CN202535096U - 多功能智能电池充电、放电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多功能智能充电、放电器，包括一下壳和与其卡接的上盖，下壳和上盖之间的空间中固定装有硬件主板，硬件主板上布设电路板，上盖上分别设有电池充电槽和机身充电槽，两个充电槽内分别装设有探针，上盖表面还并分布有多个穿孔并安装多个工作状态指示灯，探针和工作状态指示灯的接脚焊接到电路板的电路中，设计两路充、放电电路，且设计了专门的保护开关电路以及检测延迟电路。本实用新型两路充放电状态不受彼此电池电压、电池温度、以及异常的状态影响，同时还具备恢复锂电池出厂设置的功能，可以延长锂电池的寿命。

Description

多功能智能电池充电、放电器

技术领域：

本实用新型属于移动通讯行业领域，具体涉及一种新型的智能电池充、放电器。

背景技术：

近些年随着无线宽带移动通讯行业的不断发展，移动通信终端应用也是越来越广泛，与之配套的电池充、放电器也成为需要。市场上现有很多种充电器、放电器，通常不是充、放电一体机，而是各自发挥充电或放电功能，由于其便宜的价格以及通用性而受到普通消费者的青睐。

便携式充电器大多数为线性锂电池充电设计的。并且具有充电指示状态功能，能够满足充电功能。其工作原理：

1)、电池电压检测：当电池放入充电器的时候，座充会检测电池电压来判断目前电池应该处于什么样的充电状态。

2)、预充电状态：如果电池电压小于阈值电压，此时座充认为电池出于预充电状态，此时座充以较小的电流对电池进行充电。

3)、恒定电流充电状态：当电池的电压达到阈值电压或者超过阈值电压时，此时座充会认为电池处于恒流充电状态。这个过程充电电流较大并且恒定，充电速度较快，电池的容量以及电压快速上升。

4)、恒定电压充电状态：当恒定电流充电使电池电压上升到恒定电压充电电压时(一般4.2V)，此时进入恒定电压充电状态，充电电流将逐渐减小，当充电电流小于阈值后，充电结束。

5)、再次充电条件判断：充电结束后，将始终对电池电压进行监控，当电池电压小于阈值电压时，对电池进行再充电，进入下一个充电周期。

6)、电池温度环境检测：利用电池内部的热敏电阻和适当的外围电阻对电池的温度进行监控，可以使电池的温度控制在用户设置的范围内。避免异常情况出现。

但是绝大多数市场上的产品无论在给输入恒定电压、恒流恒压充电的过程、充电效率、充电精度、保护电路以及稳定性上都存在不足。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种具有可靠的充电、放电的功能，并且具有恢复锂电池出厂设置的多功能智能电池充电、放电器。

本实用新型多功能智能电池充、放电器，包括一下壳和与其卡接的上盖，下壳和上盖之间的空间中固定装有硬件主板，硬件主板上布设电路板，所述上盖上分别设有电池充电槽和机身充电槽，两个充电槽内分别装设有探针，上盖表面还并分布有多个穿孔并安装多个工作状态指示灯，探针和工作状态指示灯的接脚焊接到电路板的电路中。

其中，下壳一侧设有外接电源插口，该电源插口连入电路板的电路中。

下壳上设多个短螺孔，通过短螺丝与硬件底板固定连接，上盖和下壳对设若干螺孔，通过长螺丝固定连接为一体。

所述电路包括有充电电流控制模块、充电电压输入控制模块、温度反馈监控控制模块、充电电流限制模块、电压检测模块、主控制逻辑单元模块、充电电压输出控制模块、周期再次充电逻辑模块和计数周期模块。

所述电源插口接入所述充电电压输入控制模块。

所述探针接脚接入所述充电电压输出控制模块。

所述工作状态指示灯有六个，其中电池电源指示灯和机身电源指示灯接脚接入所述充电电压输出控制模块，电池就位指示灯和机身就位指示灯接脚接入所述充电电压输入控制模块，电池充电指示灯和机身充电指示灯接脚接入所述计数周期模块。

采用以上技术方案，本实用新型为一种集两路电池充电、放电于一身，并且具有恢复锂电池出厂设置的智能型装置，可以确保大电流充电、小电流放电，具有可靠的充电、放电的功能，并且有专门的硬件检测电路以及硬件保护电路来确保整个充、放电过程。此产品出色的稳定性能、快速的充电速度、电池最大容量的恢复设置以及必要的充电保护电路等是重要特点。具体有以下优点：

1)真正意义上的带有温度反馈的恒流/恒压充电过程，在确保没有风险的前提下满足充电效率的最优化；

2)充电器提供的两路(机身和电池)充电电流都可以独立的高达1.2A，对于大容量电池的行业终端来说是必不可少的，大幅度提高充电效率。并且两路充电电路都有各自的指示灯显示，使得客户使用更加方便；

3)提供给电池的充电预置电压为4.2V，精度高达0.8％；

4)可以通过调整电路中电阻、电容的大小来改变充电电流的大小以及整个充电周期的时间长短；本实用新型产品应用中，预充电的电流大小、恒流充电的电流大小可以通过调整图3中所示PIN3脚对地2K电阻的大小来实现。

5)集成了NTC温度监控电路，当环境温度低于0摄氏度或者高于50摄氏度时，充电过程中断，确保充电电路的稳定性；

6)独立的电池插拔检测以及上电延时电路，更好的保证了每次电池放入座充的检测以及上电延时性，确保充电电路的稳定性；

7)集成了恒流的放电电路以及过放保护电路，能最大程度的激活锂离子的活动性能，延长电池的使用寿命。

附图说明：

图1为本实用新型外部构成分件示意图；

图2为本实用新型电路板主控核心模块框图；

图3为本实用新型内部核心电路图；

图4为本实用新型使用状态示意图。

具体实施方式：

本实用新型为多功能智能电池充、放电器，其结构形式参见图1和图4所示，包括一下壳8和与其卡接的上盖3，下壳8和上盖3之间的空间中装有硬件主板7，下壳8上设多个短螺孔，通过短螺丝4与硬件底板7固定连接，上盖3和下壳8对设若干螺孔，通过长螺丝9固定连接为一体；上盖3上分别设有电池充电槽1和机身充电槽2，两个充电槽内分别装设有探针6，上盖3表面还并分布有多个穿孔并安装多个工作状态指示灯5；硬件主板7上布设电路板，探针6和用作状态指示灯5的接脚通过焊锡焊接到电路板上并对位安装于上盖3的槽或孔中；下壳8一侧设有外接电源插口10，该电源插口10连入电路板电路。该电池充、放电器的外观造型可以随喜好设计，图中示出的鼠标式造型不作为对本实用新型的限制。

本实用新型中，电路板主控核心模块框图及信号走向参见图2，电路图见图3，包括有充电电流控制模块71、充电电压输入控制模块72、温度反馈监控控制模块73、充电电流限制模块74、电压检测模块75、主控制逻辑单元模块76、充电电压输出控制模块77、周期再次充电逻辑模块78和计数周期模块79等。其中：

充电电压输入控制模块72、电压检测模块75、温度反馈监控控制模块73、周期再次充电逻辑模块78和计数周期模块79分别与主控制逻辑单元模块76信号连接并发出、接收信号；主控制逻辑单元模块76分别与充电电压输入控制模块72以及电压检测模块75信号连接并发出信号；充电电流限制模块74分别与充电电流控制模块71和输入控制模块72连接，输入控制模块72与充电电压输出控制模块77信号连接；充电电压输入控制模块72与充电电流限制模块74和电压检测模块75连接并发出信号；温度反馈监控控制模块73以中断的方式与主控制逻辑单元模块76通讯；充电电压输出控制模块77与周期再次充电逻辑模块78相连接，周期再次充电逻辑模块78以中断的方式与主控制逻辑单元模块76通讯；计数周期模块79以以中断的方式与主控制逻辑单元模块76通讯。

工作时，首先主控制逻辑单元模块76会通过内部总线对充电电压输入控制模块72以及电压检测模块75发出查询信号，充电电压输入控制模块72检测到由外接电源插口10处的输入电压以及电压检测75检测到的电池都满足充电条件时，此时充电电流限制模块74处于工作状态；充电电流限制模块74向充电电流控制模块71查询当前外部电路设置的充电电流，并与充电电压输出控制模块77监控到的信号作比较，当出现异常情况时，输入控制模块72通知充电电压输出控制模块77禁止输出电压，从而终止充电。当出现温度异常，温度反馈监控控制模块73会通过中断方式通知主控制逻辑单元模块76；周期再次充电逻辑模块78实时检测电压输出控制模块77，当满足再次充电的条件时，周期再次充电逻辑模块78会通过中断方式通知主控制逻辑单元模块76；当出现充电超时计数周期，计数周期模块79会通过中断方式通知主控制逻辑单元模块76。在整个充电过程中，主控制逻辑单元模块76负责监控各个模块的工作状况，当出现异常情况时，做出相应的逻辑处理，做出相应。

充电电流控制模块71：本模块的功能就是可以调整给电池充电电流的大小，调整PIN3对地的电阻(见图3中2K电阻的位置)。

充电电压输入控制模块72：本模块的功能就是监测外接电源(通过外接电源插口10输入)的输入电压，当外接电源的输入电压超过4.25V的时候开始提供输入电压给电池进行充电，当输入电压低于4.25V的时候禁止输入电压。工作状态指示灯的电池就位指示灯52和机身就位指示灯55接脚接入该模块，本模块负责电池就位指示灯52和机身就位指示灯55的控制。

温度反馈监控控制模块73：本模块的功能是监控充电电路的环境温度，当温度过高或者过低时，提供异常信号给主控逻辑单元处理。

充电电流限制模块74：本模块负责监控给电池充电的电流，当电流超过设定值时，提供异常信号给主控制逻辑单元处理。

电压检测模块75：本模块负责监测给电池充电的电压，当电压超过设定值时，提供异常信号给主控制逻辑单元处理。

主控制逻辑单元模块76：本模块负责对处理整个充电的逻辑运算并且负责控制充电指示灯的显示逻辑。

充电电压输出控制模块77：探针6接脚接入该模块，本模块负责将充电电压通过探针6输出给电池充电，当接收到异常信号时，切断输出端充电电压。工作状态指示灯的电池电源指示灯51和机身电源指示灯54接脚接入该模块，本模块负责电池电源指示灯51和机身电源指示灯54的控制。

周期再次充电逻辑模块78：本硬件模块通过时刻监测电池两端的电压，当电压由4.2V下降到4.1V(阈值电压)时，此时再次进入充电状态。

计数周期模块79：本硬件模块通过外部TIMER(PIN6)对地的电容设置整个充电周期时间，一旦计数周期到达，马上停止充电。工作状态指示灯的电池充电指示灯53和机身充电指示灯56接脚接入该模块，本模块负责电池充电指示灯53和机身充电指示灯56的控制。

各模块间的硬件动作：

1)、上电电池电压检测过程：当电池放入本实用新型电池充电槽1或当手机放入机身充电槽2的时候，图3中模块72电路首先会判断电源插口10连接的适配器输入电压WALL是否高于4.25V，同时读取电池电压在充电的范围内，满足这两个条件以后将充电电流提供给模块74进行监控。

2)、预充电状态：图3中模块75电路会读取电池的实时电压，如果电池电压小于阈值电压，此时图3中模块76会控制模块72电路进入预充电状态，此时实用新型以较小的电流对电池进行充电，预充电的电流可以模块71电路进行调整。

3)、恒定电流充电状态：图3中模块75电路会读取电池的实时电压，当电池的电压达到阈值电压或者超过阈值电压时，此时图3中模块76会控制模块72电路进入恒流充电状态。这个过程充电电流较大并且恒定，充电速度较快，电池的容量以及电压快速上升。恒流充电的电流可以通过外围电阻调整。

4)、恒定电压充电状态：图3中模块75电路会读取电池的实时电压，当恒定电流充电使电池电压上升到恒定电压充电电压时(一般4.2V)，此时图2中模块76会控制模块72进入恒定电压充电状态，充电电流将逐渐减小，当充电电流小于阈值或者充电时间超出时，充电结束。

5)、可设定的充电周期：图3中模块79电路中包含一个计数器(COUNTER)，通过这个计数器可以设置一个充电周期，当充电时间超过设置的充电周期时间时，模块79控制模块77停止充电，防止对电池进行过充而导致电池的寿命受到影响。

6)、再次充电条件判断：图3中模块78电路负责监控电池电压，当电池电压低于4.1V时，会通知主控模块76进入再次充电状态，进入下一个充电周期。

7)、电池温度环境检测：图3中模块73电路，利用电池内部的热敏电阻(100K)和适当的外围电阻(100K)对电池的温度进行监控，使电池的温度控制在用户设置的范围内。当温度过高或者过低时，模块73会传递异常信号给主控模块76，避免异常情况出现。

8)、充电电流限制电路：图3中模块74电路，在整个充电过程中，模块74都会实时检测电池的充电电流，当有异常情况导致的充电电流过大时，模块74会通过内部总线传输信号给模块77，模块77收到总线消息后会关断充电电压，禁止电池充电。

电池充电过程说明：参见图4本实用新型工作状态图：将电源适配器(5V 2A)插入充电、放电器的电源插口10，此时电池电源指示灯51和机身电源指示灯54点亮(蓝色)，说明本实用新型状态正常，可以正常工作。此时可以将电池插入到电池充电槽1中和/或机身插入终端机身充电槽2中，电池就位指示灯52和机身就位指示灯55点亮(白色)说明本实用新型检测到机身或者电池已经处于就位状态。电池就位指示灯52和机身就位指示灯55点亮以后，本实用新型开始给电池、终端机身充电，在整个充电过程中，电池充电指示灯53和机身充电指示灯56显示红色表示电池和机身处于充电中，当充电过程结束后，电池充电指示灯53和机身充电指示灯56显示绿色，代表电池和机身充满电了。此时可以将电池拿下进行使用。

电池放电工作过程说明：参见图4本实用新型工作状态图：在不接外电源的情况下，将电池插入到电池充电槽1中和/或机身插入终端机身充电槽1中。此时本实用新型所有指示灯51-56全都点亮说明本实用新型开始对电池进行放电保护。当所有的指示灯51-56全都熄灭后，代表终端机身电池以及电池放电保护结束，恢复到最大的容量的状态，此时可以将电池或机身拿下进行充电。

Claims (8)

1.多功能智能电池充电、放电器，包括一下壳和与其卡接的上盖，下壳和上盖之间的空间中固定装有硬件主板，硬件主板上布设电路板，其特征在于，所述上盖上分别设有电池充电槽和机身充电槽，两个充电槽内分别装设有探针，上盖表面还并分布有多个穿孔并安装多个工作状态指示灯，探针和工作状态指示灯的接脚焊接到电路板的电路中。

2.根据权利要求1所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，下壳一侧设有外接电源插口，该电源插口连入电路板的电路中。

3.根据权利要求2所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，下壳上设多个短螺孔，通过短螺丝与硬件底板固定连接，上盖和下壳对设若干螺孔，通过长螺丝固定连接为一体。

4.根据权利要求1或2或3所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，所述电路包括有充电电流控制模块(71)、充电电压输入控制模块(72)、温度反馈监控控制模块(73)、充电电流限制模块(74)、电压检测模块(75)、主控制逻辑单元模块(76)、充电电压输出控制模块(77)、周期再次充电逻辑模块(78)和计数周期模块(79)。

5.根据权利要求4所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，充电电压输入控制模块(72)、电压检测模块(75)、温度反馈监控控制模块(73)、周期再次充电逻辑模块(78)和计数周期模块(79)分别与主控制逻辑单元模块(76)信号连接并发出、接收信号；主控制逻辑单元模块(76)分别与充电电压输入控制模块（72）以及电压检测模块（75）信号连接并发出信号；充电电流限制模块（74）分别与充电电流控制模块（71）和输入控制模块（72）连接，输入控制模块（72）与充电电压输出控制模块（77）信号连接；充电电压输入控制模块（72）与充电电流限制模块（74）和电压检测模块（75）连接并发出信号；温度反馈监控控制模块（73）以中断的方式与主控制逻辑单元模块（76）通讯；充电电压输出控制模块（77）与周期再次充电逻辑模块（78）相连接，周期再次充电逻辑模块（78）以中断的方式与主控制逻辑单元模块（76）通讯；计数周期模块（79）以中断的方式与主控制逻辑单元模块（76）通讯。

6.根据权利要求5所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，所述电源插口接入所述充电电压输入控制模块（72）。

7.根据权利要求5所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，所 述探针接脚接入所述充电电压输出控制模块（77）。

8.根据权利要求5所述多功能智能电池充电、放电器，其特征在于，所述工作状态指示灯有六个，其中电池电源指示灯（51）和机身电源指示灯（54）接脚接入所述充电电压输出控制模块（77），电池就位指示灯（52）和机身就位指示灯（55）接脚接入所述充电电压输入控制模块（72），电池充电指示灯（53）和机身充电指示灯（56）接脚接入所述计数周期模块（79）。 

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