專利名稱：自動識別電池的充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池充電器，特別涉及一種自動識別電池的充電器。
背景技術(shù)：
隨著社會進步，物質(zhì)生活的一步步的提高，需要用電池提供能源的高檔電 子商品、便攜式電動工具等也越來越多。但是不同的設(shè)備、工具需要配電池和 電池的電壓也不相同，電池的容量也不同，特別是鉛酸電池的容量，小到幾安 時，大到幾百安時，品種繁多。為了不浪費材料，如今使用的大多數(shù)電池都為 可充電電池，但對于各個品種的電池，幾乎是每種充電器也只能對應(yīng)充一種或 臨近幾種容量的電池。要不然，采用小電流的充電器沖大容量的電池，充電時
間太長；大電流充電器沖小容量的電池，容易過充，也容易損壞電池。這樣不 但造成家中有各種各樣的充電器，既浪費資源，而且增加消費者的消費成本， 同時也給消費者帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種自動識別電池的充電器， 它通過判斷電池的類型，可控制充電電流時間及大小，可以對多種不同種類的 電池進行充電。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案如下包括變壓器、整流器、可控硅、電 流檢測器、單片機以及電壓檢測器；可控硅分別與變壓器及單片機連接，可控 硅將變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流的直流電提供給電池；電流檢測器 分別與可控硅及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，并將該電 流信號反饋到單片機；單片機連接于整流器與電壓檢測器之間，單片機用于判 斷電池的類型和容量，并輸出控制信號調(diào)整可控硅導(dǎo)通時間；電壓檢測器時時 監(jiān)測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機。
所述變壓器具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控硅連接，副輸出
3繞組與整流器連接。
采用了上述方案，通過電壓檢測器檢測到的電壓信號，并將該信號反饋到 單片機，為單片機對電池的類型判斷提供了依據(jù)；通過電流檢測器反饋的電流 信號，為單片機對電池的充電電流大小控制提供了依據(jù)。這樣使得單片機輸出 不同的控制信號控制可控硅導(dǎo)通的時間，使可控硅輸出不同大小的電流對電池 進行充電，即單片機在判斷完電池的類型后，自動選擇進入不同的充電狀態(tài)， 鎳氫電池采用恒壓充電模式；鋰電池采用兩段式充電方式，先對電池進行恒流 恒壓的充電，在電池快充滿時，進入浮充狀態(tài)；鉛酸電池采用三段式充電方式， 先恒流充電，然后恒壓充電，最后進入浮充狀態(tài)。判斷電池的類型，并進入不 同的充電模式后，然后對電池的額定容量進行判斷，最后選擇合適電流進行充 電。
綜上所述，本實用新型的有益效果是根據(jù)不同電池的特性采用不同的充 電方式，確保最大程度上保護電池少受傷害；針對不同的電池容量，采用不同 的充電電流；用最佳的充電電流對電池充電，防止小電流的充大容量的電池， 充電時間太長，大電流充小容量的電池，容易損壞電池的蔽端。


圖l為本實用新型的電路框具體實施方式
參照圖l，本實用新型的自動識別電池的充電器，包括變壓器l、整流器2、 可控硅3、電流檢測器4、單片機5以及電壓檢測器6。變壓器1為工頻變壓器， 其輸出端具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控硅3連接，經(jīng)過可控硅3 整流后提供給被充電電池；副輸出繞組與整流器2連接，經(jīng)整流器整流后提供 給單片機5?？煽毓?分別與變壓器1及單片機連接，可控硅3根據(jù)單片機5的 指令，調(diào)整可控硅的導(dǎo)通時間，將變壓器輸出的交流轉(zhuǎn)換成直流，并通過斬波， 輸出穩(wěn)定的電壓以及恒定的電流，以提供給電池。電流檢測器4分別與可控硅 及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，并將該電流信號反饋到 單片機，單片機根據(jù)不同的狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整，例如在恒流狀態(tài)，根據(jù)時時測得的電路中的電流，當(dāng)電流偏大時，單片機適當(dāng)?shù)臏p少可控硅的導(dǎo)通時間；當(dāng)電 流偏小時，單片機適當(dāng)?shù)难娱L可控硅的導(dǎo)通時間，使充電電流達到恒定的效果。 單片機5連接于整流器2與電壓檢測器6之間，單片機5用于判斷電池的類型 和容量，并輸出控制信號調(diào)整可控硅導(dǎo)通時間。例如鎳氫電池額定端電壓為1. 2V， 鋰電池的額定端電壓為3. 6V，鉛酸電池的端電壓為12V。其判斷基準(zhǔn)為大于O. 9V 小于1. 5V為鎳氫電池，大于2. 8V小于4. 5V為鋰電池，大于9. 6V小于15V的為 鉛酸電池。單片機根據(jù)不同的電池類型，自動進入不同的充電狀態(tài)后，最后對 電池的額定容量進行判斷。電池的容量的單位是AH (安時)或mAH (毫安時)， 它表示的意思是電流和時間的積。例如一個標(biāo)示20AH的鉛酸電池，它的意思 是采用2A的恒流對電池進行放電，可以放10小時；同一類型的電池的充電 曲線是一致的，即同一類型的電池，不管額定容量為多少，在同一個飽和度時， 對應(yīng)的電壓是一致的。例如兩個20AH和40AH的鉛酸電池，在電壓是12. 3V 時，對應(yīng)的電池容量是10AH和20AH,充電飽和度都為50%,這是電池的充電特 性。電壓檢測器6時時監(jiān)測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機， 供單片機根據(jù)不同的狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整。如在恒壓狀態(tài)時，由于時時可以測試 電池兩端的電壓，當(dāng)電壓偏高時，單片機適當(dāng)?shù)臏p少可控硅的導(dǎo)通時間；當(dāng)電壓 偏低時，卓片機適當(dāng)?shù)难娱L可控硅的導(dǎo)通時間，使充電電壓達到恒定的效果。 本實用新型的充電器的工作過程是接通電源，經(jīng)過變壓器輸出到可控制
硅以及整流器，其中經(jīng)過可控硅、電流檢測器的電流輸出到電池充電的端口；
經(jīng)過整流器整流穩(wěn)壓后，給單片機提供一個穩(wěn)定的電源。
經(jīng)過上述工作過程，首先對電池的類型進行判斷，具體過程如下
如充電端口無電池，電壓檢測器6檢測不到電壓，單片機5無法判斷電池
類型，單片機無控制信號輸出支可控硅，可控硅處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致整個充電 器無輸出。此時充電器的輸出端口可以短路，對充電器無影響。如果充電端口 電池正負(fù)極接反，電壓檢測器檢測到負(fù)壓，單片機無法判斷電池類型，無控制 信號輸出到可控硅，可控硅仍然處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致整個充電器無輸出，不會 對電池進行反充電。如電壓檢測器檢測到電壓，單片機根據(jù)電壓判斷出電池的
類型，其判斷依據(jù)為大于0. 9V小于1. 5V為鎳氫電池；大于2. 8V小于4. 5V為鋰電池；大于9. 6V小于15V的為鉛酸電池。
第二，根據(jù)不同的電池類型，自動進入不同的充電狀態(tài)，各種電池的各自的狀態(tài)為鎳氫電池采用恒壓充電模式。鋰電池采用兩段式充電方式，即先對鋰電池進行恒流恒壓的充電，檢測到鋰電池快充滿時，進入浮充狀態(tài)。鉛酸電池采用三段式充電方式，先恒流充電，然后恒壓充電，最后進入浮充狀態(tài)。充電狀態(tài)均由單片機進行控制。
第三，電池容量的判斷的方法為
鎳氫電池先測試出被充電池的端電壓，用100mA恒定的電流，對電池充電3min，然后測試此時電池的端電壓，對照鎳氫電池的充電曲線,計算出電池的額定容量，以及此時電池的飽和度。
鋰電池先測試出被充電池的端電壓，用50mA恒定的電流，對電池充電10min，然后測試此時電池的端電壓，對照鋰電池的充電曲線，計算出電池的額定容量，以及此時電池的飽和度。
鉛酸電池先測試出被充電池的端電壓，用2000mA恒定的電流，對電池充電5min，然后測試此時電池的端電壓，對照鉛酸電池的充電曲線，計算出電池的額定容量，和電池現(xiàn)在的飽和度在電池類型、容量、充電模式都確定的情況下，對電池進行正常充電。
第四，對電池進行充電
鎳氫電池以1.45V的恒定電壓對其充電，當(dāng)電池的電壓慢慢升高時，充電電流就慢慢降低，臨近充滿時，充電電流降到幾十毫安；穩(wěn)定的電壓確保電池不會因電網(wǎng)的波動出現(xiàn)過充、欠壓狀態(tài)。
鋰電池以4. 2V的恒定電壓和0. 1C恒定電流進行充電(其中C表示電池的額定容量；0. 1C是指用十倍速率對電池充電；即在理論狀態(tài)用十個小時把電池充滿；0. 1C的電流大小是額定容量的十分之一。例如現(xiàn)有60AH與120AH的兩塊電池，0. 1C表示的電流大小，對60AH的電池來說，電流是6A;對120AH的電池來說，電流是12A)，恒定的電壓確保電池不會出現(xiàn)過充、欠壓的狀態(tài)，恒定的電流可以保護電池在初始的充電狀態(tài)時，不會產(chǎn)生大的初充電流，保護了鋰電池內(nèi)部的芯片；當(dāng)電池快充滿時，自動進入浮充狀態(tài)。
鉛酸電池初始狀態(tài)，采用O. 1C恒定電流的對電池進行充電，電壓一步步上升，防止初充的時，大電流損壞電池極板；當(dāng)電池的飽和度超過70% 75%，應(yīng)采用恒壓的充電方式，電流一步步降低，防止快充滿時，充電電壓超過電池的承受值，而損壞電池；當(dāng)電池的飽和度超過90% 95%，進入浮充狀態(tài)，采用涓流的充電方式。
權(quán)利要求1. 一種自動識別電池的充電器，包括變壓器、整流器，其特征在于還包括可控硅、電流檢測器、單片機以及電壓檢測器；可控硅分別與變壓器及單片機連接，可控硅將變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成恒定的直流電提供給被充電電池；電流檢測器分別與可控硅及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，并將該電流信號反饋到單片機；單片機連接于整流器與電壓檢測器之間，單片機用于判斷電池的類型和容量，并輸出控制信號調(diào)整可控硅導(dǎo)通時間；電壓檢測器時時監(jiān)測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動識別電池的充電器，其特征在于所述變壓器具有主、副輸出繞組，其中主輸出繞組與可控硅連接，副輸出繞組與整流器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電池充電器，特別涉及一種自動識別電池的充電器。包括變壓器、整流器、可控硅、電流檢測器、單片機以及電壓檢測器；可控硅分別與變壓器及單片機連接，可控硅將變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成恒定的直流電提供給電池；電流檢測器分別與可控硅及單片機連接，電流檢測器時時檢測充電電池的電流，并將該電流信號反饋到單片機；單片機連接于整流器與電壓檢測器之間，單片機用于判斷電池的類型和容量，并輸出控制信號調(diào)整可控硅導(dǎo)通時間；電壓檢測器時時監(jiān)測充電電池兩端的電壓，將該電壓信息反饋到單片機。本實用新型能自動判斷電池的類型，可控制充電電流時間及大小，可以對多種不同種類的電池進行充電。
文檔編號H02J7/10GK201270424SQ20082016000
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者嵐 李, 環(huán)要武, 覃惠祥, 斌 陳, 進 陳 申請人:常州市巨泰電子有限公司