CN103441544A - 智能充电器的多电压输出控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能充电器的多电压输出控制电路，其包括：单片机，用于根据电池的型号或智能充电器的环境温度产生一PWM信号；积分电路，用于将PWM信号转换成第一电压信号；基准电压产生电路，用于将第一电压信号转换成第二电压信号；以及电压输出模块，用于根据第二电压信号输出电池充电电压。本发明通过单片机改变PWM信号的占空比，来改变基准电压产生电路所输出的电压信号，从而改变智能充电器输出的电池充电电压，达到节约单片机I/O口资源的目的。

Description

智能充电器的多电压输出控制电路

技术领域

本发明涉及智能充电器的多电压输出控制电路。

背景技术

目前，现有的大部分智能充电器大都采用单片机（Micro ControlUnit，MCU）进行充电管理及控制。有的智能充电器又要求适合多种电池，或者，同一种电池在不同温度段的充电限制电压又不同。为了适应这种需求，大部分智能充电器设定分压电阻来切换多种参考电压基准，才能满足要求。

如图1所示，为目前的智能充电器的多电压输出控制电路，其包括用于根据电池的型号或智能充电器的环境温度选择其中一个I/O口输出一电压信号的单片机、与单片机的I/O口连接的电压输出电路10、与电压输出电路10连接的基准电压产生电路20、与基准电压产生电路20连接的电压输出模块30。但是，由于电阻器的误差，往往精度达不到要求，又占用了大量的单片机的I/O口资源。如图1是三种电压输出电路，需要电阻R1、电阻R2和电阻R3三个电阻，如果需要10种电压输出，那么就需要10个电阻，占用10个单片机的I/O口资源，例如：（1）当I/O1是低电平，I/O2和I/O3高阻状态时，是第一种电压输出；（2）当I/O2是低电平，I/O1和I/O3高阻状态时，是第二种电压输出；（3）当I/O3是低电平，I/O1和I/O2高阻状态时，是第三种电压输出。在这种情况下，使用这种方式实现多路输出就很不现实了。

发明内容

本发明的目的在于提出一种智能充电器的多电压输出控制电路，其能解决占用单片机I/O口资源的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

智能充电器的多电压输出控制电路，其包括：

一单片机，用于根据电池的型号或智能充电器的环境温度产生一PWM信号；

一积分电路，用于将PWM信号转换成第一电压信号；

一基准电压产生电路，用于将第一电压信号转换成第二电压信号；

一电压输出模块，用于根据第二电压信号输出电池充电电压。

优选的，所述积分电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和运算放大器U1A；电阻R2的一端接入所述PWM信号，电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器U1A的同相端连接，电阻R2的另一端通过电容C1接地，电阻R1的另一端通过电容C2接地，运算放大器U1A的反相端与其输出端连接，运算放大器U1A的输出端与基准电压产生电路连接。

进一步优选的，所述基准电压产生电路包括电阻R3、电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端与一供电电源连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电容R5的另一端接地，电阻R3的一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R3的另一端与电阻R4的另一端连接，且电阻R3的另一端与电压输出模块的输入端连接。

所述供电电源的电压为单片机的工作电压。

所述单片机的型号为C2162PX2。

本发明具有如下有益效果：

通过单片机改变PWM信号（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制信号）的占空比，来改变基准电压产生电路所输出的电压信号，从而改变智能充电器输出的电池充电电压，达到节约单片机I/O口资源的目的。

附图说明

图1为现有技术的智能充电器的多电压输出控制电路的结构示意图；

图2为本发明较佳实施例的智能充电器的多电压输出控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。

如图2所示，一种智能充电器的多电压输出控制电路，其包括：

一单片机，用于根据电池的型号或智能充电器的环境温度产生一PWM信号；

一积分电路40，用于将PWM信号转换成第一电压信号；

一基准电压产生电路50，用于将第一电压信号转换成第二电压信号；

一电压输出模块30，用于根据第二电压信号输出电池充电电压。

具体的，所述积分电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和运算放大器U1A；电阻R2的一端接入所述PWM信号，电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器U1A的同相端连接，电阻R2的另一端通过电容C1接地，电阻R1的另一端通过电容C2接地，运算放大器U1A的反相端与其输出端连接。

所述基准电压产生电路包括电阻R3、电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端与一供电电源连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电容R5的另一端接地，电阻R3的一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R3的另一端与电阻R4的另一端连接，且电阻R3的另一端与电压输出模块的输入端连接。所述供电电源的电压为单片机的工作电压，即+5V电压。本实施例的单片机的型号为C2162PX2。

本实施例利用单片机产生一个脉PWM信号，PWM信号经过积分电路40转换成一个稳定的电压信号（第一电压信号），积分电路40输出的第一电压信号的幅度可以通过单片机改变PWM信号的占空比来调节，是一个程控电压信号。第一电压信号、+5V电压源、电阻R4、电阻R5和电阻R3混合成第二电压信号。这样就可以通过单片机改变PWM信号的占空比，来改变基准电压产生电路所输出的电压信号，从而改变智能充电器输出的电池充电电压。

本实施例的实现原理如下：

如果采用的单片机的PWM的分辨率是8bit，那么PWM的占空比就有256种变化，第一电压信号也就有256个电压，因此输出电压也就会有256种变化，而不需要另外添加任何元器件。

在智能充电器启动后，单片机检测电池的型号或智能充电器的环境温度，区分出需要充电的电压，单片机便确定了那种占空比的PWM。

$\mathrm{VREF}1=\frac{5V*\frac{\mathrm{Ton}}{T}}{R1*R2*C1*C2}$

5V：MCU的工作电压

Ton：PWM的高电平时间

T：PWM方波的周期

就是PWM的占空比；

VREF1是第一电压信号。

$\mathrm{VREF}=(\frac{\mathrm{VREF}1}{R3+R5}+\frac{5V}{R4+R5})R5.$

VREF（第二电压信号）随着VREF1的变化而变化，电压输出模块30所输出的电池充电电压随着VREF的变化而变化，这样智能充电器的输出的电池充电电压也就随着PWM的占空比的变化而变化。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.智能充电器的多电压输出控制电路，其特征在于，包括：

一单片机，用于根据电池的型号或智能充电器的环境温度产生一PWM信号；

一积分电路，用于将PWM信号转换成第一电压信号；

一基准电压产生电路，用于将第一电压信号转换成第二电压信号；

一电压输出模块，用于根据第二电压信号输出电池充电电压。

2.如权利要求1所述的智能充电器的多电压输出控制电路，其特征在于，所述积分电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和运算放大器U1A；电阻R2的一端接入所述PWM信号，电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器U1A的同相端连接，电阻R2的另一端通过电容C1接地，电阻R1的另一端通过电容C2接地，运算放大器U1A的反相端与其输出端连接，运算放大器U1A的输出端与基准电压产生电路连接。

3.如权利要求2所述的智能充电器的多电压输出控制电路，其特征在于，所述基准电压产生电路包括电阻R3、电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端与一供电电源连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电容R5的另一端接地，电阻R3的一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R3的另一端与电阻R4的另一端连接，且电阻R3的另一端与电压输出模块的输入端连接。

4.如权利要求3所述的智能充电器的多电压输出控制电路，其特征在于，所述供电电源的电压为单片机的工作电压。

5.如权利要求1所述的智能充电器的多电压输出控制电路，其特征在于，所述单片机的型号为C2162PX2。

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