CN107276169A - 一种充电器用充电保护电路及保护方法 - Google Patents

一种充电器用充电保护电路及保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明针对现有技术中充电器对老旧电池充电无法保证充电安全的弊端，提供一种充电器用充电保护电路及保护方法，属于充电器技术领域，包括充电器主电路，充电器主电路上连接有第一LED灯和第二LED灯，第一LED灯与第二LED灯之间并联，所述充电器主电路的输出端连接有单片机，所述五号引脚与充电器主电路输出端之间设置有MOS晶体管。本发明电路上设置的单片机可以定时检测电池的电压，通过判定电压的变化可以判断电池是否充满或者发生故障，能够及时终止对电池充电，能够提升电池充电时的安全性能，避免电池发生自燃或爆炸，且可以通过第一LED以及第二LED灯的状态判定电池的状态。

Description

一种充电器用充电保护电路及保护方法
技术领域
本发明属于充电器技术领域，具体涉及一种充电器用充电保护电路及保护方法。
背景技术
在现代人的日常生活中，很多领域都会用到电池，充电器作为对电池充电的必要设备，也是不可或缺的，现有的充电器对电池充电时，为了保证充电时的安全，充电器生产厂家都会根据需要充电的电池的参数在充电器上安装具有定时功能的部件，在充电器对电池充电时达到设定时间，就能断开充电状态，避免电池长时间充电发生爆炸，在电池刚被使用时，电池充电充满的时间和充电器主动断开充电的时间几乎相同，足够保证充电器对充电过程的安全性能，当电池使用一段时间后，电池的性能会下降，此时对电池充满电的时间会缩短，而这一时间远远未达到充电器的设定充电时间，充电器仍旧会对电池进行充电，当电池充满电后继续充电，电池的电压不会继续上升，充电器输入电池的电能会转化成热能使电池发热，这一现象在生活中尤为常见，如对旧手机充电时电充满没有及时拔掉充电器会发现手机温度升高，而若是电能不断转化为热能，电池温度不断升高会导致电池发生自燃甚至是爆炸，若是对有故障的电池进行充电更加容易发生事故，这在现实生活中十分常见，如电瓶车充电发生自燃，手机充电发生爆炸等事件。由此可见，通过设定最长充电时间的方式来限制充电器对电池的充电时间已然不足以保证充电过程中的安全。
发明内容
本发明针对现有技术中充电器对老旧电池充电无法保证充电安全的弊端，提供一种充电器用充电保护电路及保护方法，安装有该电路的充电器在对电池充电时能够定时检测电池的电压，通过判定电池充电过程中电压的变化可以判断电池是否充满或者发生故障，能够及时终止对电池充电，避免电池发生自燃或者爆炸。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种充电器用充电保护电路，包括充电器主电路，充电器主电路上连接有第一LED灯和第二LED灯，第一LED灯与第二LED灯之间并联，其特征在于，所述充电器主电路的输出端连接有单片机，所述单片机上设有用于连接电源的一号引脚、用于检测第一LED灯的二号引脚、用于检测第二LED灯的三号引脚、用于输出高电频信号的五号引脚、用于检测充电器主电路输出端电压的六号引脚、用于指示电池状态的七号引脚、与充电器主电路上接地线连接的八号引脚，所述五号引脚与充电器主电路输出端之间设置有MOS晶体管，所述充电器主电路的输出端的正极端与负极端之间连接有第一电阻和第二电阻的串联电路，所述六号引脚与第一电阻与第二电阻之间连接。
作为优选，所述单片机上还设有具有充电器过温保护功能的四号引脚，四号引脚与充电器主电路的负极端之间连接有热敏电阻。
作为优选，所述第一LED灯为红灯。
作为优选，所述第二LED灯为绿灯。
作为优选，一种充电器用充电电路保护方法，当充电器主电路的输出端没有连接有电池时，第一LED灯和第二LED灯都不亮，二号引脚检测到第一LED灯未亮，三号引脚检测到第二LED灯未亮，此时单片机不工作；当充电器主电路的输出端连接有电池需要充电时，第一LED灯亮，第二LED灯灭，二号引脚检测到第一LED灯亮，三号引脚检测到第二LED灯未亮，单片机开始工作，充电器主电路进入充电状态，当充电器主电路的输出端连接有电池且电池电量满时，第一LED灯灭，第二LED灯亮，二号引脚检测到第一LED灯未亮，三号引脚检测到第二LED灯亮，此时单片机不工作；当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在单位时间h电压升高值小于s时，此时单片机通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态。
作为优选，当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续单位时间h电压升高值急剧降低到s值以下时，同时单片机通过七号引脚控制第一LED灯闪烁，提醒充电过程发生故障。正常的电池在充电过程中，单位时间h内电压升高值是缓慢下降的，这是一个连续的过程，若是电池电压在连续单位时间h电压升高值急剧降低到s值以下，证明电池发生故障，此时单片机可以判定电池发生故障，通过七号引脚控制第一LED灯闪烁，使用者可以通过第一LED灯闪烁判定电池发生故障。
作为优选，当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续的单位时间h电压升高值缓慢降低至s值以下时，单片机通过七号引脚控制第一LED灯熄灭、控制第二LED灯亮起，提醒充电完成。正常的电池在充电过程中，单位时间h内电压升高值是缓慢下降的，这是一个连续的过程，当充电器对电池充电时，单片机通过六号引脚检测到与充电器输出端链接的电池在连续的单位时间h内电压升高值缓慢降低至s值以下时，单片机可以判定电池充电完成，从而通过七号引脚控制第一LED灯熄灭、控制第二LED灯亮起，使用者可以通过第二LED灯亮起判断充电完成。
作为优选，通过程序对单片机设定最大充电时长，当充电时间达到最大充电时长，单片机通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态，此时单片机通过七号引脚控制第一LED灯熄灭、控制第二LED灯发亮。
作为优选，当四号引脚监测到充电器主电路温度升高达到设定值时，单片机会控制五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态。
作为优选，所述h值为4-6分钟，所述s值为6毫伏-10毫伏。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：安装本发明电路的充电器在对电池充电时能够定时检测电池的电压，当该电路内的单片机检测到电池充电时单位时间h内电池电压升高值小于s值时，单片机可以通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态，避免继续充电导致电池温度上升导致电池自燃或爆炸的发生，提升电池充电过程的安全性能。同时该电路设置的单片机通过六号引脚能够监测到充电器主电路输出端在连续单位时间h电压升高值降低的速率，当检测到连续的单位时间h电池电压升高值降低速度过快时，单片机通过七号引脚控制第一LED灯闪烁，使用者可以通过第二LED灯闪烁判定电池发生故障；当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续的单位时间h电压升高值缓慢降低至s值以下时，单片机通过七号引脚控制第二LED灯亮起，使用者可以通过第二LED灯亮起判断充电完成。本发明还能通过程序还对单片机设定最大充电时长，充电时长针对不同充电器配合充电的电池参数来设定，当充电时间达到最大充电时长，单片机通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态，单片机通过七号引脚控制第二LED灯发亮，提醒使用者充电完成。
综上所述，本发明能够提升电池充电时的安全性能，避免电池发生自燃或爆炸，且使用者可以通过第一LED以及第二LED灯的状态判定电池的状态，便于及时将充电器与电池分离。
附图说明
图1为本发明电路图；
图2为电路运行流程图；
图中标记：LED-B、第一LED灯；LED-A、第二LED灯；U6、单片机，Q3、MOS晶体管，R46、第一电阻；R47、第二电阻；NTC2、热敏电阻。
具体实施方式
下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
如图1、图2所示，一种充电器用充电保护电路，包括充电器主电路，充电器主电路上连接有第一LED灯LED-B和第二LED灯LED-A，所述第一LED灯LED-B为红灯，所述第二LED灯LED-A为绿灯，第一LED灯LED-B与第二LED灯LED-A之间并联，其特征在于，所述充电器主电路的输出端连接有单片机U6，所述单片机U6上设有用于连接电源的一号引脚、用于检测第一LED灯LED-B的二号引脚、用于检测第二LED灯LED-A的三号引脚、用于输出高电频信号的五号引脚、用于检测充电器主电路输出端电压的六号引脚、用于指示电池状态的七号引脚、与充电器主电路上接地线连接的八号引脚，所述五号引脚与充电器主电路输出端之间设置有MOS晶体管Q3，所述充电器主电路的输出端的正极端与负极端之间连接有第一电阻R46和第二电阻R47的串联电路，所述六号引脚与第一电阻R46与第二电阻R47之间连接。
所述单片机U6上还设有具有充电器过温保护功能的四号引脚，四号引脚与充电器主电路的负极端之间连接有热敏电阻NTC2。
一种充电器用充电电路保护方法，当充电器主电路的输出端没有连接有电池时，第一LED灯LED-B和第二LED灯LED-A都不亮，二号引脚检测到第一LED灯LED-B未亮，三号引脚检测到第二LED灯LED-A未亮，此时单片机U6不工作；当充电器主电路的输出端连接有电池需要充电时，第一LED灯LED-B亮，第二LED灯LED-A灭，二号引脚检测到第一LED灯LED-B亮，三号引脚检测到第二LED灯LED-A未亮，单片机U6开始工作，充电器主电路进入充电状态，当充电器主电路的输出端连接有电池且电池电量满时，第一LED灯LED-B灭，第二LED灯LED-A亮，二号引脚检测到第一LED灯LED-B未亮，三号引脚检测到第二LED灯LED-A亮，此时单片机U6不工作。
当单片机U6通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续单位时间5分钟电压升高值急剧降低到6毫伏值以下时，单片机U6通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管Q3终止充电器主电路的充电状态，同时单片机U6通过七号引脚控制第一LED灯LED-B闪烁，提醒充电过程发生故障。正常的电池在充电过程中，单位时间h内电压升高值是缓慢下降的，这是一个连续的过程，若是电池电压在连续单位时间h电压升高值急剧降低到s值以下，证明电池发生故障，此时单片机U6可以判定电池发生故障，通过七号引脚控制第一LED灯LED-B闪烁，使用者可以通过第一LED灯LED-B闪烁判定电池发生故障。
当单片机U6通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续的单位时间5分钟电压升高值缓慢降低至6毫伏值以下时，单片机U6通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管Q3终止充电器主电路的充电状态，同时单片机U6通过七号引脚控制第一LED灯LED-B熄灭、控制第二LED灯LED-A亮起，提醒充电完成。正常的电池在充电过程中，单位时间h内电压升高值是缓慢下降的，这是一个连续的过程，当充电器对电池充电时，单片机U6通过六号引脚检测到与充电器输出端链接的电池在连续的单位时间h内电压升高值缓慢降低至s值以下时，单片机U6可以判定电池充电完成，从而通过七号引脚控制第一LED灯LED-B熄灭、控制第二LED灯LED-A亮起，使用者可以通过第二LED灯LED-A亮起判断充电完成。
通过程序对单片机U6设定最大充电时长，当充电时间达到最大充电时长，单片机U6通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管Q3终止充电器主电路的充电状态，此时单片机U6通过七号引脚控制第一LED灯LED-B熄灭、控制第二LED灯LED-A发亮。当四号引脚监测到充电器主电路温度升高达到设定值时，单片机U6会控制五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管Q3终止充电器主电路的充电状态。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种充电器用充电保护电路，包括充电器主电路，充电器主电路上连接有第一LED灯（LED-B）和第二LED灯（LED-A），第一LED灯与第二LED灯之间并联，其特征在于，所述充电器主电路的输出端连接有单片机（U6），所述单片机上设有用于连接电源的一号引脚、用于检测第一LED灯的二号引脚、用于检测第二LED灯的三号引脚、用于输出高电频信号的五号引脚、用于检测充电器主电路输出端电压的六号引脚、用于指示电池状态的七号引脚、与充电器主电路上接地线连接的八号引脚，所述五号引脚与充电器主电路输出端之间设置有MOS晶体管（Q3），所述充电器主电路的输出端的正极端与负极端之间连接有第一电阻（R46）和第二电阻（R47）的串联电路，所述六号引脚与第一电阻与第二电阻之间连接。
2.根据权利要求1所述的一种充电器用充电保护电路，其特征在于，所述单片机上还设有具有充电器过温保护功能的四号引脚，四号引脚与充电器主电路的负极端之间连接有热敏电阻（NTC2）。
3.根据权利要求1所述的一种充电器用充电保护电路，其特征在于，所述第一LED灯为红灯。
4.根据权利要求1所述的一种充电器用充电保护电路，其特征在于，所述第二LED灯为绿灯。
5.一种基于权利要求1-4任意一项的充电器用充电电路保护方法，其特征在于，当充电器主电路的输出端没有连接有电池时，第一LED灯和第二LED灯都不亮，二号引脚检测到第一LED灯未亮，三号引脚检测到第二LED灯未亮，此时单片机不工作；当充电器主电路的输出端连接有电池需要充电时，第一LED灯亮，第二LED灯灭，二号引脚检测到第一LED灯亮，三号引脚检测到第二LED灯未亮，单片机开始工作，充电器主电路进入充电状态，当充电器主电路的输出端连接有电池且电池电量满时，第一LED灯灭，第二LED灯亮，二号引脚检测到第一LED灯未亮，三号引脚检测到第二LED灯亮，此时单片机不工作；当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在单位时间h电压升高值小于s时，此时单片机通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态。
6.根据权利要求5所述的一种充电器用充电电路保护方法，其特征在于，当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续的单位时间h电压升高值缓慢降低至s值以下时，单片机通过七号引脚控制第一LED灯熄灭、控制第二LED灯亮起，提醒充电完成。
7.根据权利要求5所述的一种充电器用充电电路保护方法，其特征在于，当单片机通过六号引脚监测到充电器主电路输出端在连续单位时间h电压升高值急剧降低到s值以下时，同时单片机通过七号引脚控制第一LED灯闪烁，提醒充电过程发生故障。
8.根据权利要求5所述的一种充电器用充电电路保护方法，其特征在于，通过程序对单片机设定最大充电时长，当充电时间达到最大充电时长，单片机通过五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态，此时单片机通过七号引脚控制第一LED灯熄灭、控制第二LED灯发亮。
9.根据权利要求5所述的一种充电器用充电电路保护方法，其特征在于，当四号引脚监测到充电器主电路温度升高达到设定值时，单片机会控制五号引脚输出高电频信号控制MOS晶体管终止充电器主电路的充电状态。
10.根据权利要求5所述的一种充电器用充电电路保护方法，其特征在于，所述h值为4-6分钟，所述s值为6毫伏-10毫伏。
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