CN111404238A - 一种锂电池组充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂电池组充电装置，属于充电装置领域。本发明提供的锂电池组充电装置，因为具有单片机系统、可控恒流源、限压控制电路以及限压检测电路，单片机读入当前被充电池电压值区间，再通过定时中断转换成PWM输出控制限压控制的可控恒流源电路模块，且当电压过高时，限压控制电路会自动限定最大电压、电流，限压控制电路中的第三电阻需要通过单片机控制继电器从而去控制阻值大小，调整限压值大小，从而调整、稳定被充电池的电流大小，所以，本发明提供的锂电池组充电装置能够对不同型号的锂电池进行充电，而且结构简单，制作方便，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于充电装置领域，具体涉及一种锂电池组充电装置。
背景技术
随着电子产品在生活中扮演着各种越来越重要的角色，它们的动力源——电池也出现了各种各样的型号。如在校园实验室中的电池，有3.7V～11.1V不等的多种型号，其中数量最多的又以3.7V一节的锂电池为最。但是不同的电池充电需要不同的电池充电器，大量的充电器堆放不仅占用大量空间而且出错。使用错误的充电器给锂电池组充电容易损坏电池，造成电池的提前报废。但是现有技术中不具有同时给多种不同型号锂电池充电的充电装置。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够给多种不同型号锂电池充电的锂电池组充电装置。
本发明提供了一种锂电池组充电装置，具有这样的特征，包括：可控恒流源，具有至少一个电压检测点，分别与充电电源以及锂电池组电性连接；限压控制电路，通过电压检测点与可控恒流源电性连接；单片机系统，分别与可控恒流源以及限压控制电路电性连接；以及限压监测电路，分别与可控恒流源以及单片机系统电性连接，其中，限压检测电路用于检测可控恒流源与锂电池组的连接线路的电压并将生成电压反馈信号发送给单边机最小系统，单片机系统根据电压反馈信号向限压控制电路发送输出电压控制信号以及向可控恒流源发送输出电流控制信号，限压控制电路根据输出电压控制信号控制可控恒流源的输出最高电压值，可控恒流源根据输出电流控制信号控制输出电流。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，可控恒流源与限压控制电路组成限压控制的可控恒流源电路模块。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，限压控制的可控恒流源电路模块包括第一三极管、第二三极管、场效应管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压前电压输入端、控制口、比较检测口、锂电池组正极接口以及锂电池组负极接口，第一三极管的基电极通过第四电阻与控制口连接，基电极与场效应管的栅极电性连接，发射电极与锂电池组负极接口连接，第二三极管的集电极通过第二电阻与稳压前电压输入端连接，基电极通过第三电阻与锂电池组正极接口连接，发射电极与锂电池组正极接口连接，场效应管的源极与稳压前电压输入端连接，漏极通过第三电阻与锂电池组正极接口连接，第一三极管的发射电极与锂电池组负极接口的连接线上设置有接地端，第二三极管的发射电极与锂电池组正极接口的连接线上设置有比较检测口。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一三极管以及第二三极管均为PNP型三极管。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，单片机系统包括：单片机；第一电阻，一端与单片机的EA/VPP接口连接，一端与供电电压连接；复位电路，分别与单片机的XT1接口以及XT2接口连接；以及晶振电路，与单片机的RST接口连接。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，复位电路包括：第一电容、第二电容以及晶振，第一电容与第二电容串联，晶振与第一电容以及第二电容并联，晶振的两端分别与单片机的XT1接口以及XT2接口连接，第一电容以及第二电容之间设置有接地接口。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，晶振电路包括：电解电容、第十电阻以及复位按钮，电解电容的正极与复位按钮连接，负极分别与单片机的RST接口以及第十电阻连接，复位按钮一侧与电解电容连接，另一侧与第十电阻以及单片机的RST接口连接，第十电阻一端分别与复位按钮以及电解电容的负极连接，另一端接地，电解电容与复位按钮之间设置有电源电压接口。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，单片机为Atmel89C51型单片机。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，限压检测电路包括两个相同的四比较器。
在本发明提供的锂电池组充电装置中，还可以具有这样的特征：其中，四比较器为LM339型四比较器。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的锂电池组充电装置，因为具有单片机系统、可控恒流源、限压控制电路以及限压检测电路，单片机读入当前被充电池电压值区间，再通过定时中断转换成PWM输出控制限压控制的可控恒流源电路模块，且当电压过高时，限压控制电路会自动限定最大电压、电流，限压控制电路中的第三电阻需要通过单片机控制继电器从而去控制阻值大小，调整限压值大小，从而调整、稳定被充电池的电流大小，所以，本发明提供的锂电池组充电装置能够对不同型号的锂电池进行充电，而且结构简单，制作方便，成本低廉。
附图说明
图1是本发明的实施例中锂电池组充电装置的结构示意图；
图2是本发明的实施例中单片机系统的线路图；
图3是本发明的实施例中可控恒流源与限压控制电路的线路图；以及
图4是本发明的实施例中限压检测电路的硬件引脚图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例中锂电池组充电装置的结构示意图。
如图1所示，本实施例提供的锂电池组充电装置包括：单片机系统100(即MCU)、可控恒流源200、限压控制电路201以及限压检测电路300。
图2是本发明的实施例中单片机系统的线路图。
如图2所示，单片机系统300包括：单片机108、第一电阻107、复位电路以及晶振电路。
单片机108在本实施例中采用的是MCU-Atmel89C51型单片机，负责接收限压检测电路300传来的电压区间比较信号，并给限压控制电路201输出控制信号，从而给可控恒流源200设定充电截止电压，单片机系统100还负责给可控恒流源200设置输出的电流大小。
第一电阻107一端与单片机108的EA/VPP接口连接，一端与供电电压连接。在本实施例中，第一电阻107的电阻值为4.7kΩ。
复位电路包括：第一电容101、第二点电容102以及晶振103。第一电容101与第二电容102串联，晶振103与第一电容101以及第二电容102并联，晶振103的两端分别与单片机108的XT1接口以及XT2接口连接，第一电容101以及第二电容102之间设置有接地接口。
晶振电路包括：电解电容104、第十电阻105以及复位按钮106。电解电容104的正极与复位按钮106连接，负极分别与单片机108的RST接口以及第十电阻105连接。复位按钮106一侧与电解电容104连接，另一侧与第十电阻105以及单片机108的RST接口连接。第十电阻105一端分别与复位按钮106以及电解电容104的负极连接，另一端接地。电解电容104与复位按钮106之间设置有电源电压接口。在本实施例中，电解电容104的电容值为10μF，第十电阻105的电阻值为10kΩ。
图3是本发明的实施例中可控恒流源与限压控制电路的线路图。
如图3所示，在本实施例中，可控恒流源200和限压控制电路201设计在同一电路模块中，即限压控制的可控恒流源电路模块。在别的实施例中，可控恒流源200和限压控制电路201也可以被设计为两个相对独立的电路模块。
具体地，限压控制的可控恒流源电路模块包括第一三极管205、第二三极管206、场效应管207、第二电阻202、第三电阻203、第四电阻204、控制口208、比较检测口209、锂电池组正极接口210以及锂电池组负极接口211。
第一三极管205的基电极通过第四电阻204与控制口208连接，基电极与场效应管207的栅极电性连接，发射电极与锂电池组负极接口211连接。在本实施例中，第一三极管205为PNP型三极管。
第二三极管206的集电极通过第二电阻202与稳压前电压输入端VIN连接，基电极通过第三电阻203与锂电池组正极接口210连接，发射电极与锂电池组正极接口210连接，在本实施例中，第二三极管206为PNP型三极管。
场效应管207的源极与稳压前电压输入端VIN连接，漏极通过第三电阻203与锂电池组正极接口210连接，
第一三极管205的发射电极与锂电池组负极接口211的连接线上设置有接地端GND，
第二三极管206的发射电极与锂电池组正极接口210的连接线上设置有比较检测口209。
控制口208与单片机108I/O口P3.4(定时中断T0)连接。
在本实施例中，第二电阻202以及第十电阻204的电阻值均为10kΩ。
图4是本发明的实施例中限压检测电路的硬件引脚图。
如图4所示，限压检测电路300由两个相同的四比较器组成，用于和设定的电压区间阈值比较，通过通断输出给单片机系统100反馈。在本实施例中，采用了两个LM339型四比较器。
其中一个LM339四比较器引脚5、7、9、11分别接入由电源、电阻分压所得对应电压参考值(3V、4.2V、6V、8.4V)，引脚4、6、8、10与限压控制电路的比较检测口209连接，引脚1、2、3、4分别与89C51单片机(108)I/O口P0.0～P0.3连接；
另一个LM339四比较器引脚5、7分别接入由电源、电阻分压所得对应电压参考值(9V、12.6V)，引脚4、6与限压控制的可控恒流源电路模块200的比较检测口209连接，引脚1、2、分别与单片机108的I/O口P0.4、P0.5连接。
本实施例提供的锂电池组充电装置的主要运行原理为：单片机108通过I/O口P0.0～0.5读入当前被充电池电压值区间(通过限压检测电路300读入)，再通过定时中断转换成PWM输出控制限压控制的可控恒流源电路模块200，且当电压过高时，限压控制电路201会自动限定最大电压、电流，限压控制电路203中的第三电阻203需要通过单片机108控制继电器从而去控制阻值大小，调整限压值大小，从而调整、稳定被充电池的电流大小。
本实施例提供的锂电池组充电装置的使用方法为：充电时，先用0.1C(C是电池的总容量)的涓流充电30分钟，再用0.75～1C的电流充电15分钟，并且通过限压检测电路300从电池两端检测当前电压值区间并返回单片机系统(100)，若大于3V且小于4.2V，充电满电电压取4.2V，若大于6V且小于8.4V，充电满电电压取8.4V，若大于9V且小于12.6V，充电满电电压取12.6V，以此类推。当满足上述某一项的电压选择时，单片机MCU100决定充电方式以及相应的电池组组合信息，从而根据相应的充电方式进行充电(给限压控制的可控恒流源电路模块200的控制口208相应的控制信号)。而后使用限压控制的可控恒流源电路模块200通断的脉动方式以0.75～1C的大小充电半小时，最后以0.5C充电直至达到标定电压值左右，单片机系统100控制电流逐步减小，最终达到标定电压值，关断电路，充电结束。
例如，给2节串联的18650电池(1节容量1500mAh)构成的电池组充电，以0.3A的电流充电30分钟，再以2.5A的电流充电15分钟，此时电池电压已经进入相应电压区间(6V～8.4V)，开始以2.5A的脉动电流充电30分钟(用于激活电池，减缓锂电池老化)，最后以1.5A的电流充电，在结束前再逐步减少至零。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的锂电池组充电装置，因为具有单片机系统、可控恒流源、限压控制电路以及限压检测电路，单片机读入当前被充电池电压值区间，再通过定时中断转换成PWM输出控制限压控制的可控恒流源电路模块，且当电压过高时，限压控制电路会自动限定最大电压、电流，限压控制电路中的第三电阻需要通过单片机控制继电器从而去控制阻值大小，调整限压值大小，从而调整、稳定被充电池的电流大小，所以，本实施例提供的锂电池组充电装置能够对不同型号的锂电池进行充电，而且结构简单，制作方便，成本低廉。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锂电池组充电装置，用于对多种不同型号的锂电池组进行充电，其特征在于，包括：
可控恒流源，具有至少一个电压检测点，分别与充电电源以及所述锂电池组电性连接；
限压控制电路，通过所述电压检测点与所述可控恒流源电性连接；
单片机系统，分别与所述可控恒流源以及所述限压控制电路电性连接；以及
限压监测电路，分别与所述可控恒流源以及所述单片机系统电性连接，
其中，所述限压检测电路用于检测所述可控恒流源与所述锂电池组的连接线路的电压并将生成电压反馈信号发送给所述单边机最小系统，
所述单片机系统根据所述电压反馈信号向所述限压控制电路发送输出电压控制信号以及向所述可控恒流源发送输出电流控制信号，
所述限压控制电路根据所述输出电压控制信号控制所述可控恒流源的输出最高电压值，
所述可控恒流源根据所述输出电流控制信号控制输出电流。
2.根据权利要求1所述的锂电池组充电装置，其特征在于：
其中，所述可控恒流源与所述限压控制电路组成限压控制的可控恒流源电路模块。
3.根据权利要求2所述的锂电池组充电装置，其特征在于：
其中，所述限压控制的可控恒流源电路模块包括第一三极管、第二三极管、场效应管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压前电压输入端、控制口、比较检测口、锂电池组正极接口以及锂电池组负极接口，
所述第一三极管的基电极通过所述第四电阻与所述控制口连接，基电极与所述场效应管的栅极电性连接，发射电极与所述锂电池组负极接口连接，
所述第二三极管的集电极通过第二电阻与所述稳压前电压输入端连接，基电极通过所述第三电阻与所述锂电池组正极接口连接，发射电极与所述锂电池组正极接口连接，
所述场效应管的源极与所述稳压前电压输入端连接，漏极通过所述第三电阻与所述锂电池组正极接口连接，
所述第一三极管的发射电极与所述锂电池组负极接口的连接线上设置有接地端，
所述第二三极管的发射电极与所述锂电池组正极接口的连接线上设置有比较检测口。
4.根据权利要求3所述的锂电池组充电装置，其特征在于，
其中，所述第一三极管以及所述第二三极管均为PNP型三极管。
5.根据权利要求1所述的锂电池组充电装置，其特征在于：
其中，所述单片机系统包括：
单片机；
第一电阻，一端与所述单片机的EA/VPP接口连接，一端与供电电压连接；
复位电路，分别与所述单片机的XT1接口以及XT2接口连接；以及
晶振电路，与所述单片机的RST接口连接。
6.根据权利要求5所述的锂电池组充电装置，其特征在于：
其中，所述复位电路包括：第一电容、第二电容以及晶振，
所述第一电容与所述第二电容串联，所述晶振与所述第一电容以及所述第二电容并联，所述晶振的两端分别与所述单片机的XT1接口以及XT2接口连接，所述第一电容以及所述第二电容之间设置有接地接口。
7.根据权利要求5所述的锂电池组充电装置，其特征在于，
其中，所述晶振电路包括：电解电容、第十电阻以及复位按钮，
所述电解电容的正极与所述复位按钮连接，负极分别与所述单片机的RST接口以及所述第十电阻连接，
所述复位按钮一侧与所述电解电容连接，另一侧与所述第十电阻以及所述单片机的RST接口连接，
所述第十电阻一端分别与所述复位按钮以及所述电解电容的负极连接，另一端接地，
所述电解电容与所述复位按钮之间设置有电源电压接口。
8.根据权利要求1所述的锂电池组充电装置，其特征在于，
其中，所述单片机为Atmel89C51型单片机。
9.根据权利要求1所述的锂电池组充电装置，其特征在于，
其中，所述限压检测电路包括两个相同的四比较器。
10.根据权利要求9所述的锂电池组充电装置，其特征在于，
其中，所述四比较器为LM339型四比较器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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