CN1445903A - 大电流个别电池充电管理及检测装置 - Google Patents

Abstract

一种大电流个别电池充电管理及检测装置，其是为可配合复数个串联连接的电池组做大电流同步且均等充电的装置：其组成包括一电源端电压检知电路、一逻辑分析比对电路、一电池端电压检知电路及一电池饱和电压检知电路：其能够自动检知充电中电池的充电状况，个别管理充电中各个串联电池的电压、自动校正各电池接近饱和时的充电时序、自动饱和断电及电池饱和电压维持，并能够检出电源端及电池端的接线状况，接线异常时使系统自动断电等功能，以达到对电池组施以大电流均等充电及可延长串联连接的电池组的寿命的目的。

Description

大电流个别电池充电管理及检测装置

技术领域

本发明是关于电池充电装置，更详细的，是为一种可对串联连接的电池组个别施以均等的大电流充电的装置。

背景技术

现存市面上一般所使用的电池充电器，均是属于强迫充电的平衡式电池充电器，即充电器电源与待充电的电池接通后开始充电，于接通期间即一直保持充电状态，直到切断充电电源为止；虽然也有自动调整电压及充电状况的充电器，但均由于其构造复杂且价格高昂，故多使用于供较小电流容量的电池组充电(如移动电话电池组的充电器即是)；另

由于一般铅酸蓄电池的特性，当其电池充电达饱和状态并切断充电电源后，由于铅酸蓄电池化学反应的关系，该电池的电压会自然降低，因此需进行重复循环的饱和充电，但又因各电池的化学性差异，在进行重复循环充电及放电期间，会导致电池的充电位准有很大的不均匀性，且于电池各端电压产生相对的差异，尤其以串联连接的电池组充电期间，由于其中某一电池在达到充电饱和(Full Charge)之前，或于整个电池端电压达到标准电压之前，其中有一些电池会先达到饱和，结果会导致另外部分电池的过电压充电而损害到电池的使用寿命。若能以个别电池特性为基础进行监测及施予充电管理，则可维持各电池在最佳的充电操作状况，并维持各充电电池最大的使用寿命：因此，发明人在累积多年相关经验，并反复实验印证，发明此一大电流个别电池充电管理及检测装置，使用充电检测及个别电池充电管理的方式，使串联连接的电池组的所有电池能够个别均等的以大电流充电。

发明内容

本发明的目的为提供一种构造简单，经济实用的大电流个别电池充电管理及检测装置。

本发明的另一目的为提供一种能够自动显示充电电池的充电状况、自动校正电池接近饱和时的供电量时序的简易式大电流个别电池充电管理及检测装置。

本发明的又一目的为提供一种能够自动饱和断电及大电流电池饱和维持的简易式大电流个别电池充电管理及检测装置。

本发明的又一目的为提供一种能够自动检知电源端及电池端的接线是否正常，并于接线异常时具自动断电功能的大电流个别电池充电管理及检测装置。

本发明的大电流个别电池充电管理及检测装置组成包括：

电源端电压检知电路，是为检知由电源变压及整流电路输出至本检知电路的数组低电压，并个别产生输出二组以上独立回路的充电电压供电池充电，及供逻辑比对及电池检知电路的+Vcc电压，并提供充电信号予逻辑分析比对电路作分析比对处理；

逻辑分析比对电路，接受该电源端电压检知电路、电池端电压检知电路及电池饱和电压检知电路输出提供的信号，作逻辑处理比对处理，并将该比对后的结果以信号输出至触发晶体组，对串联电池组作个别充电电压的触发或启断；

电池端电压检知电路，为检知各电池电压或电位的高低，并输出供逻辑分析比对电路作分析比对信号，并作为检知接线正常与否，及是否启动自动断电功能的判别；

电池饱和电压检知电路，检知各电池饱和电压，输出供逻辑分析比对电路作自动饱和断电及大电流电池饱和维持的逻辑处理动作。

本发明的大电流个别电池充电管理及检测装置，可应用串联连接或成组电池为电源的大电流消耗的设备上，例如电动车辆等，如此可延长电池组的使用寿命。

附图说明

由下列配合图式的说明，本发明的目的及优点将更为清楚，各图式中相同

的图号是表示各该相对应的部分，其中：

图1为本发明的电路架构方块图；

图2为本发明的单元详细电路图；

图3为本发明的总成详细电路图。

图号说明：

1大电流个别电池充电管理及检测装置

5充电电池组

10电源变压及整流电路

20电源端电压检知电路

30逻辑分析比对电路

35触发晶体组

40电池端电压检知电路

50电池饱和电压检知电路

60接线

817A817B817C光耦合器。

具体实施方式

本发明的实施例请先参照图1的电路架构方块图：图中电源变压及整流电路10经由电源端电压检知电路20将分别产生输出四组独立回路的电压供充电电池组5充电，及提供+Vcc电压予逻辑分析比对电路30及电池端电压检知电路40；逻辑分析比对电路30接受该电源端电压检知电路20、电池端电压检知电路40及电池饱和电压检知电路50输出端提供的信号，作逻辑分析比对处理，并将该比对后的结果以信号输出至触发晶体组35，对充电电池组5作个别充电电压的触发或启断；充电电池组5是由四个串联连接的电池B1、B2，B3及B4所组成；电池端电压检知电路40及电池饱和电压检知电路50分别连接至各电池B1、B2，B3及B4，取得串联连接的电池组的各个电池电压，与电源端电压检知电路20所设定的电压值作比较，如果任何一个电池电压低于电源端电压检知电路20的电压，则由触发晶体组35触发SCR导通，使电源端电压检知电路20所提供独立回路的电压对充电电池组5充电，反之，若其中任何一个电池电压与电源端电压检知电路20的电压相比较呈饱和相等，则由逻辑分析比对电路30所产生的信号促使SCR停止导通，而使该电池自动停止充电，如此，整个串联连接的充电电池B1、B2，B3及B4获得个别的自动充电管理，可避免各个电池充电过度，达到均等充电的目的。

请参阅图2、3所示，本发明的最佳具体实施例，单元电路图及整体电路图，以下就电池欲充电状态及电池饱和状态的工作原理作详细说明。

如前所述，当输入电源经电阻R8、LEDA接至SCR的K极，并经光耦合器817A传送到U1D的W输入端；输入电源经电阻R7、LEDB、R3接至SCR的G极，并经光耦合器817B传送到UID的X输入端；输入电源经R9、光耦合器817C至OP1的I/O端，光耦合器817A、817B的两输出端作为U1D的输入端作为信号检知，并将输出讯号与817C的信号连接至CPU的Y、Z输入点作为CPU的输出判断。此时由R4、Z1及R5、Z2组成的稳压电路及由SCR、R12、VR、R3与C1组成的充电电路作为OP1的输入以供其逻辑判断后作为Z端输出连接至CPU。

当充电电池欲充电时，LEDA“亮”，推动光耦合器817A，其输出信号至U1D的W端，此时CPU接到U1D输出为“1”的讯号时，即令接至D1、R2、Q1的输出信号为“1”，Q1“ON”令SCR的G极产生触发信号，SCR“ON”并开始对R12、VR、R3及C1充电，此电压并作为OP1的ONP A-输入端电压：OP1的OPN B十的输入端设有由R4、Z1、R5、Z2组成的基准电压电路，该两输入值不同造成OP OOT值不同而控制整体路；在充电电池充电期间，LEDA保持“亮“显示，以警示现在电池正处于充电中。当充电电池充满时，SCR的K极处于高电位，因此LEDA“灭”OP1的输出检知OPN A-电位大于OPN B+则OP OOT即令光耦合器817C“ON”其Z端输出令CPU产生讯号令Q1“OFF”，SCR亦“OFF”，此时表示电池已至饱和状态，同时LEDB“亮”以示电池已至饱和状态不再对电池充电，同时告知电源端及电池端的接线均接属无误。由上列叙述的程序可形成为一种循环性个别管理的充电方法，及不会造成启动电流过大的串联使用的充电装置。

以上所揭露本发明大电流个别电池充电管理及检测装置的技术内容，已完成产品的实用性制造及验证。其已具功效增进及产业的利用性概无疑义，因而向贵局提出发明专利权保护的申请，期能获得审查员的鉴察，尽速通过授予专利权，以维系我国专利法纲及鼓励发明保护发明的精神。

Claims (3)

1.一种大电流个别电池充电管理及检测装置，可配合串联连接的电池组个别并均等的以大电流充电的装置；其组成包括有：

电源端电压检知电路，检知由电源变压及整流电路输出至本检知电路的数组低电压，个别产生输出多组独立回路的充电电压供电池充电，供应Vcc电压予逻辑分析比对电路及电池端电压检知电路和电池饱合电压检知电路，并提供充电信号予逻辑分析比对电路作分析比对处理；

逻辑分析比对电路，接受该电源端电压检知电路、电池端电压检知电路及电池饱和电压检知电路输出提供的信号，作逻辑处理比对处理，并将该比对后的结果以信号输出至触发晶体组，对串联电池组作个别充电电压的触发或启断；

电池端电压检知电路，为检知各电池电压或电位的高低，输出信号供逻辑分析比对电路作分析比对，并作为检知接线正常与否，及是否启动自动断电功能的判别；

电池饱和电压检知电路，检知各电池饱和电压，输出检知信号供逻辑分析比对电路作电池饱和自动断电及电池饱和维持的逻辑处理动作。

2.如权利要求1所述的大电流个别电池充电管理及检测装置，其中该电池饱和电压检知电路可设有个别电池充电状况显示器，当电池在充电时，显示器显示；当电池充满时，显示器关闭。

3.如权利要求1所述的大电流个别电池充电管理及检测装置，其中该电池端电压检知电路可设有接线异常显示，当电源端输入或电池接序正常时，显示器显示。

Images