專利名稱：一種充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電裝置。
背景技術(shù)：
電子產(chǎn)品廣泛使用充電電池，它具有可重復(fù)多次充電、容量大的優(yōu)點(diǎn)。特別是鋰電 池以其體積小，容量大，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)更為人們所接受，已越來越多地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但 如果用戶使用不當(dāng)或充電器和/或用電設(shè)備智能化程度不高，就會(huì)縮短電池壽命，進(jìn)而影 響新技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的推廣應(yīng)用。要想讓電池的使用壽命最大程度地發(fā)揮出來，在充電器 和用電設(shè)備上做改進(jìn)，無疑是一種主要的途徑。目前充電器要達(dá)到高精度的電壓檢測(cè)以及電流輸出，需要對(duì)每個(gè)產(chǎn)品的某個(gè)或某 些電子元件進(jìn)行調(diào)整。這樣的產(chǎn)品普遍存在成本高、智能化程度不足、控制檢測(cè)誤差偏大。 這就迫切需要從充電器或用電設(shè)備上著手，尋找一種價(jià)格低、校準(zhǔn)方便、控制可靠、精密智 能化程度高充電裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種可對(duì)電壓精確檢測(cè)、對(duì)電流進(jìn) 行校準(zhǔn)后輸出，對(duì)電池的充電進(jìn)行可靠控制的充電裝置。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種充電裝置，包括電池充電模塊、電池檢測(cè)模塊及單片機(jī)，所述單片機(jī)包括中央 處理單元、AD轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元以及控制單元，所述中央處理單元分別與AD轉(zhuǎn)換單元、存 儲(chǔ)單元以及控制單元連接；所述的電池檢測(cè)模塊包括電壓采樣電路，所述的電壓采樣電路 的輸出端與單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換單元連接；單片機(jī)的控制單元與電池充電模塊的電流控制單 元連接；電池充電模塊的電流控制單元與電池檢測(cè)模塊連接。作為優(yōu)化選擇，所述的電池檢測(cè)模塊還包括電流采樣電路，所述電流采樣電路的 輸出端與單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換單元連接。作為優(yōu)化選擇，所述電壓采樣電路由分壓電阻R1、分壓電阻R2、限流電阻R3組成， 分壓電阻Rl與分壓電阻R2串接，限流電阻R3的一端連接在分壓電阻Rl與分壓電阻R2的 連接處，限流電阻R3的另一端與AD轉(zhuǎn)換單元連接，分壓電阻Rl的一端與電池正極端連接， 分壓電阻R2—端接地；所述電流采樣電路由功率電阻R4，限流電阻R5組成，限流電阻R5的 一端與AD轉(zhuǎn)換單元連接，限流電阻R5另一端分別與電池負(fù)極端、功率電阻R5連接，功率電 阻R5的一端接地，功率電阻R5的另一端與電池負(fù)極端連接。作為優(yōu)化選擇，所述的電壓采樣電路還設(shè)有電容Cl，電容Cl的一端接地，另一端 與限流電阻R3的AD轉(zhuǎn)換單元連接端連接。作為優(yōu)化選擇，所述的電流采樣電路還設(shè)有電容C2，電容C2的一端接地，另一端 與限流電阻R5的AD轉(zhuǎn)換單元連接端連接。作為優(yōu)化選擇，所述的存儲(chǔ)單元是EEPR0M。[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，電池檢測(cè)模塊通過單片機(jī)校準(zhǔn)檢測(cè)電壓，從而達(dá)到 實(shí)時(shí)精確檢測(cè)電池電壓以及控制充電電流的過程。本實(shí)用新型可對(duì)電池電壓進(jìn)行精確的檢 測(cè)，對(duì)電池充電電流進(jìn)行精確的調(diào)整，并節(jié)約成本。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種充電裝置的電路連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的檢測(cè)電壓的方法的流程圖；圖3為圖1的電流檢測(cè)模塊接入外部的精準(zhǔn)電壓源時(shí)的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種充電裝置10，包括電池充電模塊11、電池檢測(cè)模塊12及單片機(jī) 13。所述的電池充電模塊11與現(xiàn)有技術(shù)相同，設(shè)有電流控制單元111。電池檢測(cè)模塊12包 括電壓采樣電路121及電流采樣電路122。單片機(jī)13，包括AD轉(zhuǎn)換單元131、中央處理單 元132、EEPR0M133、控制單元134，中央處單元132分別與AD轉(zhuǎn)換單元131、EEPR0M133、控 制單元1；34連接。單片機(jī)13的控制單元134與電池充電模塊11的電流控制單元111連接；電池充 電模塊11的電流控制單元111與電池檢測(cè)模塊12連接，以形成回路，控制充電輸出電流。所述電壓采樣電路121由分壓電阻R1、分壓電阻R2、限流電阻R3、電容Cl組成，分 壓電阻Rl與分壓電阻R2串接，限流電阻R3的一端連接在分壓電阻Rl與分壓電阻R2的連 接處，限流電阻R3的另一端與AD轉(zhuǎn)換單元131連接，分壓電阻Rl的一端與電池正極端連 接，分壓電阻R2 —端接地，電容Cl的一端接地，另一端與限流電阻R3的AD轉(zhuǎn)換單元131 連接端連接。所述電流采樣電路122由功率電阻R4，限流電阻R5電容C2、組成，限流電阻R5的 一端與AD轉(zhuǎn)換單元131連接，限流電阻R5另一端分別與電池負(fù)極端、功率電阻R5連接，功 率電阻R5的一端接地，功率電阻R5的另一端與電池負(fù)極端連接，電容C2的一端接地，另一 端與限流電阻R5的AD轉(zhuǎn)換單元131連接端連接。所述的單片機(jī)13，用于計(jì)算當(dāng)外部的精準(zhǔn)電壓源接入電池檢測(cè)模塊12時(shí)的V adj/ D adj的值，并把V ad/D a(U的值存儲(chǔ)到EEPR0M133內(nèi)；用于計(jì)算當(dāng)充電電池接入電池檢測(cè)模 塊12時(shí)的檢測(cè)電壓值(V }1)；用于根據(jù)檢測(cè)電壓值對(duì)電池充電模塊11輸出的充電電流進(jìn) 行精準(zhǔn)控制。如圖2所示，本實(shí)施例檢測(cè)電壓的方法，用單片機(jī)作AD轉(zhuǎn)換采樣電壓，由分壓電阻 分壓后送至單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換單元，包括以下步驟步驟101 把外部的精準(zhǔn)電壓源與分壓電阻連接，單片機(jī)的中央處理單元根據(jù)公 式 V—adjXK/D—adj = VMf/2n，計(jì)算出 v—adj/D—adj 的值，其中，V aaj 精準(zhǔn)電壓源采樣的電壓值；K 分壓比，是分壓電阻的比值；D adj 精準(zhǔn)電壓源的電壓值經(jīng)單片機(jī)采樣后對(duì)應(yīng)的數(shù)字量化值；Vref 單片機(jī)AD基準(zhǔn)電壓；η:單片機(jī)AD的位數(shù)；[0028]步驟102 單片機(jī)把V adj/D adj的值存儲(chǔ)到EEPROM內(nèi)；步驟103 把外部的精準(zhǔn)電壓源拆除，接入充電電池，單片機(jī)的中央處理單元根據(jù) 公式V—}則=D—}則XV—adJ/D—adJ計(jì)算出檢測(cè)電壓的電壓值，其中V—測(cè)檢測(cè)電壓的電壓值；D—測(cè) 檢測(cè)電壓的電壓值經(jīng)單片機(jī)采樣后對(duì)應(yīng)的數(shù)字量化值。D Λ及D adj是單片機(jī)經(jīng)過32次連續(xù)采樣排序后，中間16次計(jì)算出的平均值。現(xiàn)結(jié)合本實(shí)施例的檢測(cè)電壓的方法，詳細(xì)描述本實(shí)施例的充電裝置的工作原理及 過程如下電池充電模塊11，用于與電池檢測(cè)模塊12通過單片機(jī)13控制電池充電過程。電壓采樣電路121，用于獲取電池的檢測(cè)電壓，經(jīng)電池檢測(cè)模塊12采樣后所對(duì)應(yīng) 的數(shù)字量化值，再根據(jù)公式檢測(cè)電壓與校準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量化值的乘積等于所述檢測(cè) 電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量化值與校準(zhǔn)電壓的乘積，計(jì)算檢測(cè)電壓的數(shù)值從而獲取電池的電壓信 肩、ο以下對(duì)獲取電池的檢測(cè)電壓的過程進(jìn)行詳細(xì)闡述。在生產(chǎn)時(shí)，首先要校準(zhǔn)采樣電壓，即校準(zhǔn)外部的精準(zhǔn)電壓源的電壓值，以獲得最佳 的電池電壓采樣精度。例如對(duì)于五串鋰電池，采用8400mV士 5mV的外部預(yù)先精確校準(zhǔn)。在用單片機(jī)13作模擬數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換采樣高電壓時(shí)，一般由電阻分壓后送至單片 機(jī)13的AD轉(zhuǎn)換單元131。單片機(jī)13的中央處理單元132依據(jù)如下的公式進(jìn)行換算VXK/D = Vref/2n...............①V:所采樣的電壓值；K:分壓比，是分壓電阻的比值，為R2/(R1+R2)；D 單片機(jī)采樣的數(shù)字量化值；Vref 單片機(jī)13的AD基準(zhǔn)電壓；η 單片機(jī)13的AD的位數(shù)。在一般的測(cè)量計(jì)算中，要想檢測(cè)某個(gè)定點(diǎn)壓點(diǎn)，由此公式人工手算出對(duì)應(yīng)的單片 機(jī)采樣的數(shù)字量化值即可，這里的人工手算是把采樣通道的分壓電阻和AD基準(zhǔn)電壓看作 理想值來考慮計(jì)算的，但是實(shí)際情況會(huì)存在偏差，所以單片機(jī)測(cè)量控制時(shí)也會(huì)有一定誤差。為了避免采樣通道的電阻和AD基準(zhǔn)電壓的誤差，本實(shí)施例采用一種特殊的算法 來避免誤差。特殊的算法原理為因?yàn)闊o數(shù)次的采樣都是經(jīng)過相同的采樣通道參數(shù)和AD基準(zhǔn) 電壓來換算的，所以可以預(yù)先首次精準(zhǔn)采樣一次，把采樣數(shù)據(jù)存入單片機(jī)13的電可擦除只 讀存儲(chǔ)器(EEPROM) 133內(nèi)，以后的采樣可以與首次的精準(zhǔn)采樣比較換算，來計(jì)算出所測(cè)數(shù)值。以下是對(duì)這一算法的推理過程。如圖3所示，首先把外部的精準(zhǔn)電壓源14與電池檢測(cè)模塊12連接，首次精準(zhǔn)采樣 一次，把本次采樣稱作為校準(zhǔn)采樣，即對(duì)外部的精準(zhǔn)電壓源14進(jìn)行校準(zhǔn)，套用公式①，得V_adJXK/D_adJ = Vref/2n...............②V adj 本次校準(zhǔn)的電壓值；D adj 本次校準(zhǔn)的電壓值經(jīng)單片機(jī)13采樣后對(duì)應(yīng)的數(shù)字量化值；然后把外部的精準(zhǔn)電壓源14拆除，接入充電電池，以后的檢測(cè)采樣，套用公式①，得N—測(cè) X K/D 測(cè)=Vref/2n..................③由公式②和③得V—測(cè)=D—測(cè) XV—adJ/D—adJ...............④V SJ 本次檢測(cè)的電壓值；D ■本次檢測(cè)的電壓值經(jīng)單片機(jī)13采樣后對(duì)應(yīng)的數(shù)字量化值。由此公式④可以看出，測(cè)量結(jié)果V 3m與采樣通道的電阻和AD基準(zhǔn)電壓無關(guān)，只與 校準(zhǔn)電壓和校準(zhǔn)電壓采樣量化值有關(guān)。那么，我們?cè)跍y(cè)量其它點(diǎn)電壓時(shí)，只要用此公式由單 片機(jī)13采樣計(jì)算即可得知外部檢測(cè)電壓。這里的D _與D a(U都是經(jīng)過32次連續(xù)采樣排序 后，中間16次的平均值作為可靠數(shù)據(jù)來考慮的。在單片機(jī)13根據(jù)上述方法運(yùn)算得出檢測(cè)電壓值后，通過控制單元134給電池充電 模塊11的電流控制單元111發(fā)送控制信號(hào)，以精準(zhǔn)控制電池充電模塊11輸出充電電流。用此算法時(shí)，校準(zhǔn)采樣電壓應(yīng)盡量精確，< ±5mV。選用元件須注意以下幾點(diǎn)，以達(dá) 到最佳效果。采樣通道的分壓電阻阻抗低漂移；單片機(jī)AD基準(zhǔn)電壓輸出低漂移；單片機(jī)AD積分非線性誤差盡量小。電流采樣電路122，用于通過功率電阻R4所檢測(cè)的兩端電壓獲取電池充電電流。 此外，在獲取電池充電電流的過程中，將充電電流采樣值與單片機(jī)13基準(zhǔn)值比較來精確調(diào) 整PWM的占空比，從而精確調(diào)整充電電流大小。上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本 實(shí)用新型方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種充電裝置，包括電池充電模塊及電池檢測(cè)模塊，其特征在于，還包括單片機(jī)，所 述單片機(jī)包括中央處理單元、AD轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元以及控制單元，所述中央處理單元分別 與AD轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元以及控制單元連接；所述的電池檢測(cè)模塊包括電壓采樣電路，所 述的電壓采樣電路的輸出端與單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換單元連接；單片機(jī)的控制單元與電池充電 模塊的電流控制單元連接；電池充電模塊的電流控制單元與電池檢測(cè)模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種充電裝置，其特征在于，所述的電池檢測(cè)模塊還包括電流 采樣電路，所述電流采樣電路的輸出端與單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換單元連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種充電裝置，其特征在于，所述電壓采樣電路由分壓電阻R1、 分壓電阻R2、限流電阻R3組成，分壓電阻Rl與分壓電阻R2串接，限流電阻R3的一端連接 在分壓電阻Rl與分壓電阻R2的連接處，限流電阻R3的另一端與AD轉(zhuǎn)換單元連接，分壓電 阻Rl的一端與電池正極端連接，分壓電阻R2 —端接地；所述電流采樣電路由功率電阻R4， 限流電阻R5組成，限流電阻R5的一端與AD轉(zhuǎn)換單元連接，限流電阻R5另一端分別與電池 負(fù)極端、功率電阻R5連接，功率電阻R5的一端接地，功率電阻R5的另一端與電池負(fù)極端連 接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種充電裝置，其特征在于，所述的電壓采樣電路還設(shè)有電容 Cl，電容Cl的一端接地，另一端與限流電阻R3的AD轉(zhuǎn)換單元連接端連接。
5.如權(quán)利要求3所述的一種充電裝置，其特征在于，所述的電流采樣電路還設(shè)有電容 C2，電容C2的一端接地，另一端與限流電阻R5的AD轉(zhuǎn)換單元連接端連接。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種充電裝置，其特征在于，所述的存儲(chǔ)單元為 EEPROM。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種充電裝置，包括電池充電模塊、電池檢測(cè)模塊及單片機(jī)，所述單片機(jī)包括中央處理單元、AD轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元以及控制單元，所述中央處理單元分別與AD轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元以及控制單元連接；所述的電池檢測(cè)模塊包括電壓采樣電路，所述的電壓采樣電路的輸出端與單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換單元連接；單片機(jī)的控制單元與電池充電模塊的電流控制單元連接；電池充電模塊的電流控制單元與電池檢測(cè)模塊連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，可對(duì)電池電壓精確檢測(cè)、對(duì)電流進(jìn)行校準(zhǔn)后輸出，對(duì)電池的充電進(jìn)行可靠控制。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201937299SQ201020700259
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
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