CN209200680U - 一种汽车多功能充电器恒流充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车多功能充电器恒流充电装置，包括一圆形上盖和圆形下盖，所述圆形上盖和圆形下盖由左卡块、右卡块和后卡块卡接；紧贴圆形上盖的内面，设置一无线充电电路板，一无线充电线圈被设置在其上；在无线充电电路板下面设置主电路板，主电路板之下是电池；一操作凸台位于圆形上盖的前端，操作凸台上的操作孔透出以下设置在圆形下盖前端的外接插座：TYPE‑C插座、USB5V输出开关、USB5V输出插座、打火输出插座、打火输出开关、充电插座。本实用新型的技术有直观的充电显示和故障显示，方便人们的使用。

Description

一种汽车多功能充电器恒流充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，具体为一种汽车多功能充电器恒流充电装置。

背景技术

现有技术中，普通民众所携带的充电器容量都比较小，而且，一台充电器很难同时给多台设备充电。

还有，目前市场上便携式充电器电池容量有限，很少有便携充电器给笔记本电脑充电。能给汽车打火的充电器就更少了，而且市场上提供的有此功能的充电器体积太大，无法携带。

鉴于以上情况，生活中，人们期待一种多功能的且便携的充电器给多种设备充电，这些设备包括汽车蓄电池、笔记本电脑和多种手持式便携式电子设备，因为汽车打火和笔记本电脑都需要较大的供电能力，所以这种充电器的电池体积就比较大，要达到约60000mwh，这种电池的充电电流一般达到1A～3A。

为了延长电池的使用寿命，此类电池需要恒流充电，恒流充电的电路一般不超过1A。

虽然，天津大学所申请的201310385697 . 4号，名称为：一种电动汽车充电器的实用新型专利也公开了一种电动汽车充电器，其技术方案为：主电路采用不可控整流两通道并联结构，提高了变换器的功率等级而提高了系统的可靠性，延长了系统使用寿命，大大提高了系统的功率因数，达到 0 . 998 ；该技术由开关管 Q2 和 Q3 、 Q5 和 Q6 分别组成逆变电路的两个桥臂，通过控制开关管的导通信号，进行全控型逆变，提供单相交流便携电源。通过有效的硬件复用，满足了车载充电器体积小、重量轻、成本低的需求。

通过分析可以看出，该专利的技术方案是用交流电电源的充电模式，不是我们所要采用的便携模式。

因此，有必要设计一种能给汽车打火的充电器，该充电器还能够给笔记本电脑等种类繁多的用电装置充电，方便人们的使用，现有技术中，缺少这样一台充电器，还缺乏给该充电器中电池恒流充电的技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车多功能充电器恒流充电装置，具有直观的充电显示和故障显示，方便人们的使用的优点，解决了现有技术中，缺少一种能给汽车打火的充电器，且还缺乏给该充电器中电池恒流充电的装置的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种汽车多功能充电器恒流充电装置，该装置包括：一圆形上盖和圆形下盖，所述圆形上盖和圆形下盖由左卡块、右卡块和后卡块卡接；

紧贴圆形上盖的内面，设置一无线充电电路板，一无线充电线圈被设置在其上；

在无线充电电路板下面设置主电路板，主电路板之下是电池；

一操作凸台位于圆形上盖的前端，操作凸台上的操作孔透出以下设置在圆形下盖前端的外接插座：TYPE-C插座、USB5V输出开关、USB5V输出插座、打火输出插座、打火输出开关、充电插座。

优选的，所述后卡块上设置交流电输出插座透孔，交流电输出插座和交流电输出开关从后卡块上透出。

优选的，所述左卡块上的透孔将左灯按钮壳透出，左灯按钮壳与左灯板上的按钮开关接触，左灯按钮壳用透光材料构成，按动左灯板上的按钮开关，左灯板上的照明灯点亮或熄灭；

右卡块上的透孔将右灯按钮壳透出，右灯按钮壳与右灯板上的按钮开关接触，右灯按钮壳用透光材料构成，按动右灯板上的按钮开关，右灯板上的照明灯点亮或熄灭。

优选的，所述主电路板上设置一单片微计算机。

优选的，所述圆形下盖上设置有电量指示灯，电量指示灯显示蓄电池当前的电量；所述打火输出插座上设置有打火输出继电器和打火输出插座护罩，打火输出插座护罩用于保护打火输出插座的干净无尘，圆形上盖上设置有三角连接件，方便圆形上盖拆卸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型优点在于，从低电量到充满电量，在十余小时的充电过程中，始终是恒流对电池B+充电，遇到极低环境温度和极高环境温度时，本技术将关断充电通路，保护电池B+不受损坏；本实用新型的技术有直观的充电显示和故障显示，方便人们的使用。

附图说明

下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型的汽车多功能充电器恒流充电装置的电路原理示意图；

图2为本实用新型的汽车多功能充电器恒流充电装置中各个电路单元的控制方框图；

图3为本实用新型的汽车多功能充电器恒流充电装置的单片微计算机10中程序存储器1113内各个程序模块的设置示意图；

图4为本实用新型的汽车多功能充电器恒流充电装置的流程图；

图5为本实用新型的汽车多功能充电器恒流充电装置的结构图。

图中的附图标记及名称如下：

10、单片微计算机；11、圆形上盖；1110、处理器；111、三角连接件；112、后卡块；113、左卡块；114、左灯按钮壳；115、右卡块；116、右灯按钮壳；117、左灯板；118、右灯板；12、圆形下盖；13、无线充电电路板；14、无线充电线圈；15、主电路板；16、电池；21、交流电输出插座；22、交流电输出开关；3、操作凸台；31、电量指示灯；32、TYPE-C插座；33、USB5V输出开关；34、USB5V输出插座；35、打火输出插座；351、打火输出插座护罩；36、打火输出开关；37、充电插座；41、打火输出继电器；51、PWM值输入恒流充电调节电路单元；511、充电屏蔽其他功能程序模块；512、电池B+端电压检测程序模块；513、电阻R55压降检测程序模块；514、PWM计算程序模块；521、电池温度检测程序模块；531、电池加热程序模块；541、电池电量显示程序模块；551、电池故障报警程序模块；601、PWM值查表程序模块；602、电阻R55压降值查表程序模块、603、温度值查表程序模块；604、电压值查表程序模块；701、A/D转换子程序模块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1至图5所示，本实用新型提供的一种实施例：一种汽车多功能充电器恒流充电装置，所述装置包括一圆形上盖11和圆形下盖12，所述圆形上盖11和圆形下盖12由左卡块113、右卡块115和后卡块112卡接；

紧贴圆形上盖11的内面，设置一无线充电电路板13，一无线充电线圈14被设置在其上；

在无线充电电路板13下面设置主电路板15，主电路板15之下是电池16；

一操作凸台3位于圆形上盖11的前端，操作凸台3上的操作孔透出以下设置在圆形下盖12前端的外接插座：TYPE-C插座32、USB5V输出开关33、USB5V输出插座34、打火输出插座35、打火输出开关36、充电插座37。

进一步的，所述后卡块112上设置交流电输出插座透孔，交流电输出插座21和交流电输出开关22从后卡块112上透出。

进一步的，所述左卡块113上的透孔将左灯按钮壳114透出，左灯按钮壳114与左灯板117上的按钮开关接触，左灯按钮壳114用透光材料构成，按动左灯板117上的按钮开关，左灯板117上的照明灯点亮或熄灭；

右卡块115上的透孔将右灯按钮壳116透出，右灯按钮壳116与右灯板118上的按钮开关接触，右灯按钮壳116用透光材料构成，按动右灯板118上的按钮开关，右灯板118上的照明灯点亮或熄灭。

进一步的，所述主电路板15上设置一单片微计算机10，所述单片微计算机10内部设置有程序存储器1113，并在其中装载包括充电屏蔽其他功能程序模块511、电池B+端电压检测程序模块512、电阻R55压降检测程序模块513、PWM计算程序模块514、电池温度检测程序模块521、电池加热程序模块531、电池电量显示程序模块541、电池故障报警程序模块551、A/D转换子程序模块701，所述各个程序模块的指令适于由处理器1110加载并执行。

进一步的，紧贴所述电池B+设置温度传感器RT1，其阻值50KΩ,上电阻R80的阻值49.9KΩ，回路电压3.3V；充电电流检测电阻R55阻值为0.5Ω，紧贴电池B+设置加热器件JR，由单片微计算机10的第40脚连接，电池加热程序模块531所驱动，汽车多功能充电器设置指示灯1、指示灯2、指示灯3和指示灯4，由电池电量显示程序模块541和电池故障报警程序模块551分别驱动。

进一步的，所述程序存储器1113内设置有PWM值查表程序模块601，所述PWM值查表程序模块601中的PWM值表存有100个PWM值，每两个相邻PWM值输入恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚后，“I充”有0.01A的增减。

进一步的，所述PWM值输入恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚后，是改变PWM值的脉冲宽度；所述PWM值输入恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚后，是改变PWM值的脉冲频率；所述电池B+的容量设定为58830mwh，电池标称电压11.1V，其恒流充电的电流设定为0.8A；所述电池温度检测程序模块521检测电池B+的温度不在－5℃～45℃区间时，电池故障报警程序模块551驱动指示灯1、指示灯2、指示灯3和指示灯4同时闪亮。

进一步的，所述圆形下盖12上设置有电量指示灯31，电量指示灯31显示蓄电池当前的电量；所述打火输出插座35上设置有打火输出继电器41和打火输出插座护罩351，打火输出插座护罩351用于保护打火输出插座35的干净无尘，圆形上盖11上设置有三角连接件111，方便圆形上盖11拆卸。

图1中紧贴电池B+是一片电池加热器件JR，由图2所示的单片微计算机10的第40脚驱动，任何时候，只要图1中的充电插口DC-JACK有充电插头插入，晶体管Q3也导通，使晶体管Q9导通，即在单片微计算机10的第18脚有高电平输入，此时启动电阻R55压降检测程序模块513开始工作。

图2中，单片微计算机10的型号选用HT67F489，选用其他型号时，各个程序模块和子程序模块稍作调整，然后将指令存储于程序存储器1113，供处理器1110加载并执行。

图3中，各个程序模块都存储在单片微计算机10内部的程序存储器1113中，处理器1110调用各个程序模块运行，程序运行变量暂存器1112存储程序运行时所需要暂存的数据。

在此处例举一个电量电压对应表，是由电池电量显示程序模块541调用的，此表存储在程序存储器1113中；

995, 1010,1020,1032,1047,1067,1082,1094,1102,1104, //1～10%

1106,1108,1110,1112,1113,1114,1115,1116,1117,1118, //10～20%

1119,1120,1121,1122,1123,1124,1125,1126,1127,1128, //20～30%

1129,1130,1131,1132,1133,1134,1135,1136,1137,1138, //30～40%

1139,1140,1141,1142,1143,1144,1145,1146,1147,1148, //40～50%

1149,1150,1151,1152,1153,1154,1156,1157,1158,1159, //50～60%

1161,1163,1165,1167,1169,1171,1173,1175,1177,1179, //60～70%

1181,1183,1185,1187,1189,1191,1193,1195,1197,1199, //70～80%

1202,1205,1208,1211,1213,1215,1217,1219,1221,1223, //80～90%

1225,1227,1229,1231,1233,1235,1238,1241,1244,1248 //90～100%

图4是流程图，由该图可以看出本实用新型恒流充电的工作过程。

实施一种汽车多功能充电器恒流充电的方法，包括如下步骤：

第一步、首先在汽车多功能充电器的主电路板上设置单片微计算机10，所述单片微计算机10内部设置有程序存储器1113，并在其中装载包括充电屏蔽其他功能程序模块511、电池B+端电压检测程序模块512、电阻R55压降检测程序模块513、PWM计算程序模块514、电池温度检测程序模块521、电池加热程序模块531、电池电量显示程序模块541、电池故障报警程序模块551、A/D转换子程序模块701，所述各个程序模块的指令适于由处理器1110加载并执行；

根据本实用新型专利申请的充电器所选用的电池容量为58830mwh，电池标称电压11.1V，其恒流充电的电流设定为0.8A；

温度传感器RT1阻值50KΩ,上电阻R80的阻值49.9KΩ，回路电压3.3V；

本实用新型专利申请的PWM值查表程序模块601、电阻R55压降值查表程序模块602、温度值查表程序模块603、电压值查表程序模块604在程序存储器1113中所存储的数值表是以上述部件及电路的物理参数而设定的；

第二步、当汽车多功能充电器的主电路板上的恒流充电调节电路单元51的外接电源插口DC-JACK输入13.2V～15.2V电压时，充电屏蔽其他功能程序模块511仅开放USB输出口、无线充电电路和LED照明灯的使能，调用电池电量显示程序模块541运行，使电量LED指示灯闪烁，电池充满电后,指示灯1～指示灯4停止闪烁全亮；

同时，PWM计算程序模块514从程序存储器1113的PWM值查表程序模块601中选择一位于表中间的PWM值，通过单片微计算机10的管脚2，输送到晶体管Q2的基极，晶体管Q2与晶体管Q7同步截止和导通，因不同的PWM值使得电解电容C10上的电压不同，所以，电解电容C10上的电压经电阻R55向电池B+充电；电流大小取决于电解电容C10和电池B+两点间的电压差，充电电流为该电压差/电阻R55的阻值；由于电阻R55阻值为0.5Ω，充电电流“I充”为电压差/0.5Ω；

此时，电池温度检测程序模块521、温度值查表程序模块603检测电池B+的温度，如果温度在－5℃～45℃区间之内，就往下进行，如果温度低于—5℃或高于45℃，则转第七步；

第三步、接下来，电池B+端电压检测程序模块512实时将电池B+端电压检测回来，并存入程序运行变量暂存器1112；电阻R55压降检测程序模块513实时将电阻R55压降检测回来，并存入程序运行变量暂存器1112；PWM计算程序模块514根据当前的电池B+端电压和电阻R55压降数值，以及电阻R55阻值为0.5Ω进行计算，确定当前“I充”是等于0.8A，还是大于0.8A，还是小于0.8A；如果是等于0.8A则转第四步；如果是大于0.8A则转第五步；如果是小于0.8A则转第六步；

第四步、对电池B+进行充电，电池B+端电压检测程序模块512检测单片微计算机10的第22脚B+的输入的模拟电压数值，经调用A/D转换子程序模块701处理后，电压值查表程序模块604将此电压数值存入程序运行变量暂存器1112，然后；电池电量显示程序模块541根据该电压数值在电压值表中位于4%～9%时，只点亮指示灯1，并闪烁；

当该电压数值在电压值表中位于10%～49%时，点亮指示灯1和指示灯2，并闪烁；

当该电压数值在电压值表中位于50%～69%时，点亮指示灯1、指示灯2和指示灯3，并闪烁；

当该电压数值在电压值表中位于70%～100%时，点亮指示灯1～指示灯4，常亮；

然后，PWM计算程序模块514根据当前的电池B+端电压，如未充至100%，则转回第四步继续充电，如达到100%，则在恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚输入“0”电平信号，将晶体管Q7关断；之后转第七步；

第五步、此时“I充”大于0.8A，PWM值查表程序模块601查出当前PWM值，PWM计算程序模块514计算出“I充”大于0.8A的偏量，从PWM值中取出新的PWM值，将新的PWM值得信号值从恒流充电调节电路单元51的第2管脚输入，之后转第三步；

第六步、此时“I充”小于0.8A，PWM值查表程序模块601查出当前PWM值，PWM计算程序模块514计算出“I充”小于0.8A的偏量，从PWM值中取出新的PWM值，将新的PWM值得信号值从恒流充电调节电路单元51的第2管脚输入，之后转第三步；

第七步、此时电池B+温度不在－5℃～45℃区间内，如果需要加热电池B+，则给单片微计算机输入加热指令，向下执行第八步；如不需要给电池B+加热，则转第九步；

第八步、电池加热程序模块531给电池B+加热5分钟后调用电池温度检测程序模块521、温度值查表程序模块603，得到当前电池B+温度，转第二步，如果是第二次转第二步，则向下执行第九步；

第九步、关闭所有输出和显示。

所述PWM值查表程序模块601中的PWM值表存有100个PWM值，每两个相邻PWM值输入恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚后，“I充”有0.01A的增减。

所述PWM值输入恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚后，是改变PWM值的脉冲宽度。

所述PWM值输入恒流充电调节电路单元51的单片微计算机第2管脚后，是改变PWM值的脉冲频率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种汽车多功能充电器恒流充电装置，其特征在于：所述装置包括一圆形上盖（11）和圆形下盖（12），所述圆形上盖（11）和圆形下盖（12）由左卡块（113）、右卡块（115）和后卡块（112）卡接；

紧贴圆形上盖（11）的内面，设置一无线充电电路板（13），一无线充电线圈（14）被设置在其上；

在无线充电电路板（13）下面设置主电路板（15），主电路板（15）之下是电池（16）；

一操作凸台（3）位于圆形上盖（11）的前端，操作凸台（3）上的操作孔透出以下设置在圆形下盖（12）前端的外接插座：TYPE-C插座（32）、USB5V输出开关（33）、USB5V输出插座（34）、打火输出插座（35）、打火输出开关（36）、充电插座（37）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车多功能充电器恒流充电装置，其特征在于：所述后卡块（112）上设置交流电输出插座透孔，交流电输出插座（21）和交流电输出开关（22）从后卡块（112）上透出。

3.根据权利要求1所述的一种汽车多功能充电器恒流充电装置，其特征在于：所述左卡块（113）上的透孔将左灯按钮壳（114）透出，左灯按钮壳（114）与左灯板（117）上的按钮开关接触，左灯按钮壳（114）用透光材料构成，按动左灯板（117）上的按钮开关，左灯板（117）上的照明灯点亮或熄灭；

右卡块（115）上的透孔将右灯按钮壳（116）透出，右灯按钮壳（116）与右灯板（118）上的按钮开关接触，右灯按钮壳（116）用透光材料构成，按动右灯板（118）上的按钮开关，右灯板（118）上的照明灯点亮或熄灭。

4.根据权利要求1所述的一种汽车多功能充电器恒流充电装置，其特征在于：所述主电路板（15）上设置一单片微计算机（10）。

5.根据权利要求1所述的一种汽车多功能充电器恒流充电装置，其特征在于：所述圆形下盖（12）上设置有电量指示灯（31），电量指示灯（31）显示蓄电池当前的电量；所述打火输出插座（35）上设置有打火输出继电器（41）和打火输出插座护罩（351），打火输出插座护罩（351）用于保护打火输出插座（35）的干净无尘，圆形上盖（11）上设置有三角连接件（111），方便圆形上盖（11）拆卸。