CN207868812U - 一种充电器及充电组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电器及充电组件，该充电器包括壳体、充电模块、光感接收模块和控制模块。充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于壳体，控制模块与充电模块和光感接收模块均电连接。壳体形成有开设有通孔的电池容纳槽，充电电池包括一发光模块，用于根据充电电池的类型发出对应的光。通孔用于为通过充电电池发出的光，光感接收模块接收充电电池发出的光，将光信号转换为电信号并将电信号发送至控制模块。控制模块根据电信号解析得到充电电池的类型，当解析得到的类型与预存的类型匹配时，充电模块为充电电池充电。本实用新型能够避免充电器误充电，从而防止误充电引起的过压与过流，且技术实现简单，成本低，效果可靠，扩展性高。

Description

一种充电器及充电组件

技术领域

本实用新型涉及充电领域，具体而言，涉及一种充电器及充电组件。

背景技术

充电电池通过充电器或者充电座进行充电，其最基本又最重要的要求是保障使用者的人身和财产安全。随着电池材料和电压类型的增加，电池充电过程中的安全隐患急剧升高，例如干电池、镍氢、镍镉及新型降压电池，由于通用需求执行同一制式标准，在外型尺寸和电极布置上完全相同，若在高电压输出的充电器中装载低电压体系的干电池或镍氢、镍镉电池，将会造成充电过压与过流，导致电池与充电设备损坏，甚至发热燃烧引发火灾或产生爆炸等危及生命财产安全的严重后果。

如何避免上述安全风险，不可能寄希望于用户不装错电池，因为出于疏忽或他人的不甚了解，可能会以不小的几率发生这种错装的情形，这就要求必须在技术上加以防范。现有的相关技术为智能充电器或数字化电池系统。智能充电器能够针对每一种电池的特性给出不同的充电模式以及相应的算法，以达到最佳的充电效果。常用的技术方法有:电压负增量控制、时间控制、温度控制、最高电压控制技术等。其中电压负增量控制是目前公认的较先进的控制方法之一，充电时，当测量到电池电压负增量时就可以确定该电池己经充满，从而将充电转变为涓流充电。时间控制预定充电时间，当充电时间达到后，使充电器停止充电或转为涓流充电，这种方法较安全。温度控制法是当电池达到充满状态时，电池温度上升较快，测量电池温度或温度的变化，从而确定是否对电池停止充电。最高电压控制则是根据充电电池的最高允许电压来判断充电状态。数字化电池系统包含数字化电池与智能充电及放电应用技术。数字化电池内含一块普通可充电电池、一个数字化电池控制智能芯片及具有与对接设备通信的接口，能够进行信息传递与控制，实现电池型号识别，剩余容量及循环次数显示等功能，还能提供电池的背景讯息和身份数据(如电池的制造日期、制造商数据等)，大大提高了电池的使用性能和寿命。与数字化电池相配套的智能充电器可实现数字化、智能化，充电器的各种操作均由微处理器完成，能够实现电池种类判断、根据用户要求选择充电电流、多种充满判定方式、多种保护措施、电池的充电容量显示、多路电池同时或顺序充电、电池充满的声光提示等功能。然而，不断增加的新型电池使原有的智能充电器或数字化电池系统技术难以有效应对。在技术上，一般的智能充电器通过电压负增量控制、时间控制、温度控制、最高电压控制等技术方法均不能有效识别所有种类的电池，如降压型电池，其内部已集成充电控制电路，将电池芯与外接电极隔离，整体呈现与普通电池完全不同的特性；降压型电池输出一组应用电压(如1.5V或3V)，在电量不足时此输出电压自动调低，到电量低极限时输出为零；充电时外部输入一个高电压(4.5V至5.5V)，电池自动切换至充电状态，充电过程中电流由大逐渐变小，降压型电池呈现一种变化的电阻态，使智能充电器无法如普通电池般识别与控制。数字化电池系统的应用有几个条件：(1)电池和充电器均须数字化、智能化，(2)电池与充电器要加设一个数据传输端子。要达到上述条件，花费的成本较高。显然，一般电池无法接受过高的成本，在外形体积方面，小型电池其内部空间有限，尤其是小型圆柱电池设置额外的通信端子也不易实现。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种充电器及充电组件，以改善上述的问题。

为了达到上述的目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下所述：

第一方面，本实用新型实施例提供的一种充电器，包括壳体和充电模块，所述充电器还包括光感接收模块和控制模块，所述充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于所述壳体，所述控制模块与所述充电模块和光感接收模块均电连接，所述壳体形成有电池容纳槽，所述电池容纳槽开设有通孔，所述电池容纳槽被配置为容纳充电电池，所述充电电池包括一发光模块，所述发光模块用于根据所述充电电池的类型发出对应的光，所述通孔被配置为通过所述充电电池发出的光，所述光感接收模块被配置为接收所述充电电池发出的光，将光信号转换为电信号并将所述电信号发送至所述控制模块，所述控制模块被配置为根据所述电信号解析得到所述充电电池的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，当所述控制模块解析得到的电池的类型与所述预存的电池类型匹配时，所述控制模块控制所述充电模块为所述充电电池充电。

进一步地，所述壳体靠近所述通孔的位置设置有遮挡结构，所述遮挡结构被配置为在所述充电电池的发光模块对准所述通孔时，阻挡环境光线进入所述壳体内部。

进一步地，所述遮挡结构为挡片，环绕设置在所述通孔的外周。

进一步地，所述充电电池发出的光还携带有所述充电电池的电量信息，所述控制模块还别配置为解析所述电信号得到所述充电电池的电量信息，当所述充电电池的电量信息显示充满时，所述控制模块控制所述充电模块停止向所述充电电池充电。

进一步地，所述控制模块为单片机。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种充电组件，包括充电器和充电电池，所述充电器包括壳体和充电模块，所述充电器还包括光感接收模块和控制模块，所述充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于所述壳体，所述控制模块与所述充电模块和光感接收模块均电连接，所述壳体形成有电池容纳槽，所述电池容纳槽开设有通孔，所述电池容纳槽被配置为容纳充电电池，所述充电电池还包括发光模块，所述发光模块被配置为根据所述充电电池的类型发出对应的光，所述通孔被配置为通过所述充电电池发出的光，所述光感接收模块被配置为接收所述充电电池发出的光，将光信号转换为电信号并将所述电信号发送至所述控制模块，所述控制模块被配置为根据所述电信号解析得到所述充电电池的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，当所述控制模块解析得到的电池的类型与所述预存的电池类型匹配时，所述控制模块控制所述充电模块为所述充电电池充电。

进一步地，所述壳体靠近所述通孔的位置设置有遮挡结构，所述遮挡结构被配置为在所述充电电池的发光模块对准所述通孔时，阻挡环境光线进入所述壳体内部。

进一步地，所述遮挡结构为挡片，环绕设置在所述通孔的外周。

进一步地，所述充电电池发出的光还携带有所述充电电池的电量信息，所述控制模块还别配置为解析所述电信号得到所述充电电池的电量信息，当所述充电电池的电量信息显示充满时，所述控制模块控制所述充电模块停止向所述充电电池充电。

进一步地，所述充电电池还包括外壳、储能单元、开关和发光模块驱动电路，所述储能单元和发光模块驱动电路内置于所述外壳，所述发光模块设置在所述外壳表面，所述发光模块驱动电路与所述发光模块、开关、储能单元均电连接，所述开关被配置为导通或者断开所述发光模块驱动电路，所述发光模块驱动电路被配置为在导通时根据所述储能单元的电量信息控制所述发光模块按照预设的发光规则发光，所述开关为按键式开关或触摸式开关，所述发光模块为发光二极管。

本实用新型实施例提供的充电器和充电组件，通过接收充电电池的发光模块发出的光，进行解析之后得到待充电的电池的类型，进而判断是否向该待充电的电池充电，能够避免误充电，从而防止误充电引起的过压与过流，导致的电池与充电设备损坏及其他危及生命财产安全的严重后果，且技术实现简单，成本低，效果可靠，扩展性高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的充电器的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的充电器的电气连接示意图。

图3是本实用新型实施例提供的充电器内部的电气连接示意图。

图4是本实用新型实施例提供的充电器的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的充电组件的结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的充电电池的结构示意图。

图标：100-充电器；10-壳体；11-电池容纳槽；111-通孔；112-遮挡结构；20-充电模块；30-光感接收模块；40-控制模块；50-金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)；200-充电电池；210-发光模块；220-外壳；230-储能单元；240-开关；250-发光模块驱动电路；300-充电组件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，本发明实施例提供了一种充电器100，该充电器100包括壳体10和充电模块(图未示)，充电模块内置于壳体10，充电模块连接电源，用于将电源转换为待充电的电池的充电电压和电流，以对待充电的电池充电，由于充电模块为现有技术，此处不做赘述。本实施例提供的充电器100的壳体10形成有电池容纳槽11，该电池容纳槽11用于容纳充电电池200，容易理解的，电池容纳槽11内设置有充电电极，充电电极连接充电模块，以向充电电池200传送电能。

请参照图2，是本实用新型实施例提供的充电器100的电气连接结构示意图，该充电器还包括光感接收模块30和控制模块40，在本实施例中，光感接收模块30和控制模块40均内置与壳体10，控制模块40与充电模块20、光感接收模块30均电连接。光感接收模块30可以为通用的光感元件或传感器，能够识别光携带的信息，例如光的波长，光的频率等。控制模块40可以为通用的处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、单片机、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。本实施例中，控制模块40为单片机。

与本实施例提供的充电器100配套使用的充电电池200具有适应性改进，该充电电池200包括发光模块210，该发光模块210能够根据充电电池200的类型发出对应的光，例如，充电电池200的类型为锂电池，发光模块210发出波长为500nm的光。

在壳体10的电池容纳槽11上开设有通孔111，该通孔111被配置为通过充电电池200发出的光，光感接收模块30被配置为接收充电电池200发出的光，将光信号转换为电信号并将电信号发送至控制模块40。控制模块40被配置为根据电信号解析得到充电电池200的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，容易理解的，预存的电池类型为充电器100能够进行充电的充电电池的类型。当控制模块40解析得到的电池的类型与预存的电池类型匹配时，控制模块40控制充电模块20为充电电池200充电。本实用新型实施例提供的充电器100在充电电池置入电池容纳槽10时，不会立即向充电电池充电，会先判断充电电池发出的光中携带的电池的类型信息是否与充电器100能够充电的电池类型匹配，只有在匹配的时候才进行充电。需要说明的是，如果用户置入电池容纳槽10内的充电电池为普通的充电电池，不具备发光模块210，光感接收模块30未接收到光线，控制模块40默认不会向充电电池充电。请参照图3，是实现上述过程的简易电路示意图，可以通过金属-氧化物半导体场效应晶体管50(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)与控制模块40和充电模块20连接，控制模块40根据匹配结果向MOSFET50输出不同的电平以控制MOSFET50的通断，实现是否向充电电池充电的过程。

请参照图4，为了防止环境光线进入壳体10被光感接收模块30接收引起控制模块40误判。在本实施例中，在壳体10靠近通孔111的位置设置有遮挡结构112，该遮挡结构112被配置为在充电电池200的发光模块210对准通孔时，阻挡环境光线进入壳体10内部，本实用新型实施例对遮挡结构112的具体结构不做限定，能够遮挡环境光线即可。作为优选的，遮挡结构112为挡片，环绕设置在通孔111的外周。

此外，为了便于充电器100在对充电电池200充电时判断充电电池200的电量是否充满，本实施例中，充电电池200发出的光还携带有充电电池200的电量信息。控制模块40还别配置为解析电信号得到充电电池200的电量信息，当充电电池200的电量信息显示充满时，控制模块40控制充电模块20停止向充电电池200充电。如果充电电池200的电量信息显示未充满，则控制模块40控制充电模块20保持向充电电池200充电。防止电量过充现象发生损坏充电电池200或充电器100。

本实用新型实施例提供的充电器通过接收充电电池的发光模块发出的光，进行解析之后得到待充电的电池的类型，进而判断是否向该待充电的电池充电，能够避免误充电，从而防止误充电引起的过压与过流，导致的电池与充电设备损坏及其他危及生命财产安全的严重后果，且技术实现简单，成本低，效果可靠，扩展性高。此外，在充电过程中还可以通过解析充电电池发出的光得到充电电池的电量，以判断充电电池的电量是否充满，在充满时停止向充电电池充电，能够防止过充现象发生损坏充电电池或充电器。

请参照图5，本实用新型实施例还提供了一种充电组件300，该充电组件300包括上述的充电器100和充电电池200。充电器100包括壳体10和充电模块，充电器100还包括光感接收模块和控制模块，充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于壳体，控制模块与充电模块和光感接收模块均电连接。壳体10形成有电池容纳槽11，所述电池容纳槽11开设有通孔111，电池容纳槽11被配置为容纳充电电池200，充电电池200还包括发光模块210，所述发光模块210被配置为根据充电电池的类型发出对应的光。通孔111被配置为通过充电电池200发出的光，光感接收模块被配置为接收充电电池200发出的光，将光信号转换为电信号并将电信号发送至控制模块，控制模块被配置为根据电信号解析得到充电电池的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，当控制模块解析得到的电池的类型与预存的电池类型匹配时，控制模块控制充电模块为充电电池充电。壳体靠近通孔的位置设置有遮挡结构，遮挡结构被配置为在充电电池的发光模块对准所述通孔时，阻挡环境光线进入所述壳体内部。优选地，遮挡结构为挡片，环绕设置在所述通孔的外周。此外，充电电池发出的光还携带有所述充电电池的电量信息，所述控制模块还别配置为解析所述电信号得到所述充电电池的电量信息，当所述充电电池的电量信息显示充满时，所述控制模块控制所述充电模块停止向所述充电电池充电。由于充电器100的结构和原理在前述已经说明，此处不做赘述。

请参照图6，充电电池200还包括外壳220、储能单元230、开关240和发光模块驱动电路250。储能单元和发光模块驱动电路250内置于外壳220，发光模块210设置在外壳220表面，发光模块驱动电路250与发光模块210、开关240、储能单元230均电连接。开关240被配置为导通或者断开发光模块驱动电路250，发光模块驱动电路250被配置为在导通时根据储能单元230的电量信息控制发光模块210按照预设的发光规则发光，开关240为按键式开关或触摸式开关，发光模块210为发光二极管。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种充电器及充电组件，该充电器包括壳体和充电模块，还包括光感接收模块和控制模块。充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于壳体，控制模块与充电模块和光感接收模块均电连接，壳体形成有电池容纳槽，电池容纳槽开设有通孔。电池容纳槽被配置为容纳充电电池，充电电池包括一发光模块，发光模块用于根据充电电池的类型发出对应的光。通孔被配置为通过充电电池发出的光，光感接收模块被配置为接收所述充电电池发出的光，将光信号转换为电信号并将所述电信号发送至控制模块。控制模块被配置为根据电信号解析得到充电电池的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，当控制模块解析得到的电池的类型与预存的电池类型匹配时，控制模块控制充电模块为充电电池充电。本实用新型能够避免充电器误充电，从而防止误充电引起的过压与过流，导致的电池与充电设备损坏及其他危及生命财产安全的严重后果，且技术实现简单，成本低，效果可靠，扩展性高。此外，在充电过程中还可以通过解析充电电池发出的光得到充电电池的电量，以判断充电电池的电量是否充满，在充满时停止向充电电池充电，能够防止过充现象发生损坏充电电池或充电器。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种充电器，包括壳体和充电模块，其特征在于，所述充电器还包括光感接收模块和控制模块，所述充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于所述壳体，所述控制模块与所述充电模块和光感接收模块均电连接，所述壳体形成有电池容纳槽，所述电池容纳槽开设有通孔，所述电池容纳槽被配置为容纳充电电池，所述充电电池包括一发光模块，所述发光模块用于根据所述充电电池的类型发出对应的光，所述通孔被配置为通过所述充电电池发出的光，所述光感接收模块被配置为接收所述充电电池发出的光，将光信号转换为电信号并将所述电信号发送至所述控制模块，所述控制模块被配置为根据所述电信号解析得到所述充电电池的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，当所述控制模块解析得到的电池的类型与所述预存的电池类型匹配时，所述控制模块控制所述充电模块为所述充电电池充电。

2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述壳体靠近所述通孔的位置设置有遮挡结构，所述遮挡结构被配置为在所述充电电池的发光模块对准所述通孔时，阻挡环境光线进入所述壳体内部。

3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述遮挡结构为挡片，环绕设置在所述通孔的外周。

4.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电电池发出的光还携带有所述充电电池的电量信息，所述控制模块还别配置为解析所述电信号得到所述充电电池的电量信息，当所述充电电池的电量信息显示充满时，所述控制模块控制所述充电模块停止向所述充电电池充电。

5.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述控制模块为单片机。

6.一种充电组件，包括充电器和充电电池，所述充电器包括壳体和充电模块，其特征在于，所述充电器还包括光感接收模块和控制模块，所述充电模块、光感接收模块和控制模块均内置于所述壳体，所述控制模块与所述充电模块和光感接收模块均电连接，所述壳体形成有电池容纳槽，所述电池容纳槽开设有通孔，所述电池容纳槽被配置为容纳充电电池，所述充电电池还包括发光模块，所述发光模块被配置为根据所述充电电池的类型发出对应的光，所述通孔被配置为通过所述充电电池发出的光，所述光感接收模块被配置为接收所述充电电池发出的光，将光信号转换为电信号并将所述电信号发送至所述控制模块，所述控制模块被配置为根据所述电信号解析得到所述充电电池的类型，将解析得到的类型与预存的电池类型进行比较，当所述控制模块解析得到的电池的类型与所述预存的电池类型匹配时，所述控制模块控制所述充电模块为所述充电电池充电。

7.根据权利要求6所述的充电组件，其特征在于，所述壳体靠近所述通孔的位置设置有遮挡结构，所述遮挡结构被配置为在所述充电电池的发光模块对准所述通孔时，阻挡环境光线进入所述壳体内部。

8.根据权利要求7所述的充电组件，其特征在于，所述遮挡结构为挡片，环绕设置在所述通孔的外周。

9.根据权利要求6所述的充电组件，其特征在于，所述充电电池发出的光还携带有所述充电电池的电量信息，所述控制模块还别配置为解析所述电信号得到所述充电电池的电量信息，当所述充电电池的电量信息显示充满时，所述控制模块控制所述充电模块停止向所述充电电池充电。

10.根据权利要求6所述的充电组件，其特征在于，所述充电电池还包括外壳、储能单元、开关和发光模块驱动电路，所述储能单元和发光模块驱动电路内置于所述外壳，所述发光模块设置在所述外壳表面，所述发光模块驱动电路与所述发光模块、开关、储能单元均电连接，所述开关被配置为导通或者断开所述发光模块驱动电路，所述发光模块驱动电路被配置为在导通时根据所述储能单元的电量信息控制所述发光模块按照预设的发光规则发光，所述开关为按键式开关或触摸式开关，所述发光模块为发光二极管。