AH的鉛酸電池，它的意思 是采用2A的恒流對(duì)電池進(jìn)行放電，可以放10小時(shí)；同一類型的電池的充電 曲線是一致的，即同一類型的電池，不管額定容量為多少，在同一個(gè)飽和度時(shí)， 對(duì)應(yīng)的電壓是一致的。例如兩個(gè)20AH和40AH的鉛酸電池，在電壓是12. 3V 時(shí)，對(duì)應(yīng)的電池容量是10AH和20AH,充電飽和度都為50%,這是電池的充電特 性。電壓檢測(cè)器6時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機(jī)， 供單片機(jī)根據(jù)不同的狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整。如在恒壓狀態(tài)時(shí)，由于時(shí)時(shí)可以測(cè)試 電池兩端的電壓，當(dāng)電壓偏高時(shí)，單片機(jī)適當(dāng)?shù)臏p少可控硅的導(dǎo)通時(shí)間；當(dāng)電壓 偏低時(shí)，卓片機(jī)適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，使充電電壓達(dá)到恒定的效果。 本實(shí)用新型的充電器的工作過(guò)程是接通電源，經(jīng)過(guò)變壓器輸出到可控制
硅以及整流器，其中經(jīng)過(guò)可控硅、電流檢測(cè)器的電流輸出到電池充電的端口；
經(jīng)過(guò)整流器整流穩(wěn)壓后，給單片機(jī)提供一個(gè)穩(wěn)定的電源。
經(jīng)過(guò)上述工作過(guò)程，首先對(duì)電池的類型進(jìn)行判斷，具體過(guò)程如下
如充電端口無(wú)電池，電壓檢測(cè)器6檢測(cè)不到電壓，單片機(jī)5無(wú)法判斷電池
類型，單片機(jī)無(wú)控制信號(hào)輸出支可控硅，可控硅處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致整個(gè)充電 器無(wú)輸出。此時(shí)充電器的輸出端口可以短路，對(duì)充電器無(wú)影響。如果充電端口 電池正負(fù)極接反，電壓檢測(cè)器檢測(cè)到負(fù)壓，單片機(jī)無(wú)法判斷電池類型，無(wú)控制 信號(hào)輸出到可控硅，可控硅仍然處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致整個(gè)充電器無(wú)輸出，不會(huì) 對(duì)電池進(jìn)行反充電。如電壓檢測(cè)器檢測(cè)到電壓，單片機(jī)根據(jù)電壓判斷出電池的
類型，其判斷依據(jù)為大于0. 9V小于1. 5V為鎳氫電池；大于2. 8V小于4. 5V為鋰電池；大于9. 6V小于15V的為鉛酸電池。
第二，根據(jù)不同的電池類型，自動(dòng)進(jìn)入不同的充電狀態(tài)，各種電池的各自的狀態(tài)為鎳氫電池采用恒壓充電模式。鋰電池采用兩段式充電方式，即先對(duì)鋰電池進(jìn)行恒流恒壓的充電，檢測(cè)到鋰電池快充滿時(shí)，進(jìn)入浮充狀態(tài)。鉛酸電池采用三段式充電方式，先恒流充電，然后恒壓充電，最后進(jìn)入浮充狀態(tài)。充電狀態(tài)均由單片機(jī)進(jìn)行控制。
第三，電池容量的判斷的方法為
鎳氫電池先測(cè)試出被充電池的端電壓，用100mA恒定的電流，對(duì)電池充電3min，然后測(cè)試此時(shí)電池的端電壓，對(duì)照鎳氫電池的充電曲線,計(jì)算出電池的額定容量，以及此時(shí)電池的飽和度。
鋰電池先測(cè)試出被充電池的端電壓，用50mA恒定的電流，對(duì)電池充電10min，然后測(cè)試此時(shí)電池的端電壓，對(duì)照鋰電池的充電曲線，計(jì)算出電池的額定容量，以及此時(shí)電池的飽和度。
鉛酸電池先測(cè)試出被充電池的端電壓，用2000mA恒定的電流，對(duì)電池充電5min，然后測(cè)試此時(shí)電池的端電壓，對(duì)照鉛酸電池的充電曲線，計(jì)算出電池的額定容量，和電池現(xiàn)在的飽和度在電池類型、容量、充電模式都確定的情況下，對(duì)電池進(jìn)行正常充電。
第四，對(duì)電池進(jìn)行充電
鎳氫電池以1.45V的恒定電壓對(duì)其充電，當(dāng)電池的電壓慢慢升高時(shí)，充電電流就慢慢降低，臨近充滿時(shí)，充電電流降到幾十毫安；穩(wěn)定的電壓確保電池不會(huì)因電網(wǎng)的波動(dòng)出現(xiàn)過(guò)充、欠壓狀態(tài)。
鋰電池以4. 2V的恒定電壓和0. 1C恒定電流進(jìn)行充電(其中C表示電池的額定容量；0. 1C是指用十倍速率對(duì)電池充電；即在理論狀態(tài)用十個(gè)小時(shí)把電池充滿；0. 1C的電流大小是額定容量的十分之一。例如現(xiàn)有60AH與120AH的兩塊電池，0. 1C表示的電流大小，對(duì)60AH的電池來(lái)說(shuō)，電流是6A;對(duì)120AH的電池來(lái)說(shuō)，電流是12A)，恒定的電壓確保電池不會(huì)出現(xiàn)過(guò)充、欠壓的狀態(tài)，恒定的電流可以保護(hù)電池在初始的充電狀態(tài)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生大的初充電流，保護(hù)了鋰電池內(nèi)部的芯片；當(dāng)電池快充滿時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入浮充狀態(tài)。
鉛酸電池初始狀態(tài)，采用O. 1C恒定電流的對(duì)電池進(jìn)行充電，電壓一步步上升，防止初充的時(shí)，大電流損壞電池極板；當(dāng)電池的飽和度超過(guò)70% 75%，應(yīng)采用恒壓的充電方式，電流一步步降低，防止快充滿時(shí)，充電電壓超過(guò)電池的承受值，而損壞電池；當(dāng)電池的飽和度超過(guò)90% 95%，進(jìn)入浮充狀態(tài)，采用涓流的充電方式。
權(quán)利要求1. 一種自動(dòng)識(shí)別電池的充電器，包括變壓器、整流器，其特征在于還包括可控硅、電流檢測(cè)器、單片機(jī)以及電壓檢測(cè)器；可控硅分別與變壓器及單片機(jī)連接，可控硅將變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成恒定的直流電提供給被充電電池；電流檢測(cè)器分別與可控硅及單片機(jī)連接，電流檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池的電流，并將該電流信號(hào)反饋到單片機(jī)；單片機(jī)連接于整流器與電壓檢測(cè)器之間，單片機(jī)用于判斷電池的類型和容量，并輸出控制信號(hào)調(diào)整可控硅導(dǎo)通時(shí)間；電壓檢測(cè)器時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)識(shí)別電池的充電器，其特征在于所述變壓器具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控硅連接，副輸出繞組與整流器連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電池充電器，特別涉及一種自動(dòng)識(shí)別電池的充電器。包括變壓器、整流器、可控硅、電流檢測(cè)器、單片機(jī)以及電壓檢測(cè)器；可控硅分別與變壓器及單片機(jī)連接，可控硅將變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成恒定的直流電提供給電池；電流檢測(cè)器分別與可控硅及單片機(jī)連接，電流檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)充電電池的電流，并將該電流信號(hào)反饋到單片機(jī)；單片機(jī)連接于整流器與電壓檢測(cè)器之間，單片機(jī)用于判斷電池的類型和容量，并輸出控制信號(hào)調(diào)整可控硅導(dǎo)通時(shí)間；電壓檢測(cè)器時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機(jī)。本實(shí)用新型能自動(dòng)判斷電池的類型，可控制充電電流時(shí)間及大小，可以對(duì)多種不同種類的電池進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)H02J7/10GK201270424SQ20082016000
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者嵐 李, 環(huán)要武, 覃惠祥, 斌 陳, 進(jìn) 陳 申請(qǐng)人:常州市巨泰電子有限公司