CN101599651B - 通用型快速智能充电器及充电方法 - Google Patents

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于会山
冀相奎
王保杰
李旺
肖文昌
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聊城大学
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Abstract

本发明公开了一种通用型快速智能充电器及充电方法,其主要由电源模块、电池检测分析模块、充电参数调整与动态控制模块、综合控制检测模块、充电模块和指示模块构成。该充电器采用单片机为控制单元,将蓄电池的预充电控制、快速充电控制、补充充电控制和涓流充电控制四个过程集于一体,完成对充电执行电路的全过程控制,能极大改善充电水平,从而有效提高电池的实际使用寿命。自动识别不同种类的电池,根据其最佳充电曲线自动对控制器里的充电程序进行相应的调整,完成对不同类型的蓄电池充电。

Description

通用型快速智能充电器及充电方法
技术领域
[0001] 本发明属于家用电器领域,具体是涉及一种基于综合检测和动态控制的通用型快速智能充电器。
背景技术
[0002] 随着社会经济的发展,越来越多的电器走进人们的日常生活,家庭使用的小容量蓄电池的数量和种类都有大幅度的增加,如果我们给每一种蓄电池都配上一种充电器,显然会造成极大的资源浪费,且随着蓄电池的老化,出现的各种问题也越来越多,最终导致蓄电池寿命的下降。废弃电池的增多(充电器也随之废弃)会极大地污染环境。因此,研究如何延长蓄电池的使用寿命,并设计、生产出高质量、高效率、符合家庭使用要求的通用型快速智能充电器,有着十分重要的意义。
[0003] 电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。预充电过程是对长期不用的或新电池充电时先用小电流充电使其满足一定的充电条件。快速充电顾名思义是用大电流充电,迅速恢复电池电能。快速充电速率一般在IC以上,快速充时间由电池容量和充电速率决定。快速充电分恒流充电和脉冲充电两种,恒流充电就是以恒定电流对电流充电,脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。然后让电池放电,如此循环。电池脉冲的幅值很大、宽度很窄。通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的3倍左右。为防止电池发热和内部产生过多气体对其用小电流进行长时间充电,一般过程比较长即为补足充电。涓流充电器的主要问题是充电速度太慢,例如,容量为IAh的电池,采用ClO充电速率时,充电时间要IOh以上。大部分涓流充电器中,都没有任何电压或温度反馈控制,因而不能保证电池充足电后,立即关断充电器。
[0004] 从镍镉电池快速充电特性可以得出,充足电后,电池电压开始下降,电池的温度和内部压力迅速上升,为了保证电池充足电又不过充电,可以采用定时控制、电压控制和温度控制等多种方法:
[0005]-定时控制:根据电池的容量和充电电流,很容易确定所需的充电时间。这种控制方法很简单,但是由于电池的起始充电状态不完全相同,有的电池充不足,有的电池过充电,因此,只有充电速率小于0. 3C时,才允许采用这种方法。
[0006]-电压控制:在电压控制法中,最容易检测的是电池的最高电压。常用的电压控制法有:
[0007] 1)最高电压(Vmax)法,从充电特性曲线可以看出,电池电压达到最大值时,电池即充足电。充电过程中,当电池电压达到规定值后,应立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是:电池充足电的最高电压随环境温度、充电速率而变,而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别,因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。
[0008] 2)电压负增量(-AV)法,由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关,而且不受环境温度和充电速率等因素影响,因此可以比较准确地判断电池已充足电。这种控制方法的缺点是:电池电压出现负增量后,电池已经过充电,因此电池的温度较高。此外镍氢电池充足电后,电池电压要经过较长时间,才出现负增量,过充电较严重。因此,这种控制方法主要适用于镍镉电池。
[0009] 3)电 压零增量(OAV)法,镍氢电池充电器中,为了避免等待出现电压负增量的时间过久而损坏电池,通常采用0 Δ V控制法。这种方法的缺点是:充足电以前,电池电压在某一段时间内可能变化很小,从而造成过早地停止快速充电。为此,目前大多数镍氢电池快速充电器都采用高灵敏-0 Δ V检测,当电池电压略有降低时,立即停止快速充电。
[0010]-温度控制:为了避免损坏电池,电池温度过低时不能开始快速充电,电池温度上升到规定数值后,必须立即停止快速充电。常用的温度控制方法有:
[0011] 1)最高温度(Tmax)充电过程中,通常当电池温度达到45°C时,应立即停止快速充电。电池的温度可通过与电池装在一起的热敏电阻来检测。这种方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长,温度检测有一定滞后,同时,电池的最高工作温度与环境温度有关。当环境温度过低时,充足电后,电池的温度也达不到45°C。
[0012] 2)温升(ΔΤ)为了消除环境影响,可采用温升控制法。当电池的温升达到规定值后,立即停止快速充电。为了实现温升控制,必须用两只热敏电阻,分别检测电池温度和环
境温度。
[0013] 3)温度变化率(AT/At)镍氢和镍镉电池充足电后,电池温度迅速上升,而且上升速率Δ T/ Δ t基本相同,当电池温度每分钟上升1°C时,应当立即终止快速充电,这种充电控制方法,近年来被普遍采用。应当说明,由于热敏电阻的阻值与温度关系是非线性的, 因此,为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性的影响。
[0014] 4)最低温度(Tmin)当电池温度低于10°C时,采用大电流快速充电,会影响电池的寿命。在这种情况下,充电器应自动转入涓流充电,待电池的温度上升到10°c后,再转入快速充电。
[0015] 中国专利文献《一种对手机充电的方法及智能一体化充电器》(申请号: 00119552. 2,公告号:CN 1133258C)公开了一种用智能充电器对手机进行充电的方法,包括以下步骤:智能充电器检测来自手机的通信信号或向手机发送识别信号;智能充电器识别手机是否与之相匹配;识别匹配正确后,智能充电器对手机中的电池进行充电;电池充满后,智能充电器停比对手机中的电池充电。还公开了实现上述方法的装置一智能一体化充电器。其主要实现对手机电池进行直冲,功能单一。
[0016] 中国专利文献《多功能充电器》(申请号:200710019518. X,公开号:CN 101217236A)提供了一种多功能充电器,其包括若干电源输入接口,这些电源输入接日分别用以接入各种环境下的外部电力;且这些电源输入接口均耦合控制电路,该控制电路用以控制外部电力的输出与储存;且该控制电路耦合一充电电池,该充电电池用以将电源输入接口输入的电力储存;该控制电路耦合输出接口,该输出接口用以输出电力。不过该充电器只是针对常用的锂电池进行充电,解决不了不同环境下取电的不方便问题。
发明内容
[0017] 针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种基于综合检测和动态控制的通用型快速智能充电器及充电方法。
[0018] 该通用型快速智能充电器由下述模块构成:[0019] 电源模块,采用开关型电源供给充电器工作所需电源;
[0020] 电池检测分析模块,主要由分压网络和预充电单元构成,通过由LM2576或LM2596 为核心的预充电单元对电池进行预充电,然后将初步的电压参数经由电阻组成的分压网络传递给综合控制检测模块中的单片机进行处理,在充电器工作过程中实时地为综合控制检测模块提供参数,通过充电参数调整与动态控制模块实时地控制并调整充电模块工作状态;
[0021] 充电参数调整与动态控制模块,用于接收综合控制检测模块处理得到的参数,并发出调整充电器工作状态所需的参数;
[0022] 综合控制检测模块,核心部件为单片机,用于进行参数的综合处理,使各模块的工作协调统一,首先识别预充电电池是否在可充电范围内,若超出可充电范围,则发出超量程报警;若在充电范围内,则进一步识别是低压充电还是高压充电,在低压充电时识别电池的种类及节数;在高压充电时识别充电电池是36V,还是48V ;
[0023] 充电模块,用于刚开始充电时依据得到的参数使充电器工作在相应的状态;在充电过程中实时检测电池两端充电参数并反馈给综合控制检测模块,并依据充电参数调整与动态控制模块得到的参数对充电状态进行实时调整,使充电器工作在相应的状态;
[0024] 所述充电模块主要由单片机、低压充电单元和高压充电单元构成,所述低压充电单元以LM2596和LM317为核心器件,通过所述单片机的处理控制实现电池的恒流充和涓流充;所述高压充电单元由UC3842、TL431和LM3M构成的开关型充电电路构成,通过所述单片机的处理控制实现对36V或48V电池的智能充电;
[0025] 指示模块,主要接收充电参数调整与动态控制模块发出的参数,对充电器的工作状态及电池两端电压进行实时指示;
[0026] 充电步骤为:
[0027] (1)开始,检测后进行IOS等待,确认用户是否要充电,IOS后,充电器将自动转为充电状态,充电器自动通过电池检测分析模块对电池做进一步检测;
[0028] (2)充电器进入充电状态,将采集到的数据送综合控制检测模块进行处理,判断电池种类节数,若量程未在本充电器范围内,则发出超量程报警指示;
[0029] (3)判断结束后,分两种情况:
[0030] a、属于低压充电,先对电池进行预充电,然后采集参数进一步判断电池种类节数, 参数由综合控制检测模块处理后调节充电模块中的低压充电单元以相应的状态对电池充电,充电过程中由电池检测分析模块和充电模块对充电状态进行实时检测,而综合检测控制模块对检测到的数据进行处理,然后通过充电参数调整与动态控制模块对充电过程进行实时调整,指示模块则实时指示充电状态,当充电到一定程度,充电器自动转入涓流充,待电池充满后,充电器转入涓流维持状态,并对用户进行提示;
[0031] b、属于高压充电,充电器进入高压充电状态后,先判断电池是给36V,还是48V电池充电,然后综合检测控制模块控制充电参数调整与动态控制模块对充电部分进行相应调整对电池充电,充电过程自动检测、自动调整并自动结束。
[0032] 前述通用型快速智能充电器,在优选的技术方案中,预设有USB A系列母口标准接口,以便为手机电池充电。
[0033] 前述通用型快速智能充电器,在优选的技术方案中,所述指示模块分为充电器工作状态指示单元和电池电压实时指示单元,所述充电器工作状态指示单元实时指示当前充电器工作处在何种状态;所述电池电压实时指示单元通过WS7107CPL型数字表头实时指示当前充电电池的电压及充电电压。
[0034] 所述电池检测分析模块、综合控制检测模块和指示模块的单片机为8位单片机。 更为优选的,所述8位单片机为STC12C2052AD。
[0035] 一种通用型快速智能充电方法,步骤为:
[0036] (1)程序开始,进行检测后进行IOS等待,确认用户是否要充电,IOS后,充电器将自动转为充电状态,充电器自动通过电池检测分析模块对电池做进一步检测;
[0037] (2)充电器进入充电状态,将采集到的数据送综合控制检测模块进行处理,判断电池种类节数等,若量程未在本充电器范围内,则发出超量程报警指示;
[0038] (3)判断结束后,分两种情况:
[0039] a、属于低压充电,先对电池进行初步的预充电,然后采集参数判断电池种类节数, 由综合控制检测模块处理后调节充电模块中的低压部分以相应的状态对电池进行充电,充电过程中由电池检测分析模块和充电模块对充电状态进行实时检测,而综合检测控制模块对检测到的数据进行处理,然后通过充电参数调整与动态控制模块对充电过程进行实时调整,保证充电过程准确、高效的进行,指示模块则实时指示充电状态,当充电到一定程度,充电器自动转入涓流充,然后再经过一段时间见到到电池已充满后,充电器转入涓流维持状态,并对用户进行提示;
[0040] b、属于高压充电,充电器进入高压充电状态后,先判断电池是给36V,还是48V电池充电,然后综合检测控制模块控制充电参数调整与动态控制模块对充电部分进行相应调整对电池进行充电,充电过程自动检测、自动调整并自动结束。
[0041] 本发明基于综合检测和动态控制的通用型快速智能充电器,可以实现对各种类型 (镍镉\镍氢\铅酸\锂电池)及规格的蓄电池进行高效充电,并能有效增加蓄电池循环次数,切实延长蓄电池使用寿命,从而减少现代家庭电池消费开支。更为重要的是,它能极大延长电池使用寿命,减慢废旧电池淘汰速度,一方面为等待废弃电池回收处理及二次利用技术的成熟赢得时间,另一方面可极大地减缓日益增多的废弃电池对环境造成的危害。
[0042] 该充电器基于温度变化率检测法、电压检测法、最高温度检测法、最长充电时间控制法,研制出一种快速充电终止综合检测模块,确保蓄电池不过充、不欠充,并能提高充电的安全性,有效延长蓄电池的使用寿命。该充电器采用单片机为控制单元,将蓄电池的预充电控制、快速充电控制、补充充电控制和涓流充电控制四个过程集于一体,完成对充电执行电路的全过程控制,能极大改善充电水平,从而有效提高电池的实际使用寿命。自动识别不同种类的电池,根据其最佳充电曲线自动对控制器里的充电程序进行相应的调整,完成对不同类型的蓄电池充电。
[0043] 除此之外,本发明充电器还具有如下技术优势:
[0044] 1、本发明充电器的低压充电可充范围为1.2¥(1_6节电池)、抓、12¥、15¥,实现自动识别,充满自动转入涓流维持阶段,等待电池被拿下。高压部分自动识别市面上最普遍的 36V或48V电动车充电电池,充满自动断开。低压高压充电自动选择。
[0045] 2、可预留USB A系列母口标准,能给手机充电。
[0046] 3、科学的充电电量控制技术,确保蓄电池不欠充、不过充。[0047] 4、断电记忆自启动、充足自动断电。
[0048] 5、具有自动检测、软启动、延时启动功能。
[0049] 6、具有开路、过载、短路、过压、超温等故障自动保护并灯光警示。
[0050] 7、抗干扰能力强,噪声小,电网波动机内自动调整,且能有效抑制浪涌电流。
[0051] 8、采用恒流一恒压一分级小恒流的充电方式,对过放电电池具有自动修复功能。
附图说明 [0052] 图 1是实施例充电器的结构示意框图。[0053] 图 2是实施例充电器电池检测分析模块的原理框图。[0054] 图 3是实施例充电器充电模块的原理框图。[0055] 图 4是实施例充电器充电参数调整与动态控制模块的原理框图。[0056] 图 5是实施例充电器综合控制检测模块电路图。[0057] 图 6是实施例充电器电源电路图。[0058] 图 7是实施例充电器手机电池充电电路图。[0059] 图 8是实施例充电器涓流充电电路图。[0060] 图 9是实施例充电器低压充电单元电路图。[0061] 图 10是实施例充电器恒流充、涓流充转换电路图。[0062] 图 11是实施例充电器高压分压网络电路图。[0063] 图 12是实施例充电器给36V或48V电池充电状态转换电路图。[0064] 图 13是实施例充电器高压充电单元电路图。[0065] 图 14是实施例充电器实现功能软件主要流程框图。
具体实施方式
[0066] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明,但不限于此。
[0067] 实施例
[0068] 如图1、2、3和4所示,该通用型快速智能充电器主要由下面各模块构成:
[0069] 电源模块,采用开关型电源供给充电器工作所需电源;
[0070] 电池检测分析模块,主要由单片机、分压网络和预充电单元构成,首先识别预充电电池是否在可充电范围内?若超出可充电范围,则发出超量程报警;若在充电范围内,则进一步识别是低压充电(小于36V)还是高压充电(不小于36V) ?在低压充电时识别电池的种类及节数;在高压充电时识别充电电池是36V,还是48V?在充电器工作过程中实时地为综合控制检测模块提供参数,通过充电参数调整与动态控制模块实时地控制并调整充电模块工作状态;
[0071] 充电参数调整与动态控制模块,用于接收综合控制检测模块处理得到的参数,并发出调整充电器工作状态所需的参数;
[0072] 综合控制检测模块,核心部件为单片机,用于进行参数的综合处理,使各模块的工作协调统一;
[0073] 充电模块,用于刚开始充电时依据得到的参数使充电器工作在相应的状态;在充电过程中实时检测电池两端充电参数并反馈给综合控制检测模块,并依据充电参数调整与动态控制模块得到的参数对充电状态进行实时调整,使充电器工作在相应的状态;
[0074] 指示模块,主要接收充电参数调整与动态控制模块发出的参数,对充电器的工作状态及电池两端电压进行实时指示。
[0075] 图1是本发明充电器的结构示意框图,综合控制检测模块是整个充电器的核心, 电源模块采用开关型电源供给整个充电器工作所需的电源,工作时,由充电模块和电池检测分析模块协同工作完成电池和工作过程的参数采集工作并将数据提交给综合控制检测模块进行参数处理,然后通过控制充电参数调整与动态控制模块对充电状态进行实时的调整控制,指示模块实时指示充电器工作状态。充电器通过各个模块综合协调的工作共同完成充电的工作。
[0076] 图2是本发明充电器电池检测分析模块的原理框图,概括地指出充电器监测分析模块的组成,充电端有两种接口形式,先通过由LM2576或LM2596为核心的预充电单元对电池进行预充电,然后将初步的电压参数经由电阻组成的分压网络传递给综合控制检测模块中的单片机进行处理。充电过程中该部分实时检测电池两端参数的曲线变化,实时的将采集到的参数传递到综合控制检测模块进行处理,得到调整充电器工作所需的参数。当然,本发明充电器也可预留USB A系列母口标准,为手机电池充电。
[0077] 根据图3所示,该通用型快速智能充电器,所述充电模块由单片机、低压充电单元和高压充电单元构成,所述低压充电单元以LM2576或LM 2596和LM317为核心器件,通过所述单片机的处理控制实现电池的恒流充和涓流充;所述高压充电单元由UC3842、TL431 和LM3M构成的开关型充电电路构成,通过所述单片机的处理控制实现给36V或48V电池充电。
[0078] 所述的通用型快速智能充电器,所述指示模块分为充电器工作状态指示单元和电池实时指示单元,所述充电器工作状态指示单元实时指示当前充电器工作处在何种状态; 所述电池实时指示单元通过WS7107CPL型数字表头实时指示当前充电电池的电压及充电电压。
[0079] 所述电池检测分析模块、充电参数调整与动态控制模块、综合控制检测模块和指示模块的单片机为8位单片机,优选STC12C2052AD。
[0080] 图4是本发明充电器充电参数调整与动态控制模块的原理框图,该模块通过综合控制检测模块处理数据的到结果,实时的控制充电器地其他部分,实时的发布充电器调整指令和指示状态。由于该部分主要是发布指令使各个部分工作的协调,所以该模块主要由软件程序来实现。
[0081] 图5是本发明充电器综合控制检测模块电路图,核心器件为宏晶科技的8位单片机STC12C2052AD,通过对各部分采集到的数据进行处理,实时调整充电器的工作状态及指示部分做出实时的指示。
[0082] 图7是本发明充电器手机充电电路图,该电路核心器件为LM2596 (HVT-5),该电路主要是提供5V恒压源,依据锂电池内阻适当选取Li、C2等参数对手机锂电池进行充电,用该充电方式时需注意本发明对此项充电方式仅仅外留了通用的USB A系列母口,接到手机上进行直充,跟手机自带的电池充电检测模块协同充电。在此电路中依据实际情况选取Cl 为330uf/50V、C2为470uf/50V、Ll为3!3uH。LM2596-5的5脚为选通脚,因为其为开关型电源器件,后无负载时功耗很低,所以直接接地使之为选通状态。LM2596也可使用LM2576替代。
[0083] 图8是本发明充电器涓流充电电路图。LM2596通过5脚控制电路的工作与否,调节Rkt控制输出电压,接LM317的IN端使LM317构成的恒流源工作,LM317恒流源OUT端输出电流的大小通过ADJ调整端Rl的选取来决定,计算公式lout = (Vref/Rl)+Iadj = 1. 25V/R1,DX的使用是防止后面电压过高对电路起保护作用。
[0084] 图9是本发明低压充电单元电路图,因该充电器的综合检测模块中利用单片机自带的8位AD对电压进行采集,最高采集到5V,所以采集电压时需要先分压后采集。低压分压网络由电阻R6、R7、RlU R12、R13及继电器Kl组成,单片机通过分压控制端控制分压网络进行二分压(1.2V6节以内进行二分压检测)或四分压(抓、12¥、15¥进行4分压检测), 采集到的数据通过检测端将数据传递给单片机进行处理,单片机通过恒流涓流转换端选择充电方式。通过恒流开关及涓流开关端调整工作方式(恒流充、涓流充或停止充电)。电池经R6、R7、R11、R12、R13组成的分压网络分压后由单片机在检测端检测其电压,通过分压控制端控制三极管Ql的基极,Ql发射极连接继电器Kl,单片机通过控制三极管Ql的导通来控制继电器Kl的开关来选择分压网络,同时控制LM2596的5脚使LM317输出电压。
[0085] 图10是充电器恒流充、涓流充转换电路图。图11是充电器高压分压网络电路图。 图12是充电器给36V或48V电池充电状态转换电路图。
[0086] 图13为本发明充电器高压部分充电电路,该电路与图11和12 —起构成完整的高压充电部分。高压部分对电池接口部分的电压等参数通过分压网络采集后传递给主控部分,判断是36V还是48V充电。主控部分对数据进行处理后控制图12所示电路工作在相应的状态,通过图12对图13中的TL431的下偏电阻进行设置,使图13工作在36V充电或48V 充电状态。
[0087] 图13中,220V交流电经滤波整流后成为300V左右的直流电。此电压分为两路: 一路经Rl降压C2滤波后为UC3842的7脚提供15V的直流启动电压;另一路经高频变压器初级为开关功率管的漏极提供驱动电压。感应电压经DOO整流滤波后提供给UC3842工作运行电压,该感应线圈也可监视、检测电路在运行中是否出现不良,并将有关信息送到3842 进行处理。R3、C9对误差放大器的频率响应电路进行改良,R8、C7决定该电路工作频率,估算公式为f = 1. 8*10"3/ (R8*C9) (KHZ)。RlO为电流检测电阻,R9为电压负反馈电阻,与RlO 分流检测电路输出端的工作状况,如短路、过流等。3842的6脚输出方波脉冲,4N60A工作, 同时副线圈产生感应电压,给3842提供可靠的电源。输出线圈的电压一路经D08、C5整流滤波得到稳定的电压,为LM324提供工作电压,并点亮电源指示灯LEDl ;另一路经D05、D06 为电池充电。正常充电刚开始时因3、5脚处为高电平双色二极管的红色LEDl点亮,由于12 脚电压低于13脚电压迫使双色二极管的绿色LED2熄灭,充电器进入恒流充阶段,当电池电压上升到一定值时(因电池的不同而不同),开始转入恒压充,此时电流逐渐减小,R22上的电压也开始降低当使13脚电压小于12脚时绿灯开始点亮,2脚上的电压逐渐升高大于3脚电压时,1脚、7脚输出低电平,红灯熄灭,另外控制TL431的R脚使得充电器的输出电压降低,充电器转入涓流充阶段,保持此状态一段时间即认为电池充满。
[0088] 图14是本发明充电器实现功能软件主要流程框图。所述软件与硬件结合实现检测分析、动态控制、综合处理和参数调整等功能。其步骤为:
[0089] (1)程序开始,进行检测后,先进行IOS等待,确认用户是否要充电。用户若只是想检测一下电池电量,则在IOS内将电池取下,IOS后,充电器将自动转为充电状态,充电器将自动通过电池检测分析模块对电池做进一步检测。
[0090] (2)充电器进入充电状态,将采集到的数据送综合控制检测模块进行处理,判断电池种类节数等,若量程未在本充电器范围内,则发出超量程报警指示。
[0091] (3)判断结束后,分两种情况:
[0092] a、属于低压充电,先对电池进行初步的预充电,然后采集参数判断电池种类节数, 由综合控制检测模块处理后调节充电模块中的低压部分以相应的状态对电池进行充电。充电过程中由电池检测分析模块和充电模块对充电状态进行实时检测,而综合检测控制模块对检测到的数据进行处理,然后通过充电参数调整与动态控制模块对充电过程进行实时调整,保证充电过 程准确、高效的进行,指示模块则实时指示充电状态。当充电到一定程度,充电器自动转入涓流充,然后再经过一段时间见到到电池已充满后,充电器转入涓流维持状态,并对用户进行提示,等待电池被拿下。
[0093] b、属于高压充电,充电器进入高压充状态后,同低压充情况类似,先判断电池是哪种情况(本充电器只是针对市面上最常用的36V、48V两种蓄电池),然后综合检测控制模块控制充电参数调整与动态控制模块对充电部分进行相应调整对电池进行充电,充电过程自动检测,自动调整,充电结束自动结束,保证了充电过程智能化、准确、高效的进行。

Claims (5)

1.通用型快速智能充电器,其特征在于,由下述模块构成: 电源模块,采用开关型电源供给充电器工作所需电源;电池检测分析模块,主要由分压网络和预充电单元构成,通过由LM2576或LM2596为核心的预充电单元对电池进行预充电,然后将初步的电压参数经由电阻组成的分压网络传递给综合控制检测模块中的单片机进行处理,在充电器工作过程中实时地为综合控制检测模块提供参数,通过充电参数调整与动态控制模块实时地控制并调整充电模块工作状态;充电参数调整与动态控制模块,用于接收综合控制检测模块处理得到的参数,并发出调整充电器工作状态所需的参数;综合控制检测模块,核心部件为单片机,用于进行参数的综合处理,使各模块的工作协调统一,首先识别预充电电池是否在可充电范围内,若超出可充电范围,则发出超量程报警;若在充电范围内,则进一步识别是低压充电还是高压充电,在低压充电时识别电池的种类及节数;在高压充电时识别充电电池是36V,还是48V ;充电模块,用于刚开始充电时依据得到的参数使充电器工作在相应的状态;在充电过程中实时检测电池两端充电参数并反馈给综合控制检测模块,并依据充电参数调整与动态控制模块得到的参数对充电状态进行实时调整,使充电器工作在相应的状态;所述充电模块主要由单片机、低压充电单元和高压充电单元构成,所述低压充电单元以LM2596和LM317为核心器件,通过所述单片机的处理控制实现电池的恒流充和涓流充; 所述高压充电单元由UC3842、TL431和LM3M构成的开关型充电电路构成,通过所述单片机的处理控制实现对36V或48V电池的智能充电;指示模块,主要接收充电参数调整与动态控制模块发出的参数,对充电器的工作状态及电池两端电压进行实时指示; 充电步骤为:(1)开始,检测后进行IOS等待,确认用户是否要充电,IOS后,充电器将自动转为充电状态,充电器自动通过电池检测分析模块对电池做进一步检测;(2)充电器进入充电状态,将采集到的数据送综合控制检测模块进行处理,判断电池种类节数,若量程未在本充电器范围内,则发出超量程报警指示;(3)判断结束后,分两种情况:a、属于低压充电,先对电池进行预充电,然后采集参数进一步判断电池种类节数,参数由综合控制检测模块处理后调节充电模块中的低压充电单元以相应的状态对电池充电,充电过程中由电池检测分析模块和充电模块对充电状态进行实时检测,而综合检测控制模块对检测到的数据进行处理,然后通过充电参数调整与动态控制模块对充电过程进行实时调整,指示模块则实时指示充电状态,当充电到一定程度,充电器自动转入涓流充,待电池充满后,充电器转入涓流维持状态,并对用户进行提示;b、属于高压充电,充电器进入高压充电状态后,先判断电池是给36V,还是48V电池充电,然后综合检测控制模块控制充电参数调整与动态控制模块对充电部分进行相应调整对电池充电,充电过程自动检测、自动调整并自动结束。
2.根据权利要求1所述的通用型快速智能充电器,其特征在于,还预设有USB A系列母口标准接口。
3.根据权利要求1所述的通用型快速智能充电器,其特征在于,所述指示模块分为充电器工作状态指示单元和电池电压实时指示单元,所述充电器工作状态指示单元实时指示当前充电器工作处在何种状态;所述电池电压实时指示单元通过WS7107CPL型数字表头实时指示当前充电电池的电压及充电电压。
4.根据权利要求1所述的通用型快速智能充电器,其特征在于,所述综合控制检测模块和指示模块的单片机均为8位单片机。
5.根据权利要求5所述的通用型快速智能充电器,其特征在于,所述8位单片机为 STC12C2052AD。
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