CN104701948B - 一种用于电池组的充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电池组的充电器，包括：电源、电池接口(5)、至少两个充电控制模块和单片机(1)；每个充电控制模块分别与一电池接口(5)连通，用于采集从电池接口(5)接入的电池(6)的电压信号后，进行判断生成电池状态数据；所述的单片机(1)用于根据各电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比，并将充电电流百分比数据发送至对应的充电控制模块；所述的充电控制模块通过充电电流百分比数据控制电源输出相应的充电电流至电池接口(5)。利用该充电器通过单片机的控制逻辑，即保证充电总功率不超过设计值的同时实现功率复用功能，降低了充电器的功率消耗及成本。

Description

一种用于电池组的充电器
技术领域
本发明涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种用于电池组的充电器。
背景技术
在现有的电池充电器中，为了满足不同电池的充电需求，一般是通过设有的充电管理芯片实现配置选择充电电压、充电电流，以及具备过压过流保护等功能。所述的充电管理芯片都可以通过外部配置电阻的阻值来调整充电电压和电流，充电电流越大，充电时间越短，反之充电时间较长。因此，可以通过增加充电电流来缩短充电时间。但是，对于具有多路充电功能的充电器对多个电池进行同时充电时，其消耗的总功率等于每路充电功率之和，特别是当要求的充电电流较大时，就需要选用功率较大的电源与之相匹配，从而导致充电器在使用过程中既增加了成本，又增加了体积和重量。
发明内容
本发明的目的在于，为解决现有的充电器对多个电池进行同时充电时，存在着功率消耗大、对电源的供电功率要求高的技术问题，本发明提供一种用于电池组的充电器；本发明的充电器利用功率分配的方式降低了整个系统的负担，降低了充电功率消耗及成本。
为实现上述目的，本发明提供一种用于电池组的充电器，包括电源、电池接口、至少两个充电控制模块和单片机；每个充电控制模块分别与一电池接口连通，用于采集从电池接口接入的电池的电压信号后，进行判断生成电池状态数据；所述的单片机用于根据各电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比，并将充电电流百分比数据发送至对应的充电控制模块；所述的充电控制模块通过充电电流百分比数据控制电源输出相应的充电电流至电池接口。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的充电控制模块包括：信号调理模块、程控电位器、充电控制芯片和MOSFET管；所述的信号调理模块用于采集从电池接口接入的电池的电压信号后，判断生成电池状态数据，所述的单片机根据电池状态数据控制程控电位器来配置充电控制芯片的充电电流，所述充电控制芯片通过控制MOSFET管的导通占空比来控制电池的充电电流。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的信号调理模块判断生成的电池状态数据显示为：电池未接入状态、电池接入充电状态、电池接入充满状态和电池接入故障状态。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的充电控制模块数量为两个，所述单片机根据两电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比的过程包括：
如果两电路的电池状态数据分别显示为电池接入充电状态和电池未接入状态，则设置电池接入充电状态的电路的充电电流百分比为95％～100％，设置电池未接入状态的电路的充电电流百分比为5％～10％，如果两电路的电池状态数据均显示为电池接入充电状态，则设置两电路的充电电流百分比均为50％；否则将显示为电池未接入状态和电池接入充电状态的电路设置充电电流百分比为95％～100％，将显示为电池接入充满状态的电路设置充电电流百分比为5％～10％，将显示为电池接入故障状态的电路设置充电电流百分比为2％～5％。
本发明的一种用于电池组的充电器的优点在于：
利用该充电器通过单片机的控制逻辑，能够根据同时接入和需要充电的电池数量，来合理分配没路电池的充电电流百分比，使得充电器能够实现多路充电的目的，即保证总功率不超过设计值的同时实现功率复用功能，并且能够在不影响电池充电效率的情况下，降低不需要充电的电路(如电池充满或故障状态)中充电电流百分比，从而降低充电器的功率消耗及成本。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种用于电池组的充电器的电路结构示意图。
图2是利用本发明实施例中的充电器配置充电电流值的流程图。
1、单片机 2、程控电位器 3、充电控制芯片
4、MOSFET管 5、电池接口 6、电池
7、信号处理模块
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种用于电池组的充电器进行详细说明。
如图1所示，本发明的一种用于电池组的充电器，包括：电源、电池接口5、至少两个充电控制模块和一个单片机1。每个充电控制模块分别与一电池接口5连通，电池6通过电池接口5接入充电控制模块，用于采集从电池接口5接入的电池6的电压信号后，进行判断生成电池状态数据；所述的单片机1用于根据各电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比，并将充电电流百分比数据发送至对应的充电控制模块；所述的充电控制模块通过充电电流百分比数据控制电源输出相应的充电电流至电池接口5。
基于上述结构的充电器，如图1所示，在本实施例中，所述的充电控制模块包括：信号处理模块7、程控电位器2、充电控制芯片3和MOSFET管4；所述的信号处理模块7用于采集从电池接口5接入的电池6的电压信号后，并判断生成电池状态数据是否为正常电池接入；所述的单片机1根据电池状态数据控制程控电位器2来配置充电控制芯片3的充电电流，充电控制芯片3通过控制MOSFET管4的导通占空比来控制电池的充电电流。各路中的充电控制模块的构成完全相同。
另外，所述的信号处理模块判断生成的电池状态数据可显示为：电池未接入状态、电池接入充电状态、电池接入充满状态和电池接入故障状态。如图1所示，所述的充电控制模块数量为两个，所述单片机1根据两电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比的过程包括：
如果两电路的电池状态数据分别显示为电池接入充电状态和电池未接入状态，则设置电池接入充电状态的电路的充电电流百分比为95％～100％，设置电池未接入状态的电路的充电电流百分比为5％～10％，如果两电路的电池状态数据均显示为电池接入充电状态，则设置两电路的充电电流百分比均为50％；否则将显示为电池未接入状态和电池接入充电状态的电路设置充电电流百分比为95％～100％，将显示为电池接入充满状态的电路设置充电电流百分比为5％～10％，将显示为电池接入故障状态的电路设置充电电流百分比为2％～5％。利用上述结构的充电器以锂电池充电为例，通过信号处理模块判断生成的电池状态数据配置充电电流百分比的具体控制流程如附图2所示，单片机实时通过信号处理模块监测两路电池的状态，并根据两路电池的状态实时调整两个充电控制模块的充电电流百分比，其具体流程如下：
首先，利用信号处理模块采集从电池接口接入的电池的电压信号，依次判断电池是否接入、电池是否处于正常充电状态以及电池是否充满状态；然后，通过单片机实时采样两路电池的状态数据并记录，根据电池状态分配充电电流：
如果两路的电池接口都显示没有电池接入，则设置各路的充电电流均为100％，以等待电池接入；
如果其中一路的电池接口显示接入了电池，并且显示电池接入充电状态，另一路的电池接口显示没有电池接入，则将接入电池的电路的充电电流设置为100％，将未接入电池的电路的充电电流设置为10％，用于防止另一路电池接入后总电流过大；
如果其中一路的电池接口显示接入了电池，并且显示电池接入充满状态，另一路的电池接口显示电池没有接入，则接入路的充电电流设置为10％，未接入电池的电路的充电电流设置为100％；
如果两路的电池接口均显示电池接入状态，并且均显示电池接入充电状态，则将两路的充电电流均设置为50％；
如果两路的电池接口均显示电池接入状态，其中一路或两路显示电池接入充满状态，则将充满的电路的充电电流设置为10％；
如果两路的电池接口中有显示电池接入故障状态的，则将其充电电流设置为2％。
利用上述的控制逻辑，能够保证在两路电池同时充电时的充电电流在单路充电时的120％氛围内，从而有效的降低了总功率的消耗。
另外，本发明的充电器在实际应用中可根据需要设计为多路充电结构，可以利用充电电流的动态调整，来满足多路同时充电时，将总电流控制在一定范围内。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种用于电池组的充电器，包括电源和电池接口(5)，其特征在于，还包括至少两个充电控制模块和单片机(1)；每个充电控制模块分别与一电池接口(5)连通，用于采集从电池接口(5)接入的电池(6)的电压信号后，进行判断生成电池状态数据；所述的单片机(1)用于根据各电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比，并将充电电流百分比数据发送至对应的充电控制模块；所述的充电控制模块通过充电电流百分比数据控制电源输出相应的充电电流至电池接口(5)；
所述的充电控制模块包括：信号处理模块(7)、程控电位器(2)、充电控制芯片(3)和MOSFET管(4)；所述的信号处理模块(7)用于采集从电池接口(5)接入的电池的电压信号后，判断生成电池状态数据；所述的单片机根据电池状态数据控制程控电位器来配置充电控制芯片的充电电流，所述充电控制芯片通过控制MOSFET管的导通占空比来控制电池的充电电流；
所述的充电控制模块数量为两个，所述单片机(1)根据两电路的电池状态数据分别配置充电电流百分比的过程包括：
如果两电路的电池状态数据分别显示为电池接入充电状态和电池未接入状态，则设置电池接入充电状态的电路的充电电流百分比为95％～100％，设置电池未接入状态的电路的充电电流百分比为5％～10％，如果两电路的电池状态数据均显示为电池接入充电状态，则设置两电路的充电电流百分比均为50％；否则将显示为电池未接入状态和电池接入充电状态的电路设置充电电流百分比为95％～100％，将显示为电池接入充满状态的电路设置充电电流百分比为5％～10％，将显示为电池接入故障状态的电路设置充电电流百分比为2％～5％。
2.根据权利要求1所述的用于电池组的充电器，其特征在于，所述的信号处理模块(7)判断生成的电池状态数据显示为：电池未接入状态、电池接入充电状态、电池接入充满状态和电池接入故障状态。
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