專利名稱：基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具有涉及一種用于給可充電電池進行安全快速充 電的智能充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電池在充電過程對其壽命的影響最大，而放電過程的影響則較小，也就是說，大部 分的電池不是用壞的，而是充壞的。由此可見，一個好的充電器對電池的壽命具有非常關(guān)鍵 的影響，好的充電器需要有好的硬件和科學(xué)的軟件相結(jié)合，才能最大限度地保護電池的壽 命。為此，人們進行了不懈的努力，將充電器越做越好，如有全智能脈沖充電器，這種充電器 具有可將電池充電至飽和狀態(tài)而可保護電池的優(yōu)點；還有智能化高頻脈沖充電器，其可有 效修復(fù)充電電池，延長電池壽命，具備完善的保護功能。然而，這些方案在取得進步的同時 還是存在不少缺陷，比如，在充電過程中，溫度的變化會對充電過程產(chǎn)生重大影響，現(xiàn)有技 術(shù)在解決溫度對充電的影響方面顯得不夠理想；且日常使用的電池不可能長期工作在恒溫 環(huán)境下，因此使用同一模式對電池充電是不夠完善的。另外，目前的充電技術(shù)都是分類進 行的，即對于不同類型的電池要用對應(yīng)的充電器充電，比如NI-Cd(鎳鎘)、Ni-MH(鎳氫)、 Li-ion(鋰電)電池等分別要用鎳鎘電池充電器、鎳氫電池充電器、鋰離子電池充電器進行 充電，否則是會損壞電池的，這樣一來就給使用帶來非常大的不便，也會造成資源的浪費。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可獨立對不同容量的OT-Cd(鎳鎘)、 Ni-MH(鎳氫)、Li-ion(鋰電)可充電池進行快速充電，充電過程中利用對充電電流、最大 電壓、最高溫度、充電時間的檢測，采用智能軟件控制算法，達到去極化和提高可接受電流 的目的，在不減少電池循環(huán)利用次數(shù)的前提下，最大限度滿足快速和安全充電要求的基于 開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)及其控制方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種基于開關(guān)電源的多類型電 池智能充電系統(tǒng)，其特征在于包括輸入電路，輸入電路連接EMI抑制模塊，EMI抑制模塊連 接初級整流濾波模塊，初級整流濾波模塊一路通過RCD尖峰抑制模塊連接變壓器電路，另 一路連接開關(guān)電源PWM模塊；變壓器電路的輸出端一路連接輸出控制模塊，另一路連接輔 助電源模塊；輸出控制模塊連接有電池狀態(tài)檢測模塊；該充電系統(tǒng)還包括恒流控制模塊和 信號反饋模塊，信號反饋模塊連接恒流控制模塊，恒流控制模塊連接電池狀態(tài)檢測模塊。
進一步地，該充電系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)置有用于感測電池或內(nèi)部電路溫度的溫度傳感 器，當電池或內(nèi)部電路過熱時，指示燈會交替閃爍報警，并停止充電。
進一步地，在輸入電路前還連接有防雷擊模塊，可避免因遭雷擊而損壞電池。
該充電系統(tǒng)采用如下控制方法初始化程序之后，依據(jù)電池的NTC的區(qū)別，判定電 池類型，并設(shè)定對應(yīng)的電壓上限，然后設(shè)置待機模式；檢測電池過溫頻率，如果過溫頻率為 30KHz，則檢測電流，如果過溫頻率為60KHz，則啟動過溫保護子程序，該程序控制過溫頻率降至30KHz，系統(tǒng)返回初始化；檢測電流，如果電流< 60mA，則系統(tǒng)返回設(shè)置待機模式；如果 電流彡60mA，則對電池進行1 預(yù)充電，對其涓流修復(fù)；然后檢測電壓，如果電壓彡12. 5V， 則進行1.3A恒流快速充電；如果電壓< 12. 5V，則繼續(xù)預(yù)充電，涓流修復(fù)電池，待電壓 ^ 12. 5V后轉(zhuǎn)入1. 3A恒流快速充電；如果如果預(yù)充電修復(fù)電池超過60s電壓< 12. 5V，則系 統(tǒng)啟動電池損壞保護子程序，電池故障排除后再返回初始化；充電完成后，再次檢測電池過 溫頻率，如果過溫頻率為30KHz，則檢測電流，如果過溫頻率為60KHz，則啟動過溫保護子程 序，該程序控制過溫頻率降至30KHz，系統(tǒng)返回初始化；再次檢測電流，如果電流< 120mA， 則系統(tǒng)進入電池充滿程序；如果電流> 120mA，則返回1. 3A恒流快速充電，90分鐘后轉(zhuǎn)入電 池充滿程序；充滿電后取下電池，系統(tǒng)復(fù)位重啟。
本發(fā)明和傳統(tǒng)充電器的充電系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點通過采用獨特的軟件控制 算法，可獨立充Ni-Cd/Ni-MH/Li-ion可充電池，可對不同容量的電池混合進行充電；在快 速恒流充電后，轉(zhuǎn)為涓流充電，保持電池電量；可以獲得不同的恒流恒壓曲線；可檢測電 池-Δ V、最大電壓、最高溫度、充電時間，并據(jù)以判斷是否充滿并采取相應(yīng)動作，使充電過程 更安全，以避免對電池過量充電或欠充；內(nèi)置溫度傳感器，當電池或內(nèi)部電路過熱時，指示 燈會交替閃爍報警，并停止充電；具備電池極性反接保護，短路保護功能，可自動檢測電池 顯示有故障電池，避免對有缺陷電池或堿性能電池進行充電，且紅燈閃爍報警；在電池充飽 重新放入的情況下能短時間內(nèi)測試出飽和狀態(tài)，并停止充電；在電池電壓很低時，用小電流 充電，以恢復(fù)已損壞的電池；有充電時間限制，雙層保護。


圖1為本發(fā)明電路原理圖2為本發(fā)明操作流程圖。
具體實施方式
本實施例中，參照圖1，所述基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)，包括輸入 電路，輸入電路連接EMI抑制模塊2，EMI抑制模塊2連接初級整流濾波模塊3，初級整流濾 波模塊3 —路通過RCD尖峰抑制模塊4連接變壓器電路，另一路連接開關(guān)電源PWM模塊5 ； 變壓器電路的輸出端一路連接輸出控制模塊7，另一路連接輔助電源模塊6 ；輸出控制模塊 7連接有電池狀態(tài)檢測模塊8 ；該充電系統(tǒng)還包括恒流控制模塊9和信號反饋模塊10，信號 反饋模塊10連接恒流控制模塊9，恒流控制模塊9連接電池狀態(tài)檢測模塊8。
該充電系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)置有用于感測電池或內(nèi)部電路溫度的溫度傳感器，當電池或 內(nèi)部電路過熱時，指示燈會交替閃爍報警，并停止充電。
在輸入電路前還連接有防雷擊模塊1，可避免因遭雷擊而損壞電池。
參照圖2，該充電系統(tǒng)采用如下控制方法初始化程序之后，依據(jù)電池的NTC的區(qū) 別，判定電池類型，并設(shè)定對應(yīng)的電壓上限，然后設(shè)置待機模式；檢測電池過溫頻率，如果過 溫頻率為30KHz，則檢測電流，如果過溫頻率為60KHz，則啟動過溫保護子程序，該程序控制 過溫頻率降至30KHz，系統(tǒng)返回初始化；檢測電流，如果電流彡60mA，則系統(tǒng)返回設(shè)置待機 模式；如果電流>60mA，則對電池進行1 預(yù)充電，對其涓流修復(fù)；然后檢測電壓，如果電壓 ^ 12. 5V，則進行1. 3A恒流快速充電；如果電壓< 12. 5V，則繼續(xù)預(yù)充電，涓流修復(fù)電池，待電壓> 12. 5V后轉(zhuǎn)入1. 3A恒流快速充電；如果如果預(yù)充電修復(fù)電池超過60s電壓< 12. 5V， 則系統(tǒng)啟動電池損壞保護子程序，電池故障排除后再返回初始化；充電完成后，再次檢測 電池過溫頻率，如果過溫頻率為30KHz，則檢測電流，如果過溫頻率為60KHz，則啟動過溫 保護子程序，該程序控制過溫頻率降至30KHz，系統(tǒng)返回初始化；再次檢測電流，如果電流 (120mA，則系統(tǒng)進入電池充滿程序；如果電流彡120mA，則返回1. 3A恒流快速充電，90分 鐘后轉(zhuǎn)入電池充滿程序；充滿電后取下電池，系統(tǒng)復(fù)位重啟。
本實施例對應(yīng)的充電器的技術(shù)參數(shù)如下
輸入電壓AC220-240V/50HZ
預(yù)充電壓彡12. 5V
預(yù)充電流300mA士 50mA
預(yù)充時間最短10s，最長300s
快充恒流電流1. 3A
快充恒壓電壓21.5V
充電最長時間60+/-5min
充電終止判別電流60 IOOmA
正常充電溫度范圍0-50°C
最大輸入功率45W
充電效率彡70%
待機功耗彡0.5W
以上已將本發(fā)明做一詳細說明，以上所述，僅為本發(fā)明之較佳實施例而已，當不能 限定本發(fā)明實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于包括輸入電路，輸入 電路連接EMI抑制模塊，EMI抑制模塊連接初級整流濾波模塊，初級整流濾波模塊一路通過 RCD尖峰抑制模塊連接變壓器電路，另一路通過連接開關(guān)電源PWM模塊；變壓器電路的輸出 端一路連接輸出控制模塊，另一路連接輔助電源模塊；輸出控制模塊連接有電池狀態(tài)檢測 模塊；該充電系統(tǒng)還包括恒流控制模塊和信號反饋模塊，信號反饋模塊連接恒流控制模塊， 恒流控制模塊連接電池狀態(tài)檢測模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于該 充電系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)置有用于感測電池或內(nèi)部電路溫度的溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)，其特征在于在 輸入電路前還連接有防雷擊模塊。
4.權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)的控制方法，其特征在 于首先初始化程序，之后依據(jù)電池的NTC的區(qū)別，判定電池類型，并設(shè)定對應(yīng)的電壓上限， 然后設(shè)置待機模式；檢測電池過溫頻率，如果過溫頻率為30KHz，則檢測電流，如果過溫頻 率為60KHz，則啟動過溫保護子程序，該程序控制過溫頻率降至30KHz，系統(tǒng)返回初始化；檢 測電流，如果電流彡60mA，則系統(tǒng)返回設(shè)置待機模式；如果電流彡60mA，則對電池進行1 預(yù)充電，對其涓流修復(fù)；然后檢測電壓，如果電壓> 12. 5V，則進行1. 3A恒流快速充電；如果 電壓< 12. 5V，則繼續(xù)預(yù)充電，涓流修復(fù)電池，待電壓彡12. 5V后轉(zhuǎn)入1.3A恒流快速充電； 如果如果預(yù)充電修復(fù)電池超過60s電壓< 12. 5V，則系統(tǒng)啟動電池損壞保護子程序，電池 故障排除后再返回初始化；充電完成后，再次檢測電池過溫頻率，如果過溫頻率為30KHz， 則檢測電流，如果過溫頻率為60KHz，則啟動過溫保護子程序，該程序控制過溫頻率降至 30KHz，系統(tǒng)返回初始化；再次檢測電流，如果電流彡120mA，則系統(tǒng)進入電池充滿程序；如 果電流> 120mA，則返回1. 3A恒流快速充電，90分鐘后轉(zhuǎn)入電池充滿程序；充滿電后取下電 池，系統(tǒng)復(fù)位重啟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于開關(guān)電源的多類型電池智能充電系統(tǒng)及控制方法，包括輸入電路，輸入電路連接EMI抑制模塊，EMI抑制模塊連接初級整流濾波模塊，初級整流濾波模塊一路通過RCD尖峰抑制模塊連接變壓器電路，另一路連接開關(guān)電源PWM模塊；變壓器電路的輸出端連接輸出控制模塊及輔助電源模塊；輸出控制模塊連接有電池狀態(tài)檢測模塊；信號反饋模塊連接恒流控制模塊，恒流控制模塊連接電池狀態(tài)檢測模塊。本發(fā)明可獨立充Ni-Cd/Ni-MH/Li-ion可充電池，可對不同容量的電池混合進行充電；在快速恒流充電后，轉(zhuǎn)為涓流充電，保持電池電量；可檢測電池-ΔV、最大電壓、最高溫度、充電時間，并據(jù)以判斷是否充滿并采取相應(yīng)動作，使充電過程更安全等。
文檔編號H02J7/06GK102035243SQ201010562809
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者鄧勇軍 申請人:東莞韻邦變壓器有限公司