CN203104067U

CN203104067U - 一种恒压限流充电器

Info

Publication number: CN203104067U
Application number: CN2013201410146U
Authority: CN
Inventors: 周斌斌; 陆利军; 束林; 闵武志
Original assignee: ZHEJIANG WOLONG NEW ENERGY CO Ltd; Wolong Electric Group Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG WOLONG NEW ENERGY CO Ltd; Wolong Electric Drive Group Co Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-03-26

Abstract

一种恒压限流充电器，涉及一种充电器。目前电动自行车蓄电池充电器无显示器，无法对蓄电池充电时行控制处理，增加了充电控制的难度，无法实时的检测蓄电池在充电过程中的充电情况。给使用者带来不便，影响电动车的发展。本实用新型包括控制模块、功率模块，其特征在于：所述的控制模块显示屏、时钟芯片、电压检测电路、电流检测电路、充电电路及单片机。显示屏提供人机界面，用户使用方便、直观，更为人性化。

Description

一种恒压限流充电器

技术领域

本实用新型涉及一种充电器。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，能源问题已日益突出。煤、石油等非可再生能源的大量使用，不仅无法满足可持续发展的目标，而且会对环境造成巨大的污染。电动自行车体积小，使用方便，电动自动车以蓄电池提供动能，目前电动自行车蓄电池充电器无显示器，无法对蓄电池充电时行控制处理，增加了充电控制的难度，无法实时的检测蓄电池在充电过程中的充电情况。给使用者带来不便，影响电动车的发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种恒压限流充电器，以达到充电过程可视且可控的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种恒压限流充电器，包括控制模块、功率模块，其特征在于：所述的控制模块包括能用于显示充电过程的显示屏、用于充电计时的时钟芯片、与功率模块相连的用于对输出电压进行检测的电压检测电路、输出电流进行检测的电流检测电路、用于充电控制的充电电路及引脚与显示屏、时钟芯片、电压检测电路、电流检测电路相连的单片机。与普通的电瓶车充电器相比，增设显示屏，显示屏提供人机界面，令整个充电过程可控并能实时显示充电状态在用户面前，使用户直观了解蓄电池的充电状况，提高使用的可靠性，避免因不知晓充电时间，过早结束充电，蓄电池储电量不足，造成中途无电的情况发生。另外，增加一路电压检测电路与电流检测电路，能实时的监测充电过程中的充电电压与充电电流，配以专用的时钟芯片能实时的显示电动自行车在整个充电过程中的充电时间的实时显示，并能记录本次充电时间以及整个过程的累积充电时间，从而体现蓄电池已使用的时间，了解蓄电池的情况。可采用8位STC系列单片机进行控制，能友好的将实际采集到的充电电压充电电流数据以及本次充电时间，累积充电时间实时地显示在用户面前。显示器能显示充电过程的整个环节，包括“充电开始”，“充电进行中”，“充电结束”等，配以动态显示画面，能在显示器上面反应充电过程中蓄电池的电量等，更为人性化，可视性提高，用户使用方便、直观。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。

所述的控制模块还包括用于防止反接的防反接电路。有效的防止了用户在使用过程中由于误操作而导致电瓶损坏以及充电器损坏失效可能的发生。

所述的控制模块还包括用于用户输入的功能键，所述的功能键与单片机引脚相连。增加按键输入功能，用户在实用过程中能根据自己的需要进行电动车充电时间的自行设置，也能对充电累积时间的清零以及查询每次充电过程中的充电情况。

所述的控制模块还包括用于调节显示屏的背光调节电路。

所述的防反接电路包括二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、场效晶体管，蓄电池的正极连接端与二极管的正极相连，二极管的负极与三极管的集电极及第三电阻一端相连，第三电阻的另一端与三极管的基极及第五电阻一端连接，第五电阻的另一端与场效晶体管的漏极及蓄电池的负极连接端连接；三极管的集电极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第四电阻的一端及场效晶体管的栅极连接；第四电阻的另一端与场效晶体管的源极相连。

电压检测电路包括分压电阻、滤波电阻、滤波电容、运算放大器，充电电压经分压电阻分压、滤波电阻和滤波电容一阶滤波后，经运算放大器电压跟随之后，将模拟电压送至单片机的模拟口引脚。

所述的背光调节电路包括两个滤波电路、用于电压跟随的运算放大器、用于比例放大的运算放大器；由单片机输出的占空比信号，经过两个滤波电路滤波、运算放大器电压跟随、运算放大器反向比例运算放大之后，加载至显示屏的背光调节侧。增加对液晶屏亮度的调节功能，以及按键唤醒液晶屏背光的暗灭，更进一步的做到了节能。

所述的控制模块设有多个不同光色的指示灯以区别充电过程的各状态。

所述的充电电路包括比较器、可调电阻、稳压二极管、分压电阻、检测电阻、光电耦合器；所述的比较器同相输入端与可调电阻相连，比较器的反相输入端与电流检测电路相连，比较器的输出端与光电耦合器一端相连，比较器的反相输入端与输出端之间设一电容，光电耦合器另一端与单片机引脚相连，稳压二级管的输出端与分压电阻一端相连，分压电阻的另一端与比较器同相输入端相连。调节可调电阻可调节充电电流，充电电路为闭环控制，使充电电路在过流的情况下，能迅速将输出电压降低。

有益效果：与普通的电瓶车充电器相比，增设显示屏，显示屏提供人机界面，令整个充电过程可控并能实时显示充电状态在用户面前，使用户直观了解蓄电池的充电状况，提高使用的可靠性，避免因不知晓充电时间，过早结束充电，蓄电池储电量不足，造成中途无电的情况发生。另外，增加一路电压检测电路与电流检测电路，能实时的监测充电过程中的充电电压与充电电流，配以专用的时钟芯片能实时的显示电动自行车在整个充电过程中的充电时间的实时显示，并能记录本次充电时间以及整个过程的累积充电时间，从而体现蓄电池已使用的时间，了解蓄电池的情况。可采用8位STC系列单片机进行控制，能友好的将实际采集到的充电电压充电电流数据以及本次充电时间，累积充电时间实时地显示在用户面前。显示器能显示充电过程的整个环节，包括“充电开始”，“充电进行中”，“充电结束”等，配以动态显示画面，能在显示器上面反应充电过程中蓄电池的电量等，更为人性化，可视性提高，用户使用方便、直观。充电时电流大小可调，扩大适用范围，提高蓄电池使用寿命。充电电路为闭环控制，使充电电路在过流的情况下，能迅速将输出电压降低，提高充电器工作的安全、可靠性。

附图说明

图1是本实用新型防反接电路结构图。

图2是本实用新型充电电路结构图。

图3是本实用新型电压检测电路结构图。

图4是本实用新型电流检测电路结构图。

图5是本实用新型单片机引脚图。

图6是本实用新型背光调节电路结构图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

本实用新型包括控制模块、功率模块，所述的控制模块包括能用于显示充电过程的显示屏、用于充电计时的时钟芯片、与功率模块相连的用于对输出电压进行检测的电压检测电路、输出电流进行检测的电流检测电路、用于充电控制的充电电路、用于防止反接的防反接电路、用于用户输入的功能键、用于调节显示屏的背光调节电路、单片机，单片机的引脚与显示屏、时钟芯片、电压检测电路、电流检测电路、功能键相连。

图1为防反接电路，防反接电路包括二极管D1，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5、三极管Q4、场效晶体管Q2，蓄电池的正极连接端与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与三极管Q4的集电极及第三电阻R3一端相连，第三电阻R3的另一端与三极管Q4的基极、第五电阻R5一端连接，第五电阻R5的另一端与场效晶体管Q2的漏极、蓄电池的负极连接端连接；三极管Q4的集电极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第四电阻R4的一端及场效晶体管Q2的栅极连接；第四电阻R4的另一端与场效晶体管Q2的源极相连。当OUT+接蓄电池正端时，OUT-接蓄电池负端时，Q2导通，此时Q4导通，MOSFET 便有电流流过。当OUT+接蓄电池负端时，OUT-接蓄电池正端时，此时Q2不导通,Q4截止，MOSFET中无电流流过，不进行充电。

图2为充电电路，充电电路包括比较器LM393、可调电阻R30、稳压二极管IC5、分压电阻R29、R30及检测电阻R19、光电耦合器IC2；所述的比较器LM393同相输入端与可调电阻R30相连，比较器LM393的反相输入端与电流检测电路相连，比较器LM393的输出端与光电耦合器IC2一端相连，比较器LM393的反相输入端与输出端之间设一电容C22；光电耦合器IC2另一端与单片机引脚相连，稳压二级管IC5的输出端与分压电阻R29一端相连，分压电阻R29的另一端与比较器LM393同相输入端相连。调节R30，使比较器LM393的2脚为一个合适的电压,就可以将输出电流控制在8A。IC5提供一个基准电压2.5V，一上电全电流充电8A,随着电瓶电压上升，电流慢慢减小。 IC5输出2.5V，通过R29，R30分压为0.2V。到IC4A, IC4A反向输入是采样R19的电压，这个电压正比于输出电流，组成了一个闭环控制系统。此时光耦导通量增加。反馈到3842的2脚电压升高，输出占空比变小，从而使输出电压降低，电流也随之降低。随着电池电压上升，充电电流变小。

图3为电压检测电路，电压检测电路包括分压电阻R109 、R111、滤波电阻R110、滤波电容C112、运算放大器LM358，充电电压经分压电阻R109 、R111分压，生成VTEST信号，经滤波电阻R110和滤波电容C112一阶滤波，运算放大器LM358电压跟随之后，将模拟电压送至单片机的模拟口引脚，以进行电压的采集分析。

图4为电流检测电路，由于检测充电电流的电阻为水泥电阻，其阻值很小，功率容量大，所以在对电流信号进行采集的同时，进行了一定的信号放大。已便于采集信号的更加精准。

图5为单片机引脚图，主要完成信号的采样，与实时运算，并配合按键输入，能对充电过程中的一些参数进行相应的设置。

图6为背光调节电路，显示屏为LCD显示屏，背光调节电路包括两个滤波电路、用于电压跟随的运算放大器U102A、用于比例放大的运算放大器U102；由单片机输出的占空比信号，经过两个滤波电路滤波、运算放大器U102A电压跟随、运算放大器U102反向比例运算放大之后，加载至显示屏的背光调节侧。该电路只要实现LCD背光的调节，其中PWM0信号为输出占空比可变的信号，经过两个一阶RC滤波电路之后，经U102A电压跟随之后，输出一个直流电压，再经U102反向比例运算放大之后，输出一个负压，该负压加载到LCD显示屏的背光调节侧，根据这个电压可以进行LCD亮度的调节。

以上图1-6所示的一种恒压限流充电器是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims

1.一种恒压限流充电器，包括控制模块、功率模块，其特征在于：所述的控制模块包括能用于显示充电过程的显示屏、用于充电计时的时钟芯片、与功率模块相连的用于对输出电压进行检测的电压检测电路、输出电流进行检测的电流检测电路、用于充电控制的充电电路及引脚与显示屏、时钟芯片、电压检测电路、电流检测电路相连的单片机。

2.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的控制模块还包括用于防止反接的防反接电路。

3.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的控制模块还包括用于用户输入的功能键，所述的功能键与单片机引脚相连。

4.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的控制模块还包括用于调节显示屏的背光调节电路。

5.根据权利要求2所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的防反接电路包括二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、场效晶体管，蓄电池的正极连接端与二极管的正极相连，二极管的负极与三极管的集电极及第三电阻一端相连，第三电阻的另一端与三极管的基极及第五电阻一端连接，第五电阻的另一端与场效晶体管的漏极及蓄电池的负极连接端连接；三极管的集电极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第四电阻的一端及场效晶体管的栅极连接；第四电阻的另一端与场效晶体管的源极相连。

6.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：电压检测电路包括分压电阻、滤波电阻、滤波电容、运算放大器，充电电压经分压电阻分压、滤波电阻和滤波电容一阶滤波、运算放大器电压跟随之后，成为模拟电压并送至单片机的模拟口引脚。

7.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的背光调节电路包括两个滤波电路、用于电压跟随的运算放大器、用于比例放大的运算放大器；由单片机输出的占空比信号，经过两个滤波电路滤波、运算放大器电压跟随、运算放大器反向比例运算放大之后，加载至显示屏的背光调节侧。

8.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的控制模块设有多个不同光色的指示灯以区别充电过程的各状态。

9.根据权利要求1所述的一种恒压限流充电器，其特征在于：所述的充电电路包括比较器、可调电阻、稳压二极管、分压电阻、检测电阻、光电耦合器；所述的比较器同相输入端与可调电阻相连，比较器的反相输入端与电流检测电路相连，比较器的输出端与光电耦合器一端相连，比较器的反相输入端与输出端之间设一电容，光电耦合器另一端与单片机引脚相连，稳压二级管的输出端与分压电阻一端相连，分压电阻的另一端与比较器同相输入端相连。