CN201904640U - 基于mcu控制的充电器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于MCU控制的充电器装置，包括MCU控制器、AC-DC模组、PWM控制器、LED显示装置、和第一、二双向控制场效应管；所述MCU控制器通过第一、二双向控制场效应管连接充电电池正、负极，MCU控制器分别控制第一、二双向控制场效应管的源、漏极方向及通断，AC-DC模组连接市电并转换为直流电供电于充电器装置，PWM控制器通过第一场效应管对充电电池进行充电控制，该PWM控制器由MCU控制器调节控制，MCU控制器控制所述LED显示装置工作。基于MCU控制，专业为锂离子电池充电使用，充电稳定，可以延长电池的使用寿命；带充电指示，可准确的提示用户了解当前的充电情况；由MCU进行程序化控制，可实现正负极性的自动识别，操作维护简单，稳定性能高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电设备，尤其是一种基于MCU控制的充电设备。
背景技术
由于锂电池的充电控制较复杂，对充电器的输出电压要求较高，为保证锂电池的安全性，往往是一款充电器相对应一款锂电池，这样下来再增加成本的同时还增加了因误用充电器充电而造成的风险；且经常发生锂电池安装于充电器中时电极接反的情况，造成风险的同时也对锂电池寿命有所损伤。
发明内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种基于MCU控制的充电器装置，可自适应电池进行智能充电，避免了电池与充电器的配套问题及连接极性问题可能带来的风险。
本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于MCU控制的充电器装置，包括MCU控制器、AC-DC模组、PWM控制器、LED显示装置、和第一、二双向控制场效应管；所述MCU控制器通过第一、二双向控制场效应管连接充电电池正、负极，MCU控制器分别控制第一、二双向控制场效应管的源、漏极方向及通断，AC-DC模组连接市电并转换为直流电供电于充电器装置，PWM控制器通过第一场效应管对充电电池进行充电控制，该PWM控制器由MCU控制器调节控制，MCU控制器控制所述LED显示装置工作。
作为本实用新型的进一步改进，该充电器装置还设有温度侦测装置和电容，该温度侦测装置传信于MCU控制器并接地，该温度侦测装置的接地端通过电容连接AC-DC模组的负极。
作为本实用新型的进一步改进，所述充电电池为锂离子电池。
作为本实用新型的进一步改进，所述温度侦测装置为外置温度传感器。
作为本实用新型的进一步改进，所述温度传感器中采用规格为10K 25C的NTC热敏电阻。
本实用新型的各部件工作原理为：
1.AC-DC模组：采用芯片交直流转换模块，所用的效率可以达到95％，输出的电压范围在4.5V-6.0V，恒功率输出。提高抗干扰的能力、同等体积下输出做到最大。
2.PWM控制器：将AC-DC模组的电源转换，采取CC-CV的方式，对池进充电，同时与MCU控制器连接调整适用于不同容量的电池时，调整充电电流的大小。
3.MCU控制器：用户设定的电流大小，通过MCU对PWM控制器来调整对电池的充电电流。跟据电池的充电状态通对LED的指示电路来显示电池的当前状态。由外部的温度传感器将模拟数据传给MCU，现经过MCU的A/D转换来控制电池充电的过温度保护。
4.LED显示装置：通过MCU对电池和电源的侦测，来显示充电器的状态，包括：充电时、充饱时、待充电时。
5.第一、二双向控制场效应管：通过MCU的控制，确认充电电池的正负极性，来打开哪个MOS接高电位，哪个MOS接地；从而达到自动识别电池的正负极性。
6.温度侦测装置：使用10K 25C的NTC侦测温度，将其放在靠充电电池边缘，NTC阻值随温度的增高而成一定比率的下降，MCU会根据NTC阻值，计算出电池的温度。
具体实施时，当用户确认待充电的电池的容量大小后，首先要调整适合电池容量的充电电流，当电池放置好后，LED显示装置会按列表的条件相应指示，再将充电器插入220V交流电中，通过AC-DC模组及PWM控制器与MCU控制器的控制，对充电电池进行充电，在充电过程中，LED显示装置同样会按列表的条件相应指示。
本实用新型的有益效果是：基于MCU控制，专业为锂离子电池充电使用，充电电压电流稳定，选择适当的电流，可以延长电池的使用寿命；带充电指示，可准确的提示用户了解当前的充电情况；由MCU进行程序化控制，可实现正负极性的自动识别，操作维护简单，稳定性能高；使用MCU对电池的电压，电流，温度精确测量控制，有效的保护电池，提高电池使用寿命；且MCU控制为低功耗设计，自耗电低。
附图说明
图1为本实用新型的架构示意图。
具体实施方式
实施例：一种基于MCU控制的充电器装置，包括MCU控制器1、AC-DC模组2、PWM控制器3、LED显示装置4、和第一、二双向控制场效应管MOS1、MOS2；所述MCU控制器1通过第一、二双向控制场效应管MOS1、MOS2连接充电电池正、负极，MCU控制器1分别控制第一、二双向控制场效应管MOS1、MOS2的源、漏极方向及通断，AC-DC模组2连接市电并转换为直流电供电于充电器装置，PWM控制器3通过第一场效应管MOS1对充电电池进行充电控制，该PWM控制器3由MCU控制器1调节控制，MCU控制器1控制所述LED显示装置4工作。
该充电器装置还设有温度侦测装置5和电容Cy，该温度侦测装置5传信于MCU控制器1并接地，该温度侦测装置5的接地端通过电容Cy连接AC-DC模组2的负极。
充电电池为锂离子电池；温度侦测装置5为外置温度传感器，且该温度传感器中采用规格为10K 25C的NTC热敏电阻。
本实用新型的各部件工作原理为：
1.AC-DC模组：采用芯片交直流转换模块，所用的效率可以达到95％，输出的电压范围在4.5V-6.0V，恒功率输出。提高抗干扰的能力、同等体积下输出做到最大。
2.PWM控制器：将AC-DC模组的电源转换，采取CC-CV的方式，对池进充电，同时与MCU控制器连接调整适用于不同容量的电池时，调整充电电流的大小。
3.MCU控制器：用户设定的电流大小，通过MCU对PWM控制器来调整对电池的充电电流。根据电池的充电状态通过对LED的指示电路来显示电池的当前状态。由外部的温度传感器将模拟数据传给MCU，现经过MCU的A/D转换来控制电池充电的过温度保护。
4.LED显示装置：通过MCU对电池和电源的侦测，来显示充电器的状态，包括：充电时、充饱时、待充电时。
5.第一、二双向控制场效应管：通过MCU的控制，确认充电电池的正负极性，来打开哪个MOS接高电位，哪个MOS接地；从而达到自动识别电池的正负极性。
6.温度侦测装置：使用10K 25C的NTC侦测温度，将其放在靠充电电池边缘，NTC阻值随温度的增高而成一定比率的下降，MCU会根据NTC阻值，计算出电池的温度。
具体实施时，当用户确认待充电的电池的容量大小后，首先要调整适合电池容量的充电电流，当电池放置好后，LED显示装置会按列表的条件相应指示，再将充电器插入220V交流电中，通过AC-DC模组及PWM控制器与MCU控制器的控制，对充电电池进行充电，在充电过程中，LED显示装置同样会按列表的条件相应指示；本例中LED显示装置上设有LED1、LED2和LED3三个LED灯。
充电器与电池的状态表如下：
| 状态描述 | 充电器电源状态 | 电池状态 | LED1 | LED2 | LED3 |
| 电池接入 | 未接电 | 接入 | 亮 | 不亮 | 不亮 |
| 电池未接入 | 接电 | 未接入 | 亮 | 不亮 | 不亮 |
| 正常充电 | 接电 | 接入 | 亮 | 亮 | 亮 |
| 冲饱后 | 接电 | 接入 | 亮 | 亮 | 不亮 |
本实用新型的性能特点：
1.专业为锂离子电池充电使用，充电电压电流稳定，选择适当的电流，可以延长电池的使用寿命。
2.带充电指示，我可准确的提示用户了解当前的充电情况。
3.程序化控制，实现正负极性的示别，操作维护简单，稳定性能高。
4.使用MCU对电池的电压，电流，温度精确测量控制，有效的保护电池，提高电池使用寿命。
5.MCU控制为低功耗设计，自耗电低。
本实用新型适用于目前市面上所有的小型数码产品电池的充电使用，使用时可以用AC220V直接输入，采用模块的AC-DC降压方式，其抗电网干扰稳定性强，电能转换效率高，电源工作的指示明确。装置外部还可设有一个三档拨动开关传信于MCU控制器，可以用于不同容量的电池进行充电选择，便于用户操作使用。
Claims (5)
1.一种基于MCU控制的充电器装置，其特征在于：包括MCU控制器(1)、AC-DC模组(2)、PWM控制器(3)、LED显示装置(4)、和第一、二双向控制场效应管(MOS1、MOS2)；所述MCU控制器(1)通过第一、二双向控制场效应管(MOS1、MOS2)连接充电电池正、负极，MCU控制器(1)分别控制第一、二双向控制场效应管(MOS1、MOS2)的源、漏极方向及通断，AC-DC模组(2)连接市电并转换为直流电供电于充电器装置，PWM控制器(3)通过第一场效应管(MOS1)对充电电池进行充电控制，该PWM控制器(3)由MCU控制器(1)调节控制，MCU控制器(1)控制所述LED显示装置(4)工作。
2.根据权利要求1所述的基于MCU控制的充电器装置，其特征在于：该充电器装置还设有温度侦测装置(5)和电容(Cy)，该温度侦测装置(5)传信于MCU控制器(1)并接地，该温度侦测装置(5)的接地端通过电容(Cy)连接AC-DC模组(2)的负极。
3.根据权利要求1或2所述的基于MCU控制的充电器装置，其特征在于：所述充电电池为锂离子电池。
4.根据权利要求2所述的基于MCU控制的充电器装置，其特征在于：所述温度侦测装置(5)为外置温度传感器。
5.根据权利要求2所述的基于MCU控制的充电器装置，其特征在于：所述温度传感器中采用规格为10K 25C的NTC热敏电阻。
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