CN103501038A

CN103501038A - 可编程电池充电仪

Info

Publication number: CN103501038A
Application number: CN201310467684.1A
Authority: CN
Inventors: 李健; 薛兰柱; 韩卫东; 位军; 刘涛; 李中彬; 张可鹏; 石晓原; 白兆虎
Original assignee: JINAN MILITARY REGION 72465 TROOPS CHINESE PEOPLE'S LIBERATION ARMY
Current assignee: JINAN MILITARY REGION 72465 TROOPS CHINESE PEOPLE'S LIBERATION ARMY
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: CN103501038B

Abstract

本发明提供一种可编程电池充电仪，其移相触发模块将输入的220V交流电压转换为交变电压，并将交变电压提供给大功率变压模块，大功率变压模块将移相触发模块输出的该交变电压转换为可供蓄电池充电的交流电压，整流滤波器将该大功率变压模块输出的该交流电压整流滤波，变为可供该蓄电池充电的直流电压，斩波开关在控制器的控制下，将该整流滤波器输出的该直流电压传送给该蓄电池进行充电。该可编程电池充电仪具有体积小、转换效率高、设计容量大、可靠性高、寿命长等特点，具有短路保护、反接保护、温度保护、低压保护等功能，并可对蓄电池进行充电、放电、修复和维护。

Description

可编程电池充电仪

技术领域

本发明涉及充电装置，特别是涉及到一种可编程电池充电仪。

背景技术

随着国内及军内机动车辆的增加及军区供电保障需求，蓄电池的使用越来越多，然而蓄电池在这些领域里，特别是牵引用途中成为了最薄弱的环节。因此蓄电池的充电问题一直是人们关注的焦点，正确、良好的充电方法可以确保电池的使用寿命。电池的充电方法多种多样，不同的充电方法对充电器的线路有不同的要求，也会影响充电机的生产成本。

蓄电池的充电时间和充电电流的关系为：用电池容量除以充电电流可以得到充电时间，考虑充电过程的各种损耗，将得到的充电时间再乘以1.2的系数。在很多情况下，用户需要对电池进行快速、有效、安全的充电，快速充电就需用较大电流充电。铅酸蓄电池在大电流充电过程中会出现极化效应，使电池发热，而且当采用大电流充电方式将电池充满后，如果控制不及时，电池温升会很高，严重时可导致电池烧毁和爆炸。

国内现有的快速充电机采用简单的定时充电方式，这类充电机对电池针对性强，充电效果不能令人满意。后来采用专用的充电控制集成电路，以高频脉动电流给电池以解决极化效应，可根据不同电池的特性检测不同的参数来准确判断电池是否充满，并提供温度保护措施和初始充电前的放电等等附加功能，但这种充电机的结构复杂，成本价格较高。为此我们发明了一种新的可编程电池充电仪，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以保证每次蓄电池都可靠地从预充电状态转入恒流充电状态，再转入恒压充电状态，最后到脉冲维护状态的可编程电池充电仪。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：可编程电池充电仪，该可编程电池充电仪包括移相触发模块、大功率变压模块、整流滤波器、斩波开关和控制器，该移相触发模块将输入的220V交流电压转换为交变电压，并将该交变电压提供给该大功率变压模块，该大功率变压模块连接于该移相触发模块，并将该移相触发模块输出的该交变电压转换为可供蓄电池充电的交流电压，该整流滤波器连接于该大功率变压模块，并将该大功率变压模块输出的该交流电压整流滤波，变为可供该蓄电池充电的直流电压，该斩波开关连接于该整流滤波器、该控制器和该蓄电池，该斩波开关在该控制器的控制下，将该整流滤波器输出的该直流电压传送给该蓄电池进行充电。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该可编程电池充电仪还包括显示器，该显示器连接于该控制器，并在该控制器的控制下，显示该蓄电池的充电电压、电流、容量、温度、充电状态。

该显示器包括单片机STC90C54RD+及单片机STC90C54RD+外围电路和多个数码管、发光管，该多个数码管和发光管在该单片机STC90C54RD+的控制下，进行温度指示，容量检测指示，标准模式指示，充电模式指示，标压指示，恒压模式指示，电压显示指示，容量显示指示，电压显示指示，电流显示指示，专家模式指示，放电模式指示，恒流模式指示，电流显示指示和时间指示。

该单片机STC90C54RD+外围电路包括单片机复位电路，单片机起振电路和数码管控制芯片TM1629，该数码控制芯片为带键盘扫描接口的LED驱动控制专用电路，内部集成有MCU数字接口、数据锁存器、LED高压驱动、键盘扫描电路。

该可编程电池充电仪还包括辅助电源，该辅助电源连接于该移相触发模块，该显示器，该斩波开关和该控制器，并将输入的220V交流电压转换为5V直流电压提供给该移相触发模块，该显示器，该斩波开关和该控制器，将输入的220V交流电压转换为双15V给该斩波开关。

该辅助电源包括第一整流桥，第二整流桥，第三整流桥，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第一发光管，第二发光管，第三发光管，第一三端稳压器，第二三端稳压器和第三三端稳压器，该第一三端稳压器的输入端连接于该第一整流桥的输出端，以进行稳压，该第一三端稳压器的输出端连接于该第二电阻的一端，该第二电阻的另一端连接于该第一发光管的输入端，以进行限流，该第一发光管的输出端接地，以指示电压；

该第二三端稳压器的输入端连接于该第二整流桥的输出端，以进行稳压，该第二三端稳压器的输出端连接于该第三电阻的一端，该第三电阻的另一端连接于该第二发光管的输入端，以进行限流，该第二发光管的输出端接地，以指示电压；

该第三三端稳压器的输入端连接于该第三整流桥的输出端，以进行稳压，该第三三端稳压器的输出端连接于该第四电阻的一端，该第四电阻的另一端连接于该第三发光管的输入端，以进行限流，该第三发光管的输出端接地，以指示电压；

该第一整流桥将该220V交流电压转换为该5V直流电压，第二整流桥和第三整流桥将该220V交流电压转换为该双15V电压，该第二电阻的阻值为5.1K，该第三电阻和该第四电阻的阻值为10K。

该移相触发模块包括芯片LT1451，第一电阻和芯片DTYH220D35，该第一电阻连接在该芯片LT1451的一输出引脚与该芯片DTYH220D35的一输入引脚之间，该芯片LT1451连接于该控制器，并在该控制器的控制下输出0-5V之间变化的直流电压，以使该芯片DTYH220D35的输出电压由交流0-260V之间变化。

该大功率变压模块包括第一三极管，第二三极管，第一光耦，第二光耦，第一继电器，第二继电器和大功率变压器，该第一三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第一光耦的输入端，该第一光耦的输出端耦接于该第一继电器的输入端，该第一继电器的输出端耦接于该大功率变压器的输入端，该第二三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第二光耦的输入端，该第二光耦的输出端耦接于该第二继电器的输入端，该第一继电器的输出端耦接于该大功率变压器。

该整流滤波器包括第四整流桥，第一电容和高频二极管，该第四整流桥将该交流电压整流，该第一电容连接在该整流桥的输入端与输出端之间，以进行滤波和储能，该高频二极管连接于该第四整流桥的输出端，以防止该蓄电池电压回流到该第一电容。

该斩波开关包括第三三极管，第四三极管，第五三极管，第六三极管，第七三极管，第三光耦，第一IGBT管和第二IGBT管，该第三三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第四三极管的基极，该第四三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第五三极管的基极，该第五三极管的发射极连接于+15V电源，集电极耦接于该第二IGBT管的栅极，该第二IGBT管的源极耦接于地，该第六三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第三光耦的输入端，该第三光耦的输出端耦接于该第七三极管的基极，该第七三极管的发射极耦接于电源VDD，集电极耦接于该第一IGBT管的栅极，该第一IGBT管的漏极耦接于电源VCC，源极耦接于该第二IGBT管的漏极。

该控制器包括单片机及其外围电路和信号采集电路。

该单片机及其外围电路包括芯片STC89C52RD+、复位电路和时钟电路，该复位电路使该单片机初始化，该时钟电路提供单片机的工作时钟，该芯片STC89C52RD+是一种带8K字节闪烁可编程只读存储器的低电压、高性能COMOS8的微处理器。

该信号采集电路包括了电流采集部分和电压采集部分，该电流采集部分包括运算放大器LM324，以从该斩波开关采集电流，该电压采集部分采集蓄电池电压样、系统电压样和充电电压样。

本发明中的可编程电池充电仪，遵循马斯式充电理论，采用PWM脉冲方式充放电，具有体积小、转换效率高、设计容量大、可靠性高、寿命长等特点，具有短路保护、反接保护、温度保护、低压保护等功能，能保证每次蓄电池都可靠地从预充电状态转入恒流充电状态，再转入恒压充电状态，最后到脉冲维护状态。杜绝环境温度过高时引起的蓄电池热失控现象，不仅将失水、极板硫化这两个普通充电器普遍存在的问题对蓄电池的损害降到最低值，而且还通过PWM脉冲充放电对极板硫化的蓄电池进行修复。

附图说明

图1为蓄电池的充电电流时间曲线；

图2为本发明的可编程电池充电仪的一具体实施例的结构图；

图3为图2中的移相触发模块的一具体实施例的电路图；

图4为图2中的大功率变压模块的一具体实施例的电路图；

图5为图2中的整流滤波器的一具体实施例的电路图；

图6为图2中的斩波开关的一具体实施例的电路图；

图7为图2中的显示器的一具体实施例的电路图；

图8为图2中的控制器的一具体实施例的电路总图；

图9为单片机外围电路一具体实施例的电路图；

图10为电流采集电路一具体实施例的电路图；

图11为电压采集电路一具体实施例的电路图；

图12为图2中的辅助电源的一具体实施例的电路图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程。一般来说，充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降，不可能自动按恒流或者恒压充电。充电过程中影响充电的因素很多，诸如电解液的浓度、极板活性物的浓度、环境温度等的不同，都会使充电产生很大的差异。

而马斯三定律认为：

1、对于任何给定的放电电流，蓄电池充电时的电流接受比α与电池放出的容量的平方根成反比，即

α=K1/C^1/2

式中：K1为放电电流常数，视放电电流的大小而定；

C为蓄电池放出的容量。

由于蓄电池的初始接受电流I₀=αC，所以

I₀=αC= K1C^1/2

2、对于任何给定的放电量，蓄电池充电电流接受比α与放电电流I_d的对数成正比，即

α=K₂logkI_d

式中：K₂为放电量常数，视放电量的多少而定；k为计算常数。

3、蓄电池在以不同的放电率放电后，其最终的允许充电电流It(接受能力)是各个放电率下的允许充电电流的综合，即：

I_t=I₁+I₂+I₃+I₄+…

式中：I₁、I₂、I₃、I₄…为各个放电率下的允许充电电流。

综合马斯三定律，可以推出，蓄电池的总电流接受比可表示为

α= I_t /C_t

式中：C_t=C₁+C₂+C₃+C₄+…为各次放电量的总和，即蓄电池放出的全部电量。

如图1所示，图1为蓄电池的充电电流时间曲线。马斯三定律说明，在充电过程中，当充电电流接近蓄电池固有的微量析气充电曲线时，适时的对电池进行反向大电流瞬间放电，以消除电池的极化现象，可以提高蓄电池的充电接受能力。也就是说通过反向大电流放电，可以使蓄电池的可接受电流曲线不断右移，同时其陡度不断增大，即α值增大，从而大大提高充电速度，缩短充电时间。本发明的可编程电池充电仪的标准充电模式正是基于这个理论而设计的。

如图2所示，图2为本发明的可编程电池充电仪的一具体实施例的结构图。该可编程电池充电仪由移相触发模块1、大功率变压模块2、整流滤波器3、斩波开关4、显示器5、控制器6和辅助电源7组成。

移相触发模块1将输入的220V交流电压转换为交变电压（该发明中为交流0-260V的交流电压），并将该交变电压提供给大功率变压模块2。在一实施例中，移相触发模块1采用采用半桥式PWM变换电路， PMAX=1000W，IMAX=50A。如图3所示，图3为图2中的移相触发模块的一具体实施例的电路图。该移相触发模块包括芯片LT1451(U04)，电阻510欧姆（R44）和芯片DTYH220D35（J01）。该电阻R44连接在该芯片LT1451的一输出引脚（7#）与该芯片DTYH220D35的一输入引脚（5#）之间。控制器6中的单片机通过数据口控制图3中的U04(LT1451)，使U04 7#脚输出直流电压由0-5V之间变化，U04输出电压通过R44限流控制J01，使J01输出电压由交流0-260V之间变化。

大功率变压模块2连接于移相触发模块1，将移相触发模块1输出的电压（交流0-260V）转换为可供蓄电池充电的交流电压（交流0-35V）。如图4所示，图4为图2中的大功率变压模块的一具体实施例的电路图。该大功率变压模块包括电阻2K（R23,R26）两支，电阻510欧姆（R21,R24）两支，电阻100欧姆（R22,R25）两支，三极管8050（BG02,BG03）两支，光耦MOC3021(C03，C04)两支，电阻39欧姆（R51,R52）两支，电容0.1/400V（C05,C06）两支，继电器MY2NJ(J02)，继电器HHC71F-2Z(J03)，大功率变压器（T01），接插件（CZ09）。三极管BG03的发射极接于地，集电极通过电阻R25连接于该光耦C04的输入端，继电器J03的输出端连接于该大功率变压器T01的输入端，三极管BG02的发射极接于地，集电极通过电阻R22连接于该光耦C03的输入端，继电器J02的输出端连接于该大功率变压器T01。

初始状态R23和R26接收到的为低电平（0V），三极管BG02和BG03处关闭状态，光耦C03控制端电压为+5V（+5V经电阻R24和R25限流到控制端），光耦C04控制端电压为+5V（+5V经电阻R21和R22限流到控制端），两支光耦分别处于打开状态，此时O02控制继电器J02打开，使T01输入电压为最大交流200V，O03控制继电器J03打开，使T01输出电压为交流17.5V；反之，如果R23和R26接收到的信号为高电平（5V），三极管BG02和BG03处打开状态，光耦C03控制端电压为0V（+5V经电阻R24接地，0V经过R25到控制端），光耦C04控制端电压为0V（+5V经电阻R21接地，0V经过R22到控制端），两支光耦分别处于打开状态，此时O02控制继电器J02关闭，使T01输入电压为最大交流260V，O03控制继电器J03关闭，使T01输出电压为交流35V。

整流滤波器3连接于大功率变压模块2，并将该大功率变压模块2输出的交流电压（最大交流35V）整流滤波，变为可供蓄电池充电的直流电压。如图5所示，图5为图2中的整流滤波器的一具体实施例的电路图。该部分包括整流桥100A（B05），电容100000uf（E19），高频二极管MUR3060（D01）。大功率变压模块2输出的交流电压经过B05整流为直流电压（0-50V），电容E19为滤波作用和储能作用，高频二极管D01是为了防止蓄电池电压回流到电容E19。

斩波开关4连接于整流滤波器3、控制器6和蓄电池8，斩波开关4在控制器6的控制下，将整流滤波器3输出的电压传送给蓄电池8进行充电。在一实施例中，斩波开关电路由两支IGBT(96A15N)及其驱动电路组成。如图6所示，图6为图2中的斩波开关的一具体实施例的电路图。该部分包括电阻2K（R29,R28,R32,R35,R34,R37）六支，电阻4.7K（R27，R33）两支，电阻1K（R30）一支，电阻10K（R31，R36，R53，R54）4支，三极管8050（BG05，BG04，BG07）三支，三极管8550（BG06,BG08）两支，光耦P627（O01）一支，IGBT管IRF46N（M01,M02）两支，电阻1欧姆（R57）一支，电阻0.01欧姆（R56）一支。当R29、R35接收到低电平信号时（0V），三极管BG04和BG07处于关闭状态；三极管BG05基极接收到高电平（+5V经R27和R28到基极），光耦C01控制端接收到高电平（+5V经R33和R34到控制端），此时三极管BG05处打开状态，O01处打开状态；+15V经R31和R30接地，R31和R30分压等到直流电压1.4V，R32左端为直流1.4V，此时三极管BG06处于打开状态，+15V经过三极管到M02栅极，控制M02漏极和源极打开；VDD经过R36和光耦O01三极管端接地，R37左端电压为0V，此时三极管BG08处于打开状态，VDD经过三极管到M01栅极，控制M01漏极和源极打开；反之，当R29、R35接收到高电平信号时（+5V），三极管BG04和BG07处于打开状态；三极管BG05基极接收到低电平（+5V经R27接地，R28起到限流作用），光耦O01控制端接收到低电平（+5V经R33接地，R34起到限流作用），此时三极管BG05处关闭状态，O01处关闭状态；+15V经R31和R32到BG06基极，此时三极管BG06处于关闭状态，M02栅极电压为0V，控制M02漏极和源极关闭；VDD经过R36和R37到BG08基极，此时三极管BG08处于关闭状态，M01栅极电压为0V，控制M01漏极和源极关闭。电阻R53和R54为下拉电阻，当IGBT栅极电压为0V时起保护作用，电阻R57为放电电阻，作蓄电池放电负载用，电阻R56为取样电阻，取样蓄电池充电电流时使用。

显示器5连接于控制器6，并在控制器6的控制下，显示蓄电池8的充电电压、电流、容量、温度、充电状态等。在一实施例中，显示器5主要由STC90C54RD+及其外围电路和数码管、发光管组成的，5STC90C54RD+通过串口接受控制器发来的数据实时的显示以上各状态，用户可以通过显示界面了解充电过程及状态。如图7所示，图7为图2中的显示器的一具体实施例的电路图。该部分主要包括STC90C54RD+（U01）一支，TM1629（U02）一支，数码管420801（U03，U04）两支，数码管420391（U05，U06，U07，U08，U09）五支，数码管SR460391-1（U10）一支，红色发光二极管（L01，L02，L03，L04，L05，L06，L07，L08，L09，L10，L11，L12，L13，L14，L15）15支，排阻240欧姆（RP02）一支，电阻240欧姆（R01）一支，电阻4.7K（R02）一支，电容33u（E01）一支，晶振12M（X01）一支，电容10p（C01,C02）两支。电阻R01、R02和电容E01组成单片机复位电路，晶振X01和电容C01、C02组成单片机的起振电路；TM1629为数码管控制芯片，TM1629是带键盘扫描接口的LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有MCU数字接口、数据锁存器、LED高压驱动、键盘扫描等电路。L01发光管为温度指示，L02发光管为容量检测指示，L03发光管为标准模式指示，L04发光管为充电模式指示，L05发光管为标压指示，L06发光管为恒压模式指示，L07发光管为电压显示指示，L08发光管为容量显示指示，L09发光管为电压显示指示，L10发光管为电流显示指示，L11发光管为专家模式指示，L12发光管为放电模式指示，L13发光管为恒流模式指示，L14发光管为电流显示指示，L15发光管为时间指示。

控制器6连接于移相触发模块1、整流滤波器3、斩波开关4、显示器5和蓄电池8。在一实施例中，控制器6包括单片机及其外围电路、信号采集电路。如图8所示，图8为图2中的控制器的一具体实施例的电路总图。

单片机及其外围电路包括STC89C52RD+、复位电路等等。如图9所示，图9为单片机外围电路一具体实施例的电路图。该部分包括单片机STC89C52RD+（U01）一支，电阻240欧姆（R01）一支，电阻4.7K（R02）一支，电容33U（E01，E02）两支，晶振18.432M（X01）一支，电容10p（C01，C02）两支。电阻R01、R02和电容E02组成复位电路，作用为单片机的初始化，电容C01、C02和晶振X01组成时钟电路，作用为提供单片机的工作时钟。STC89C52RD+是一种带8K字节闪烁可编程只读存储器的低电压、高性能COMOS8的微处理器，该芯片采用ATMEL高精密非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，包括4组8为的可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8为，共32根，主要功能包括：兼容MCS51指令系统、32个双向I/O口、3个16位可编程定时/计数器中断、2个串行中断、2个外部中断源、2个读写中断口线、低功耗空闲和掉电模式、8K可反复擦写FLASH ROM、256X8Bit内部RAM、可编程UART串行通道、共6个中断源。

信号采集电路包括电流采集电路和电压采集电路两部分。如图10和图11所示，图10为电流采集电路一具体实施例的电路图，图11为电压采集电路一具体实施例的电路图。

电流采集部分：该部分包括运算放大器LM324（U03）一支，电阻10K（R13，R11，R07，R08，R09）5支，电阻1K（R12）一支，电阻200K（R10）一支，电阻100K（R06）一支，电阻90K（R06’）一支，电容33U（E05，E06）两支。斩波开关4中的R56为电流取样电阻，电流经过取样电阻后变为电压，定义为V1。该部分分为两组处理方式，分别为20倍放大和200倍放大。U03A为跟随器，即输入电压与输出电压一致，R09为下拉作用，U03B为放大器，R06、R06’和R07组成放大倍数，即20倍，E05为滤波作用；U03C为跟随器，即输入电压与输出电压一致，R13为下拉作用，U03D为放大器，R10和R11组成放大倍数，即200倍，E06为滤波作用。

电压采集部分：该部分包括电阻1K（R15,R18,R20）三支，电阻10K（R14,R17）两支，电阻9K（R14’,R17’）两支，电阻9K（R19）一支，电容33U（E07，E08，E09）三支。电压采样分别为蓄电池电压样、系统电压样（高频二极管D01前端）、充电电压样（高频二极管D01后端）。蓄电池电压经过电阻R19和R20分压1/10到控制器AD取样口；系统电压经过电阻R14、R14’和R15分压1/20到控制器AD取样口；充电电压经过电阻R17、R17’和R18分压1/20到控制器AD取样口；电容E08、E09、E07为滤波作用。

对移相触发模块1的控制：STC12C5A16S2通过P20、P21、P22口给LT1451控制及数据信号，使LT1451输出0-5V电压，LT1451输出电压给移相触发模块完成对其的控制。

对整流滤波器3的采集：整流滤波器电压经过电阻分压，取样1/20电压样进STC12C5A16S2AD采样口P13进行采样。当采集到电压低于16V时控制大功率变压模块2中的J02，使输入交流电压切换到200V档位，满足整流后的电压高于16V。

对斩波开关4的控制：STC12C5A16S2单片机PWM输出口P02、P03口输出控制信号，经过由三极管、电阻、光耦组成的控制电路（见斩波开关4中的介绍）输出信号至IGBT（SSH96N15）完成对蓄电池8的充放电控制。

充电过程分为预充、恒流充、恒压充、维护等几个阶段。预充是指当检测蓄电池8电压低于4V时以固定电压12V恒压充5分钟（此过程，电压采集单元中的蓄电池电压采集到蓄电池电压传输给单片机控制芯片，如果低于4V，控制芯片采集充电电压样，如果不是12V，单片机控制芯片控制移相触发模块，使蓄电池充电电压为12V），如果蓄电池8电压高于4V即进入下一步，否则报警（蜂鸣器响）提示蓄电池8损坏；恒流充是指当蓄电池8电压高于4V即对蓄电池以恒定电流0.1C充电（此过程，控制芯片采集充电电流，如果高于0.1C，控制芯片控制移相触发模块，使蓄电池充电电压调低；反之，如果高于0.1C，控制芯片控制移相触发模块快，使蓄电池充电电压调高），50Ah蓄电池为5A，100Ah蓄电池为10A，150Ah蓄电池为15A，200Ah蓄电池为20A；恒压充是指当恒流充过程中，蓄电池电压达到14.2V时（以12V蓄电池为例）转入恒压充，即以恒定电压14.4V对蓄电池进行充电（此过程，控制芯片采集蓄电池充电电压，如果高于14.4V，控制芯片控制移相触发模块，使蓄电池充电电压调低；反之，控制芯片控制移相触发模块快，使蓄电池充电电压调高）；维护是指当恒压充过程中，蓄电池电压达到13.8V时转入维护状态，即以0.1A电流恒流充电（此过程，控制芯片采集充电电流，如果高于0.1A，控制芯片控制移相触发模块，使蓄电池充电电压调低；反之，如果高于0.1A，控制芯片控制移相触发模块快，使蓄电池充电电压调高）。

不仅如此，STC12C5A16S2和显示器5的STC90C54RD+之间通过串口传输数据，在显示器5上显示充电状态及蓄电池电压、充放电电流、蓄电池温度等等。

辅助电源7连接于显示器5和控制器6，并将输入的220V交流电压转换为直流电压，以提供给显示器5和控制器6。在一实施例中，辅助电源提供出+5V给STC12C5A16S2、LM324（控制器6）、LT1451（移相触发模块1）、DS1302及显示器各集成电路，双15V给斩波开关控制电路。如图12所示，图12为图2中的辅助电源的一具体实施例的电路图。该部分包括整流桥KBP307（B02，B03,B04）三支，电容1000u/35V（E13，E15，E17）三支，电容1000u/25V（E14，E16，E18）三支，电阻5.1K（R48）一支，电阻10K（R49,R50）两支，发光管（L02，L03，L04）三支，三端稳压器7805（V01）一支，三端稳压器7815（V02，V03）两支。整流桥的作用为将交流电压整流为整流电压，电容的作用为整流及储能，三端稳压器作用为稳压，电阻作用为限流，发光管作用为指示电压。

系统保护特性主要包括：短路保护，反接保护，温度保护，欠压保护等等。

1)、短路保护：当充电机输出发生意外短路时，充电机控制器自动关闭输出，并且有报警提示，将输出短路故障排除后，将充电机置于设置状态，然后按充电运行键可继续充电。控制器单片机时时采集蓄电池电压及蓄电池充电电压，当采集到电压异常时（比如蓄电池充电电压为0）即会关闭输出。

2)、反接保护：当充电机输出端反接，启动充电机，控制器将时时检测蓄电池电压，反接后控制器采集到的蓄电池电压为负，程序中设定电压为正时才会启动充电，因此控制芯片将不输出PWM脉冲信号，关断两路斩波开关，并且有蜂鸣器报警，将输出端调整后方可继续充电。

3)、温度保护：为了防止蓄电池温度过高造成蓄电池析气，所以在充电过程中，控制器会根据不同的温度选择不同的阀值电压对蓄电池充电。对于单节来说随温度而变化的浮充电压值，见下表

温度℃	0	5	10	15	20	25	30	35
									浮充电压	2.36	2.34	2.32	2.30	2.27	2.25	2.23	2.21

4)、欠压保护：当蓄电池电压低于标称电压的1/3时，启动充电机，控制器将时时检测蓄电池电压，当检测到电压低于标称电压的1/3时充电机将报警。

Claims

1.可编程电池充电仪，其特征在于，该可编程电池充电仪包括移相触发模块、大功率变压模块、整流滤波器、斩波开关和控制器，该移相触发模块将输入的220V交流电压转换为交变电压，并将该交变电压提供给该大功率变压模块，该大功率变压模块连接于该移相触发模块，并将该移相触发模块输出的该交变电压转换为可供蓄电池充电的交流电压，该整流滤波器连接于该大功率变压模块，并将该大功率变压模块输出的该交流电压整流滤波，变为可供该蓄电池充电的直流电压，该斩波开关连接于该整流滤波器、该控制器和该蓄电池，该斩波开关在该控制器的控制下，将该整流滤波器输出的该直流电压传送给该蓄电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该可编程电池充电仪还包括显示器，该显示器连接于该控制器，并在该控制器的控制下，显示该蓄电池的充电电压、电流、容量、温度、充电状态。

3.根据权利要求2所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该显示器包括单片机STC90C54RD+及单片机STC90C54RD+外围电路和多个数码管、发光管，该多个数码管和发光管在该单片机STC90C54RD+的控制下，进行温度指示，容量检测指示，标准模式指示，充电模式指示，标压指示，恒压模式指示，电压显示指示，容量显示指示，电压显示指示，电流显示指示，专家模式指示，放电模式指示，恒流模式指示，电流显示指示和时间指示。

4.根据权利要求3所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该单片机STC90C54RD+外围电路包括单片机复位电路，单片机起振电路和数码管控制芯片TM1629，该数码控制芯片为带键盘扫描接口的LED驱动控制专用电路，内部集成有MCU数字接口、数据锁存器、LED高压驱动、键盘扫描电路。

5.根据权利要求2所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该可编程电池充电仪还包括辅助电源，该辅助电源连接于该移相触发模块，该显示器，该斩波开关和该控制器，并将输入的220V交流电压转换为5V直流电压提供给该移相触发模块，该显示器，该斩波开关和该控制器，将输入的220V交流电压转换为双15V给该斩波开关。

6.根据权利要求5所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该辅助电源包括第一整流桥，第二整流桥，第三整流桥，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第一发光管，第二发光管，第三发光管，第一三端稳压器，第二三端稳压器和第三三端稳压器，该第一三端稳压器的输入端连接于该第一整流桥的输出端，以进行稳压，该第一三端稳压器的输出端连接于该第二电阻的一端，该第二电阻的另一端连接于该第一发光管的输入端，以进行限流，该第一发光管的输出端接地，以指示电压；

7.根据权利要求1所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该移相触发模块包括芯片LT1451，第一电阻和芯片DTYH220D35，该第一电阻连接在该芯片LT1451的一输出引脚与该芯片DTYH220D35的一输入引脚之间，该芯片LT1451连接于该控制器，并在该控制器的控制下输出0-5V之间变化的直流电压，以使该芯片DTYH220D35的输出电压由交流0-260V之间变化。

8.根据权利要求1所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该大功率变压模块包括第一三极管，第二三极管，第一光耦，第二光耦，第一继电器，第二继电器和大功率变压器，该第一三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第一光耦的输入端，该第一光耦的输出端耦接于该第一继电器的输入端，该第一继电器的输出端耦接于该大功率变压器的输入端，该第二三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第二光耦的输入端，该第二光耦的输出端耦接于该第二继电器的输入端，该第一继电器的输出端耦接于该大功率变压器。

9.根据权利要求1所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该整流滤波器包括第四整流桥，第一电容和高频二极管，该第四整流桥将该交流电压整流，该第一电容连接在该整流桥的输入端与输出端之间，以进行滤波和储能，该高频二极管连接于该第四整流桥的输出端，以防止该蓄电池电压回流到该第一电容。

10.根据权利要求1所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该斩波开关包括第三三极管，第四三极管，第五三极管，第六三极管，第七三极管，第三光耦，第一IGBT管和第二IGBT管，该第三三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第四三极管的基极，该第四三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第五三极管的基极，该第五三极管的发射极连接于+15V电源，集电极耦接于该第二IGBT管的栅极，该第二IGBT管的源极耦接于地，该第六三极管的发射极耦接于地，集电极耦接于该第三光耦的输入端，该第三光耦的输出端耦接于该第七三极管的基极，该第七三极管的发射极耦接于电源VDD，集电极耦接于该第一IGBT管的栅极，该第一IGBT管的漏极耦接于电源VCC，源极耦接于该第二IGBT管的漏极。

11.根据权利要求1所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该控制器包括单片机及其外围电路和信号采集电路。

12.根据权利要求11所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该单片机及其外围电路包括芯片STC89C52RD+、复位电路和时钟电路，该复位电路使该单片机初始化，该时钟电路提供单片机的工作时钟，该芯片STC89C52RD+是一种带8K字节闪烁可编程只读存储器的低电压、高性能COMOS8的微处理器。

13.根据权利要求11所述的可编程电池充电仪，其特征在于，该信号采集电路包括了电流采集部分和电压采集部分，该电流采集部分包括运算放大器LM324，以从该斩波开关采集电流，该电压采集部分采集蓄电池电压样、系统电压样和充电电压样。