CN101777783A - 电动自行车用24v、36v和48v共用不分正负极充电器 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有的24V、36V和48V电动自行车充电器不能互换使用且充电器的正负极必须与蓄电池的正负极相对应的缺点，公开了一种电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器。本充电器包括蓄电池正负极识别电路、蓄电池电压数值检测电路、充电器输出电压大小调整电路和不同输出电压状态指示电路。电动自行车上配备该充电器，使得不同电压级别的电动自行车可以使用同一个充电器，从而方便人们生活、减少市面上电动自行车充电器总体数量、适应低碳经济发展需要。

Description

电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器

技术领域

本发明涉及一种电动自行车用充电装置，尤其是蓄电池组输出电压为24V、36V和48V三种规格电动自行车可以共用的充电器，而该充电器输出端的正、负极随着与所连接蓄电池正、负极的变化而改变。属于电动自行车充电器技术领域。

背景技术

目前，市面上所售的电动自行车电压级别分为24V、36V和48V三种。对于不同电压级别的电动自行车，必须配备不同电压等级的充电器，而且即使相同电压级别的充电器因为输出端的正负极不同也不能互换使用，这样势必造成市面上充电器总的数量增多，与发展低碳经济的思想背道而驰。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有不同电压等级电动自行车必须配备不同输出电压充电器，且蓄电池的输出极性必须随充电器输出极性作出调整的弊端，设计出一种24V、36V和48V电压等级的电动自行车都可用、且蓄电池的输出极性不必随充电器输出极性作出调整的通用型充电器。

本发明的技术方案是：

所述的蓄电池正负极识别电路和蓄电池电压检测电路，包括支路13和支路14组成，具体接线见图1。支路13由二极管D3、电阻R14、电阻R15串联而成。二极管D3的正极与充电器的一输出端相连，另一极与R14相连，R15的一端与地相连。R14和R15之间的连接点A点与单片机的一个A/D转换脚相连，比如PAD0脚。

支路14由二极管D4、电阻R16、电阻R17串联而成。二极管D4的正极与充电器的一输出端相连，另一极与R16相连，R17的一端与地相连。R16和R17之间的连接点B点与单片机的一个A/D转换脚相连，比如PAD1脚。

所述的充电器输出电压大小调整电路，包括支路4、支路6、支路10、支路11和支路12组成。支路4中U2发射管的进线脚与单片机的一个PWM脚相连，比如PWM0脚。支路4中的限流电阻R4一端与U2发射管的出线端相连，另一端接地。PWM0的拉阻可以选择上拉或者下拉，比如选择下拉电阻R3，则下拉电阻R3的一端与U2发射管相连，另一端接地。

支路6中U3发射管的进线脚与单片机的一个PWM脚相连，比如PWM1脚。支路6中的限流电阻R6一端与U3发射管的出线端相连，另一端接地。PWM1的拉阻可以选择上拉或者下拉，比如选择下拉电阻R5，则下拉电阻R5的一端与U3发射管相连，另一端接地。

支路11中U4发射管的进线脚与单片机的一个I/O脚相连，比如PA0脚。支路11中的限流电阻R8一端与U4发射管的出线端相连，另一端接地。PA0的拉阻可以选择上拉或者下拉，比如选择下拉电阻R7，则下拉电阻R7的一端与U4发射管相连，另一端接地。

支路12中U5发射管的进线脚与单片机的一个I/O脚相连，比如PA1脚。支路12中的限流电阻R10一端与U5发射管的出线端相连，另一端接地。PA1的拉阻可以选择上拉或者下拉，比如选择下拉电阻R9，则下拉电阻R9的一端与U5发射管相连，另一端接地。

支路10由电感L2，电容C8和电容C9组成。

所述的不同输出电压状态指示，包括支路2组成。支路2中的双色二极管(E1)、双色二极管(E2)和双色二极管(E3)分别指示48V、36V和24V。双色二极管中的“R”代表红色，“G”代表绿色。红色的灯亮，表示所对应的电压级别正在充电；绿色的灯亮，表示对应的电压级别已经充满电。支路2中的R11、R12和R13均为限流电阻。

本发明的有益效果：

本发明能够使得+24V、+36V和+48V三种不同电压级别的电动自行车可以使用同一个充电器且不需要调整充电器的电压输出端口，从而方便人们生活，减少市面上电动自行车充电器总体数量，适应低碳经济发展等目的。

附图说明

图1是电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

(一)直流稳压电路工作过程叙述

如图1所示，插头(3)与220V交流市电结合，从桥D2出来的直流电经过电感L1和电容C7的滤波和稳压作用，变成电压为Vmax的直流电压。直流电压值Vmax的大小要能满足+48V蓄电池最大充电电压的需要。

支路1的作用是把电压值为Vmax电压变为供单片机使用的电压值为VCC的稳定电压。

(二)蓄电池正负极判断

插头8与蓄电池的出线端相连接，PA1口置低，如图1所示。假如单片机测量得到B点的电压为0，A点的电压大于零，则表明插头8的接线柱C与蓄电池的正极相连。假如单片机测量得到B点的电压为大于0，A点的电压等于零，则表明插头8的接线柱D与蓄电池的正极相连。

(三)蓄电池电压检测

进行蓄电池电压检测时，U2、U3和U4的接收管均截止，U5的接收管导通，单片机检测A点和B点的电压值之后，换算成蓄电池的端压值。比如：单片机检测到A点的电压值为x，B点的电压值为0，则C端为蓄电池的正极，蓄电池的电压值为 $\frac{R_{14}*R_{15}}{R_{15}}*x+0.7.$

对于电动自行车所使用的单节铅酸蓄电池而言，所允许的最低放电电压为10.5V，最高充电电压为14V，则标称电压为24V的蓄电池电压范围为21V～28V，标称电压为36V的蓄电池电压范围为31.5V～42V，标称电压为48V的蓄电池电压范围为42V～56V。

对于使用锂电池作为动力的电动自行车标称电压也分为24V、36V和48V三种，各伏值段所允许的最低放电电压要高于铅酸蓄电池电压，最高充电电压与铅酸电池的最高充电电压相近，所以本发明专利的参数适当调整就能够为锂电池充电。

(四)充电器输出电压电路工作过程

插头8与蓄电池的出线端相连接，蓄电池9放置位置与图1相同，支路14的二极管D4不导通，B点的电压为0。支路13的二极管D3导通，A点电压大于0，即可测出蓄电池的端电压值，单片机判断出蓄电池的电压等级后，插头8的C点输出电压要调整为正。此时的U3接收管和U4接收管截止，U5接收管常开，U2接收管处于PWM调节状态，对蓄电池进行充电电流控制。在蓄电池充电过程中，支路10的电感L2和电容C8的作用是滤波和稳压。

插头8与蓄电池的出线端相连接，蓄电池9放置位置与图1的相反，如图1所示支路14的二极管D4导通，B点的电压不为0，支路13的二极管D3截止，A点电压等于0，即可测出蓄电池的端电压值，单片机判断出蓄电池的电压等级后，插头8的D点输出电压要调整为正。此时的U2接收管和U5接收管截止，U4接收管常开，U3接收管处于PWM调节状态，对蓄电池进行充电电流控制。此时支路10的电感L2和电容C9的作用是滤波和稳压。

(五)充电器充电状态显示

支路7为充电器电源状态显示电路。表1为充电器处于不同伏值的充电状态时，充电指示灯控制端口对应电平的真值表。

所制作出的样机分别对24V、36V和48V蓄电池充电，能完成正负极识别、输出端正负极调整及充电等相关的功能。

表1 充电指示状态对应I/O控制端口电平真值表

序号	充电状态	PA7	PA6	PA5	PA4	PA3	PA2
								1	24V充电状态	1	0	1	1	1	1
2	24V充满状态	0	1	1	1	1	1
								3	36V充电状态	1	1	1	0	1	1
4	36V充满状态	1	1	0	1	1	1
								5	48V充电状态	1	1	1	1	1	0
6	48V充满状态	1	1	1	1	0	1

 

Claims (4)

1.电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器，包括蓄电池正负极识别电路、蓄电池电压数值检测电路、充电器输出电压大小调整电路和不同输出电压状态指示电路组成。

2.根据权利要求1所述的电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器，其特征在于蓄电池正负极识别电路和蓄电池电压检测电路由支路(13)和支路(14)组成，其中支路(13)由二极管(D3)、电阻(R14)、电阻(R15)组成，支路(14)由二极管(D4)、电阻(R16)、电阻(R17)组成。

3.根据权利要求1所述的电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器，其特征在于充电器输出电压大小调节由支路(4)、支路(6)、支路(10)、支路(11)和支路(12)组成，通过改变支路(4)的PWM0值和支路(6)的PWM1值达到充电器输出不同电压目的，支路(11)和支路(12)分别通过PA0和PA1的设置达到U4和U5常开或者常闭目的，支路(10)起到滤波和稳压作用。

4.根据权利要求1所述的电动自行车用24V、36V和48V共用不分正负极充电器，其特征在于不同输出电压状态指示由支路(2)组成，支路(2)中的双色二极管(E1)、双色二极管(E2)和双色二极管(E3)分别指示48V、36V和24V充电状态。

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