CN217159302U - 一种铅酸电池和锂电池二合一通用充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其包括主控模块、充电模块、短接保护电路、电压取样比较电路、按键选择电路以及充电指示电路，按键选择电路用于向主控模块传输控制信号以改变充电器的充电模式，电压取样比较电路用于对电池的电压进行取样比较，并输出高电平信号或者低电平信号给主控模块，主控模块用于控制充电模块输出适合该电池的充电电压以为其供电；短接保护电路用于对充电模块的输出进行短路反接保护。本申请通过上述方案实现的通用充电器，无论是铅酸电池还是锂电池均可充电，避免现有技术采用两个充电器分别充电的不便，同时，用户可通过按键选择充电模式，通过主控模块自动进行智能控制，具有非常好的实用性。

Description

一种铅酸电池和锂电池二合一通用充电器

技术领域

本实用新型涉及充电器的电子电路技术领域，具体是一种具有过充电保护电路的充电器。

背景技术

电池是能够将化学能转化成电能的装置，现有常用的电池种类主要分为干电池、铅酸电池和锂电池，其中铅酸电池和锂电池是可充电电池。由于铅酸电池和锂电池之间的功能和结构上都存在着差异，充电时首先要选取相应规格和型号的充电器进行充电，当充电器和电池不匹配时，无法进行充电，会在一定程度上影响用户的正常使用。现有常用的充电器只能单独为铅酸电池充电，或者单独为电池充电，为用户带来不便。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本申请的一个方面，提供一种铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，包括主控模块、充电模块、短接保护电路、电压取样比较电路、按键选择电路以及充电指示电路，所述充电模块的一端连接至供电电路，所述充电模块的另一端连接与短接保护电路相连，所述充电模块、所述短接保护电路、所述电压取样比较电路、所述按键选择电路以及所述充电指示电路均与所述主控模块电性连接；所述短接保护电路和所述电压取样比较电路相连；其中，所述按键选择电路用于向所述主控模块传输控制信号(例如高电平信号或者低电平信号) 以改变充电器的充电模式，所述电压取样比较电路用于对电池的电压进行取样比较，并输出高电平信号或者低电平信号给所述主控模块，所述主控模块用于控制所述充电模块输出适合该电池的充电电压以为其供电；所述短接保护电路用于对所述充电模块的输出进行短路反接保护。按键选择电路可通过按压的方式，选取不同电池需要的充电模式。

进一步的，该通用充电器还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块电性连接，所述存储模块用于存储充电设置数据。当通用充电器出现断电后，再次上电后，可以直接调用前次的充电设置数据，无需重新扫描或者检测，更具有安全性和智能性。

进一步的，所述充电模块包括输入整流电路、PWM控制电路、变压器转换电路、吸收回馈电路以及输出整流电路，其中，所述输入整流电路连接外部的供电电路以便将输入交流电转换为高压直流，所述PWM控制电路连接所述输入整流电路以将高压直流以开关形式变为方波信号并输入变压器转换电路的变压器，所述吸收回馈电路连接变压器转换电路的变压器的输入端吸收变压器漏感能量，所述输出整流电路连接变压器转换电路的变压器的输出端将输出的方波信号转换成平稳直流电，并通过所述输出整流电路输出。

优选的，所述输入整流电路包括整流桥DB1、共模电感T2、保险丝F1以及热敏电路RT1，共模电感T2的一端通过保险丝F1和热敏电路RT1连接至供电电路，共模电感T2的另一端连接整流桥DB1。优选的，整流桥DB1采用型号为ABS10的整流桥堆实现，其作用是整流，能够通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的直流电。

优选的，所述PWM控制电路采用PWM控制器及其跟随电路实现，进一步优选的，PWM控制器采用型号为OB2358的高压MOSFET电流模式PWM控制器。

进一步的，所述短接保护电路包括三极管Q3、电阻R12、电阻R13、电阻 R14、电阻R15、以及场效应管Q2，三极管Q3的发射极连接至电池的正极，三极管Q3的基极串接电阻R14后连接场效应管Q2的漏极以及主控模块，场效应管Q2的源极一路串接电阻R15后接地，场效应管Q2的源极的另一路连接至所述电压取样比较电路，场效应管Q2的栅极一路串接电阻R13后连接三极管Q3的集电极，场效应管Q2的栅极串接电阻R12后一路接地，另一路连接至充电模块。其中，场效应管Q2为MOS场效应管，采用型号为AP2306的 SOT-23场效应管实现。

进一步的，所述电压取样比较电路包括电阻R16、电阻R18、电阻R19、电阻R22、电阻R27、电阻R28、电阻R30、光耦U2A、开关管D6、电容C4、电容C8、第一比较器U4A以及第二比较器U4B，电阻R27的一端连接5V电源，另一端串接电阻R28后连接开关管D6的正极，光耦U2A与电阻R28并联连接；开关管D6的负极一路连接电阻R22的第一端和第二比较器U4B的输出端，第二比较器U4B的第一输入端串接电容C4后连接电阻R22的第二端，第二比较器U4B的第二输入端一路连接电阻R19后接地，另一路连接电阻R30 后连接5V电源；第一比较器U4A的输出端连接电阻R16的第一端、电容C8 的第一端以及主控模块，第一比较器U4A的第一输入端连接电阻R16的第二端、电容C8的第二端以及电阻R18的第一端，电阻R18的第二端接地，第一比较器U4A的第二输入端连接至短接保护电路。

进一步的，所述主控模块采用SONIX公司的型号为SN8P2722的单片机实现。

本申请克服了现有技术中针对铅酸电池和锂电池要两个充电器分别充电的不便，本申请通过上述方案实现的通用充电器，采用特别设计的各个电路相结合，通过按键选择电路结合单片机U1，可实现对不同的电池进行充电模式选择，通过单片机U1、充电模块以及电压取样比较电路实现不同电压的输出，通过充电模块和短接保护电路实现了电路的反接保护，此外，还可通过充电指示电路方便进行充电电量显示和故障显示，大大方便了用户的使用，具有很好的实用性。

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：

图1为本实用新型实施例的电路原理框图；

图2为本实用新型实施例的主控模块的电路原理图；

图3为本实用新型实施例的按键选择电路的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的充电模块、短接保护电路和电压取样比较电路的电路原理图；

图5为本实用新型实施例的充电指示电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以外，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

本实施例提供一种铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，参见图1，其包括主控模块、存储模块、充电模块、短接保护电路、电压取样比较电路、按键选择电路以及充电指示电路，充电模块的一端连接至供电电路，充电模块的另一端连接与短接保护电路相连，充电模块、短接保护电路、电压取样比较电路、按键选择电路以及充电指示电路均与主控模块电性连接；短接保护电路和电压取样比较电路相连；存储模块与主控模块电性连接。其中，按键选择电路用于向主控模块传输控制信号(例如高电平信号或者低电平信号)以改变充电器的充电模式，电压取样比较电路用于对电池的电压进行取样比较，并输出高电平信号或者低电平信号给主控模块，主控模块用于控制充电模块输出适合该电池的充电电压以为其供电；短接保护电路用于对充电模块的输出进行短路反接保护。按键选择电路可通过按压的方式，选取不同电池需要的充电模式。

其中，本实施例中，参见图1，存储模块U2采用型号为AT24C02的2K 位串行CMOSE2PROM，存储模块用于存储充电设置数据。当通用充电器出现断电后，再次上电后，可以直接调用前次的充电设置数据，无需重新扫描或者检测，更具有安全性和智能性。

参见图2，本实施例中，主控模块U1采用SONIX公司的型号为SN8P2722 的单片机实现。通过对单片机U1的编程，可实现对不同的电池进行充电模式选择，同时，单片机U1对不同电池的充电过程进行智能控制，比目前单纯的采用硬件开关管的方式，更智能化、数字化、自动化。单片机的充电设置可存储于存储模块U2中，充电设置可以记忆每次的充电设置，当出现断电后，再次上电，可以直接调用前次的充电设置，更具有安全性和智能性。

参见图3，按键选择电路包括开关S1、电容C5以及电阻R7，开关S1为手动控制充电模式选取按键，通过按压的方式向主控模块U1发送控制芯片，以选取不同电池需要的充电模式。

本实施例中，充电模块包括输入整流电路、PWM控制电路、变压器转换电路、吸收回馈电路以及输出整流电路，其中，输入整流电路连接外部的供电电路以便将输入交流电转换为高压直流，PWM控制电路连接输入整流电路以将高压直流以开关形式变为方波信号并输入变压器转换电路的变压器，吸收回馈电路连接变压器转换电路的变压器的输入端吸收变压器漏感能量，输出整流电路连接变压器转换电路的变压器的输出端将输出的方波信号转换成平稳直流电，并通过输出整流电路输出。

参见图4，具体的，输入整流电路包括整流桥DB1、共模电感T2、保险丝 F1以及热敏电路RT1，共模电感T2的一端通过保险丝F1和热敏电路RT1连接至供电电路，共模电感T2的另一端连接整流桥DB1。优选的，整流桥DB1 采用型号为ABS10的整流桥堆实现，其作用是整流，能够通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的直流电。

PWM控制电路采用PWM控制器及其跟随电路实现，本实施例中，PWM 控制器采用型号为OB2358的高压MOSFET电流模式PWM控制器。

短接保护电路包括三极管Q3、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、以及场效应管Q2，三极管Q3的发射极连接至电池的正极，三极管Q3的基极串接电阻R14后连接场效应管Q2的漏极以及主控模块，场效应管Q2的源极一路串接电阻R15后接地，场效应管Q2的源极的另一路连接至电压取样比较电路，场效应管Q2的栅极一路串接电阻R13后连接三极管Q3的集电极，场效应管Q2的栅极串接电阻R12后一路接地，另一路连接至充电模块。其中，场效应管Q2为MOS场效应管，采用型号为AP2306的SOT-23场效应管实现。短接保护电路通过对场效应管Q2的开通或者关闭控制，从而实现对充电输出的短路反接保护。

电压取样比较电路包括电阻R16、电阻R18、电阻R19、电阻R22、电阻 R27、电阻R28、电阻R30、光耦U2A、开关管D6、电容C4、电容C8、第一比较器U4A以及第二比较器U4B，电阻R27的一端连接5V电源，另一端串接电阻R28后连接开关管D6的正极，光耦U2A与电阻R28并联连接；开关管 D6的负极一路连接电阻R22的第一端和第二比较器U4B的输出端，第二比较器U4B的第一输入端串接电容C4后连接电阻R22的第二端，第二比较器U4B 的第二输入端一路连接电阻R19后接地，另一路连接电阻R30后连接5V电源；第一比较器U4A的输出端连接电阻R16的第一端、电容C8的第一端以及主控模块，第一比较器U4A的第一输入端连接电阻R16的第二端、电容C8的第二端以及电阻R18的第一端，电阻R18的第二端接地，第一比较器U4A的第二输入端连接至短接保护电路。

电压取样比较电路通过ICU4AU4B对电池的电压取样比较后，输出高低电平信号，控制主电源电路输出适合不同电池的需要的充电电压。

参见图5，充电指示电路设置了6个LED显示灯，按压开关S1选取键，可对应的显示所需要的充电电池，同时提供充电电量显示和故障显示。

本申请通过上述方案实现一种通用的智能充电器，无论是铅酸电池还是锂电池均可充电，避免现有技术采用两个充电器分别充电的不便，同时，用户可通过按键选择充电模式，通过主控模块自动进行智能控制，具有非常好的实用性。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：包括主控模块、充电模块、短接保护电路、电压取样比较电路、按键选择电路以及充电指示电路，所述充电模块的一端连接至供电电路，所述充电模块的另一端连接与短接保护电路相连，所述充电模块、所述短接保护电路、所述电压取样比较电路、所述按键选择电路以及所述充电指示电路均与所述主控模块电性连接；所述短接保护电路和所述电压取样比较电路相连；其中，所述按键选择电路用于向所述主控模块传输控制信号以改变充电器的充电模式，所述电压取样比较电路用于对电池的电压进行取样比较，并输出高电平信号或者低电平信号给所述主控模块，所述主控模块用于控制所述充电模块输出适合该电池的充电电压以为其供电；所述短接保护电路用于对所述充电模块的输出进行短路反接保护。

2.根据权利要求1所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：该通用充电器还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块电性连接，所述存储模块用于存储充电设置数据。

3.根据权利要求1所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述充电模块包括输入整流电路、PWM控制电路、变压器转换电路、吸收回馈电路以及输出整流电路，其中，所述输入整流电路连接外部的供电电路以便将输入交流电转换为高压直流，所述PWM控制电路连接所述输入整流电路以将高压直流以开关形式变为方波信号并输入变压器转换电路的变压器，所述吸收回馈电路连接变压器转换电路的变压器的输入端吸收变压器漏感能量，所述输出整流电路连接变压器转换电路的变压器的输出端将输出的方波信号转换成平稳直流电，并通过所述输出整流电路输出。

4.根据权利要求3所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述输入整流电路包括整流桥DB1、共模电感T2、保险丝F1以及热敏电路RT1，共模电感T2的一端通过保险丝F1和热敏电路RT1连接至供电电路，共模电感T2的另一端连接整流桥DB1。

5.根据权利要求4所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述整流桥DB1采用型号为ABS10的整流桥堆实现。

6.根据权利要求3所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述PWM控制电路采用PWM控制器及其跟随电路实现。

7.根据权利要求6所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述PWM控制器采用型号为OB2358的高压MOSFET电流模式PWM控制器。

8.根据权利要求1所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述短接保护电路包括三极管Q3、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、以及场效应管Q2，三极管Q3的发射极连接至电池的正极，三极管Q3的基极串接电阻R14后连接场效应管Q2的漏极以及主控模块，场效应管Q2的源极一路串接电阻R15后接地，场效应管Q2的源极的另一路连接至所述电压取样比较电路，场效应管Q2的栅极一路串接电阻R13后连接三极管Q3的集电极，场效应管Q2的栅极串接电阻R12后一路接地，另一路连接至充电模块。

9.根据权利要求1所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述电压取样比较电路包括电阻R16、电阻R18、电阻R19、电阻R22、电阻R27、电阻R28、电阻R30、光耦U2A、开关管D6、电容C4、电容C8、第一比较器U4A以及第二比较器U4B，电阻R27的一端连接5V电源，另一端串接电阻R28后连接开关管D6的正极，光耦U2A与电阻R28并联连接；开关管D6的负极一路连接电阻R22的第一端和第二比较器U4B的输出端，第二比较器U4B的第一输入端串接电容C4后连接电阻R22的第二端，第二比较器U4B的第二输入端一路连接电阻R19后接地，另一路连接电阻R30后连接5V电源；第一比较器U4A的输出端连接电阻R16的第一端、电容C8的第一端以及主控模块，第一比较器U4A的第一输入端连接电阻R16的第二端、电容C8的第二端以及电阻R18的第一端，电阻R18的第二端接地，第一比较器U4A的第二输入端连接至短接保护电路。

10.根据权利要求1所述的铅酸电池和锂电池二合一通用充电器，其特征在于：所述主控模块采用SONIX公司的型号为SN8P2722的单片机实现。

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