CN102938575B - 便携式通用野战电源保障系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式通用野战电源保障系统，具体地说是能在多种状态下均能对电池进行充电的电源保障系统。按照本发明提供的技术方案，所述便携式通用野战电源保障系统，包括用于与风力发电机输出电源和/或锂离子电池组作为外部输入电源连接的智能充电器，所述智能充电器将外部输入的电源通过多用充电线包或多用电池夹对电池进行充电。本发明采用了太阳能光伏电池蓄能、风力发电机电池蓄能、手摇发电机蓄能等方式为锂离子蓄电池组充电，利用锂离子蓄电池组作为蓄能装置并作为智能充电器的电源，解决了无电源条件下无法对电池充电的问题，结构紧凑，能够满足多种不同的外部电源对电池的充电，适应范围广，携带方便，安全可靠。

Description

便携式通用野战电源保障系统

技术领域

本发明涉及一种电源保障系统，尤其是一种便携式通用野战电源保障系统，具体地说是能在多种状态下均能对电池进行充电的电源保障系统。

背景技术

随着经济发展，人们的生活水平在不断的提高，使用电池的产品也是越来越多，而可充电电池因其能反复充电且电池容量大，充电时间短等优点受到越来越多人的青睐。便携式通用野战电源保障系统可在多种供电条件下，对镉镍、镍氢、锂离子、铅酸等类型的电池充电，如利用太阳能光伏电池、风力发电机电池和手摇发电机作为电源对电池进行充电。而现在市面上的可充电电池大部分需要使用与其配套的充电器进行充电，且大多数充电器都要依靠交流电源才能启动并对可充电电池进行充电，这造成了电池充电器种类繁多且在无电源情况下无法工作的现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种便携式通用野战电源保障系统，其结构紧凑，能够满足多种不同的外部电源对电池的充电，适应范围广，携带方便，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述便携式通用野战电源保障系统，包括用于与风力发电机输出电源和/或锂离子电池组作为外部输入电源连接的智能充电器，所述智能充电器将外部输入的电源通过多用充电线包或多用电池夹对电池进行充电。

所述锂离子电池组通过风力发电机、手摇发电机或太阳能光伏电池进行充电。

所述智能充电器包括

交流开关电源电路，与外部电源及保护电路相连，并将所述外部电源输入的交流电转换成所需的直流电，且通过检测输出电路对电池进行充电；

调制驱动功率变换电路，与交流开关电源电路、开关切换电路及控制电路相连，并能根据控制电路传输的脉冲调节驱动信号调节驱动交流开关电源电路输出所需的充电电流及充电电压；

检测输出电路，与开关切换电路、控制电路及交流开关电源电路相连，将充电电池的信息反馈到控制电路内；

保护电路，与交流开关电源电路及控制电路相连，根据控制电路输出的保护信号调节交流开关电源电路的输出状态；

显示电路，与控制电路相连，启动充电工作，并将充电电池的信息显示输出；

控制电路，根据检测输出电路检测反馈的相应充电电池状态，向调制驱动功率变换电路输出脉冲调节驱动信号，并通过显示电路显示充电电池的充电信息，且通过开关切换电路调节检测输出电路的工作状态，以使得检测输出电路工作的充电状态与控制电路内预设充电状态一致。

所述多用电池夹包括电池夹壳体；所述电池夹壳体的一端端部设有固定连接的连接器座，所述连接器座与电池夹壳体内的导电板电连接，所述导电板通过挡板安装于电池夹壳体内，且导电板通过挡板与电池夹壳体绝缘；电池夹壳体上设有电池夹滑块，所述电池夹滑块能在电池夹壳体上滑动；电池夹滑块邻近导电板的一侧设有导电柱，电池夹壳体上设有电池夹滑块锁止机构。

所述电池夹滑块锁止机构包括垫片及滚花锁止螺钉，电池夹滑块通过垫片及滚花锁止螺钉锁定在电池夹壳体上。

所述多用充电线包包括压板，所述压板上的一端设有固定连接的连接器座，压板上的另一端设有若干用于与充电电池端子相连的充电连接体，所述充电连接体包括正极连接头及与所述正极连接头相匹配设置的负极连接头，所述正极连接头及负极连接头均与连接器座电连接。

所述正极连接头及负极连接头内均包括鳄鱼夹顶针及若干所需孔径的线簧孔插针。

所述保护电路包括稳压器，所述稳压器的Vin端通过第三十电容接地，稳压器的GND端接地，稳压器的Vout端通过第三十一电容接地，所述第三十一电容的两端并联有第十七电容；稳压器的Vout端与交流开关电源电路及开关切换电路相连；稳压器的Vin端还与第七功率MOS管的漏极端相连，第七功率MOS管的源极端与交流开关电源电路相连，第七功率MOS管的源极端通过第一电阻与第七功率MOS管的栅极端相连，第七功率MOS管的栅极端通过第二十六电阻与控制电路的输出端相连。

所述交流开关电源电路包括用于与外部电源连接的第二接头，所述第二接头与电源转换模块相连，电源转换模块的Vo+端与肖特基二极管的阴极端相连，肖特基二极管的阳极端与第二接头相连，且肖特基二极管的阴极端与熔断器的一端相连，熔断器的另一端与变压器原边线圈的中心抽头及保护电路相连，熔断器的两端并联有第十五电容，所述第十五电容的两端并联有第十六电容；电源转换模块的Vo-端第十五三极管及第六十三极管的集电极端相连；所述第十五三极管的集电极端还与第二电阻的一端、第一功率MOS管的源极端、第六二极管的阴极端、第三电阻的一端、第四电阻的一端、第五电阻的一端及第二功率MOS管的源极端相连；第一功率MOS管的漏极端与变压器原边线圈的一端相连，第一功率MOS管的栅极端与第二电阻的另一端及第十五三极管的发射极端相连；第三电阻的另一端与第十五三极管及第十三三极管的基极端相连；第四电阻的另一端与第十六三极管及第十四三极管的基极端相连，第二功率MOS管的漏极端与变压器原边线圈的另一端相连；第二功率MOS管的栅极端与第五电阻的另一端及第十六三极管的发射极端及第十四三极管的发射极端相连；第十四三极管的集电极端与第十三三极管的集电极端相连，并与保护电路及开关切换电路相连；第十三三极管的发射极端与第十五三极管的发射极端相连，第十三三极管及第十五三极管的基极端与调制驱动功率变换电路的一输出端相连，第十四三极管及第十六三极管的基极端与调制驱动功率变换电路的另一输出端相连；第六二极管的阳极端通过第一电容与第一功率MOS管的漏极端相连，第六二极管的两端并联有第六电阻；第六二极管的阴极端与第七二极管的阴极端相连，第七二极管的阳极端通过第二电容与第二功率MOS管的漏极端相连，第七二极管的两端并联有第七电阻；变压器的副边线圈与检测输出电路相连。

本发明的优点：采用了太阳能光伏电池蓄能、风力发电机电池蓄能、手摇发电机蓄能等方式为锂离子蓄电池组充电，利用锂离子蓄电池组作为蓄能装置并作为智能充电器的电源，解决了无电源条件下无法对电池充电的问题，结构紧凑，能够满足多种不同的外部电源对电池的充电，适应范围广，携带方便，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明智能充电器中控制电路及显示电路的电路原理图。

图3为本发明智能充电器中交流开关电源电路、检测输出电路、保护电路、开关切换电路及调制驱动功率变换电路的电路原理图。

图4为本发明多用充电线包的结构示意图。

图5为本发明多用充电线包中连接器座与压板间的连接示意图。

图6为本发明多用电池夹中电池夹壳体与连接器座配合的结构示意图。

图7为本发明中多用电池夹的结构示意图。

附图标记说明：1-风力发电机、2-手摇发电机、3-交/直流输入电缆、4-智能充电器、5-充电输出电缆、6-多用充电线包、7-多用电池夹、8-太阳能光伏电池板、9-锂离子电池组、10-控制电路、11-显示电路、12-交流开关电源电路、13-检测输出电路、14-保护电路、15-开关切换电路、16-调制驱动功率变换电路、21-接线盒、22-帆布包、23-鳄鱼夹顶针、24-线簧孔插针、25-尼龙搭扣、26-压板、27-连接器座、28-正极连接头、29-负极连接头、30-螺钉、31-电池夹壳体、32-电池夹上盖板、33-电池夹滑块、34-导电柱套、35-导电柱、36-电池夹弹簧、37-导向块、38-垫片、39-滚花锁止螺钉、40-导电板、41-挡板、42-电池放置标记、43-连接器座、44-电池夹端盖板、45-紧固螺钉及46-导向槽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能够在多种情况下均能对电池进行有效充电，确保对电源的保障，本发明包括用于与风力发电机1输出电源和/或锂离子电池组9作为外部输入电源连接的智能充电器4，所述智能充电器4将外部输入的电源通过多用充电线包6或多用电池夹7对电池进行充电。

其中，所述锂离子电池组9通过风力发电机1、手摇发电机2或太阳能光伏电池8进行充电。智能充电器4能够将风力发电机1输出的交/直流电或锂离子电池组9输入的电源调整变换后通过多用充电线包6或多用电池夹7对各种所需的电池进行充电，智能充电器4通过交/直流输入电缆3与风力发电机1电连接，智能充电器4通过充电输出电缆5与多用充电线包6或多用电池夹7进行充电。本发明中，通过智能充电器4能够将多种外部电源作为充电的输入电源，通过多用充电线包6或多用电池夹7能够满足不同充电端子的充电电池进行充电，扩大了使用范围，安全可靠。

如图2和图3所示：为了能够实现对多种不同的外部电源作为充电电源，本发明智能充电器4包括

交流开关电源电路12，与外部电源及保护电路14相连，并将所述外部电源输入的交流电转换成所需的直流电，且通过检测输出电路13对电池进行充电；

调制驱动功率变换电路16，与交流开关电源电路12、开关切换电路15及控制电路10相连，并能根据控制电路10传输的脉冲调节驱动信号调节驱动交流开关电源电路12输出所需的充电电流及充电电压；

检测输出电路13，与开关切换电路15、控制电路10及交流开关电源电路12相连，将充电电池的信息反馈到控制电路10内；

保护电路14，与交流开关电源电路12及控制电路10相连，根据控制电路10输出的保护信号调节交流开关电源电路12的输出状态；

显示电路11，与控制电路10相连，启动充电工作，并将充电电池的信息显示输出；

控制电路10，根据检测输出电路13检测反馈的相应充电电池状态，向调制驱动功率变换电路16输出脉冲调节驱动信号，并通过显示电路11显示充电电池的充电信息，且通过开关切换电路15调节检测输出电路13的工作状态，以使得检测输出电路13工作的充电状态与控制电路10内预设充电状态一致。

具体地，所述交流开关电源电路12包括用于与外部电源连接的第二接头CH2，所述第二接头CH2与电源转换模块IC4相连，所述电源转换模块IC4的型号为TSAF-18-9A3，电源转换模块IC4的Vo+端与肖特基二极管D5的阴极端相连，肖特基二极管D5的阳极端与第二接头CH2相连，且肖特基二极管D5的阴极端与熔断器BX2的一端相连，熔断器BX2的另一端与变压器B2原边线圈的中心抽头及保护电路14相连，熔断器BX2的两端并联有第十五电容C15，所述第十五电容C15的两端并联有第十六电容C16；电源转换模块IC4的Vo-端第十五三极管V15及第六十三极管V16的集电极端相连；所述第十五三极管V15的集电极端还与第二电阻R2的一端、第一功率MOS管G1的源极端、第六二极管D6的阴极端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端及第二功率MOS管G2的源极端相连；第一功率MOS管G1的漏极端与变压器B2原边线圈的一端相连，第一功率MOS管G1的栅极端与第二电阻R2的另一端及第十五三极管V15的发射极端相连；第三电阻R3的另一端与第十五三极管V15及第十三三极管V13的基极端相连；第四电阻R4的另一端与第十六三极管V16及第十四三极管V14的基极端相连，第二功率MOS管G2的漏极端与变压器B2原边线圈的另一端相连；第二功率MOS管G2的栅极端与第五电阻R5的另一端及第十六三极管V16的发射极端及第十四三极管V14的发射极端相连；第十四三极管V14的集电极端与第十三三极管V13的集电极端相连，并与保护电路14及开关切换电路15相连；第十三三极管V13的发射极端与第十五三极管V15的发射极端相连，第十三三极管V13及第十五三极管V15的基极端与调制驱动功率变换电路16的一输出端相连，第十四三极管V14及第十六三极管V16的基极端与调制驱动功率变换电路16的另一输出端相连；第六二极管D6的阳极端通过第一电容C1与第一功率MOS管G1的漏极端相连，第六二极管D6的两端并联有第六电阻R6；第六二极管D6的阴极端与第七二极管D7的阴极端相连，第七二极管D7的阳极端通过第二电容C2与第二功率MOS管G2的漏极端相连，第七二极管D7的两端并联有第七电阻R7；变压器B2的副边线圈与检测输出电路13相连。

所述检测输出电路13包括与变压器B2副边线圈相连的第八二极管D8及第三十八二极管D38，所述第八二极管D8的阳极端端与变压器B2副边线圈的一端相连，第三十八二极管D38的阳极端与变压器B2副边线圈的另一端相连，第八二极管D8阴极端及第三十八二极管D38的阴极端与电感L2的一端相连，电感L2的另一端与第三电容C3的一端相连，所述第三电容C3的另一端通过第二十四电阻R24与变压器B2副边线圈的中心抽头相连，第三电容C3的两端并联有第四电容C4，第三电容C3与第十二四电阻R24相连的一端接地，并形成BACK-输出端。电感L2与第三电容C2相连的一端常开触点端点S1相连，并与第八功率MOS管G8的漏极端相连，第八功率MOS管G8的源极端通过第九电阻R9接地，第八功率MOS管G8的栅极端与FD1信号相连，第八功率MOS管G8的源极端与FDC信号相连；常开触点端点S2上连接有BACK1+输出端，所述常开触点端点S1及常开触点端点S2为继电器JK常开触点的两个端点。FD1信号是脉宽调制芯片IC1提供，所述FDC信号是放大器芯片IC2将FD1信号和检测信号的差值进行比较输出的信号。

常开触点端点S2通过第十八电容C18与BACK2+保护端相连，所述第十八电容C18的两端并联有第三十四电阻R34。BACK2+保护端与第一接头CH1的第一端相连。所述第一接头CH1为开关切换电路15内的接头，第一接头CH1的第二端形成AD1_IN_V端，所述AD1_IN_V为微处理芯片U3输出的信号，第一接头CH1的第二端与第三十九二极管D39的阴极端相连，第三十九二极管D39的阳极端接地；且第三十九二极管D39的阴极端通过第十二电阻R12与第三十六二极管D36的阳极端及第四十二极管D40的阳极端相连，第三十六二极管D36的阴极端与第十一三极管V11的基极端相连，第十一二极管V11的发射极端接地，第十一二极管V11的集电极端与继电器JK线圈的一端相连，继电器JK线圈的另一端调制驱动功率变换电路16相连。第十一三极管V11的集电极端还与第三十七二极管D37的阳极端相连，第三十七二极管D37的阴极端与继电器JK线圈的另一端相连。第四十二极管D40的阴极端与第四十一二极管D41的阳极端相连，第四十一二极管D41的阴极端与BACK1+输出端电连接。第一接头CH1的第三端与第第四十二二极管D42的阴极端相连，第四十二二极管D42的阳极端与FD1信号相连，同时，第一接头CH1的第三端还与P_S信号相连。第一接头CH1的第四端、第五端、第六端分别与PWM1信号、PWM2信号及KG信号相连。第一接头CH1的第七端及第八端与保护电路14相连，第一接头CH1的第九端及第十端接地。所述第一接头CH1与第四接头J4对应连接。

所述保护电路14包括稳压器U6，所述稳压器U6的型号为LM7812，所述稳压器U6的Vin端通过第三十电容C30接地，稳压器U6的GND端接地，稳压器U6的Vout端通过第三十一电容C31接地，所述第三十一电容C31的两端并联有第十七电容C17；稳压器U6的Vout端与交流开关电源电路12及开关切换电路15相连；稳压器U6的Vin端还与第七功率MOS管G7的漏极端相连，第七功率MOS管G7的源极端与交流开关电源电路12相连，第七功率MOS管G7的源极端通过第一电阻R1与第七功率MOS管G7的栅极端相连，第七功率MOS管G7的栅极端通过第二十六电阻R26与控制电路10的输出端相连，第二十六电阻R26与控制电路10输出的KG信号相连，通过第七功率MOS管G7对交流开关电源电路12的输出进行保护，所述KG信号为与微处理芯片U3输出的switch信号相关的信号。稳压器U6的Vout端与第一接头CH1的第七端及第八端相连，并与第十三三极管V13的集电极端及第十四三极管V14的集电极端相连。本发明实施例中，通过稳压器U6提供各个芯片电路工作的电源。

所述调制驱动功率变换电路16包括脉宽调制芯片IC1，所述脉宽调制芯片IC1的型号为SG3524，所述脉宽调制芯片IC1的第一端、第二端、第四端、第五端及第八端均接地，脉宽调制芯片IC1的第三端悬空，脉宽调制芯片IC1的第六端通过第二十三电阻R23接地，脉宽调制芯片IC1的第七端通过第十四电容C14接地。脉宽调制芯片IC1的第十六端与电源VCC1相连，所述电源VCC1为与稳压器U6输出相关的电源，且脉宽调制芯片IC1的第十六端通过第十五电阻R15与第十三极管V10的集电极端相连及通过第二十五电阻R25与第九三极管V9的集电极端相连。脉宽调制芯片IC1的第十五端通过第三十三电阻R33与脉宽调制芯片IC1的第十三端相连，并通过第三十二电阻R32与脉宽调制芯片IC1的第十二端相连，且脉宽调制芯片IC1与继电器JK线圈的另一端相连。脉宽调制芯片IC1的第十四端与第十三三极管V13的基极端及第十五三极管V15的基极端相连，脉宽调制芯片IC1的第十一端与第十四三极管V14的基极端及第十六三极管V16的基极端相连。脉宽调制芯片IC1的第十端与P_S信号相连，脉宽调制芯片IC1的第九端与第三十一电阻R31的一端相连，所述第三十一电阻R31的另一端与放大器芯片IC1的第一端相连，且第三十一电阻R31的另一端与第六十二电阻R62的一端相连。第六十二电阻R62的另一端与放大器芯片IC2的第二端相连，并与第十二电容C12的一端及第六十六电阻R66的一端相连，所述第十二电容C12的另一端及第六十六电阻R66的另一端均接地。放大器芯片IC2的第四端接地，放大器芯片IC2的第三端通过第六十五电阻R65接地，所述第六十电阻R65的两端并联有第三十二电容C32。第三十二电容C32与放大器芯片IC2的第三端相连的一端与第二十二电阻R22的一端及可变电阻R61的一端相连。

可变电阻R61的另一端与第三三极管V10的发射极端相连，并通过第十电容C10接地。第十三极管V10的发射极端通过第六十四电阻R64接地，第十三极管V10的基极端通过第六十三电阻R63与PWM1信号相连。第二十二电阻R22的另一端变压器B2副边线圈的中心抽头相连。第九三极管V9的基极端通过第十电阻R10与PWM2信号相连，第九三极管V9的发射极端通过第十一电阻R11接地，所述第十一电阻R11的两端并联有第九电容C9。第九三极管V9的发射极端还与可变电阻R55的一端相连，输送可变电阻R55的另一端放大器芯片IC2的第五端相连，所述放大器芯片IC2的第五端还连接VDD3信号，所述VDD3信号为脉宽调制芯片IC1输出。放大器芯片IC2的第五端通过第五电容C5与FDC信号相连，所述第五电容C5的两端并联有第六十电阻R60。第五电容C5与放大器芯片IC2第五端相连的一端通过第五十八电阻R58接地。放大器芯片IC2的第八端与脉宽调制芯片IC1的第十五端相连，所述放大器芯片IC2的型号LM358，放大器芯片IC2的第七端与第五十九电阻R59的一端及第五十三电阻R53的一端相连，所述第五十三电阻R53的另一端通过第五十七电阻R57接地，第五十三电阻R53的另一端还与FD1信号相连。第五十九电阻R59的另一端与放大器芯片IC2的第六端相连，并与第五十四电阻R54的一端相连，所述第五十四电阻R54的另一端与FDC信号相连，所述第五十四电阻R54的两端并联有第八电容C8。

如图2所示：所述控制电路10包括微处理芯片U3，所述微处理芯片U3的型号为P87LPC767，所述微处理芯片U3采用单片机。微处理芯片U3的第一端输出P_S信号，第二端输出PWM1信号，第三端输出PWM2信号，第四端连接KEY输入信号，第五端接地并通过第九电容C9与微处理芯片U3的第四端相连。微处理芯片U3的第六端通过第二十九电容C29接地，微处理芯片U3的第六端与晶振Y1的一端相连，所述晶振Y1的另一端与微处理芯片U3的第七端相连，微处理芯片U3的第七端通过第二十八电容C28接地。微处理芯片U3的第八端输出COK信号，微处理芯片U3的第九端输出BELL信号，微处理芯片U3的第十端输出SCL信号，微处理芯片U3的第十一端输出CCLK信号，微处理芯片U3的第十二端输出CDTA信号，微处理芯片U3的第十三端输出SDA信号。微处理芯片U3的第十四端与第十七电阻R17的一端相连，并与第三接头J3的第一端相连，第三接头J3的第一端为VCC端，第三接头J3的第二端为GND端，第三接头J3的第三端为SCL端，第三接头J3的第四端为SDA端，第十七电阻R17的另一端与微处理芯片U3的第十五端相连，微处理芯片U3的第十四端输出temp3信号，微处理芯片U3的第十六端通过第二十一电阻R21接地，微处理芯片U3的第十六端与第十七电阻R17的另一端相连；微处理芯片U3的第十六端即输出switch信号，将所述switch信号进行处理后能够得到KG信号。微处理芯片U3的第十七端与第二十四电容C24的一端及四选一选择器U5的Y端相连。微处理芯片U3的第十八端输出AD1_IN_V信号，微处理芯片U3的第十九端输出f_52_b信号，微处理芯片U3的第二十端输出f_52_a信号，微处理芯片U3通过信号f_52_a和信号f_52_b控制四选一选择器U5的输出。

微处理芯片U3的第十端还与第十六电阻R16的一端相连，第十六电阻R16的另一端分别与电源VCC、第五十五电阻R55的一端及第五十六电阻R56的一端相连，所述第五十五电阻R55的另一端与寄存器U4的第五端相连，第五十六电阻R56的另一端与寄存器U4的第六端相连，所述寄存器U4的型号为24C64，寄存器U4的第八端与电源VCC相连，寄存器U4的第一端、第二端、第三短、第四端及第七端均接地。

第二十四电容C24的另一端与四选一选择器U5，所述四选一选择器U5的型号为CD4052，四选一选择器U5的Y0端及INH端相连，通过第三是电阻R30与四选一选择器U5的Y3端及X3端相连，通过第二十九电阻R29与四选一选择器U5的Y2端及X2端相连，通过第二十八电阻R28与四选一选择器U5的Y1端及X1端相连，通过第二十七电阻R27与四选一选择器R27的Y0端及X0端相连，且第二十四电容C24的另一端通过第十一电容C11与四选一选择器U5的VCC端相连，四选一选择器U5的X端通过第三十七电阻R27输出信号AD2_O_V，四选一选择器U5的A端与信号f_52_a相连，四选一选择器U5的B端与信号f_52_b相连。

微处理芯片U3的第四端分别与第二按键K2、第三按键K3、第四按键K4、第五按键K5、第六按键K6、第七按键K7及第八按键K8的一端相连；第二按键K2的另一端通过第四十七电阻R47与第一驱动器芯片U1的QB端相连，第一驱动器芯片U1的型号为74HC595，第一驱动器芯片U1并与LED显示芯片LED1的第七端相连，所述LED显示芯片LED1的型号为SM42056，且LED显示芯片LED1的第七端与第三发光二极管D3的阳极端相连，所述第三发光二极管D3的阴极端与第六三极管V6的集电极端相连。第三按键K3的另一端通过第四十六电阻R46与第一驱动器芯片U1的QC端相连，并与LED显示芯片LED1的第四端相连，且与第四发光二极管D4的阳极端相连，第四二极管D4的阴极端与第六发光二极管V6的集电极端相连。第四按键K4的另一端通过第四十五电阻R45与第一驱动器芯片U1的QD端相连，并与LED显示芯片LED1的第二端相连，且与第五发光二极管D5的阳极端相连，第五发光二极管D5的阴极端与第六三极管V6对集电极端相连。第五按键K5的另一端通过第四十四电阻R44与第一驱动器芯片U1的QE端相连，并与LED显示芯片LED1的第一端相连，且与第六发光二极管D6的阳极端相连，第六发光二极管D6的阴极端与第六三极管V6的集电极端相连。第六按键K6的另一端通过第四十三电阻R43的另一端与第一驱动器芯片U1的QF端相连，并与LED显示芯片LED1的第十端相连，且与第七发光二极管D7的阳极端相连，第七发光二极管D7的阴极端与第六三极管V6的集电极端相连。第七按键K7的另一端通过第四十二电阻R42与第一驱动器芯片U1的QG端相连，并与LED显示芯片LED1的第五端相连，且与第八发光二极管D8的阳极端相连，第八发光二极管D8的阴极端与第六三极管V6的集电极端相连。第八按键K8的另一端通过第四十一电阻R41与第一驱动器芯片U1的QH端相连，并与LED显示芯片LED1的第三端相连，且与第九发光二极管D9的阳极端相连，第九发光二极管D9的阴极端与第六三极管V6的集电极端相连。

第六三极管V6的发射极端分别与第五三极管V5、第四三极管V4、第三三极管V3及第二三极管V2的发射极端相连，且第六三极管V6的发射极端接地。第五三极管V5的集电极端与LED显示芯片LED1的第六端相连，第四三极管V4的集电极端与LED显示芯片LED1的第八端相连，第三三极管V3的集电极端与LED显示芯片LED1的第九端相连，第二三极管V2的集电极端与LED显示芯片LED1的第十二端相连。第六三极管V6的基极端通过第四十九电阻R49与第二驱动器芯片U2的QE端相连，第二驱动器芯片U2的型号为74HC595，第五三极管V5的基极端通过第五十电阻R50与第二驱动器芯片U2的QD端相连，第四三极管V4的基极端通过第五十一电阻R51与第二驱动器芯片U2的QC端相连，第三二极管V3的基极端通过第十三电阻R13与第二驱动器芯片U2的QB端相连，第二三极管V2的基极端通过第十四电阻R14与第二驱动器芯片U2的QA端相连。第一驱动器芯片U1的QA端通过第四十八电阻R48与LED显示芯片LED1的第十一端相连，并与第二发光二极管D2的阳极端相连，第二发光二极管D2的阴极端与第六三极管V6的集电极端相连。

第二发光二极管D2的阳极端还与第八三极管V8的集电极端相连，第八三极管V8的发射极端通过第三十一电阻R31接地，第八三极管V8的基极端与第三十二极管D30的阳极端相连，第三十二极管D30的阴极端与第一按键K1的一端、第二十电阻R20的一端及第三十四电阻R34的一端相连，第一按键K1的另一端接地。第二十电阻R20的另一端与第十一二极管D11的阴极端相连，第三十四电阻R34的另一端与第十二三极管V12的集电极端相连。第十一二极管D11的阳极端与第七三极管V7的集电极端及第四接头J4的第六端相连。第七三极管V7的发射极端接地，第七三极管V7的集电极端通过第十八电阻R18连接switch信号。第十二三极管V12的发射极端接地，第十二三极管V12的基极端通过第六十八电阻R68接地，并通过第三十二电阻R32连接信号AD2_O_V。第四接头J4的第一端与信号AD2_O_V相连，第四接头J4的第二端与AD1_IN_V相连，第四接头J4的第三端接信号P_S，第四接头J4的第四端通过第六十七电阻R67与信号PWM1连接，第四接头J4的第五端通过第四十电阻R40与信号PWM2连接。第四接头J4的第八端及第七端均接12V电源，第四接头J4的第九端及第十端均接地。

第一驱动器芯片U1的QH1端与第二驱动器芯片U2的第十四端相连，第一驱动器芯片U1的第十三端与第二驱动器芯片U2的第十三端均接地，第一驱动器芯片U1的第十二端与第二驱动器芯片U2的第十二端均连接COK信号，第一驱动器芯片U1的第十一端与第二驱动器芯片U2的第十一端均与CCLK信号连接，第一驱动器芯片U1的第十端及第二驱动器芯片U2的第十端相互连接后与第八电容C8的一端相连，并与第二十五电容C25的一端相连，且与电源VCC相连。第八电容C8的另一端与第二驱动器芯片U2的第十四端相连。第一驱动器芯片U1第十端与第一驱动器芯片U1的第十三端间通过第七电容C7相连，第二驱动器芯片U2的第十端及第二驱动器芯片U2的第十三端通过第六电容C6相连，第一驱动器芯片U1的第十四端连接信号CDAT。

第二十五电容C25的另一端与第一二极管D1的阳极端、响铃B1的一端及第一三极管V1的集电极端相连，第一二极管D1的阴极端与响铃B1的另一端、第二十五电容C25的一端及第五十二电阻R52的一端相连，第五十二电阻R52的另一端与第五电容C5的一端及第三十五电阻R35的一端相连，第一三极管V1的发射极端接地，第一三极管V1的集电极端与第三十五电阻R35的另一端相连，第三十五电阻R35的另一端与第五电容C5的一端相连后，第五电容C5的另一端接地。

首先通过太阳能光伏电池8、风力发电机1、锂离子电池9或交流电给智能充电器4供电，当按下第一按键K1后，智能充电器4进入开机状态，在智能充电器4输出端接上充电电池后，按动第二按键K2~第八按键K8，给微处理器芯片U3信号，微处理芯片U3驱动第一驱动器芯片U1、第二驱动器芯片U2，使充电电池信息显示在LED显示芯片LED1上。选择好电池型号后，微处理芯片U3读取寄存器U4内数据，并且给四选一选择器U5、脉宽调制芯片IC1、放大器芯片IC2控制信号，四选一选择器U5和脉宽调制芯片IC1控制交流开关电源电路12输出充电电池所需要的电压和电流。

如图4和图5所示：为了能够实现对不同种类的电池组进行充电，本发明包括压板26，所述压板26上的一端设有固定连接的高精密连接器座27，压板26的另一端设有用于与充电电池端子相连的充电连接体，所述充电连接体包括用于与充电电池正极端相连的正极连接头28及用于与充电电池负极端相连的负极连接头29，正极连接头28与负极连接头29间匹配对应；所述正极连接头28及负极连接头29均与连接器座27电连接。本发明实施例中，正极连接头28及负极连接头29均包括若干鳄鱼夹顶针23及若干所需孔径的线簧孔插针24，通过鳄鱼夹顶针23及线簧孔插针24能够实现对不同充电电池端子的充电连接。

本发明实施例中，连接器座27通过螺钉30固定在压板26上，且连接器座27通过尼龙搭扣25进行定位。同时，压板26上还设有帆布包22，连接器座27及正极连接头28与负极连接头29均位于帆布包22内，通过帆布包22能避免连接器座27、正极连接头28及负极连接头29直接裸露。连接器座27与帆布包22配合，在压板26的端部形成接线盒21；当需要对充电电池充电时，选择正极连接头28内的鳄鱼夹顶针23或所需孔径的线簧孔插针24与充电电池的端子电连接，并选择负极连接头29内的连接形式与正极连接头28相一致。当对正极连接头28及负极连接头29的连接形式选定后与连接器座27电连接，再通过连接器座27与外部电源的连接，以实现对充电电池的充电或维护。正极连接头28与负极连接头29在帆布包22内间隔分离，避免连接缠绕。

本发明正极连接头28、负极连接头29内包括鳄鱼夹顶针23或若干所需孔径的线簧孔插针24，可以方便的连接各类带有引出端子的电池组；在压板26上设置连接器座27，通过高精密连接器座27与外部电源的连接，提高连接的可靠性，结构紧凑，使用方便，适应范围广。

如图6和图7所示：为了能够实现对不同规格的电池进行充电，本发明包括电池夹壳体31，在所述电池夹壳体31的一端端部设有固定连接的连接器座43，所述连接器座43与电池夹壳体31内的导电板40电连接，所述导电板40通过挡板41安装于电池夹壳体31内，且导电板40通过挡板41与电池夹壳体31绝缘；电池夹壳体31上设有电池夹滑块33，所述电池夹滑块33能在电池夹壳体31上滑动；电池夹滑块33邻近导电板40的一侧设有导电柱35，电池夹壳体31上设有电池夹滑块锁止机构。本发明实施例中，根据电池的规格不同，将电池夹滑块33在电池夹壳体31上滑动，直至导电柱35与导电板40间的距离与电池的规格相匹配，然后通过电池夹滑块锁止机构将电池夹滑块33锁定在电池夹壳体31上，确保对电池夹壳体31内的电池固定。

具体地，在电池夹壳体31内设置用于安装充电电池的安装槽，在电池夹壳体31的侧边上设置导向槽46，所述导向槽46在电池夹壳体31上呈纵向分布。电池夹滑块33上设有导向块37，所述导向块37通过紧固螺钉45与电池夹滑块33固定，导向块37与导向槽46的大小及形状相匹配，导向块37能在导向槽46内滑动，从而电池夹滑块33能通过导向块37在导向槽46内的滑动来实现电池夹滑块33在电池夹壳体31上的滑动。导电柱35通过导电柱套34与电池夹滑块33相连，电池夹滑块33内设有电池夹弹簧36，导电柱35的一端通过螺纹与导电柱套34连接后伸入电池夹滑块33内，并与电池夹弹簧36相接触配合。

电池夹滑块锁止机构包括垫片38及滚花锁止螺钉39，滚花锁止螺钉39位于电池夹壳体31的一侧，滚花锁止螺钉39穿过垫片38及电池夹壳体31后与电池夹滑块33相接触。当电池夹滑块33在电池夹壳体31上滑动到位后，通过拧动滚花锁止螺钉39，使得滚花锁止螺钉39压紧垫片38后与电池夹滑块33紧密接触，以防止电池夹滑块33在电池夹壳体31上产生相对滑动。

连接器座43通过电池夹端盖板44安装于电池夹壳体31的端部，电池夹端盖板44与电池夹壳体31固定连接。电池夹壳体31设置连接器座43的端部还设有电池夹上盖板32，所述电池夹上盖板32与电池夹壳体31固定连接，通过电池夹上盖板32能够遮挡连接器座43与导电板40之间的连接线，避免连接线直接裸露，提高对电池充电的安全性。挡板41由塑料制成，导电板40通过挡板41能与整个电池夹壳体31绝缘。电池夹壳体31的安装槽内设有电池放置标记42，利用电池放置标记42能够指示电池在充电时正极端、负极端的放置位置，本发明实施例中，当充电电池放置在安装槽内后，充电电池的正极端与导电板40电连接，充电电池的负极端与导电柱35电连接。

如图1和图2所示：使用时，根据规格圆柱形充电电池的规格，移动电池夹滑块33，以使得导电柱35与导电板40间的距离与圆柱形充电电池的规格相匹配对应。电池夹滑块33移动到位后，利用滚花锁止螺钉39将电池夹滑块33锁定在电池夹壳体31的相应位置上，以使得圆柱形电池放置在电池夹壳体31的安装槽内后，电池的正极与导电板40紧密接触，电池的负极与导电柱35紧密接触。工作时，通过连接器座43与外部电源相连，以对圆柱形充电电池进行充电，直至将圆柱形充电电池的电路充满为止。

本发明电池夹壳体31上设置电池夹滑块33，电池夹滑块33能在电池夹壳体31上移动，以满足装夹各种规格的电池及电池组；连接器座43与导电板40电连接，结构紧凑，使用方便，适应范围广，连接可靠。

本发明采用了太阳能光伏电池蓄能、风力发电机电池蓄能、手摇发电机蓄能等方式为锂离子蓄电池组9充电，利用锂离子蓄电池组9作为蓄能装置并作为智能充电器4的电源，解决了无电源条件下无法对电池充电的问题。采用的调制驱动电路、单片机控制技术，使被充电池的电压和容量达到以下范围：镉镍电池为1.2V~26.4V和0.1Ah~15Ah；镍氢电池为1.2V~26.4V和0.55Ah~18Ah；锂离子电池为3.6V~28.8V和0.8Ah~14Ah；铅酸电池为6V~48V和14Ah~18Ah。

本发明能实现对充电电池的恒流充放电，恒流放电状态：在检测输出电路13对电压检测后，运行放电模式，控制电路10根据检测输出电路13电压检测的数值与执行的数值进行比较输出脉冲调制信号，再通过调制驱动功率变换电路16加大或者减小脉冲宽度，实现对电池的恒流放电；当检测输出电路13的电压检测数据与执行数据相同时，控制电路10使得恒流放电状态停止。

恒流充电状态：当检测输出电路13检测到电池电压低于标称电压时，控制电路10控制调制驱动功率变换电路16调整脉冲宽度，则实现对电池的恒流充电。当检测输出电路23检测的电压与执行电压相同时，控制电路10使得恒流放电状态停止。

Claims (6)

1.一种便携式通用野战电源保障系统，其特征是：包括用于与风力发电机（1）输出电源和/或锂离子电池组（9）作为外部输入电源连接的智能充电器（4），所述智能充电器（4）将外部输入的电源通过多用充电线包（6）或多用电池夹（7）对电池进行充电；

所述智能充电器（4）包括：

交流开关电源电路（12），与外部电源及保护电路（14）相连，并将所述外部电源输入的交流电转换成所需的直流电，且通过检测输出电路（13）对电池进行充电；

调制驱动功率变换电路（16），与交流开关电源电路（12）、开关切换电路（15）及控制电路（10）相连，并能根据控制电路（10）传输的脉冲调节驱动信号调节驱动交流开关电源电路（12）输出所需的充电电流及充电电压；

检测输出电路（13），与开关切换电路（15）、控制电路（10）及交流开关电源电路（12）相连，将充电电池的信息反馈到控制电路（10）内；

保护电路（14），与交流开关电源电路（12）及控制电路（10）相连，根据控制电路（10）输出的保护信号调节交流开关电源电路（12）的输出状态；

显示电路（11），与控制电路（10）相连，启动充电工作，并将充电电池的信息显示输出；

控制电路（10），根据检测输出电路（13）检测反馈的相应充电电池状态，向调制驱动功率变换电路（16）输出脉冲调节驱动信号，并通过显示电路（11）显示充电电池的充电信息，且通过开关切换电路（15）调节检测输出电路（13）的工作状态，以使得检测输出电路（13）工作的充电状态与控制电路（10）内预设充电状态一致；

所述保护电路（14）包括稳压器（U6），所述稳压器（U6）的Vin端通过第三十电容（C30）接地，稳压器（U6）的GND端接地，稳压器（U6）的Vout端通过第三十一电容（C31）接地，所述第三十一电容（C31）的两端并联有第十七电容（C17）；稳压器（U6）的Vout端与交流开关电源电路（12）及开关切换电路（15）相连；稳压器（U6）的Vin端还与第七功率MOS管（G7）的漏极端相连，第七功率MOS管（G7）的源极端与交流开关电源电路（12）相连，第七功率MOS管（G7）的源极端通过第一电阻（R1）与第七功率MOS管（G7）的栅极端相连，第七功率MOS管（G7）的栅极端通过第二十六电阻（R26）与控制电路（10）的输出端相连；

所述交流开关电源电路（12）包括用于与外部电源连接的第二接头（CH2），所述第二接头（CH2）与电源转换模块（IC4）相连，电源转换模块（IC4）的Vo+端与肖特基二极管（D5）的阴极端相连，肖特基二极管（D5）的阳极端与第二接头（CH2）相连，且肖特基二极管（D5）的阴极端与熔断器（BX2）的一端相连，熔断器（BX2）的另一端与变压器（B2）原边线圈的中心抽头及保护电路（14）相连，熔断器（BX2）的两端并联有第十五电容（C15），所述第十五电容（C15）的两端并联有第十六电容（C16）；电源转换模块（IC4）的Vo-端第十五三极管（V15）及第六十三极管（V16）的集电极端相连；所述第十五三极管（V15）的集电极端还与第二电阻（R2）的一端、第一功率MOS管（G1）的源极端、第六二极管（D6）的阴极端、第三电阻（R3）的一端、第四电阻（R4）的一端、第五电阻（R5）的一端及第二功率MOS管（G2）的源极端相连；第一功率MOS管（G1）的漏极端与变压器（B2）原边线圈的一端相连，第一功率MOS管（G1）的栅极端与第二电阻（R2）的另一端及第十五三极管（V15）的发射极端相连；第三电阻（R3）的另一端与第十五三极管（V15）及第十三三极管（V13）的基极端相连；第四电阻（R4）的另一端与第十六三极管（V16）及第十四三极管（V14）的基极端相连，第二功率MOS管（G2）的漏极端与变压器（B2）原边线圈的另一端相连；第二功率MOS管（G2）的栅极端与第五电阻（R5）的另一端及第十六三极管（V16）的发射极端及第十四三极管（V14）的发射极端相连；第十四三极管（V14）的集电极端与第十三三极管（V13）的集电极端相连，并与保护电路（14）及开关切换电路（15）相连；第十三三极管（V13）的发射极端与第十五三极管（V15）的发射极端相连，第十三三极管（V13）及第十五三极管（V15）的基极端与调制驱动功率变换电路（16）的一输出端相连，第十四三极管（V14）及第十六三极管（V16）的基极端与调制驱动功率变换电路（16）的另一输出端相连；第六二极管（D6）的阳极端通过第一电容（C1）与第一功率MOS管（G1）的漏极端相连，第六二极管（D6）的两端并联有第六电阻（R6）；第六二极管（D6）的阴极端与第七二极管（D7）的阴极端相连，第七二极管（D7）的阳极端通过第二电容（C2）与第二功率MOS管（G2）的漏极端相连，第七二极管（D7）的两端并联有第七电阻（R7）；变压器（B2）的副边线圈与检测输出电路（13）相连。

2.根据权利要求1所述的便携式通用野战电源保障系统，其特征是：所述锂离子电池组（9）通过风力发电机（1）、手摇发电机（2）或太阳能光伏电池（8）进行充电。

3.根据权利要求1所述的便携式通用野战电源保障系统，其特征是：所述多用电池夹（7）包括电池夹壳体（31）；所述电池夹壳体（31）的一端端部设有固定连接的连接器座（43），所述连接器座（43）与电池夹壳体（31）内的导电板（40）电连接，所述导电板（40）通过挡板（41）安装于电池夹壳体（31）内，且导电板（40）通过挡板（41）与电池夹壳体（31）绝缘；电池夹壳体（31）上设有电池夹滑块（33），所述电池夹滑块（33）能在电池夹壳体（31）上滑动；电池夹滑块（33）邻近导电板（40）的一侧设有导电柱（35），电池夹壳体（31）上设有电池夹滑块锁止机构。

4.根据权利要求3所述的便携式通用野战电源保障系统，其特征是：所述电池夹滑块锁止机构包括垫片（38）及滚花锁止螺钉（39），电池夹滑块（33）通过垫片（32）及滚花锁止螺钉（39）锁定在电池夹壳体（31）上。

5.根据权利要求1所述的便携式通用野战电源保障系统，其特征是：所述多用充电线包（6）包括压板（26），所述压板（26）上的一端设有固定连接的连接器座（27），压板（26）上的另一端设有若干用于与充电电池端子相连的充电连接体，所述充电连接体包括正极连接头（28）及与所述正极连接头（28）相匹配设置的负极连接头（29），所述正极连接头（28）及负极连接头（29）均与连接器座（27）电连接。

6.根据权利要求5所述的便携式通用野战电源保障系统，其特征是：所述正极连接头（28）及负极连接头（29）内均包括鳄鱼夹顶针（23）及若干所需孔径的线簧孔插针（24）。