CN107546815A - 一种通用充电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通用充电器，包括电源模块，所述电源模块的输出正端与一第一开关串联，所述第一开关的另一端为所述通用充电器的输出正端，所述开关的两端并联一第一电阻，所述电源模块的输出负端即为所述通用充电器的输出负端，所述通用充电器的输出正端和负端之间连接有电池时，所述开关闭合；所述通用充电器的输出正端和负端之间未连接电池时，所述开关断开。本发明的充电器，无论电动车电池自身没有电池管理系统，均可匹配进行充电，兼容性强。

Description

一种通用充电器

技术领域

本发明涉及充电器，尤其涉及一种能够同时匹配有电池管理系统的电池和无电池管理系统的电池充电的通用充电器。

背景技术

随着城市拥堵，农村现代化，电动车日益增多，电动车给人类带来诸多便利及城市环保，充电器需求量越来越大。但是，电动车的电池，有的带有电池管理系统，有的不带有电池管理系统，没有电池管理系统的电池，电池的正负端之间有电压存在，但是有电池管理系统的电池，电池管理系统会进入休眠状态，此时电池的正负端之间就没有电压存在，那么想给电池管理系统处于休眠状态下的电池充电，必须在电池两端加上一定的电压，激活电池管理系统，使其脱离休眠状态，将电池管理系统内部的开关打开，才能给电池正常充电。现在有一些电池系统会串联一个二极管，确保电池不会向充电器反灌电流。这样就会导致充电器检测不到电池的电压，充电器即判断尚未连接上电池，充电器即无法给电池充电。已知技术中的充电器不能同时匹配带电池管理系统的电池和不带电池管理系统的电池，为进一步节约资源，需提高已知技术中充电器的兼容性，开发一种通用充电器，无论是带电池管理系统或不带电池管理系统的电池，均能实现充电。

发明内容

本发明为了满足现有技术的需求，提供一种通用充电器，无论是带电池管理系统或不带电池管理系统的电池，均能匹配实现充电，并准确识别电池是否接入通用充电器的输出端。

本发明提供一种通用充电器，包括电源模块，所述电源模块的输出正端与一第一开关的一端串联，所述第一开关的另一端为所述通用充电器的输出正端，所述第一开关的两端并联一第一电阻，所述电源模块的输出负端即为所述通用充电器的输出负端，所述通用充电器的输出正端和负端之间连接有电池时，所述第一开关闭合；所述通用充电器的输出正端和负端之间未连接电池时，所述第一开关断开。

本发明一优选的实施例中，上述通用充电器还包括一开关控制单元，所述开关控制单元采集所述通用充电器的输出正端和负端之间的电压，形成一第一电压反馈值，所述第一电压反馈值高于设定值时，所述开关控制单元控制所述第一开关关断，所述第一电压反馈值不高于设定值时，所述开关控制单元控制所述第一开关导通。

本发明一优选的实施例中，上述通用充电器还包括一第一电压采样电路，所述第一电压采样电路并联在所述通用充电器的输出正端和负端之间，所述第一电压采样电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联，所述第二电阻和所述第三电阻的中间串联点与所述开关控制单元连接，为所述开关控制单元提供所述第一电压反馈值。

本发明一优选的实施例中，上述电源控制模块还包括一电压控制单元，所述电压控制单元根据所述通用充电器的输出正端和负端之间的电压调节所述电源控制模块的输出正端和负端之间的电压，所述第一开关断开时，所述电压控制单元抬高所述电源模块的输出正端和负端之间的电压，所述通用充电器的输出正端和负端之间接入电池时，所述电压控制单元降低所述电源模块的输出正端和负端之间的电压，然后所述开关控制单元再控制所述第一开关闭合。

本发明一优选的实施例中，上述电压控制单元采样所述电源模块输出正端和负端之间的电压，形成所述第二电压反馈值，所述电压控制单元根据所述第二电压反馈值调节所述电源控制模块的输出正端和负端之间的电压。

本发明一优选的实施例中，上述通用充电器包括一第二电压采样电路，所述第二电压采样电路并联在所述电源控制模块的输出正端和负端之间，为所述电压控制单元提供第二电压反馈值，所述开关控制单元根据所述第一电压反馈值调节所述第二电压采样电路的采样比例。

本发明一优选的实施例中，上述第二电压采样电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和第五电阻串联后并联在所述电源模块的输出正端和负端之间，所述第四电阻和第五电阻的中间串联点与所述电压控制单元连接，为所述电压控制单元提供所述第二电压反馈值，所述第二电压采样电路还包括第六电阻和第二开关，所述第六电阻和所述第二开关串联后与所述第五电阻并联，所述开关控制单元根据第一电压反馈值大于设定值时控制所述第二开关闭合，降低所述第二电压采样电路的采样比例，降低所述第二电压反馈值，抬高所述电源模块的输出正端的电压，所述开关控制单元根据第一电压反馈值不大于设定值时，控制所述第二开关闭合，提高所述第二电压采样电路的采样比例，抬高所述第二电压反馈值，降低所述电源模块的输出正端的电压。

本发明一优选的实施例中，上述开关控制单元为一单片机。

本发明一优选的实施例中，上述电压控制单元集成在所述单片机中。

本发明一优选的实施例中，上述第一开关为一继电器开关。

相较于现有技术，本发明的通用充电器的优点如下：

本发明的充电器，无论电动车电池自身没有电池管理系统，均可匹配进行充电，兼容性强。

附图说明

图1为本发明的通用充电器的一实施例框图。

图2为图1中开关驱动控制的具体实施例图。

图3本发明通用充电器的一具体实施例图。

各元件名称及其标号：

通用充电器10/20/30，电源模块11/21/31，电压控制单元311，电源模块输出正端V+，电源模块输出负端V-，电源模块输出正端的电压Vout2，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第一开关Q1，第一开关控制信号S1，第二开关Q2，第二开关控制信号S2，开关控制单元22/32，第一电压采样电路23/33，第一电压反馈值Vf1，第二电压采样电路34，第二电压反馈值Vf2，通用充电器输出正端Vo+，通用充电器输出负端Vo-，通用充电器输出正端的电压Vout1。

具体实施方式

下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的通用充电器的一实施例框图，包括电源模块11，,所述电源模块的输出正端V+与第一开关Q1的一端串联，所述第二开关Q1的另一端为所述通用充电器10的输出正端V0+，所述第一开关Q1的两端并联一第一电阻R1，所述电源模块的输出负端V-即为所述通用充电器的输出负端Vo-，所述通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间连接有电池时，且若所述电池带有电池管理系统，所述电池管理系统处于非休眠状态时，所述开关S1闭合；所述通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间未连接电池或者是电池的电池管理系统处于休眠状态时，所述第一开关Q1断开。

如图2所示，本发明的通用充电器20还包括一开关控制单元22，所述开关控制单元22采集所述通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间的电压，形成一第一电压反馈值Vf1，所述第一电压反馈值Vf1高于设定值时，也即表示通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间尚未接入电池或者电池的电池管理系统处于休眠状态，所述开关控制单元控制22发出第一开关控制信号S1控制所述第一开关Q1关断；所述第一电压反馈值Vf1不高于所述设定值时，也即表示通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间已经接入电池，若电池带有电池管理系统，电池的电池管理系统处于非休眠状态，所述开关控制单元22发出第一开关控制信号S1控制所述第一开关Q1导通为所述通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间接入的电池充电。

当通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间尚未接入电池或者电池的电池管理系统处于休眠状态时，电源模块输出正端V+的电压为高电压，例如约48V，因第一电阻R1的存在，通用充电器输出正端Vo+电压近似为电源模块输出正端V+的电压，例如约46V，所述第一电压反馈值Vf1将高于设定值，开关控制单元22发出第一开关控制信号S1给第一开关Q1，控制第一开关Q1断开。

当通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间接入电池，若电池带有电池管理系统，电池的电池管理系统处于非休眠状态后，通用充电器的输出正端V0+的电压Vout1被所述电池电压钳位，由于所述电池电压低于不接电池时通用充电器的输出正端V0+的电压Vout1，开关控制单元22采集到的第一电压反馈值Vf1变低，低于设定值时，开关控制单元22发送第一开关控制信号S1给所述第一开关Q1，控制所述第一开关Q1闭合，所述通用充电器20开始为通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间接入的电池充电。

所述开关控制单元22通过一第一电压采样电路23采样所述所述通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间的电压，所述第一电压采样电路23并联在所述通用充电器的输出正端V0+和负端Vo-之间，所述第一电压采样电路23包括第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3串联，所述第二电阻R2和第三电阻R3的中间串联点A与所述开关控制单元22连接，为所述开关控制单元22提供第一电压反馈值Vf1。

本发明一优选实施例中，所述开关控制单元22为一单片机，更具体的所述单片机的型号为HT66F004。所述第一开关S1为一继电器开关。

如图3所示是本发明一具体实施例，与图2不同的是，本实施例中所述电源模块31还包括电压控制单元311，所述电压控制单元311在所述第一开关断开，也即所述第一电压反馈值Vf1高于所述设定值时，所述电压控制单元311控制抬高所述电源模块输出正端V+的电压Vout2，所述电压控制单元311在所述第一电压反馈值Vf1低于所述设定值时，所述电压控制单元311控制降低所述电源模块输出正端V+的电压Vout2，并且所述开关控制单元32在所述所述电压控制单元311控制降低所述电源模块输出正端V+的电压Vout2之后控制所述第一开关Q1闭合。

所述充电器30还包括第二电压采样电路34，所述第二电压采样电路34采样所述电源模块输出正端V+和负端V-之间的电压，产生第二电压反馈值Vf2。所述开关控制单元32根据第一电压反馈值Vf1产生第二驱动控制信号S2改变所述第二电压反馈值Vf2，由此调节所述电源模块输出端V+的输出电压。优选的，所述第二电压采样电路34包括第四电阻R4和第五电阻R5，所述第四电阻R4和第五电阻R5串联后并联在所述电源模块输出正端V+和负端V-之间，所述第四电阻R4和第五电阻R5中间串联点为所述第二电压反馈值Vf2的输出端，与所述电压控制单元311连接，所述第四电阻R4和第五电阻R5分压输出电压Vout2产生第二电压反馈值Vf2，所述第二电压采样电路34还包括第六电阻R6和第二开关Q2，所述第六电阻R6和所述第二开关Q2串联后与所述第五电阻R5并联，所述第二开关Q2接受所述第二驱动控制信号S2的控制，所述第二开关Q2闭合时，所述第五电阻R6和所述第四电阻R5并联，改变所述第二电压采样电路34的采样比例。从而改变第二电压反馈值Vf2，所述电压控制单元311根据第二电压反馈值Vf2调节所述电源模块输出正端V+的电压Vout2。

所述开关控制单元311根据第一电压反馈值Vf1大于所述设定值时控制所述第二开关Q2闭合，降低所述第二电压采样电路34的采样比例，降低所述第二电压反馈Vf2，所述电压控制单元311抬高所述电源模块的输出正端V+的电压Vout2，所述开关控制单元32根据第一电压反馈值Vf2不大于所述设定值时，控制所述第二开关Q2闭合，提高所述第二电压采样电路34的采样比例，抬高所述第二电压反馈值Vf2，降低所述电源模块的输出正端V+的电压Vout2。

由于充电器的空载电压会设计在电池接近充满时的电压值，所述第一电阻R1会使所述通用充电器输出正端端的电压Vout1处于接近空载电压，这样通用充电器就没法区分“没接电池”和“接上快充满的电池”这两个状态了，于是本发明在所述第一开关Q1断开时，也即通用充电器的输出端未接入电池时，抬高所述电源模块的输出正端的电压Vout2，使其比电池充满电时的电压还高，这样就能区分出“没接电池”和“接上快充满的电池”这两种状态了。并且检测到电池接上后，立即降低所述电源模块输出正端的电压Vout2，再闭合所述开关Q1，否则所述开关Q1闭合瞬间会有很大的电流冲击。

本发明的通用充电器的技术方案的有效果是：

本发明的充电器，无论电动车电池自身没有电池管理系统，均可匹配进行充电，兼容性强。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通用充电器，包括电源模块，其特征在于，所述电源模块的输出正端与一第一开关的一端串联，所述第一开关的另一端为所述通用充电器的输出正端，所述第一开关的两端并联一第一电阻，所述电源模块的输出负端即为所述通用充电器的输出负端，所述通用充电器的输出正端和负端之间连接有电池时，所述第一开关闭合；所述通用充电器的输出正端和负端之间未连接电池时，所述第一开关断开。

2.如权利要求1所述一种通用充电器，其特征在于，还包括一开关控制单元，所述开关控制单元采集所述通用充电器的输出正端和负端之间的电压，形成一第一电压反馈值，所述第一电压反馈值高于设定值时，所述开关控制单元控制所述第一开关关断，所述第一电压反馈值不高于设定值时，所述开关控制单元控制所述第一开关导通。

3.如权利要求2所述一种通用充电器，其特征在于，还包括一第一电压采样电路，所述第一电压采样电路并联在所述通用充电器的输出正端和负端之间，所述第一电压采样电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联，所述第二电阻和所述第三电阻的中间串联点与所述开关控制单元连接，为所述开关控制单元提供所述第一电压反馈值。

4.如权利要求2所述一种通用充电器，其特征在于，所述电源控制模块还包括一电压控制单元，所述电压控制单元根据所述通用充电器的输出正端和负端之间的电压调节所述电源控制模块的输出正端和负端之间的电压，所述第一开关断开时，所述电压控制单元抬高所述电源模块的输出正端和负端之间的电压，所述通用充电器的输出正端和负端之间接入电池时，所述电压控制单元降低所述电源模块的输出正端和负端之间的电压，然后所述开关控制单元再控制所述第一开关闭合。

5.如权利要求4所述一种通用充电器，其特征在于，所述电压控制单元采样所述电源模块输出正端和负端之间的电压，形成所述第二电压反馈值，所述电压控制单元根据所述第二电压反馈值调节所述电源控制模块的输出正端和负端之间的电压。

6.如权利要求5所述一种通用充电器，其特征在于，所述通用充电器包括一第二电压采样电路，所述第二电压采样电路并联在所述电源控制模块的输出正端和负端之间，为所述电压控制单元提供第二电压反馈值，所述开关控制单元根据所述第一电压反馈值调节所述第二电压采样电路的采样比例。

7.如权利要求6所述一种通用充电器，其特征在于，所述第二电压采样电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和第五电阻串联后并联在所述电源模块的输出正端和负端之间，所述第四电阻和第五电阻的中间串联点与所述电压控制单元连接，为所述电压控制单元提供所述第二电压反馈值，所述第二电压采样电路还包括第六电阻和第二开关，所述第六电阻和所述第二开关串联后与所述第五电阻并联，所述开关控制单元根据第一电压反馈值大于设定值时控制所述第二开关闭合，降低所述第二电压采样电路的采样比例，降低所述第二电压反馈值，抬高所述电源模块的输出正端的电压，所述开关控制单元根据第一电压反馈值不大于设定值时，控制所述第二开关闭合，提高所述第二电压采样电路的采样比例，抬高所述第二电压反馈值，降低所述电源模块的输出正端的电压。

8.如权利要求1所述一种通用充电器，其特征在于，所述开关控制单元为一单片机。

9.如权利要求8所述一种通用充电器，其特征在于，所述电压控制单元集成在所述单片机中。

10.如权利要求1所述一种通用充电器，其特征在于，所述第一开关为一继电器开关。