CN101478134A

CN101478134A - 自动识别电池的充电器

Info

Publication number: CN101478134A
Application number: CNA2008101567381A
Authority: CN
Inventors: 覃惠祥; 环要武; 陈斌; 李岚; 陈进
Original assignee: Changzhou Jutai Electronic Co Ltd
Current assignee: Changzhou Jutai Electronic Co Ltd
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2009-07-08

Abstract

本发明涉及一种电池充电器，特别涉及一种自动识别电池的充电器。包括变压器、整流器、可控硅、电流检测器、单片机以及电压检测器；可控硅分别与变压器及单片机连接，可控硅将变压器输出的交流电转换成恒定的直流电提供给电池；电流检测器分别与可控硅及单片机连接，电流检测器时时检测充电电池的电流，并将该电流信号反馈到单片机；单片机连接于整流器与电压检测器之间，单片机用于判断电池的类型和容量，并输出控制信号调整可控硅导通时间；电压检测器时时监测充电电池两端的电压，将该电压信息反馈到单片机。本发明能自动判断电池的类型，可控制充电电流时间及大小，可以对多种不同种类的电池进行充电。

Description

自动识别电池的充电器

技术领域

本发明涉及一种电池充电器，特别涉及一种自动识别电池的充电器。

背景技术

随着社会进步，物质生活的一步步的提高，需要用电池提供能源的高档电子商品、便携式电动工具等也越来越多。但是不同的设备、工具需要配电池和电池的电压也不相同，电池的容量也不同，特别是铅酸电池的容量，小到几安时，大到几百安时，品种繁多。为了不浪费材料，如今使用的大多数电池都为可充电电池，但对于各个品种的电池，几乎是每种充电器也只能对应充一种或临近几种容量的电池。要不然，采用小电流的充电器冲大容量的电池，充电时间太长；大电流充电器冲小容量的电池，容易过充，也容易损坏电池。这样不但造成家中有各种各样的充电器，既浪费资源，而且增加消费者的消费成本，同时也给消费者带来不便。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种自动识别电池的充电器，它通过判断电池的类型，可控制充电电流时间及大小，可以对多种不同种类的电池进行充电。

实现本发明目的的技术方案如下：包括变压器、整流器、可控硅、电流检测器、单片机以及电压检测器；可控硅分别与变压器及单片机连接，可控硅将变压器输出的交流电转换成恒定的直流电提供给被充电电池；电流检测器分别与可控硅及单片机连接，电流检测器时时检测充电电池的电流，并将该电流信号反馈到单片机；单片机连接于整流器与电压检测器之间，单片机用于判断电池的类型和容量，并输出控制信号调整可控硅导通时间；电压检测器时时监测充电电池两端的电压，将该电压信息反馈到单片机。

所述变压器具有主、副输出绕组，其中主输出绕组与可控硅连接，副输出绕组与整流器连接。

采用了上述方案，通过电压检测器检测到的电压信号，并将该信号反馈到单片机，为单片机对电池的类型判断提供了依据；通过电流检测器反馈的电流信号，为单片机对电池的充电电流大小控制提供了依据。这样使得单片机输出不同的控制信号控制可控硅导通的时间，使可控硅输出不同大小的电流对电池进行充电，即单片机在判断完电池的类型后，自动选择进入不同的充电状态，镍氢电池采用恒压充电模式；锂电池采用两段式充电方式，先对电池进行恒流恒压的充电，在电池快充满时，进入浮充状态；铅酸电池采用三段式充电方式，先恒流充电，然后恒压充电，最后进入浮充状态。判断电池的类型，并进入不同的充电模式后，然后对电池的额定容量进行判断，最后选择合适电流进行充电。

综上所述，本发明的有益效果是：根据不同电池的特性采用不同的充电方式，确保最大程度上保护电池少受伤害；针对不同的电池容量，采用不同的充电电流；用最佳的充电电流对电池充电，防止小电流的充大容量的电池，充电时间太长，大电流充小容量的电池，容易损坏电池的蔽端。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的电路框图；

具体实施方式

参照图1，本发明的自动识别电池的充电器，包括变压器1、整流器2、可控硅3、电流检测器4、单片机5以及电压检测器6。变压器1为工频变压器，其输出端具有主、副输出绕组，其中主输出绕组与可控硅3连接，经过可控硅3整流后提供给被充电电池；副输出绕组与整流器2连接，经整流器整流后提供给单片机5。可控硅3分别与变压器1及单片机连接，可控硅3根据单片机5的指令，调整可控硅的导通时间，将变压器输出的交流转换成直流，并通过斩波，输出稳定的电压以及恒定的电流，以提供给电池。电流检测器4分别与可控硅及单片机连接，电流检测器时时检测充电电池的电流，并将该电流信号反馈到单片机，单片机根据不同的状态做出相应的调整，例如在恒流状态，根据时时测得的电路中的电流，当电流偏大时，单片机适当的减少可控硅的导通时间；当电流偏小时，单片机适当的延长可控硅的导通时间，使充电电流达到恒定的效果。单片机5连接于整流器2与电压检测器6之间，单片机5用于判断电池的类型和容量，并输出控制信号调整可控硅导通时间。例如镍氢电池额定端电压为1.2V，锂电池的额定端电压为3.6V，铅酸电池的端电压为12V。其判断基准为：大于0.9V小于1.5V为镍氢电池，大于2.8V小于4.5V为锂电池，大于9.6V小于15V的为铅酸电池。单片机根据不同的电池类型，自动进入不同的充电状态后，最后对电池的额定容量进行判断。电池的容量的单位是AH(安时)或mAH(毫安时)，它表示的意思是：电流和时间的积。例如一个标示20AH的铅酸电池，它的意思是：采用2A的恒流对电池进行放电，可以放10小时；同一类型的电池的充电曲线是一致的，即同一类型的电池，不管额定容量为多少，在同一个饱和度时，对应的电压是一致的。例如：两个20AH和40AH的铅酸电池，在电压是12.3V时，对应的电池容量是10AH和20AH，充电饱和度都为50％，这是电池的充电特性。电压检测器6时时监测充电电池两端的电压，将该电压信息反馈到单片机，供单片机根据不同的状态做出相应的调整。如在恒压状态时，由于时时可以测试电池两端的电压，当电压偏高时，单片机适当的减少可控硅的导通时间；当电压偏低时，单片机适当的延长可控硅的导通时间，使充电电压达到恒定的效果。

本发明的充电器的工作过程是：接通电源，经过变压器输出到可控制硅以及整流器，其中经过可控硅、电流检测器的电流输出到电池充电的端口；经过整流器整流稳压后，给单片机提供一个稳定的电源。

经过上述工作过程，首先对电池的类型进行判断，具体过程如下：

如充电端口无电池，电压检测器6检测不到电压，单片机5无法判断电池类型，单片机无控制信号输出支可控硅，可控硅处于关闭状态，导致整个充电器无输出。此时充电器的输出端口可以短路，对充电器无影响。如果充电端口电池正负极接反，电压检测器检测到负压，单片机无法判断电池类型，无控制信号输出到可控硅，可控硅仍然处于关闭状态，导致整个充电器无输出，不会对电池进行反充电。如电压检测器检测到电压，单片机根据电压判断出电池的类型，其判断依据为：

大于0.9V小于1.5V为镍氢电池；

大于2.8V小于4.5V为锂电池；

大于9.6V小于15V的为铅酸电池。

第二，根据不同的电池类型，自动进入不同的充电状态，各种电池的各自的状态为：镍氢电池采用恒压充电模式。锂电池采用两段式充电方式，即先对锂电池进行恒流恒压的充电，检测到锂电池快充满时，进入浮充状态。铅酸电池采用三段式充电方式，先恒流充电，然后恒压充电，最后进入浮充状态。充电状态均由单片机进行控制。

第三，电池容量的判断的方法为：

镍氢电池：先测试出被充电池的端电压，用100mA恒定的电流，对电池充电3min，然后测试此时电池的端电压，对照镍氢电池的充电曲线，计算出电池的额定容量，以及此时电池的饱和度。

锂电池：先测试出被充电池的端电压，用50mA恒定的电流，对电池充电10min，然后测试此时电池的端电压，对照锂电池的充电曲线，计算出电池的额定容量，以及此时电池的饱和度。

铅酸电池：先测试出被充电池的端电压，用2000mA恒定的电流，对电池充电5min，然后测试此时电池的端电压，对照铅酸电池的充电曲线，计算出电池的额定容量，和电池现在的饱和度在电池类型、容量、充电模式都确定的情况下，对电池进行正常充电。

第四，对电池进行充电：

镍氢电池：以1.45V的恒定电压对其充电，当电池的电压慢慢升高时，充电电流就慢慢降低，临近充满时，充电电流降到几十毫安；稳定的电压确保电池不会因电网的波动出现过充、欠压状态。

锂电池：以4.2V的恒定电压和0.1C恒定电流进行充电(其中C表示电池的额定容量；0.1C是指用十倍速率对电池充电；即在理论状态用十个小时把电池充满；0.1C的电流大小是额定容量的十分之一。例如：现有60AH与120AH的两块电池，0.1C表示的电流大小，对60AH的电池来说，电流是6A；对120AH的电池来说，电流是12A)，恒定的电压确保电池不会出现过充、欠压的状态，恒定的电流可以保护电池在初始的充电状态时，不会产生大的初充电流，保护了锂电池内部的芯片；当电池快充满时，自动进入浮充状态。

铅酸电池：初始状态，采用0.1C恒定电流的对电池进行充电，电压一步步上升，防止初充的时，大电流损坏电池极板；当电池的饱和度超过70％~75％，应采用恒压的充电方式，电流一步步降低，防止快充满时，充电电压超过电池的承受值，而损坏电池；当电池的饱和度超过90％~95％，进入浮充状态，采用涓流的充电方式。

Claims

1.一种自动识别电池的充电器，包括变压器、整流器，其特征在于：还包括可控硅、电流检测器、单片机以及电压检测器；可控硅分别与变压器及单片机连接，可控硅将变压器输出的交流电转换成恒定的直流电提供给被充电电池；电流检测器分别与可控硅及单片机连接，电流检测器时时检测充电电池的电流，并将该电流信号反馈到单片机；单片机连接于整流器与电压检测器之间，单片机用于判断电池的类型和容量，并输出控制信号调整可控硅导通时间；电压检测器时时监测充电电池两端的电压，将该电压信息反馈到单片机。

2.根据权利要求1所述的自动识别电池的充电器，其特征在于：所述变压器具有主、副输出绕组，其中主输出绕组与可控硅连接，副输出绕组与整流器连接。