多功能蓄電池智能充電器及充電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能蓄電池智能充電器及充電方法，市電通過整流電路整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路；電壓電流傳感器接入充電主電路中，采集充電電壓和電流送主控MCU；輸入設(shè)備設(shè)定充電電池參數(shù)送入主控MCU，主控MCU輸出控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路隔離放大驅(qū)動充電主電路的MOSFET管；主控MCU輸出充電狀態(tài)數(shù)據(jù)到顯示設(shè)備。主控MCU內(nèi)有充電數(shù)據(jù)庫，通過充電電流電壓實時監(jiān)控，調(diào)整充電主電路的控制信號，實現(xiàn)電壓或電流的閉環(huán)控制?？梢詫κ袌錾喜煌愋偷男铍姵爻潆姡悄艹潆?，有效地維護電池的特性，延長電池的使用壽命。
【專利說明】多功能蓄電池智能充電器及充電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池充電器，特別涉及一種多功能蓄電池智能充電器及充電方法。

【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池，作為一種有效的能源供給，被廣泛地應(yīng)用于各種設(shè)備上。當前，我國的蓄電池存在使用壽命偏低的問題，其問題一方面在于蓄電池使用維護不當，另一方面在于缺少一個能夠維護電池特性的充電器。我國市場上很多充電器結(jié)構(gòu)相對簡單，采用單一的充電方式，充電過程簡單粗暴，對電池特性造成了極大損害，從而減小了蓄電池的使用壽命，造成了很大的浪費。我國部分場合還存在不同類型蓄電池充電器混用的情況，由于不同類型蓄電池充電電壓不同，從而會出現(xiàn)過充或充電不足的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)安全隱患。
[0003]為了提高蓄電池的使用壽命，對蓄電池的維護需要建立精確的充電制度并加以實施，才能使該蓄電池達到最優(yōu)的性能和最長的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對現(xiàn)在電池種類多，充電不當易造成電池損壞的問題，提出了一種多功能蓄電池智能充電器及充電方法，充電過程結(jié)合不同類型電池特性設(shè)計，充電曲線平滑，可以有效地維護電池的特性，延長電池的使用壽命。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種多功能蓄電池智能充電器，包括整流電路、充電主電路、主控MCU、驅(qū)動電路、電壓電流傳感器、輸入設(shè)備及顯示設(shè)備，市電通過整流電路整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路；電壓電流傳感器接入充電主電路中，采集充電電壓和電流送主控MCU ;輸入設(shè)備設(shè)定參數(shù)送入主控MCU，主控MCU輸出控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路隔離放大驅(qū)動充電主電路的MOSFET管；主控MCU輸出充電狀態(tài)數(shù)據(jù)到顯示設(shè)備。
[0006]所述多功能蓄電池智能充電器的充電方法，具體包括如下步驟:
1)充電器上電后，用按鍵在顯示屏上設(shè)置電池類型和相關(guān)參數(shù)，充電器內(nèi)預(yù)設(shè)的四種電池,包括:鋰電池、鉛酸電池、鎳氫蓄電池及磷酸鐵鋰電池,然后將電池接入充電接口，主控MCU可根據(jù)充電接口兩端的電壓自動識別電池是否接入及電源極性，識別成功即可開始進入充電狀態(tài)，在液晶屏上會顯示識別成功與開始充電提示；
2)充電過程中，主控MCU通過電壓電流傳感器采集實時電池的充電電壓與充電電流，并根據(jù)電池電壓和充電電流估算出電池的剩余電量，然后查詢電池的充電數(shù)據(jù)庫，根據(jù)充電數(shù)據(jù)庫內(nèi)相應(yīng)剩余電量區(qū)間電池的理想充電電壓電流，主控MCU調(diào)整充電主電路的控制信號，實現(xiàn)電壓或電流的閉環(huán)控制，液晶屏上實時顯示電池的充電電壓、充電電流和剩余電量大小；
3)充電過程中，如果出現(xiàn)電池斷開故障，充電器將自動切斷充電主電路，等待電池接入繼續(xù)充電； 4)充電完成后，充電王電路自動斷開，在液晶屏上顯不充電完成。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明多功能蓄電池智能充電器，可以對市場上不同類型的蓄電池充電，智能充電，有效地維護電池的特性，延長電池的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明多功能蓄電池充電器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明多功能蓄電池充電器的充電主電路接線圖；
圖3為本發(fā)明多功能蓄電池充電器的程序框圖。

【具體實施方式】
[0009]傳統(tǒng)充電器充電方式為針對單一類型電池的恒壓或恒流充電，本充電器可以針對不同電池類型，采用分階段變流充電，根據(jù)電池的剩余電量實時控充電電壓與電流。
[0010]如圖1所示多功能蓄電池充電器的結(jié)構(gòu)框圖，包括整流電路、充電主電路、主控MCU、驅(qū)動電路、電壓電流傳感器、輸入設(shè)備及顯示設(shè)備。220V交流市電通過整流電路，把交流電壓整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路，如圖2所示充電主電路接線圖，可以輸出正負可控電壓，提供充電電壓，開關(guān)元件為N溝道MOSFET ；主控MCU采用32位單片機控制；驅(qū)動電路采用驅(qū)動隔離芯片，將主控MCU產(chǎn)生的控制信號隔離放大驅(qū)動充電主電路的MOSFET管；電壓電流傳感器接入充電主電路中，檢測充電電壓和電流，用于實現(xiàn)充電過程中電壓電流的閉環(huán)控制；輸入設(shè)備為按鍵，顯示設(shè)備為LCD液晶屏，充電前用按鍵選擇充電電池類型和電池參數(shù)，在液晶屏上顯示，充電過程可實時顯示充電參數(shù)，包括充電電壓、充電電流和剩余電量估計。
[0011]充電器通過主控MCU協(xié)調(diào)控制各模塊實現(xiàn)充電功能，軟件程序燒寫在主控MCUROM中，如圖3所示多功能蓄電池充電器的程序框圖，軟件涉及電池充電數(shù)據(jù)庫、充電控制程序、數(shù)據(jù)采樣與處理、外設(shè)驅(qū)動等。
[0012]電池充電數(shù)據(jù)庫為不同種類電池充電過程中剩余電量與電池充電電壓電流的對應(yīng)表，該部分數(shù)據(jù)經(jīng)過試驗驗證有利于維護電池充電特性。
[0013]充電控制程序涉及充電過程中的控制與保護。
[0014]數(shù)據(jù)采樣與處理部分涉及電壓電流數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及剩余電量的計算，并通過查詢電池充電數(shù)據(jù)庫計算出實時的充電電壓與電流。
[0015]驅(qū)動部分指充電主電路中MOSFET驅(qū)動電路。
[0016]使用中，首先用按鍵在顯示屏上設(shè)置電池類型和相關(guān)參數(shù)，充電器提供四種預(yù)設(shè)的電池類型,包括:鋰電池、鉛酸電池、鎳氫蓄電池及磷酸鐵鋰電池。然后將電池接入充電接口，主控MCU可根據(jù)充電接口兩端電壓自動識別電池是否接入及電池極性(正反向均可充電)，識別成功即可開始進入充電狀態(tài)，在液晶屏上會顯示識別成功與開始充電提示。
[0017]充電過程中，主控MCU通過電壓電流傳感器可以實時檢測電池的充電電壓與充電電流，控MCU通過電壓電流傳感器采集實時電池的充電電壓與充電電流，并根據(jù)電池電壓和充電電流估算出電池的剩余電量，然后查詢電池的充電數(shù)據(jù)庫，根據(jù)充電數(shù)據(jù)庫內(nèi)相應(yīng)剩余電量區(qū)間電池的理想充電電壓電流。液晶屏上實時顯示電池的充電電壓、充電電流和剩余電量大小。在充電過程中，如果因為偶然因素電池斷開，充電器將自動進入充電器將自動切斷充電主電路，等待電池接入繼續(xù)充電。
[0018]充電完成后，充電主電路自動斷開，在液晶屏上顯示充電完成。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能蓄電池智能充電器，其特征在于，包括整流電路、充電主電路、主控MCU、驅(qū)動電路、電壓電流傳感器、輸入設(shè)備及顯示設(shè)備，市電通過整流電路整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路；電壓電流傳感器接入充電主電路中，采集充電電壓和電流送主控MCU ;輸入設(shè)備設(shè)定參數(shù)送入主控MCU，主控MCU輸出控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路隔離放大驅(qū)動充電主電路的MOSFET管；主控MCU輸出充電狀態(tài)數(shù)據(jù)到顯示設(shè)備。
2.權(quán)利要求1所述充電器的充電方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 1)充電器上電后，用按鍵在顯示屏上設(shè)置電池類型和相關(guān)參數(shù)，充電器內(nèi)預(yù)設(shè)的四種電池,包括:鋰電池、鉛酸電池、鎳氫蓄電池及磷酸鐵鋰電池,然后將電池接入充電接口，主控MCU可根據(jù)充電接口兩端的電壓自動識別電池是否接入及電源極性，識別成功即可開始進入充電狀態(tài)，在液晶屏上會顯示識別成功與開始充電提示； 2)充電過程中，主控MCU通過電壓電流傳感器采集實時電池的充電電壓與充電電流，并根據(jù)電池電壓和充電電流估算出電池的剩余電量，然后查詢電池的充電數(shù)據(jù)庫，根據(jù)充電數(shù)據(jù)庫內(nèi)相應(yīng)剩余電量區(qū)間電池的理想充電電壓電流，主控MCU調(diào)整充電主電路的控制信號，實現(xiàn)電壓或電流的閉環(huán)控制，液晶屏上實時顯示電池的充電電壓、充電電流和剩余電量大?。? 3)充電過程中，如果出現(xiàn)電池斷開故障，充電器將自動切斷充電主電路，等待電池接入繼續(xù)充電； 4)充電完成后，充電王電路自動斷開，在液晶屏上顯不充電完成。
【文檔編號】H02J7/10GK104201752SQ201410450656
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】程啟明, 李明, 王鶴霖, 陳根, 徐聰, 張海清 申請人:上海電力學院