自動識別電池的充電器的製作方法
2023-12-01 16:54:01 1
專利名稱：自動識別電池的充電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池充電器，特別涉及一種自動識別電池的充電器。
背景技術：
隨著社會進步，物質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、可攜式電動工具等也越來越多。但是不同的設備、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，大到幾百安時，品種繁多。為了不浪費材料，如今使用的大多數電池都為可充電電池，但對於各個品種的電池，幾乎是每種充電器也只能對應充一種或臨近幾種容量的電池。要不然，採用小電流的充電器衝大容量的電池，充電時
間太長；大電流充電器衝小容量的電池，容易過充，也容易損壞電池。這樣不但造成家中有各種各樣的充電器，既浪費資源，而且增加消費者的消費成本，同時也給消費者帶來不便。
發明內容
針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種自動識別電池的充電器，它通過判斷電池的類型，可控制充電電流時間及大小，可以對多種不同種類的電池進行充電。
實現本發明目的的技術方案如下包括變壓器、整流器、可控矽、電流檢測器、單片機以及電壓檢測器；可控矽分別與變壓器及單片機連接，可控矽將變壓器輸出的交流電轉換成恆定的直流電提供給被充電電池；電流檢測器分別與可控矽及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，並將該電流信號反饋到單片機；單片機連接於整流器與電壓檢測器之間，單片機用於判斷電池的類型和容量，並輸出控制信號調整可控矽導通時間；電壓檢測器時時監測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機。
所述變壓器具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控矽連接，副輸出繞組與整流器連接。
採用了上述方案，通過電壓檢測器檢測到的電壓信號，並將該信號反饋到單片機，為單片機對電池的類型判斷提供了依據；通過電流檢測器反饋的電流信號，為單片機對電池的充電電流大小控制提供了依據。這樣使得單片機輸出不同的控制信號控制可控矽導通的時間，使可控矽輸出不同大小的電流對電池進行充電，即單片機在判斷完電池的類型後，自動選擇進入不同的充電狀態，鎳氫電池採用恆壓充電模式；鋰電池採用兩段式充電方式，先對電池進行恆流恆壓的充電，在電池快充滿時，進入浮充狀態；鉛酸電池採用三段式充電方式，先恆流充電，然後恆壓充電，最後進入浮充狀態。判斷電池的類型，並進入不同的充電模式後，然後對電池的額定容量進行判斷，最後選擇合適電流進行充電。
綜上所述，本發明的有益效果是根據不同電池的特性採用不同的充電方式，確保最大程度上保護電池少受傷害；針對不同的電池容量，採用不同的充電電流；用最佳的充電電流對電池充電，防止小電流的充大容量的電池，充電時間太長，大電流充小容量的電池，容易損壞電池的蔽端。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖l為本發明的電路框圖； '
具體實施例方式
參照圖l，本發明的自動識別電池的充電器，包括變壓器l、整流器2、可控矽3、電流檢測器4、單片機5以及電壓檢測器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矽3連接，經過可控矽3整流後提供給被充電電池；副輸出繞組與整流器2連接，經整流器整流後提供給單片機5。可控矽3分別與變壓器1及單片機連接，可控矽3根據單片機5的指令，調整可控矽的導通時間，將變壓器輸出的交流轉換成直流，並通過斬波，輸出穩定的電壓以及恆定的電流，以提供給電池。電流檢測器4分別與可控矽及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，並將該電流信號反饋到單片機，單片機根據不同的狀態做出相應的調整，例如在恆流狀態，根據時時測
得的電路中的電流，當電流偏大時，單片機適當的減少可控矽的導通時間；當電流偏小時，單片機適當的延長可控矽的導通時間，使充電電流達到恆定的效果。單片機5連接於整流器2與電壓檢測器6之間，單片機5用於判斷電池的類型和容量，並輸出控制信號調整可控矽導通時間。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。其判斷基準為大於O. 9V小於1. 5V為鎳氫電池，大於2. 8V小於4. 5V為鋰電池，大於9. 6V小於15V的為鉛酸電池。單片機根據不同的電池類型，自動進入不同的充電狀態後，最後對電池的額定容量進行判斷。電池的容量的單位是AH (安時)或mAH (毫安時)，它表示的意思是電流和時間的積。例如一個標示20AH的鉛酸電池，它的意思是採用2A的恆流對電池進行放電，可以放10小時；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，在同一個飽和度時，對應的電壓是一致的。例如兩個20AH和40AH的鉛酸電池，在電壓是12. 3V時，對應的電池容量是10AH和20AH，充電飽和度都為50%，這是電池的充電特性。電壓檢測器6時時監測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機，供單片機根據不同的狀態做出相應的調整。如在恆壓狀態時，由於時時可以測試電池兩端的電壓，當電壓偏高時，單片機適當的減少可控矽的導通時間；當電壓偏低時，單片機適當的延長可控矽的導通時間，使充電電壓達到恆定的效果。
本發明的充電器的工作過程是接通電源，經過變壓器輸出到可控制矽以及整流器，其中經過可控矽、電流檢測器的電流輸出到電池充電的埠；經過整流器整流穩壓後，給單片機提供一個穩定的電源。
經過上述工作過程，首先對電池的類型進行判斷，具體過程如下如充電埠無電池，電壓檢測器6檢測不到電壓，單片機5無法判斷電池類型，單片機無控制信號輸出支可控矽，可控矽處於關閉狀態，導致整個充電器無輸出。此時充電器的輸出埠可以短路，對充電器無影響。如果充電埠電池正負極接反，電壓檢測器檢測到負壓，單片機無法判斷電池類型，無控制信號輸出到可控矽，可控矽仍然處於關閉狀態，導致整個充電器無輸出，不會對電池進行反充電。如電壓檢測器檢測到電壓，單片機根據電壓判斷出電池的類型，其判斷依據為
大於0. 9V小於1. 5V為鎳氫電池；
大於2. 8V小於4. 5V為鋰電池； 大於9. 6V小於15V的為鉛酸電池。
第二，根據不同的電池類型，自動進入不同的充電狀態，各種電池的各自 的狀態為鎳氫電池採用恆壓充電模式。鋰電池採用兩段式充電方式，即先對
鋰電池進行恆流恆壓的充電，檢測到鋰電池快充滿時，進入浮充狀態。鉛酸電 池採用三段式充電方式，先恆流充電，然後恆壓充電，最後進入浮充狀態。充 電狀態均由單片機進行控制。
第三，電池容量的判斷的方法為
鎳氫電池先測試出被充電池的端電壓，用100mA恆定的電流，對電池充 電3min,然後測試此時電池的端電壓，對照鎳氫電池的充電曲線，計算出電池的 額定容量，以及此時電池的飽和度。
鋰電池先測試出被充電池的端電壓，用50mA恆定的電流，對電池充電 10min，然後測試此時電池的端電壓，對照鋰電池的充電曲線，計算出電池的額 定容量，以及此時電池的飽和度。
鉛酸電池先測試出被充電池的端電壓，用2000mA恆定的電流，對電池充 電5min，然後測試此時電池的端電壓，對照鉛酸電池的充電曲線，計算出電池的 額定容量，和電池現在的飽和度在電池類型、容量、充電模式都確定的情況下， 對電池進行正常充電。
第四，對電池進行充電-
鎳氫電池以1.45V的恆定電壓對其充電，當電池的電壓慢慢升高時，充電 電流就慢慢降低，臨近充滿時，充電電流降到幾十毫安；穩定的電壓確保電池 不會因電網的波動出現過充、欠壓狀態。
鋰電池以4. 2V的恆定電壓和0. 1C恆定電流進行充電(其中C表示電池 的額定容量；0.1C是指用十倍速率對電池充電；即在理論狀態用十個小時把電 池充滿；0. 1C的電流大小是額定容量的十分之一。例如現有60AH與120AH的 兩塊電池，0. 1C表示的電流大小，對60AH的電池來說，電流是6A;對120AH的電池來說，電流是12A)，恆定的電壓確保電池不會出現過充、欠壓的狀態，恆定 的電流可以保護電池在初始的充電狀態時，不會產生大的初充電流，保護了鋰電 池內部的晶片；當電池快充滿時，自動進入浮充狀態。
鉛酸電池初始狀態，採用O. 1C恆定電流的對電池進行充電，電壓一步步 上升，防止初充的時，大電流損壞電池極板；當電池的飽和度超過70% 75%，應 採用恆壓的充電方式，電流一步步降低，防止快充滿時，充電電壓超過電池的 承受值，而損壞電池；當電池的飽和度超過90% 95%，進入浮充狀態，採用涓流 的充電方式。
權利要求
1. 一種自動識別電池的充電器，包括變壓器、整流器，其特徵在於還包括可控矽、電流檢測器、單片機以及電壓檢測器；可控矽分別與變壓器及單片機連接，可控矽將變壓器輸出的交流電轉換成恆定的直流電提供給被充電電池；電流檢測器分別與可控矽及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，並將該電流信號反饋到單片機；單片機連接於整流器與電壓檢測器之間，單片機用於判斷電池的類型和容量，並輸出控制信號調整可控矽導通時間；電壓檢測器時時監測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機。
2. 根據權利要求l所述的自動識別電池的充電器，其特徵在於所述變壓 器具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控矽連接，副輸出繞組與整流器 連接。
全文摘要
本發明涉及一種電池充電器，特別涉及一種自動識別電池的充電器。包括變壓器、整流器、可控矽、電流檢測器、單片機以及電壓檢測器；可控矽分別與變壓器及單片機連接，可控矽將變壓器輸出的交流電轉換成恆定的直流電提供給電池；電流檢測器分別與可控矽及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，並將該電流信號反饋到單片機；單片機連接於整流器與電壓檢測器之間，單片機用於判斷電池的類型和容量，並輸出控制信號調整可控矽導通時間；電壓檢測器時時監測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機。本發明能自動判斷電池的類型，可控制充電電流時間及大小，可以對多種不同種類的電池進行充電。
文檔編號H02G7/00GK101478134SQ200810156738
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月25日 優先權日2008年9月25日
發明者嵐 李, 環要武, 覃惠祥, 斌 陳, 進 陳 申請人:常州市巨泰電子有限公司