CN110112804A - 一种锂电池和铅酸电池通用充电器 - Google Patents

一种锂电池和铅酸电池通用充电器 Download PDF

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Abstract

一种锂电池和铅酸电池通用充电器，包括主控芯片，在主控芯片上连接有切换模块，所述切换模块用于向主控芯片传输高电平信号或低电平信号来改变充电器的充电模式，在主控芯片上连接有充电模块，所述充电模块包括稳压芯片，所述稳压芯片相并联的铅酸电池触发三极管和锂电池触发三极管与主控芯片相连，所述充电模块用于根据所述主控芯片的指令来导通铅酸电池触发三极管或锂电池触发三极管进行充电，在主控芯片上还设有充电正接口和充电负接口；通过防反接模块上的继电器对充电正接口进行保护，防止烧坏充电器；通过指示灯来显示充电器的充电状态，便于用户观察，具有操作简便、实用性强的优点。

Description

一种锂电池和铅酸电池通用充电器
技术领域：
本发明涉及一种锂电池和铅酸电池通用充电器。
背景技术：
电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能够将化学能转化成电能的装置。
在日常生活中，常见的电池种类主要分为干电池、铅酸电池和锂电池，其中铅酸电池和锂电池是可充电电池；在电动车行业中，其动力来源主要就是依靠可充电电池将电能转化成机械能来带动电动车移动。
现有的电动车充电器在充电过程中，由于铅酸电池和锂电池之间的功能和结构上都存在着差异，首先要选取相应规格和型号的充电器进行充电，当充电器和电池不匹配时，无法进行充电，会在一定程度上影响用户的正常使用，造成不便。
发明内容：
本发明实施例提供了一种锂电池和铅酸电池通用充电器，采用切换开关在铅酸电池和锂电池两个模式进行切换，能够对铅酸电池或锂电池进行充电，使充电器可以与各种类型的可充电电池进行匹配，方便用户使用，通用性强，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种锂电池和铅酸电池通用充电器，包括主控芯片，在主控芯片上连接有切换模块，所述切换模块用于向主控芯片传输高电平信号或低电平信号来改变充电器的充电模式，在主控芯片上连接有充电模块，所述充电模块包括稳压芯片，所述稳压芯片相并联的铅酸电池触发三极管和锂电池触发三极管与主控芯片相连，所述充电模块用于根据所述主控芯片的指令来导通铅酸电池触发三极管或锂电池触发三极管进行充电，在主控芯片上还设有充电正接口和充电负接口。
所述主控芯片的型号为TM57PE11C，在主控芯片上设有12个引脚，所述主控芯片通过九号引脚与切换模块相连，所述切换模块包括与主控芯片相连的切换开关，切换开关上连接有相并联的第一电阻和第二电阻，第一电阻连接电源，第二电阻接地设置。
所述主控芯片通过六号引脚和七号引脚连接有充电模块，所述稳压芯片的型号为TL431，在稳压芯片上设有3个引脚，所述稳压芯片的一号引脚分别与铅酸电池触发三极管的集电极和锂电池触发三极管的集电极相连，所述铅酸电池触发三极管的基极连接第三电阻，第三电阻连接主控芯片的六号引脚，所述锂电池触发三极管的基极连接第四电阻，第四电阻连接主控芯片的七号引脚，所述稳压芯片的一号引脚连接第五电阻。
所述主控芯片通过五号引脚连接有恒流模块，所述恒流模块用于保持主控芯片平稳运行；所述恒流模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端通过相串联的第六电阻和第七电阻与主控芯片的五号引脚相连，所述第一运算放大器的正输入端通过相并联的第一电容和第二电容接地设置，所述第一运算放大器的负输入端和输出端之间设有相串联的第八电阻和第三电容，所述第一运算放大器的负输入端连接第九电阻，第九电阻与充电负接口相连，所述第一运算放大器的输出端连接第一二极管，第一二极管连接所述稳压芯片的三号引脚，第一二极管通过相串联的第十电阻和第四电容与所述稳压芯片的一号引脚相连。
所述主控芯片通过三号引脚和四号引脚连接有检测模块，所述检测模块用于检测充电器的电流和电压，所述检测模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端连接第十一电阻，第十一电阻连接充电负接口，所述第二运算放大器的负输入端和输出端之间设有第十二电阻，所述第二运算放大器的输出端连接第十三电阻，第十三连接主控芯片的三号引脚，所述第二运算放大器的输出端连接第十四电阻，第十四电阻连接连接主控芯片的四号引脚，第十四电阻连接第五电容接地设置，所述第二运算放大器的负输入端连接第十五电阻。
所述主控芯片通过二号引脚连接有散热模块，所述散热模块用于降低充电器内部电气元件的温度，所述散热模块包括第一三极管，第一三极管的基极连接第十六电阻，第一三极管的基极和发射极之间设有第十七电阻，第一三极管的集电极连接有风机接口，风机接口连接第十八电阻，第十八电阻连接充电正接口。
所述主控芯片通过十二号引脚连接有电压触发模块，所述电压触发模块用于向主控芯片传输触发信号，所述电压触发模块包括相串联的第十九电阻和第二十电阻，在第十九电阻上并联有第六电容，第二十电阻连接第二二极管，第二二极管连接充电正接口。
所述主控芯片通过十三号引脚连接防短接模块，所述防短接模块用于对充电器提供保护，所述防短接模块包括设置在充电正接口的继电器，继电器连接第二三极管的集电极，第二三极管的基极和发射极之间设有第二十一电阻，第二三极管的基极连接第二十二电阻，第二十二电阻连接主控芯片的十三号引脚。
所述主控芯片通过十号引脚和十一号引脚连接指示灯模块，所述指示灯模块用于显示充电器的充电模式和充电状态，所述指示灯模块包括红色指示灯和绿色指示灯，红色指示灯通过第二十三电阻连接主控芯片的十一号引脚，绿色指示灯通过第二十四电阻连接主控芯片的十号引脚。
所述主控芯片的一号引脚和十四号引脚之间设有第七电容。
本发明采用上述结构，通过切换模块来改变主控芯片上的触发电平，以控制不同模式的充电装置对不同类别的电池进行充电；通过电压电流检测模块来检测主控芯片的实时电流值和电压值，保持充电器的稳定状态；通过散热模块和显示模块来反应充电器的使用状态和降低电气元件的温度；通过防反接模块上的继电器对充电正接口进行保护，防止烧坏充电器；通过指示灯来显示充电器的充电状态，便于用户观察，具有操作简便、实用性强的优点。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电气原理图。
图中，1、切换模块，2、充电模块，3、恒流模块，4、检测模块，5、散热模块，6、电压触发模块，7、防短接模块，8、指示灯模块。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-2中所示，在本发明实施例中，充电器包括主控芯片，主控芯片选用TM57PE11C，在主控芯片上设有12个引脚，主控芯片通过九号引脚与切换模块1相连，所述切换模块1用于向主控芯片传输高电平信号或低电平信号来调整充电器的充电模式，当输入高电平信号时，采用铅酸电池充电模式；当输入低电平信号时，采用锂电池充电模式；主控芯片通过六号引脚和七号引脚连接有充电模块2，充电模块2用于提供铅酸电池和锂电池适用的充电模式；主控芯片通过五号引脚连接恒流模块3，恒流模块3可以使主控芯片平稳运行；主控芯片通过三号引脚和四号引脚连接有检测模块4，检测模块4来检测充电器的实时电流和实时电压，使主控芯片正常运行，防止出现过载现象；主控芯片通过二号引脚连接散热模块5，在充电器运行过程中，降低充电器内部的温度，防止元器件出现故障；主控芯片通过十二号引脚连接电压触发模块6，可以向主控芯片发送触发信号，使充电器进入工作状态；主控芯片通过十三号引脚连接防短接模块7，防短接模块上的继电器设置在充电正接口上，对充电器进行保护；主控芯片通过十号引脚和十一号引脚连接绿色指示灯和红色指示灯，便于用户观察充电器的充电模式和运行状态。
在图2中，主控芯片的型号为TM57PE11C，在主控芯片上设有12个引脚，所述主控芯片通过九号引脚与切换模块相连，所述切换模块1包括与主控芯片相连的切换开关，切换开关上连接有相并联的第一电阻和第二电阻，第一电阻连接电源，第二电阻接地设置，切换开关的通过断开和闭合的动作向主控芯片发送高电平信号或低电平信号。
充电模块2包括稳压芯片，所述稳压芯片的型号为TL431，在稳压芯片上设有3个引脚，所述稳压芯片的一号引脚分别与铅酸电池触发三极管的集电极和锂电池触发三极管的集电极相连，所述铅酸电池触发三极管的基极连接第三电阻，第三电阻连接主控芯片的六号引脚，所述锂电池触发三极管的基极连接第四电阻，第四电阻连接主控芯片的七号引脚，所述稳压芯片的一号引脚连接第五电阻，稳压芯片与铅酸电池触发三极管的集电极和锂电池触发三极管对应相连，相互配合，可以进行两种不同模式的充电。
恒流模块3包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端通过相串联的第六电阻和第七电阻与主控芯片的五号引脚相连，所述第一运算放大器的正输入端通过相并联的第一电容和第二电容接地设置，所述第一运算放大器的负输入端和输出端之间设有相串联的第八电阻和第三电容，所述第一运算放大器的负输入端连接第九电阻，第九电阻与充电负接口相连，所述第一运算放大器的输出端连接第一二极管，第一二极管连接所述稳压芯片的三号引脚，第一二极管通过相串联的第十电阻和第四电容与所述稳压芯片的一号引脚相连。
检测模块4用于检测充电器的电流和电压，所述检测模块4包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端连接第十一电阻，第十一电阻连接充电负接口，所述第二运算放大器的负输入端和输出端之间设有第十二电阻，所述第二运算放大器的输出端连接第十三电阻，第十三连接主控芯片的三号引脚，所述第二运算放大器的输出端连接第十四电阻，第十四电阻连接连接主控芯片的四号引脚，第十四电阻连接第五电容接地设置，所述第二运算放大器的负输入端连接第十五电阻。
散热模块5用于降低充电器内部电气元件的温度，所述散热模块5包括第一三极管，第一三极管的基极连接第十六电阻，第一三极管的基极和发射极之间设有第十七电阻，第一三极管的集电极连接有风机接口，风机接口连接第十八电阻，第十八电阻连接充电正接口。
电压触发模块6用于向主控芯片传输触发信号，所述电压触发模块6包括相串联的第十九电阻和第二十电阻，在第十九电阻上并联有第六电容，第二十电阻连接第二二极管，第二二极管连接充电正接口。
防短接模块7用于对充电器提供保护，所述防短接模块7包括设置在充电正接口的继电器，继电器连接第二三极管的集电极，第二三极管的基极和发射极之间设有第二十一电阻，第二三极管的基极连接第二十二电阻，第二十二电阻连接主控芯片的十三号引脚。
主控芯片通过十号引脚和十一号引脚连接指示灯模块8，所述指示灯模块8用于显示充电器的充电模式和充电状态，所述指示灯模块8包括红色指示灯和绿色指示灯，红色指示灯通过第二十三电阻连接主控芯片的十一号引脚，绿色指示灯通过第二十四电阻连接主控芯片的十号引脚。
综上所述，主控芯片和各个功能模块之间进行数据交互和信息传输，以达到根据用户的需求选取相应的充电模式对铅酸电池或者锂电池进行充电的目的，提升了充电器的通用性。
使用时，主控芯片接通电源，进入使用状态，主控芯片通过十二号引脚连接电压触发模块6，来检测充电正接口上的电压信号，当有电压信号触发时，主控芯片通过二号引脚导通散热风机，通过十三号引脚导通继电器，充电器启动，进入使用状态；根据电池的类别和规格，调整切换开关；当待充电的电池为铅酸电池时，将切换开关断开，向主控芯片发送低电平信号，主控芯片通过六号引脚导通铅酸电池触发三极管，输出高电压与充电正接口相连，通过充电正接口输出高充电电压对铅酸电池充电；当待充电电池为锂电池时，切换开关闭合，向主控芯片发送高电平信号，主控芯片通过七号引脚导通锂电池触发三极管，输出低电压与充电正接口相连，通过充电正接口输出低充电电压对锂电池进行充电，通过切换开关的动作来转化出一种用户所需要的充电模式，一种充电器可以对铅酸电池和锂电池进行充电，通用性强；主控芯片外接的恒流模块3和检测模块4可以使主控芯片和充电器在运行过程中保持平稳，不出现较大的误差；散热模块5可以降低充电器内部的温度，对电气元件进行保护，延长电气元件的使用寿命，防短接模块7上的继电器可以对充电正接口提高保护，防止出现烧坏充电器内部电气结构的现象，指示灯可以向用户反馈出充电器的充电模式和充电状态，主控芯片和各个功能模块相结合，使充电器可以对铅酸电池和锂电池都可以进行充电，通用性强，充电效率高，方便用户进行使用。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种锂电池和铅酸电池通用充电器，其特征在于：包括主控芯片，在主控芯片上连接有切换模块，所述切换模块用于向主控芯片传输高电平信号或低电平信号来改变充电器的充电模式，在主控芯片上连接有充电模块，所述充电模块包括稳压芯片，所述稳压芯片相并联的铅酸电池触发三极管和锂电池触发三极管与主控芯片相连，所述充电模块用于根据所述主控芯片的指令来导通铅酸电池触发三极管或锂电池触发三极管进行充电，在主控芯片上还设有充电正接口和充电负接口。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片的型号为TM57PE11 C，在主控芯片上设有12个引脚，所述主控芯片通过九号引脚与切换模块相连，所述切换模块包括与主控芯片相连的切换开关，切换开关上连接有相并联的第一电阻和第二电阻，第一电阻连接电源，第二电阻接地设置。
3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过六号引脚和七号引脚连接有充电模块，所述稳压芯片的型号为TL431，在稳压芯片上设有3个引脚，所述稳压芯片的一号引脚分别与铅酸电池触发三极管的集电极和锂电池触发三极管的集电极相连，所述铅酸电池触发三极管的基极连接第三电阻，第三电阻连接主控芯片的六号引脚，所述锂电池触发三极管的基极连接第四电阻，第四电阻连接主控芯片的七号引脚，所述稳压芯片的一号引脚连接第五电阻。
4.根据权利要求3所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过五号引脚连接有恒流模块，所述恒流模块用于保持主控芯片平稳运行；所述恒流模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端通过相串联的第六电阻和第七电阻与主控芯片的五号引脚相连，所述第一运算放大器的正输入端通过相并联的第一电容和第二电容接地设置，所述第一运算放大器的负输入端和输出端之间设有相串联的第八电阻和第三电容，所述第一运算放大器的负输入端连接第九电阻，第九电阻与充电负接口相连，所述第一运算放大器的输出端连接第一二极管，第一二极管连接所述稳压芯片的三号引脚，第一二极管通过相串联的第十电阻和第四电容与所述稳压芯片的一号引脚相连。
5.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过三号引脚和四号引脚连接有检测模块，所述检测模块用于检测充电器的电流和电压，所述检测模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端连接第十一电阻，第十一电阻连接充电负接口，所述第二运算放大器的负输入端和输出端之间设有第十二电阻，所述第二运算放大器的输出端连接第十三电阻，第十三连接主控芯片的三号引脚，所述第二运算放大器的输出端连接第十四电阻，第十四电阻连接连接主控芯片的四号引脚，第十四电阻连接第五电容接地设置，所述第二运算放大器的负输入端连接第十五电阻。
6.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过二号引脚连接有散热模块，所述散热模块用于降低充电器内部电气元件的温度，所述散热模块包括第一三极管，第一三极管的基极连接第十六电阻，第一三极管的基极和发射极之间设有第十七电阻，第一三极管的集电极连接有风机接口，风机接口连接第十八电阻，第十八电阻连接充电正接口。
7.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过十二号引脚连接有电压触发模块，所述电压触发模块用于向主控芯片传输触发信号，所述电压触发模块包括相串联的第十九电阻和第二十电阻，在第十九电阻上并联有第六电容，第二十电阻连接第二二极管，第二二极管连接充电正接口。
8.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过十三号引脚连接防短接模块，所述防短接模块用于对充电器提供保护，所述防短接模块包括设置在充电正接口的继电器，继电器连接第二三极管的集电极，第二三极管的基极和发射极之间设有第二十一电阻，第二三极管的基极连接第二十二电阻，第二十二电阻连接主控芯片的十三号引脚。
9.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片通过十号引脚和十一号引脚连接指示灯模块，所述指示灯模块用于显示充电器的充电模式和充电状态，所述指示灯模块包括红色指示灯和绿色指示灯，红色指示灯通过第二十三电阻连接主控芯片的十一号引脚，绿色指示灯通过第二十四电阻连接主控芯片的十号引脚。
10.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述主控芯片的一号引脚和十四号引脚之间设有第七电容。
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