CN109510269A - 一种充电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电器，其包括有一本体，所述本体上设有多个充电槽，每个充电槽对应设有一充电电路，且该本体内还设有一控制电路，所述控制电路与多个充电电路连接，以检测每一充电电路两输出端的电压差及充电电流，并根据检测的电压差及充电电流控制充电电路的工作。与现有技术相比，本发明的充电器具备兼容性，可同时给不同的充电电池充电，即充电器中的多个充电槽各设有一充电电路，通过控制电路检测充电电路两个输出端之间的电压差，以识别位于充电槽中的待充电电池类型，并自适应设置对应于所识别出的电池类型的充电电压电流。

Description

一种充电器

技术领域

本发明涉及充电装置，更具体地涉及一种充电器。

背景技术

充电器采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电。目前，单节电池充电的座充产品市面有很多种，但大部分产品都是只对应一个型号规格电池充电；例如锂离子二次电池充电产品只能给5号锂离子电池充电，或者是给18650锂电池充电；而不能给镍氢可充电电池充电，其不具备兼容性和灵活性。生活各类电子产品中，部分产品需求3.6V的锂离子电池供电、或者是1.5V镍氢电池供电等等；且在节能环保的大趋势下，二次可充电电池在市面上占主导地位；但由于消费者有几款电池就得配备几款充电器，每款充电器的使用率不高，同时占据一定的空间位置，使得现有的充电器越来越不能满足消费者使用需求。

鉴于此，有必要提供一种可智能识别电池类型，自适应设置充电电压电流的充电器以解决上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可智能识别电池类型，自适应设置充电电压电流的充电器。

为解决上述技术问题，本发明一种充电器，其包括有一本体，所述本体上设有多个充电槽，每个充电槽对应设有一充电电路，且该本体内还设有一控制电路，所述控制电路与多个充电电路连接，以检测每一充电电路两输出端的电压差及充电电流，并根据检测的电压差及充电电流控制充电电路的工作。

其进一步技术方案为：所述充电电路包括有第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第六晶体管、第六电阻、第七电阻、第九电阻、第十电阻、第十二电阻、第十七电阻、第十八电阻、第四十一电阻、第一稳压管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容以及第一电感；其中，所述第一晶体管的基极通过第九电阻连接至直流电源输入端，且其集电极连接第四二极管的正极及第一稳压管的负极，并连接至直流电源输入端，该第四二极管的负极连接第六晶体管的源极，所述第六晶体管的栅极连接第三晶体管和第一晶体管的发射极以及第一稳压管的正极，其漏极连接第一电感的一端及第二二极管的负极，所述第一电感的另一端连接第一电容的正极及第六电阻的一端，并作为输出正极端，该第一电容的负极连接第二二极管的正极、第十电阻和第十八电阻的一端，并接地，所述第十电阻和第十八电阻的另一端均连接第四十一电阻的一端，该第四十一电阻的另一端作为输出负极端，所述第六电阻的另一端连接第三二极管的负极，该第三二极管的正极连接至基准电压，所述第二晶体管的基极连接第十二电阻的一端，其集电极通过第七电阻连接至第一晶体管和第三晶体管的基极，该第三晶体管的集电极通过第十七电阻连接至第二晶体管的发射极，并接地，所述输出正极端、第四十一电阻的两端以及第十二电阻的另一端均连接至控制电路。

其进一步技术方案为：所述控制电路包括有型号为PIC18F4XK80的主控芯片，所述主控芯片的第1引脚连接第十二电阻的另一端，其第27引脚连接第四十一电阻的两端，其第26引脚连接输出正极端。

其进一步技术方案为：所述充电电路还包括有一电池接入检测电路，其包括有一电阻，所述主控芯片的第42引脚通过该电阻连接至基准电压。

其进一步技术方案为：所述充电电路还包括有一电池防反接电路，所述电池防反接电路包括有第一电压比较器、第二十电阻、第二十二电阻、第二十六电阻、第三十五电阻以及第七晶体管；其中，所述第一电压比较器的同相输入端通过第二十电阻连接至主控芯片的第26引脚，其反相输入端通过第二十二电阻连接至工作电源，且通过第二十六电阻接地，其输出端通过第三十五电阻连接第七晶体管的栅极，该第七晶体管的漏极连接第四十一电阻作为输出负极端的一端，其源极连接该第四十一电阻的另一端。

其进一步技术方案为：每一充电槽还设有一放电电路，所述放电电路包括有第九晶体管、第十晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第四十三电阻、第四十六电阻、第四十七电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第五十五电阻以及第二电压比较器；其中，所述第二电压比较器的输出端通过第四电阻连接第十晶体管的基极，该第十晶体管的发射极连接第九晶体管的基极，其集电极连接第九晶体管的集电极，并连接至主控芯片的第26引脚，所述第九晶体管的发射极连接第五十二电阻、第五十五电阻和第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接第二电压比较器的反相输入端、第二电阻和第五十四电阻的一端，所述第五十四电阻的另一端连接第二电压比较器的VCC端，并连接至工作电源，该第二电压比较器的同相输入端连接第一电阻和第四十七电阻的一端，所述第二电压比较器的GND端、第一电阻和第二电阻的另一端接地，所述第四十七电阻的另一端连接主控芯片的第10引脚，所述第五十二电阻和第五十五电阻的另一端均连接第四十六电阻、第四十三电阻和第五十三电阻的一端，所述第四十六电阻、第四十三电阻的另一端接地，所述主控芯片的第27引脚连接第五十三电阻的两端，且所述第五十三电阻与第四十六电阻连接的一端连接至电池防反接电路中第七晶体管的源极，其另一端连接至电池防反接电路中第七晶体管的漏极。

其进一步技术方案为：所述控制电路还包括有一与主控芯片连接的按键检测电路，用于接收外部输入的检测信号，以触发主控芯片输出控制信号至放电电路，其包括有第一开关及第六电容，所述第一开关的一端连接第六电容的一端及主控芯片的第4引脚，其另一端及第六电容的另一端均接地。

其进一步技术方案为：所述控制电路还包括有一与主控芯片连接的维护电路，其包括有第二开关及第五电容，所述第二开关的一端连接第五电容的一端及主控芯片的第5引脚，其另一端及第五电容的另一端均接地。

与现有技术相比，本发明的充电器具备兼容性，可同时给不同的充电电池充电，即充电器中的多个充电槽各设有一充电电路，通过控制电路检测充电电路两个输出端之间的电压差，以识别位于充电槽中的待充电电池类型，并自适应设置对应于所识别出的电池类型的充电电压电流。

附图说明

图1是本发明充电器中充电电路、放电电路以及控制电路一具体实施例的电路示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

参照图1，图1为本发明充电器中充电电路101、放电电路102以及控制电路一具体实施例的电路示意图。本实施例中，所述充电器包括有一本体，所述本体上设有多个充电槽，每个充电槽对应设有一充电电路101，且该本体内还设有一控制电路，所述控制电路与多个充电电路101连接，以检测每一充电电路101两输出端的电压差及充电电流，并根据检测的电压差及充电电流控制充电电路101的工作。基于上述设计，本发明充电器中的多个充电槽各设有一充电电路101，每一充电槽可放置一充电电池，通过控制电路检测充电电路101两个输出端之间的电压差，以识别位于充电槽中的待充电电池类型，并可自适应设置对应于所识别出的电池类型的充电电压电流，以控制相应充电电路101的工作，使得本发明的充电器具备兼容性，可同时给不同的充电电池充电，且本发明的充电器充电过程中还可通过检测充电电路的实际充电电流以对其充电电流进行调整，使其实际充电电流更为精准。

在附图所示的实施例中，所述充电电路101为降压型充电电路，其包括有第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第六晶体管Q6、第六电阻R6、第七电阻R7、第九电阻R9、第十电阻R106、第十二电阻R12、第十七电阻R17、第十八电阻R105、第四十一电阻R21、第一稳压管Z1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1以及第一电感L1；其中，所述第一晶体管Q1的基极通过第九电阻R9连接至直流电源输入端，且其集电极连接第四二极管D4的正极及第一稳压管Z1的负极，并连接至直流电源输入端，该第四二极管D4的负极连接第六晶体管Q6的源极，所述第六晶体管Q6的栅极连接第三晶体管Q3和第一晶体管Q1的发射极以及第一稳压管Z1的正极，其漏极连接第一电感L1的一端及第二二极管D2的负极，所述第一电感L1的另一端连接第一电容C1的正极及第六电阻R6的一端，并作为输出正极端，该第一电容C1的负极连接第二二极管D2的正极、第十电阻R106和第十八电阻R105的一端，并接地，所述第十电阻R106和第十八电阻R105的另一端连接第四十一电阻R21的一端，该第四十一电阻R21的另一端作为输出负极端，所述第六电阻R6的另一端连接第三二极管D3的负极，该第三二极管D3的正极连接至基准电压Vref，所述第二晶体管Q2的基极连接第十二电阻R12的一端，其集电极通过第七电阻R7连接至第一晶体管Q1和第三晶体管Q3的基极，该第三晶体管Q3的集电极通过第十七电阻R17连接至第二晶体管Q2的发射极，并接地，所述输出正极端、第四十一电阻R21的两端以及第十二电阻R12的另一端均连接至控制电路。本实施例中，所述基准电压Vref为提供的5V参考电压。

在本实施例中，所述控制电路包括有型号为PIC18F4XK80的主控芯片，所述主控芯片的第1引脚连接第十二电阻R12的另一端，其第27引脚连接第四十一电阻R21的两端，其第26引脚通过一电阻R115连接至输出正极端，且该第26引脚通过第二电容C2接地。优选地，本实施例中，所述充电电路101还包括有一电池接入检测电路，其包括有一电阻R29，所述主控芯片的第42引脚通过该电阻R29连接至基准电压Vref，可检测电池是否在位。基于该设计，充电器上电，主控芯片初始化，默认PWM信号为0V，充电和放电功能处于关闭状态，通过主控芯片的第26引脚和27引脚检测充电电路101输出正极端和负极端两端的电压差，再预充电，预充电电流为100mA，预充电后主控芯片的第26引脚和27引脚再检测充电电路101输出正极端和负极端两端的电压差，主控芯片根据预充电前后输出正极端和负极端两端的电压差识别出电池类型(例如2.5V以上的为锂电池，1.8V以下的为镍氢电池等等)，并通过第1引脚输出相应的PWM信号至充电电路101中，以控制调整充电电压及电流，还可通过第27引脚检测第四十一电阻R21与第十电阻R106连接的那端电流，以调整充电电流的大小，即第四十一电阻R21与第十电阻R106连接的那端作为充电器的电流采样端子。当充电电路101有输入电流流入，且主控芯片输入PWM信号时，晶体管Q1、Q2、Q3和Q6导通，第一电感L1储能，并给电池充电，而当无输入电流流入时，第一电感L1存储的电能可给电池充电。

在某些实施例中，所述充电电路101还包括有一电池防反接电路，所述电池防反接电路包括有第一电压比较器U1、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第二十六电阻R26、第三十五电阻R35以及第七晶体管Q7；其中，所述第一电压比较器U1的同相输入端通过第二十电阻R20连接至主控芯片的第26引脚，其反相输入端通过第二十二电阻R22连接至工作电源VDD，且通过第二十六电阻R26接地，其输出端通过第三十五电阻R35连接第七晶体管Q7的栅极，该第七晶体管Q7的漏极连接第四十一电阻R21作为输出负极端的一端，其源极连接该第四十一电阻R21的另一端。本实施例中，所述工作电源VDD为外部供电电源经线性稳压后得到的电源，其提供5V的工作电压。基于该设计，若电池正确安装，则同相输入端的对地电压大于反向输入端的对地电压，输出端输出高电平，第七晶体管Q7导通，电池负极网络与地接通形成闭环回路。

在附图所示的实施例中，每一充电槽还设有一放电电路102，所述放电电路102包括有第九晶体管Q9、第十晶体管Q10、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第四十三电阻R106、第四十六电阻R105、第四十七电阻R47、第五十二电阻R52、第五十三电阻R21、第五十四电阻R54、第五十五电阻R55以及第二电压比较器U2；其中，所述第二电压比较器U2的输出端通过第四电阻R4连接第十晶体管Q10的基极，该第十晶体管Q10的发射极连接第九晶体管Q9的基极，其集电极连接第九晶体管Q9的集电极，并连接至主控芯片的第26引脚，所述第九晶体管Q9的发射极连接第五十二电阻R52、第五十五电阻R55和第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接第二电压比较器U2的反相输入端、第二电阻R2和第五十四电阻R54的一端，所述第五十四电阻R54的另一端连接第二电压比较器U2的电源VCC端，并连接至工作电源VDD，该第二电压比较器U2的同相输入端连接第一电阻R1和第四十七电阻R47的一端，所述第二电压比较器U2的GND端、第一电阻R1和第二电阻R2的另一端接地，所述第四十七电阻R47的另一端连接主控芯片的第10引脚，所述第五十二电阻R52和第五十五电阻R55的另一端均连接第四十六电阻R105、第四十三电阻R106和第五十三电阻R21的一端，所述第四十六电阻R105、第四十三电阻R106的另一端接地，所述主控芯片的第27引脚连接第五十三电阻R21的两端，且所述第五十三电阻R21与第四十六电阻R105连接的一端连接至电池防反接电路中第七晶体管Q7的源极，其另一端连接至电池防反接电路中第七晶体管Q7的漏极。可理解地，因放电电路102中的第四十三电阻R106、第四十六电阻R105和第五十三电阻R21与充电电路101中的第十电阻R106、第十八电阻R105和第四十一电阻R21的性能参数和功能相同，本实施例中的充电电路101和放电电路102共用这三个电阻组成的这部分电路，则本实施例中，电阻R21与第七晶体管Q7的漏极连接的一端作为输出端负极，其另一端为电流采样端子，而在某些其他实施例中，所述充电电路101和放电电路102也可不共用这部分的电路而单独各自设置一该电路。

在本实施例中，所述控制电路还包括有一与主控芯片连接的按键检测电路，用于接收外部输入的检测信号，以触发主控芯片输出控制信号至放电电路102，其包括有第一开关S1及第六电容C6，所述第一开关S1的一端连接第六电容C6的一端及主控芯片的第4引脚，其另一端及第六电容C6的另一端均接地。本发明中，将电池性能优劣性分为“良好、一般、较差、报废”四档，基于上述设计，当控制电路接收到外部输入的检测信号时，主控芯片检测输出正极端和输出负极端之间的电压差，记下此值后主控芯片第10引脚输出放电控制信号至放电电路102，使得放电电路102对电池按预设电流进行放电，同时记下输出正极端和输出负极端之间的电压差值；通过电池放电前电压差值减去放电中的电压差值后再除以预设放电电流值来测得内阻值；然后再对电池进行充电、静置、测得放电前输出正极端和输出负极端的电压差值，再放电测得放电时输出正极端和输出负极端的电压差值，重复多次上述操作，测得一组内阻值；去掉最大值和最小值，其余值求平均值，并将计算所得的平均内阻值与此类型电池良好状态的内阻值比较，从而判定出电池性能优劣性。

在某些实施例中，所述控制电路还包括有一与主控芯片连接的维护电路，其包括有第二开关S2及第五电容C5，所述第二开关S2的一端连接第五电容C5的一端及主控芯片的第5引脚，其另一端及第五电容C5的另一端均接地。基于上述设计，当主控芯片的第5引脚接收到维护信号时，主控芯片首先识别电池类型，再控制充电电路101输出相应的充电电流对电池进行充电，充满电后再对电池进行放电，而后再对电池充电，若是锂离子电池则充到满电量的60％-80％即结束，若是镍氢电池则充满才结束，本发明的继电器可定期对长期未使用的存储电池进行充放电维护。

综上所述，本发明的充电器具备兼容性，可同时给不同的充电电池充电，即充电器中的多个充电槽各设有一充电电路，通过控制电路检测充电电路两个输出端之间的电压差，以识别位于充电槽中的待充电电池类型，并自适应设置对应于所识别出的电池类型的充电电压电流。

以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种充电器，其特征在于：所述充电器包括有一本体，所述本体上设有多个充电槽，每个充电槽对应设有一充电电路，且该本体内还设有一控制电路，所述控制电路与多个充电电路连接，以检测每一充电电路两输出端的电压差及充电电流，并根据检测的电压差及充电电流控制充电电路的工作。

2.如权利要求1所述的充电器，其特征在于：所述充电电路包括有第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第六晶体管、第六电阻、第七电阻、第九电阻、第十电阻、第十二电阻、第十七电阻、第十八电阻、第四十一电阻、第一稳压管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容以及第一电感；其中，所述第一晶体管的基极通过第九电阻连接至直流电源输入端，且其集电极连接第四二极管的正极及第一稳压管的负极，并连接至直流电源输入端，该第四二极管的负极连接第六晶体管的源极，所述第六晶体管的栅极连接第三晶体管和第一晶体管的发射极以及第一稳压管的正极，其漏极连接第一电感的一端及第二二极管的负极，所述第一电感的另一端连接第一电容的正极及第六电阻的一端，并作为输出正极端，该第一电容的负极连接第二二极管的正极、第十电阻和第十八电阻的一端，并接地，所述第十电阻和第十八电阻的另一端均连接第四十一电阻的一端，该第四十一电阻的另一端作为输出负极端，所述第六电阻的另一端连接第三二极管的负极，该第三二极管的正极连接至基准电压，所述第二晶体管的基极连接第十二电阻的一端，其集电极通过第七电阻连接至第一晶体管和第三晶体管的基极，该第三晶体管的集电极通过第十七电阻连接至第二晶体管的发射极，并接地，所述输出正极端、第四十一电阻的两端以及第十二电阻的另一端均连接至控制电路。

3.如权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述控制电路包括有型号为PIC18F4XK80的主控芯片，所述主控芯片的第1引脚连接第十二电阻的另一端，其第27引脚连接第四十一电阻的两端，其第26引脚连接输出正极端。

4.如权利要求3所述的充电器，其特征在于：所述充电电路还包括有一电池接入检测电路，其包括有一电阻，所述主控芯片的第42引脚通过该电阻连接至基准电压。

5.如权利要求3所述的充电器，其特征在于：所述充电电路还包括有一电池防反接电路，所述电池防反接电路包括有第一电压比较器、第二十电阻、第二十二电阻、第二十六电阻、第三十五电阻以及第七晶体管；其中，所述第一电压比较器的同相输入端通过第二十电阻连接至主控芯片的第26引脚，其反相输入端通过第二十二电阻连接至工作电源，且通过第二十六电阻接地，其输出端通过第三十五电阻连接第七晶体管的栅极，该第七晶体管的漏极连接第四十一电阻作为输出负极端的一端，其源极连接该第四十一电阻的另一端。

6.如权利要求5所述的充电器，其特征在于：每一充电槽还设有一放电电路，所述放电电路包括有第九晶体管、第十晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第四十三电阻、第四十六电阻、第四十七电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第五十五电阻以及第二电压比较器；其中，所述第二电压比较器的输出端通过第四电阻连接第十晶体管的基极，该第十晶体管的发射极连接第九晶体管的基极，其集电极连接第九晶体管的集电极，并连接至主控芯片的第26引脚，所述第九晶体管的发射极连接第五十二电阻、第五十五电阻和第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接第二电压比较器的反相输入端、第二电阻和第五十四电阻的一端，所述第五十四电阻的另一端连接第二电压比较器的VCC端，并连接至工作电源，该第二电压比较器的同相输入端连接第一电阻和第四十七电阻的一端，所述第二电压比较器的GND端、第一电阻和第二电阻的另一端接地，所述第四十七电阻的另一端连接主控芯片的第10引脚，所述第五十二电阻和第五十五电阻的另一端均连接第四十六电阻、第四十三电阻和第五十三电阻的一端，所述第四十六电阻、第四十三电阻的另一端接地，所述主控芯片的第27引脚连接第五十三电阻的两端，且所述第五十三电阻与第四十六电阻连接的一端连接至电池防反接电路中第七晶体管的源极，其另一端连接至电池防反接电路中第七晶体管的漏极。

7.如权利要求6所述的充电器，其特征在于：所述控制电路还包括有一与主控芯片连接的按键检测电路，用于接收外部输入的检测信号，以触发主控芯片输出控制信号至放电电路，其包括有第一开关及第六电容，所述第一开关的一端连接第六电容的一端及主控芯片的第4引脚，其另一端及第六电容的另一端均接地。

8.如权利要求6所述的充电器，其特征在于：所述控制电路还包括有一与主控芯片连接的维护电路，其包括有第二开关及第五电容，所述第二开关的一端连接第五电容的一端及主控芯片的第5引脚，其另一端及第五电容的另一端均接地。