一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有可變輸出電壓控制電路的充電器，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)了不接電池時(shí)和接電池時(shí)具有不同電壓輸出的動(dòng)力電池充電器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上一些動(dòng)力電池充電器不連接電池時(shí)，充電器輸出端電壓會(huì)出現(xiàn)等于或高于充電器充電電壓的情況，一方面，若該電壓高于人體安全電壓，給充電器使用過(guò)程中增加不安全的因素，另一方面，較高的輸出電壓，往往需要適用較嚴(yán)格的充電器認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，增加了充電器類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器，其通過(guò)單片機(jī)智能控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)力電池充電器主輸出端電壓和充電狀態(tài)信號(hào)，控制充電器不接電池時(shí)輸出一種電壓，連接電池時(shí)輸出另一種電壓。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器，包括主輸出電壓采集模塊，電壓控制模塊以及單片機(jī)智能控制器。
[0005]作為本發(fā)明專(zhuān)利優(yōu)選實(shí)施例:
所述單片機(jī)智能控制器包括微控制器U2和其內(nèi)部含有如下控制算法流程的程序:程序開(kāi)始，配置I/O 口，系統(tǒng)初始化，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置，切斷充電器輸出，將輸出電壓設(shè)定為開(kāi)路電壓，閉合開(kāi)關(guān)裝置，連通充電器輸出，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采集并轉(zhuǎn)換充電器主輸出端模擬電壓值為數(shù)字量并進(jìn)行中值濾波，采集并轉(zhuǎn)換充電器充電狀態(tài)信號(hào)的模擬電壓值為數(shù)字量并進(jìn)行中值濾波，判斷電池是否已通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置連接到充電器的主要輸出端，若未連接，則控制充電器主要輸出端電壓為開(kāi)路電壓，并仍使開(kāi)關(guān)裝置閉合，若已連接，則判斷電池是否已經(jīng)充滿(mǎn)電，若已充滿(mǎn)，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置，使充電器不能對(duì)其輸出電壓，若未充滿(mǎn)，則控制充電器主要輸出端電壓為充電電壓，并使開(kāi)關(guān)裝置閉合，使充電器對(duì)電池進(jìn)行正常充電。然后返回采集轉(zhuǎn)換充電器主輸出端電壓和充電器充電狀態(tài)并進(jìn)行處理判斷，以再次控制充電器輸出端的關(guān)斷和閉合以及充電器主要輸出端的電壓大小，如此循環(huán)運(yùn)行；
所述控制電源模塊中穩(wěn)壓芯片U4 —端連接充電器I的輔助輸出，并通過(guò)電容Cl接地，另一端與單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的電源引腳連接，并通過(guò)電容C2和C3并聯(lián)后接地，第三端接地。其用于將充電器輔助輸出的+7伏至+30伏的直流電降壓并穩(wěn)定，給單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的正常工作提供合適的直流電壓；
所述的主輸出電壓采集模塊，動(dòng)力電池充電器主輸出端電壓經(jīng)電阻分壓后，轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)智能控制器可以識(shí)別的電壓大小，再經(jīng)限流電阻接至單片機(jī)智能控制器的具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的一個(gè)引腳上，該引腳連接的接地電容具有濾除雜波、給單片機(jī)智能控制器提供穩(wěn)定輸入電壓信號(hào)的作用，單片機(jī)智能控制器可以通過(guò)該模塊檢測(cè)出充電器主輸出電壓或所連接的電池電壓大小； 所述的輸出電壓采集模塊，動(dòng)力電池充電器充電狀態(tài)信號(hào)經(jīng)電阻分壓后，轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)智能控制器可以識(shí)別的電壓大小，再經(jīng)限流電阻接至單片機(jī)智能控制器的具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的另一個(gè)引腳上，該引腳連接的接地電容具有濾除雜波、給單片機(jī)智能控制器提供穩(wěn)定輸入電壓信號(hào)的作用，單片機(jī)智能控制器通過(guò)該模塊判斷出充電器是否連接電池或電池是否已經(jīng)充滿(mǎn)；
所述的電壓控制模塊中三極管Ql基極經(jīng)電阻RlO接至單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的一個(gè)普通I/O引腳，發(fā)射極接地，集電極接至可變電阻VRl的一端，可變電阻VRl另一端接至充電器中脈寬調(diào)制芯片的具有輸出電壓調(diào)節(jié)功能的一個(gè)引腳。單片機(jī)智能控制器通過(guò)該模塊控制充電器中的脈寬調(diào)制芯片，進(jìn)而使充電器輸出不同大小的電壓。
[0006]本發(fā)明的具有可變輸出電壓控制電路的充電器，采用了含有控制算法程序的單片機(jī)智能控制器來(lái)根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)主輸出端電壓和充電器充電狀態(tài)信號(hào)來(lái)控制充電器輸出端關(guān)斷和閉合，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、智能，可靠，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況；
2、適應(yīng)性廣，可以使充電器輸出任意兩種不同的電壓值；
3、可擴(kuò)展性強(qiáng)，稍加改動(dòng)，就可對(duì)電池電壓過(guò)低、過(guò)度充電等停止充電并進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒使用人員及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，也可對(duì)已充滿(mǎn)且未與本充電器系統(tǒng)斷開(kāi)的電池長(zhǎng)時(shí)放置導(dǎo)致漏電后再重新進(jìn)行充電。
[0007]
【附圖說(shuō)明】
[0008]附圖1為本發(fā)明一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器在一種實(shí)施方式中的方框原理圖；
附圖2為本發(fā)明一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器的最佳實(shí)施例的電路組成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖1一2，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的最佳實(shí)施例:
本發(fā)明的一種動(dòng)力電池充電器的具有可變輸出電壓控制電路的充電器，實(shí)現(xiàn)了一種不接電池時(shí)和接電池時(shí)具有不同電壓大小輸出的動(dòng)力電池充電器系統(tǒng)，其包括主輸出電壓采集模塊1，穩(wěn)壓電源模塊2，電壓控制模塊3和單片機(jī)智能控制器4。所述單片機(jī)智能控制器4內(nèi)部含有控制算法程序，通過(guò)穩(wěn)壓電源模塊2中U4的輸出端給單片機(jī)智能控制器中U2提供穩(wěn)定的直流工作電壓，U2中的程序開(kāi)始運(yùn)行，系統(tǒng)初始化，配置與主輸出電壓采集模塊中電阻R3、R6分別相接的兩個(gè)引腳為模數(shù)轉(zhuǎn)換模式，配置與電壓控制模塊3中電阻RlO相接的一個(gè)引腳為普通I/O模式，配置與開(kāi)關(guān)裝置的控制腳相接的另一個(gè)引腳為普通I/O模式，關(guān)斷開(kāi)關(guān)裝置，切斷充電器輸出，輸出低電平到電壓控制模塊3中電阻R10，使電壓控制模塊3中三極管Ql不導(dǎo)通，可變電阻VRl中無(wú)電流流過(guò)，脈寬調(diào)制芯片控制充電器輸出小于充電電壓大小的電壓，閉合開(kāi)關(guān)裝置，接通系統(tǒng)的主輸出端和充電器的主要電壓輸出端。啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)主輸出電壓采集模塊I中電阻Rl、R2將系統(tǒng)主輸出端電壓分壓成單片機(jī)智能控制器4中U2能識(shí)別的電壓后經(jīng)電阻R3傳入單片機(jī)智能控制器4中U2的一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳中，U2通過(guò)運(yùn)行內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換程序，將該電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并存入內(nèi)部寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單兀中。通過(guò)電壓米集模塊I中電阻R4、R5將動(dòng)力電池充電器充電狀態(tài)信號(hào)電壓分壓成單片機(jī)智能控制器4中U2能識(shí)別的電壓后經(jīng)電阻R6傳入單片機(jī)智能控制器4中U2的另一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳中，U2通過(guò)運(yùn)行內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換程序，將該電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并存入內(nèi)部寄存器的另一個(gè)存儲(chǔ)單元中。若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置檢測(cè)到系統(tǒng)主輸出電壓低于最低電壓閥值，表明未連接電池，則閉合開(kāi)關(guān)裝置，單片機(jī)智能控制器4向電壓控制模塊3輸出低電平，控制充電器輸出小于充電電壓大小的電壓后，閉合開(kāi)關(guān)裝置，使系統(tǒng)輸出開(kāi)路電壓；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置檢測(cè)到系統(tǒng)主輸出電壓在最低電壓閥值和充滿(mǎn)電壓閥值之間，表明已連接電池，則單片機(jī)智能控制器47向電壓控制模塊3輸出高電平，控制充電器輸出充電電壓，閉合開(kāi)關(guān)裝置，對(duì)電池進(jìn)行正常充電；若單片機(jī)智能控制器4在充電過(guò)程中通過(guò)主輸出電壓采集模塊I檢測(cè)到系統(tǒng)主輸出電壓大于最高電壓閥值，表明此時(shí)充電器輸出電壓過(guò)高或所連接電池已過(guò)充，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置，切斷充電器與電池的連接，避免電池因過(guò)充而損壞；若單片機(jī)智能控制器4通過(guò)電壓采集模塊I檢測(cè)到充電器的充電狀態(tài)為高電平，表明電池已充滿(mǎn)，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置，切斷充電器與電池的連接，停止對(duì)電池充電。然后返回采集轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主輸出端電壓和充電器充電狀態(tài)并進(jìn)行處理判斷，以再次控制開(kāi)關(guān)裝置的關(guān)斷和閉合以及充電器主要輸出端的電壓大小，如此循環(huán)運(yùn)行。
[0010]以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器，其特征在于包括主輸出電壓米集模塊，電壓控制模塊以及單片機(jī)智能控制器； 所述的單片機(jī)智能控制器內(nèi)部含有控制算法程序的單片機(jī)U2，該程序流程為:程序開(kāi)始，配置I/O 口，系統(tǒng)初始化，斷開(kāi)充電器輸出，將輸出電壓設(shè)定為開(kāi)路電壓，閉合充電器輸出，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采集并轉(zhuǎn)換充電器主輸出端模擬電壓值為數(shù)字量并進(jìn)行中值濾波，采集并轉(zhuǎn)換充電器充電狀態(tài)信號(hào)的模擬電壓值為數(shù)字量并進(jìn)行中值濾波，判斷電池是否已通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置連接到充電器的主要輸出端，若未連接，則控制充電器主要輸出端電壓為開(kāi)路電壓，并仍使開(kāi)關(guān)裝置閉合，若已連接，則判斷電池是否已經(jīng)充滿(mǎn)電，若已充滿(mǎn)，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置，使充電器不能對(duì)其輸出電壓，若未充滿(mǎn)，則控制充電器主要輸出端電壓為充電電壓，并使開(kāi)關(guān)裝置閉合，使充電器對(duì)電池進(jìn)行正常充電；然后返回采集轉(zhuǎn)換充電器輸出端電壓和充電器充電狀態(tài)并進(jìn)行處理判斷，以再次控制充電器輸出端的關(guān)斷和閉合以及充電器主要輸出端的電壓大小，如此循環(huán)運(yùn)行； 所述的穩(wěn)壓電源模塊中穩(wěn)壓芯片U4 —端連接充電器的輔助輸出，并通過(guò)電容Cl接地，另一端與單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的電源引腳連接，并通過(guò)電容C2和C3并聯(lián)后接地，第三端接地； 所述的主輸出電壓采集模塊電阻Rl—端接開(kāi)關(guān)裝置輸出端，另一端經(jīng)電阻R2接地；電阻R2非接地端經(jīng)電阻R3接至單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的一個(gè)引腳，該引腳經(jīng)電容C5接地；電阻R4—端接充電器的充電狀態(tài)信號(hào)，另一端經(jīng)電阻R5接地；電阻R5非接地端經(jīng)電阻R6接至單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的另一個(gè)引腳，該引腳經(jīng)電容C7接地； 所述的電壓控制模塊中三極管Ql基極經(jīng)電阻RlO接至單片機(jī)智能控制器中微控制器U2的一個(gè)普通I/O引腳，發(fā)射極接地，集電極接至可變電阻VRl的一端，可變電阻VRl另一端接至充電器中脈寬調(diào)制芯片的具有輸出電壓調(diào)節(jié)功能的一個(gè)引腳。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種具有可變輸出電壓控制電路的充電器，其包括主輸出電壓采集模塊，電壓控制模塊和單片機(jī)智能控制器；充電器是一種由脈寬調(diào)制芯片控制的，具有電壓限制和電流限制作用，并具有充電狀態(tài)指示的開(kāi)關(guān)電源電路系統(tǒng)；本發(fā)明由于采用了單片機(jī)智能控制器來(lái)處理采集到的電壓和充電信號(hào)并輸出電壓控制信號(hào)，具有智能化、適用范圍廣、可靠性高、無(wú)誤動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H02J7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105098856
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410204297
【發(fā)明人】朱運(yùn)峰
【申請(qǐng)人】朱運(yùn)峰
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月14日