CN2727979Y - 可自动校正参数的锂电池充电器 - Google Patents

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吴凤新
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Shanghai high tech Microelectronics Technology Co., Ltd.
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Shanghai Gaotuo Microelectronics Technology Co ltd
Fuzhou Goldenchip Electronics Co ltd
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Abstract

本实用新型是一种可自动校正参数的锂电池充电器，它包括充电电流检测电路、充电电压检测电路和充电控制回路，其特征在于：设有微处理器，充电电流检测电路、充电电压检测电路将检测的电流和电压信号输入微处理器，微处理器根据充电电流及充电电压检测电路输入的信号，判断电池状态并输出与电池的特性相配合的调制波形控制充电控制回路的充电电流，对电池进行快速充电。在生产过程中，本充电器可自动测试充电器的总体误差，计算并存储误差校正参数，不需要人工进行检测标定。在实际使用过程中，充电器自动对总体误差进行校正，将充电控制保持在最佳工况，从而提高充电效率，延长电池寿命。

Description

可自动校正参数的锂电池充电器
所属技术领域
本实用新型涉及一种可自动校正参数的锂电池充电器。
背景技术
专利申请号为96200506.1的实用新型专利公开了一种“锂电池充电器”，该产品由过电流保护电路、开关电路、充电控制电路和脉冲信号发生电路构成。存在的缺点：一是不具备参数自动校正的功能，充电器出厂前需要人工进行检测标定，因此精度较低、效率较低、可靠性较低，而成本较高；二是充电电路装置不是安装在锂电池盒内，因而不利于携带使用。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种可自动校正参数的锂电池充电器。
本实用新型是这样构成的，它包括充电电流检测电路、充电电压检测电路和充电控制回路，其特征在于：设有微处理器，充电电流检测电路、充电电压检测电路将检测的电流和电压信号输入微处理器，微处理器根据充电电流及充电电压检测电路输入的信号，判断电池状态并输出与电池的特性相配合的调制波形控制充电控制回路的充电电流，对电池进行快速充电。在充电器出厂前，可以自动测试充电器的总体误差，计算并存储误差校正参数，不需要人工进行检测标定。出厂后在实际使用过程中，自动对总体误差进行校正，将充电控制保持在最佳工况，从而提高充电效率，延长电池寿命。
较之已有的电池充电器装置而言，本实用新型的显著优点在于：
1、可根据锂电池的特性，经微处理器的输出相适应的充电控制信号，从而实现大电流充电，有效解决发热问题，提高效率。
2、自动测试充电器的总体误差，计算并存储误差校正参数，不需要人工进行检测标定。充电器在实际使用过程中，自动对总体误差进行校正，将充电控制保持在最佳工况，从而提高充电效率，延长电池寿命。
3、体积小，电路简单，自动化程度高。
下面结合附图及实施例对本实用新型予以具体描述。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是锂电池的充电控制曲线图。
图3是本实用新型的电路图。
具体实施方式
参照图1和图2，本实用新型包括充电电流检测电路、充电电压检测电路和充电控制回路，其特征在于：设有微处理器，充电电流检测电路、充电电压检测电路将检测的电流和电压信号输入微处理器，微处理器根据充电电流及充电电压检测电路输入的信号，判断电池状态并输出与电池的特性相配合的调制波形控制充电控制回路的充电电流，对电池进行快速充电。
为了有利于及时处理故障和实现内置电源和外接电源的自动切换，微处理器的输入端设有短路检测电路，微处理器的输出端还设有充电指示电路和电源供电切换。
为了实现本实用新型在DVD产品上的应用，上述的工作电路与DVD电池连接共同设置于DVD产品内。
本实用新型实施例的电路构造说明如下：
1、电池保护电路是由集成电路(U1)、NMOS管(U2)、阻容元件(R1、R2、R3、R4、R5、C3、C4、C15、C20、C21)及保险丝(F1、F2)组成。
2、充电控制回路是由PMOS、电感(L1)、续流二极管(D1)组成的降压电路，它的输入通过极性保护二极管(D2)接到外接电源的正端，它的输出(P+)接到负载供电电源切换电路。
3、场效应管Si9435驱动电路是由三极管(V2、V3)、2N3092(Q4)和电阻(R13、R14、R9、R25、R32、R26、R20、R8)及电容(C6、C7)构成。
4、电流检测电路是由电容和电阻(C12、R17、R18)构成电流采样和滤波，它的输入端接到充电控制回路的输出(P+)，它的输出(RA2)接到微处理器芯片的第11脚，供给微处理器做电流采样信号。
5、电压检测电路是由电容和电阻(C16、R12、R15)构成电压取样和滤波，供给微处理器做电压采样信号。
6、稳压电路是由稳压管(N1)和三极管(V1)和阻容元件(R28、R29、R30、R31、C5、C13、C14)构成+5V作为系统工作电源和精确基准电压。
7、充电指示电路是一个双色LED发光管组成。
8、负载供电电源切换电路是由PMOS(Q1)、二极管(VD1、D1)、电阻(R35)、电容(C17)组成，它的输出接到电池端子的正端，输入(P+)连接到充电控制回路。
9、微处理器是单片机16F818，其中包含充电控制程序，自检和自动参数校正程序。其保护电路是由集成电路U1、NMOS管U2、阻容元件及保险丝组成电池的第一道保护。
本实用新型实施例的工作原理：本充电器要求外部输入一个12V、3A的电源适配器。微处理器芯片和外围常规设计元件组成充电控制中心，以完成充电的各样控制和充电指示。在充电过程中微处理器根据电流、电压检测电路反馈的信息，判断电池状态作出相应动作，输出调制波形控制充电回路完成电池充电控制和相应指示。其充电控制回路是由PMOS、电感、续流二极管组成的降压电路，由微处理器芯片产生的控制信号调制充电电流和电池的特性配合完成对电池的快速充电，电流检测电路和电压检测电路完成电压、电流取样，供给微处理器芯片做采样处理。稳压电路提供系统电源并提供精确基准电压给微处理器芯片。负载供电电源切换电路是由PMOS，二极管VD1、D1，R35、C17组成，在有外部电源时由外部电源给负载供电，如在外部电源移去时由电池供电。
对充电终止电压为8.4V，容量不低于4.5Ah的二次锂电池(锂离子或聚合物)，按便携式产品的使用要求做充、放电管理，包括充、放电保护。充电器控制板安装在锂电池盒内。
微处理器和外围常规设计元件组成充电控制中心，它主要实现如下的功能：
1、充电
a.充电方式：(涓流)→恒流充电→恒压充电
b.当电压过低的电池接入充电器后，充电器会对电池进行涓流充电，允许0V起充。
c.当电池电压比较正常且小于8.3V时为恒流充电状态，充电电流为大电流。当电池电压为8.3V时，采用恒压充电方式，此时电压会随着充电时间的延长而有浮动，随着电流的逐渐减小，电压最终会充至8.4伏。
d.恒流充电过程中当电池端电压达到8.3V后，转入恒压充电状态。
e.当电池电压过低的电池接入充电器，充电时间达20分钟而电池电压还是较低，则可检出显示电池异常(故障)。
f.电池充饱检测方式：满足下列条件之一者判定为电池充饱：
恒压充电时充电电流小于等于150mA。
充电时间t≤8小时。
8.4V电压放入马上转绿灯。
电池温度不超过55度
g.所有的关键控制参数值(如恒流转恒压充电控制点8.3V)，都经过校正。做法是：微控制器读出保存在EEPROM中，确认有效后对实测值进行校正。然后提供控制程序使用。
2、显示：以不同的颜色和闪烁值时充电器的工作状态：自检、充电中、充饱、充电异常等状态等。
3、电池组的充放电控制
a、当外接电源适配器时，对电池组充电。
b、当电池组外接负载时，电池组放电：
4、充电器短路保护功能
当电池发生短路时，充电器停止工作，同时发出警告直到电池被取出为止。
5、出厂标定-自检和自动参数校正
为保证生产质量达到设计要求。微控制器设有自检和自动参数校正程序，实现生产线上快速调试与检验。自检程序将检测电池充放电过程的各关键参数：如保护动作点，预充、恒流、恒压点，可以检查出元件损坏、电路板异常、元件参数差错或元件使用错误等制造缺陷。在外部导入的高精度电压基准的配合下，微控制器可以测量出充电器的整体误差(包括元件偏差、基准偏差、测量误差，计算误差等)，根据误差计算出修正值，并将修正值做冗余校验编码保存在微控制器内的EEPROM中。供充电过程进行自动参数校正。
本实用新型构思新颖，充电快捷，工作寿命长，其市场前景可观。

Claims (3)

1、一种可自动校正参数的锂电池充电器，它包括充电电流检测电路、充电电压检测电路和充电控制回路，其特征在于：设有微处理器，充电电流检测电路、充电电压检测电路将检测的电流和电压信号输入微处理器，微处理器根据充电电流及充电电压检测电路输入的信号，判断电池状态并输出与电池的特性相配合的调制波形控制充电控制回路的充电电流，对电池进行快速充电。
2、根据权利要求1所述的可自动校正参数的锂电池充电器，其特征在于：微处理器的输入端设有短路检测电路，微处理器的输出端还设有充电指示电路和电源供电切换。
3、根据权利要求1所述的可自动校正参数的锂电池充电器，其特征在于：所述的工作电路与DVD电池连接共同设置于DVD产品内。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101917037A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 京信通信系统（中国）有限公司 锂电池充电管理电路和方法及直放站
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