CN107104495A - 充电器 - Google Patents

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潘少辉
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Abstract

本发明提供了一种充电器，包括：场效应管控制电路、恒流恒压控制电路、MCU控制器、电池类型触摸选择电路和充电输出端；所述MCU控制器分别与所述恒流恒压控制电路、所述场效应管控制电路、所述电池类型触摸选择电路以及所述充电输出端电性连接；所述场效应管控制电路用于控制所述充电输出端是否正常输出；所述恒流恒压控制电路用于控制所述充电输出端输出恒定电流或恒定电压；所述电池类型触摸选择电路用于选择充电电池类型；所述MCU控制器用于选择与待充电电池类型相匹配的预设充电参数进行充电。该充电器具有通用性强，能够适应不同类型的充电电池。

Description

充电器
技术领域
本发明属于充电器技术领域，具体涉及充电器。
背景技术
目前市场上的电池充电器，只能对相同类型的电池进行充电，充电器的通用性较差，不能实现同一充电器对不同类型电池(比如铅酸蓄电池、锂电池等)按照更符合电池本身充电特性的充电曲线(比如预充、浮充、多段恒压、多段恒流等)进行多段式充电，导致充电器的通用性较差，不是适应不同类型电池的充电需求。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明提供了一种充电器，能够提供充电电池类型选择，并支持多段式充电管理，在充电过程中提供多种充电方式，该充电器通用性强，充电效率高，电能损耗低，电池使用寿命长。
具体地，本发明提供一种充电器，所述充电器包括：场效应管控制电路、恒流恒压控制电路、MCU控制器、电池类型触摸选择电路和充电输出端；所述MCU控制器分别与所述恒流恒压控制电路、所述场效应管控制电路、所述电池类型触摸选择电路以及所述充电输出端电性连接；
所述场效应管控制电路用于控制所述充电输出端是否正常输出；
所述恒流恒压控制电路用于控制所述充电输出端输出恒定电流或恒定电压；
所述电池类型触摸选择电路用于选择充电电池类型；
所述MCU控制器用于选择与待充电电池类型相匹配的预设充电参数进行充电。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电池类型触摸选择电路的触控芯片为BS812A。
作为上述技术方案的进一步改进，所述充电器还包括充电模式触摸选择电路；所述充电模式触摸选择电路用于选择充电模式是快充还是慢充。
作为上述技术方案的进一步改进，所述充电模式触摸选择电路的触控芯片为BS812A。
作为上述技术方案的进一步改进，所述充电器还包括过温保护电路和反接保护电路；所述过温保护电路用于防止充电电池温度过高，所述反接保护电路用于当外接电池接反时保护电池。
作为上述技术方案的进一步改进，所述充电器还包括LED指示电路；所述LED指示电路用于指示充电状态。
作为上述技术方案的进一步改进，所述MCU控制器为意法半导体STM8S003K3单片机。
作为上述技术方案的进一步改进，所述恒流恒压控制电路的运算放大器为324运算放大器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述充电器还包括EMC滤波电路、高压整流滤波电路、高频隔离降压电路、PWM控制器和反馈电路。
作为上述技术方案的进一步改进，所述PWM控制器为LD7750电源管理芯片。
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：
(1)充电器的通用性强，能够适应不同类型的充电电池。
(2)充电效率高，电能损耗低，电池使用寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的充电器的结构示意图。
图2为本发明另一实施例提供的充电器的结构示意图。
主要元件符号说明：
11-EMC滤波电路、12-高压整流滤波电路、13-高频隔离降压电路、14-场效应管控制电路、15-PWM控制器、16-反馈电路、17-恒流恒压控制电路、18-MCU控制器、19-充电模式触摸选择电路、20-过温保护电路、21-反接保护电路、22-LED指示电路、23-电池类型触摸选择电路。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本公开的各种实施例中，表述“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种充电器，所述充电器包括：交流电源输入端、EMC滤波电路11、高压整流滤波电路12、高频隔离降压电路13、场效应管控制电路14、PWM控制器15、反馈电路16、恒流恒压控制电路17、MCU控制器18、电池类型触摸选择电路23和充电输出端。
EMC滤波电路11用于消除在接通电期间感性负载产生的电磁和火花干扰。
高压整流滤波电路12和高频隔离降压电路13用于对输入交流电依次进行整流滤波处理和降压处理。
场效应管控制电路14用于控制所述充电输出端是否正常输出。
PWM控制器15用于产生短矩波，推动后级电路进行功率输出。
反馈电路16用于稳定电压和隔离。
恒流恒压控制电路17用于控制所述充电输出端输出恒定电流或恒定电压。
电池类型触摸选择电路23用于选择充电电池类型是铅酸蓄电池或锂电池。用户通过充电上的触摸键来手动选择，具体需要根据充电电池的类型选择。对于不同类型的充电电池，充电参数也不相同。
MCU控制器18用于选择与待充电电池类型相匹配的预设充电参数进行充电。MCU控制器18还用于依次实现错误电池检测，去硫化，小电流预充电，恒流充电，恒压充电，分析段电压，浮充电，脉冲充电的充电模式。
MCU控制器18为意法半导体STM8S003K3单片机。
恒流恒压控制电路17的运算放大器为324运算放大器。
反馈电路16的光电隔离器为EL817。
PWM控制器15为LD7750电源管理芯片。
电池类型触摸选择电路23的触控芯片为BS812A。
高压整流滤波电路12的整流芯片为GBU808。
实施例2
如图2所示，本发明提供一种充电器，所述充电器包括：交流电源输入端、EMC滤波电路11、高压整流滤波电路12、高频隔离降压电路13、场效应管控制电路14、PWM控制器15、反馈电路16、恒流恒压控制电路17、MCU控制器18、电池类型触摸选择电路23、充电模式触摸选择电路19、过温保护电路20、反接保护电路21、LED指示电路22和充电输出端。
EMC滤波电路11分别与高压整流滤波电路12以及PWM控制器15电性连接；高频隔离降压电路13分别与高压整流滤波电路12、场效应管控制电路14、PWM控制器15以及恒流恒压控制电路17电性连接；反馈电路16分别与PWM控制器15以及恒流恒压控制电路17电性连接；MCU控制器18分别与恒流恒压控制电路17、场效应管控制电路14、电池类型触摸选择电路23、充电模式触摸选择电路19、过温保护电路20、反接保护电路21、LED指示电路22以及所述充电输出端电性连接；场效应管控制电路14与所述充电输出端电性连接。
EMC滤波电路11用于消除在接通电期间感性负载产生的电磁和火花干扰。
高压整流滤波电路12和高频隔离降压电路13用于对输入交流电依次进行整流滤波处理和降压处理。
场效应管控制电路14用于控制所述充电输出端是否正常输出。
PWM控制器15用于产生短矩波，推动后级电路进行功率输出。
反馈电路16用于稳定电压和隔离。
恒流恒压控制电路17用于控制所述充电输出端输出恒定电流或恒定电压。
电池类型触摸选择电路23用于选择充电电池类型是铅酸蓄电池或锂电池。
MCU控制器18用于选择与待充电电池类型相匹配的预设充电参数进行充电。
MCU控制器18还用于依次实现错误电池检测，去硫化，小电流预充电，恒流充电，恒压充电，分析段电压，浮充电，脉冲充电的充电模式。
充电模式触摸选择电路19用于选择充电模式是快充或慢充。
过温保护电路20用于防止充电电池温度过高。
反接保护电路21用于当外接电池接反时保护电池。
LED指示电路22用于指示充电状态。
MCU控制器18为意法半导体STM8S003K3单片机。
恒流恒压控制电路17的运算放大器为324运算放大器。
反馈电路16的光电隔离器为EL817。
PWM控制器15为LD7750电源管理芯片。
电池类型触摸选择电路23的触控芯片为BS812A。
高压整流滤波电路12的整流芯片为GBU808。
充电模式触摸选择电路19的触控芯片为BS812A。
MCU控制器18用于依次实现错误电池检测，去硫化，小电流预充电，恒流充电，恒压充电，分析段电压，浮充电，脉冲充电的充电模式。下面以标号为12V的充电器对充电过程加以说明。
充电器对充电电池进行如下充电操作：
1.错误电池检测
用于检测待充电电池的好坏。错误电池自动识别并报错，当充电器开启充电功能前先识别待充电电池的电压，当该充电器检测到待充电电池的电压高于15V，则判定为错误电池；充电器会通过指示灯或者蜂鸣器发出错误报警，提醒用户接入电池电压过高可能损坏充电器。
2.去硫化
用于轻度硫化电池有效修复。
铅酸蓄电池内部负极板的表面附着一层白色坚硬的结晶体，充电后依旧不能剥离负极板表面转化为活性物质的硫酸铅，这就是硫酸盐化，简称“硫化”。
去硫化采用脉充方式，具体为充电1秒放电0.5秒，在一次充放电过程中如果电池电压变化小于2V则结束去硫化进入小电流预充模式。当去硫化时间达到预设的4小时后，充电器也会自动进入小电流预充模式。去硫化操作主要针对铅酸蓄电池，锂电池在充电1秒放电0.5秒过程中电池电压变化很快就会小于2V，跳过该去硫化处理。
3.小电流预充
当电池的电压低于10V，采用1A的小电流进行充电。
4.恒流充电
充电电池主要的充电阶段，以该模式下使用最大电流充电，70％～85％电量在该阶段完成，能快速充电充电。
5.恒压充电
当恒流充电结束后，电池电压达到一个恒定电压，保持这个恒定的电压对电池充电，在恒压充电过程中，电池电压会越来越高，电流会越来越小，当充电电流下降到某一设定值时，恒压充电结束，然后转入下一阶段充电，恒压充电阶段就是对电池补充充电，结束时电池已基本充满。
6.电压分析
由MCU控制器18自动检测电池电压变化，如果检测电压变化范围超过2V则发出信息提示。
7.浮充充电
浮充阶段实际上也是恒压充电，只是充电电压较低、电流较小，属保养性充电，通过浮充可以将电池电量充到接近100％。
8.脉冲充电
待电池电压回到12.9V时，用脉冲的方式充电。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电器，其特征在于，所述充电器包括：场效应管控制电路、恒流恒压控制电路、MCU控制器、电池类型触摸选择电路和充电输出端；所述MCU控制器分别与所述恒流恒压控制电路、所述场效应管控制电路、所述电池类型触摸选择电路以及所述充电输出端电性连接；
所述场效应管控制电路用于控制所述充电输出端是否正常输出；
所述恒流恒压控制电路用于控制所述充电输出端输出恒定电流或恒定电压；
所述电池类型触摸选择电路用于选择充电电池类型；
所述MCU控制器用于选择与待充电电池类型相匹配的预设充电参数进行充电。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述电池类型触摸选择电路的触控芯片为BS812A。
3.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括充电模式触摸选择电路；所述充电模式触摸选择电路用于选择充电模式是快充还是慢充。
4.根据权利要求3所述的充电器，其特征在于，所述充电模式触摸选择电路的触控芯片为BS812A。
5.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括过温保护电路和反接保护电路；所述过温保护电路用于防止充电电池温度过高，所述反接保护电路用于当外接电池接反时保护电池。
6.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括LED指示电路；所述LED指示电路用于指示充电状态。
7.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述MCU控制器为意法半导体STM8S003K3单片机。
8.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述恒流恒压控制电路的运算放大器为324运算放大器。
9.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括EMC滤波电路、高压整流滤波电路、高频隔离降压电路、PWM控制器和反馈电路。
10.根据权利要求9所述的充电器，其特征在于，所述PWM控制器为LD7750电源管理芯片。
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