CN2242523Y - 智能型电池再生器 - Google Patents

Abstract

一种智能型电池再生器，尤其是指一种藉由电源输入端、稳压电路、升压电路、恒定电压脉冲输出控制电路、电池充电槽、微处理器、电压电平转换电路及发光二极管电路组成之，可做电池充电时智能式状态指示、电池充电饱和后的放电补偿、电池反向放置检知保护、不同电压的充电电池充电及利用不同性质电池间的不同电池内阻做自动鉴别电池种类，并以扫描方式控制恒定电压脉冲输出控制电路，对电池充电槽内电池做周期性循环充电，能平均分配电池槽的充电电能，减少电能供应时的功率损耗，并具省电效果。

Description

智能型电池再生器

本实用新型是关于一种新型电池再生器，特别是关于一种智能型电池再生器。

由于工商业的发达，电池使用率越来越高，但令人头痛的环保问题便随之而来，而充电电池的使用可使今日令人头痛的环保问题改善，对于电池使用频繁者而言更是经济上的一大福音，故充电电池是今日电池的主流。但在充电电池的充电方式上还存在许多问题，以至充电电池在使用率上无法普及。本实用新型针对此问题作一番改良，以使充电电池更普及，更希望对社会上之环保问题有所助益。

关于以往的电池充电方式，我们将就其充电电池在充电中、充饱电后及使用上的方便性加以探讨。首先就充电电池充电而言，一般即依充电电池的最大充电负荷，做一持续性充电。但这种持续性充电将使充电电池温度上升加快，由于电池温度越高，充电效率越差，故对充电电池而言此乃一缺点。

尤其充电电池充电饱和之后，电池温度已上升发热，若继续充电，则充电电池将加速老化，甚至产生大量氧造成电解液的流失，使电池容量减少。故以往的保护手段，即在充电电池充电饱和之后，对其停止充电做为保护，但停止充电后的充电饱和电池将自行放电，这便减少了充电电池本身的电能。

再就其方便性而言，以往对不同性质的充电电池，不可利用同一电池充电电路来充电。若冒然使用，不但影响充电电池寿命，而且会使充电电池烧毁以至火烧成灾，这对使用者而言更是心理上的一大负担。故而在以往的同类电池充电器中，往往需要一设定开关作为不同性质电池间的充电电路转换。另一不方便性，即在同一电池充电器中，以往的设计往往不能做较多改变，要为使用者做不同电压的充电电池充电，则须依不同充电电池的电压需求，购置电池充电器，不但使用上不方便，经济上更是损失。

本实用新型的目的是针对现有电池充电器的上述缺失，而提供一种智能电池再生器，即能在同一电池充电器中对多个不同电压的充电电池充电，同时能对各电池充电的程度给予自动监控和调节。

本实用新型提供了一种智能电池再生器，它是利用不同充电电池间具有不同的电池内阻，经计算后做为电池种类的自动鉴别。并利用扫描控制方式，对充电电池做周期性循环充电，能平均分配电池槽的充电电能，减少电能供应时产生的热功率损耗，并能减少充电电源的损耗，达省电效果。而在充电电池充电饱和后，自动改以微小的间歇性脉冲充电，以补充电池充电饱和后自行放电所损失的电能。另对于不同电压的充电电池，则在同一电池充电器中，提供不同的电压充电型式，以方便使用者使用。

为了使有关领域的科技人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非对本实用新型加以限制。有关该实施例的附图为：

图1系本实用新型智能型电池再生器的组成方框图；

图2系本实用新型智能型电池再生器的实施电路图；

图3系本实用新型智能型电池再生器的动作流程图；

本实用新型对一次电池及二次电池的判别，是从电池的内阻而正确的区分出来。因可充电电池的内阻小，而一次电池的内阻大，由此若能精确测出电池内阻，同时配合微处理器运算及判断，则可作不同电池的充电。

一般充电电池中即存有一电池内阻r，而电池内部电压可用V2来表示，电池外部充电电压为V1，当对电池充入一固定电流I时，由欧姆定律得知：

                 V1＝V2+I×r

                   ＝V2+ΔV其中ΔV为电池内阻r充电时产生之电池内阻压降，当不对电池充电时，电流I＝0由欧姆定律得知：

      V1＝V2所以电池内阻r＝(V1-V2)/I因此分别测量充电前电池的端电压，及充电后电池的端电压，即可计算出电池内阻，本实用新型即利用此电池内阻来自动鉴别电池种类。

而对于充电电池的充电方式，本实用新型是利用扫描控制方式，对充电电池做周期性循环充电。对其详细说明如下：

若充电电池充电时，充电电池有四颗，则轮流对每一充电电池充电，由第一颗充电至第四颗。以一周期表示，则每一颗充电电池即获得1/4个周期的充电，但其充电效果却较以往等量之充电电量高出一倍。如此则有别于以往的持续性充电，不但减少电池温度上升使电能效率提高，并可减化输入电源设计及材料成本，对于充电电源更有减少损耗之省电效果。而其周期性循环充电，是利用微处理器输出扫描讯号，控制充电电路的充电，做周期性循环充电。

另充电电池充电饱和后的处理，是利用微处理器，取得充电电池充电饱和后的讯号，控制其充电方式，自动改以微小的间歇性脉冲充电，以补充电池自行放电所损失的电能。而对于充电电池的显示部分，是由微处理器获得的充电资料，控制发光二极管的闪烁速度，做为充电电池于充电时的指示，如无法充电、在充电中、充电饱和等状态指示，以便告知使用者。

且本实用新型亦可对充电电池反向放置时，能将其错误放置讯号输入微处理器，以控制充电电路停止充电，做为检知保护。对于不同电压的充电电池充电，本实用新型是依充电电池所需的电压，利用升压器配合充电电路做为改善。

为了使有关技术人员能更进一步了解本实用新型，以下就其整体作一说明。图1系本实用新型电池充电器的组成方框图，它是包括一电源输入端1、一稳压电路2、一升压电路3、一微处理器4、一组电池充电槽5、一组恒定电压脉冲输出控制电路6、一组电压电平转换电路7及一组发光二极管电路8所组成。其各单元间的关系如下：

(1)电源输入端1，是对稳压电路2及升压电路3提供电源；

(2)稳压电路2，是由电源输入端1获得电源，经稳压转换后，对微处理器4及发光二极管电路8提供电源供应；

(3)升压电路3，是由电源输入端1获得电源，再做电压转换，并输入至恒定电压脉冲输出控制电路6；

(4)恒定电压脉冲输出控制电路6，由升压电路3获得充电的电源，并由微处理器4获得控制讯号，做为充电电源输出至电池充电槽5的控制装置；

(5)电池充电槽5，获得恒定电压脉冲输出控制电路6所控制的充电电源，对槽内充电电池充电，并输出电池电压至电压电平转换电路7；

(6)电压电平转换电路7，获得电池充电槽5内的充电电池电压，然后做电压电平转换，并将处理后电压输入给微处理器4；

(7)微处理器4，获得电压电平转换电路7的转换电压，并做模拟与数字转换再将其计算，及输出恒定电压脉冲输出控制电路6的控制讯号，并输出充电状态讯号至发光二极管电路8；

(8)发光二极管电路8，获得微处理器4输出的充电状态讯号，做为状态显示输出。

而其技术手段是利用上述微处理器，将电压电平转换电路获得的充电电池于充电前后的电压，做模拟与数字转换并做计算以自动鉴别电池种类，并对充电电池的充电方式做一扫描式周期性循环充电控制。

图2系本实用新型智能型电池再生器的实施电路图，以下兹就说明：

(1)电源输入端1，提供稳压电路2及升压电路3所需的电源。

(2)稳压电路2，从电源输入端1处获得输入电源，经电容C1，输入稳压器21第2脚，再经稳压器21处理，由第3脚输出，经电容C2产生电压Vcc，做为发光二极管电路8及微处理器4的工作电源。稳压器21和微处理4的型号和管脚如图2所示。

(3)升压电路3，由电源输入端1处获得工作电源，直接作为1.5伏充电电池电源；另由工作电源输入电压，经升压器31处理，并输出电压经电阻R2、R3、R4及电容C3、C4处理，产生电压Vdd，做为9伏充电电池及12伏充电电池的充电电压源。升压器31的结构型号和管脚如图2所示。

(4)恒定电压脉冲输出控制电路6，由升压电路3获得1.5伏的充电电源，经限流电阻R15、R16、R17、R18及晶体管开关Q1、Q2、Q3、Q4的控制，做为电池充电槽5内的1.5伏充电电池充电控制，而晶体管开关Q1、Q2、Q3、Q4则接受微处理器4输出讯号，将此轮流输出讯号传至电阻R11、R12、R13、R14作为扫描充电控制；并由升压电路3获得9伏的充电电源Vdd，经电阻R25及晶体管开关Q8，做为电池充电槽5内的9伏充电电池充电控制，其中晶体管开关Q8，亦接受微处理器4输出讯号，经电阻R23控制晶体管开关Q7再由电阻R24控制晶体管开关Q8；另由升压电路3获得12伏的充电电源Vdd，经电阻R22及晶体管开关Q6，做为电池充电槽5内的12伏充电电池充电控制，其中晶体管开关Q6，亦接受微处理器4输出讯号，经电阻R20控制晶体管开关Q5再由电阻R21控制晶体管开关Q6。

(5)电池充电槽5，获得恒定电压脉冲输出控制电路6所控制的1.5伏、9伏、12伏充电电源，对槽内充电电池充电，并输出电池电压至电压电平转换电路7。

(6)电压电平转换电路7，获得电池充电槽5内的充电电池电压，然后经电阻R27与R26、R29与R28、R31与R30、R33与R32分别做为1.5伏充电电池的电压电平转换，并将处理后电压输入给微处理器4，其中二极管D1、D2、D3、D4做为充电电池反装时的保护；而9伏及12伏的电池电压电平转换，分别由电阻R35与R34、电阻R37与R36完成，再将处理后电压输入至微处理器4，另二极管D5、D6则做为9伏及12伏充电电池反装时的保护。

(7)微处理器4，获得电压电平转换电路7的1.5伏、9伏、12伏充电电池的转换电压，并做模拟与数字转换再将其计算，以判断充电电池的状态，判断后再将状态讯号送至发光二极管电路8；另微处理器4，亦对恒定电压脉冲输出控制电路6做扫描式充电控制，分别经由电阻R11、R12、R13、R14、R20、R23和对应的晶体管开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q7完成之。

(8)发光二极管电路8，获得微处理器4输出的1.5伏充电电池充电状态讯号后，利用稳压电路2所产生的电源Vcc，经由电阻R5、R6、R7、R8，分别对发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4做1.5伏充电电池的状态指示，在充电中以慢闪表示、无法充电以快闪表示、充电饱和以恒亮表示；另由微处理器4获得输出的9伏及12伏充电电池充电状态讯号后，经由电阻R9对晶体管开关Q9做控制，控制由稳压电路2所产生的电源Vcc，经由电阻R10对LED5所指示的充电状态指示，在充电中以慢闪表示、无法充电以快闪表示、充电饱和以恒亮表示。

图3系本实用新型智能型电池再生器的动作流程图，以下兹就说明：

电池放入电池充电槽310后，即获得电池充电前电压值311，再做模拟与数字转换312，然后判断电池是否反装313，反装则充电停止314，否则以扫描方式对各电池充电槽轮流充电315，由各电池充电槽获得充电后电压值316，将其做模拟与数字转换317，再计算电池内阻318，然后决定电池是否可充电319，若不能充电则LED快闪指示320，再判断电池是否取出321，是则充电停止314，否则回至决定是否可以充电319，若是决定电池可充电，则以扫描方式对各电池充电槽轮流充电322，然后LED以慢闪指示323，再判断是否充电饱和324，未饱和即回至以扫描方式对各电池充电槽充电322，饱和即以LED恒亮指示325，再判断电池是否取出326，取出则充电停止314，否则以间歇性脉冲做电池充电327，再回至判断是否充电饱和324。

由以上的实例说明可知本实用新型的优点如下：

1.具有不须任何开关选择，可以自动鉴别电池种类，进而决定充电与否。

2.以扫描方式做周期性循环充电，能平均分配电池槽的充电电能，减少电能供应时的功率损耗，并具省电效果。

3.电池充电饱和后，自动改以微小之间歇性脉冲充电，以补充电池充电饱和后自行放电所损失的电能。

4.可做为不同电压的充电电池充电。

5.具有充电电池反向放置检知保护。

上述具体实施例是用来详细说明本实用新型的目的、特征及功效，对于熟悉此类技艺之人士而言，根据上述说明，有可能对该具体实施例作部分变更及修改，而并不脱离出本实用新型的实质内容，所以本实用新型的专利保护范围仅是由权利要求范围来确定。

Claims (5)

1、一种电池再生器，其特征在于为智能型电池再生器，其中元器件包括：一电源输入端，一稳压电路，一升压电路，一恒定电脉冲输出控制电路，一组电池充电槽，一组电压电平转换电路，一微处理器及一组发光二极管电路；

各元器件的联接方式和动用：电源输入端是联接并提供电源给稳压电路和升压电路，稳压电路是接收自电源输入端来的电源并经稳压转换后输出给微处理器，升压电路是由电源输入端获得电源并做电压转换后输出给恒定电压脉冲输出控制电路，而恒定电压脉冲输出控制电路是由升压电路获得电源并由微处理器获得控制信号，做为充电电源输出至电池充电槽，电池充电槽由恒定电压脉冲输出控制电路获得充电电源，对槽内各充电电池充电，并输出电池电压至电压电平转换电路，电压电平转换电路获得电池充电槽内的充电电池电压，做电压电平转换并收处理后的电压输送给微处理器，微处理器联接稳压电路、恒定电压脉冲输出控制电路、发光二极管电路以及电压电平转换电路，它由稳压电路获得稳压电源，并由电压电平转换电路获得转换电压后，做模拟与数字转换和计算，输出控制信号给恒定电压脉冲输出控制电路，并输出充电状态信号至发光二极管电路，发光二极管电路由微处理器获得充电状态信号，做为状态显示输出。

2、如权利要求1所述的电池再生器，其特征在于微处理器将由电压电平转换电路获得的充电电池于充电前后的电压，做模拟和计算出电池内阻以自动鉴别电池种类、判断充电池的状态并对充电池的充电方式做扫描式周期循环充电控制。

3、如权利要求1所述的电池再生器，其特征在于微处理器输出扫描信号，控制充电电池充电，做周期性循环充电，当充电电池充电饱和后便自动以微小的间歇性脉冲充电，以补充电池自行放电所损失的电能。

4、如权利要求1所述的电池再生器，其特征在于微处理器由电压电平转换电路获得的电池充电槽内充电电池电压，其中多个二极管做为充电电池反装时的保护，对反向放置的充电电池能控制恒定电压脉冲输出控制电路停止充电。

5、如权利要求1所述的电池再生器，其特征在于微处理器输出充电状态信号至发光二极管电路，通过控制发光二极管电路的闪烁速度，以指示充电电池充电状态，指示无法充电、在充电中及充电饱和。