專利名稱：一種三段式充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于充電器領(lǐng)域，具體涉及一種三段式充電器。
背景技術(shù)：
所謂三段式充電器，第一個階段叫恒流階段，第二個階段叫恒壓階段(高恒壓階 段)，第三個階段叫涓流階段(浮充階段也即低恒壓階段)。從電子技術(shù)角度針對電池而 言第一個階段叫充電限流階段，第二個階段叫高恒壓階段，第三個階段叫低恒壓階段比較 貼切。第二階段和第三階段轉(zhuǎn)換時，面板指示燈相應(yīng)變換，大多數(shù)充電器第一、二階段是紅 燈，第三階段變綠燈。第二階段和第三階段的相互轉(zhuǎn)換是由充電電流決定的，大于某電流進(jìn) 入第一第二階段，小于某電流進(jìn)入第三階段。這個電流叫轉(zhuǎn)換電流，也叫轉(zhuǎn)折電流。目前常用的充電器在設(shè)計上一般無三段式功能，性能不可靠，而采用了 MCU(Microcontroller Unit)微型控制單元的充電器，電路復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上所述缺陷，提供一種三段式充電器，它電路簡單、成本 低且可靠實用。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種三段式充電器，包括整流濾波電路、DC/DC變換電路、直流輸出接口和控制檢 測電路，其中所述整流濾波電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入，所述DC/DC變換電 路的輸出接所述直流輸出接口的輸入，所述直流輸出接口的輸出接所述控制檢測電路的輸 入，所述控制檢測電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入。上述控制檢測電路分為檢測電路和控制電路兩部分，其中所述檢測電路的輸入與 所述直流輸出接口的輸出相連接，所述檢測電路的輸出與所述控制電路的輸入相連接，所 述控制電路的輸出與所述DC/DC變換電路的輸入相連接。上述述充電器還包括保護(hù)電路，其輸入與所述檢測電路的輸出相連接，其輸出與 所述控制電路的輸入相連接；還包括交流濾波電路，其輸出與所述整流濾波電路的輸入相 連接。上述充電器還包括高頻變壓器和直流濾波電路，所述高頻變壓器的輸入與所述 DC/DC變換電路的輸出相連接，所述高頻變壓器的輸出與所述直流濾波電路的輸入相連接， 所述直流濾波電路的輸出與所述直流輸出接口的輸入相連接。所述充電器還包括輔助電源電路，其輸入與所述交流濾波電路的輸出相連接，其 輸出與所述控制檢測電路的輸入相連接。上述檢測電路主要包括第一比較器、第二比較器、三極管、可調(diào)電阻，其中所述第 一比較器的輸出端與所述第二比較器的反向端連接，所述第二比較器的輸出端與所述三極 管的基極相連接，所述第二比較器的同相端與所述三極管的發(fā)射極相連接，所述可調(diào)電阻 在所述三極管的集電極與發(fā)射極之間。
本發(fā)明的有益效果在于成本低、電路簡單、具有較高的工作效率和良好的可靠 性，是一種性價比較高的產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的功能模塊圖；圖2是本發(fā)明具體實施方式
的功能模塊圖；圖3是本發(fā)明具體實施方式
中檢測電路的電路連接圖；圖4是本發(fā)明具體實施方式
中控制電路的電路連接圖；圖5是理想狀態(tài)下三段式充電器充電曲線圖式；圖6是本發(fā)明一種三段式充電器的充電曲線圖式。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的說明。如圖1所示是本發(fā)明的功能模塊圖，包括整流濾波電路、DC/DC變換電路、直流輸 出接口和控制檢測電路，其中所述整流濾波電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入，所 述DC/DC變換電路的輸出接所述直流輸出接口的輸入，所述直流輸出接口的輸出接所述控 制檢測電路的輸入，所述控制檢測電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入。如圖2所示是本發(fā)明具體實施方式
的功能模塊圖，包括交流濾波電路、整流濾波 電路、DC/DC變換電路、高頻變壓器、直流濾波電路，直流輸出接口，輔助電源電路、控制電 路、檢測電路，及保護(hù)電路，所述交流濾波電路、與所述整流濾波電路、DC/DC變換電路、高頻 變壓器、直流濾波電路、直流輸出接口依次連接，所述直流輸出接口的輸出與所述檢測電路 的輸入相連接，所述檢測電路的輸出與所述控制電路的輸入相連接，所述輔助電源電路的 輸入與所述交流濾波電路的輸出相連接，所述輔助電源電路的輸出與所述控制電路的輸入 相連接，所述控制電路的輸出與所述DC/DC變換電路的輸入連接。所述保護(hù)電路的輸入分 別與所述輔助電源電路和所述檢測電路的輸出相連接，所述保護(hù)電路的輸出與所述控制電 路的輸入相連接。整個充電器沒有采用微型控制單元。如圖3所示是本發(fā)明具體實施方式
中檢測電路的電路連接圖。當(dāng)外接電池組進(jìn) 行充電時，電流檢測點1檢測到充電電流參考值，通過電阻R83和R82之比的倍數(shù)放大，然 后經(jīng)過第一比較器U8A比較，來確定輸出端1的電壓值大小。另外，第二比較器U8B的同 相端5的參考電壓值為2. 5V。一開始，反相端6的參考電壓值大于2. 5V，則輸出端7輸出 高電平，D84的導(dǎo)通，則Q2導(dǎo)通，此時進(jìn)入恒流充電階段，而具體數(shù)值為圖4中的開關(guān)Sl所 撥至的對應(yīng)的電流值檔位；隨著不斷的充電，電池端電壓檢測點的電壓值將爬升，當(dāng)上升至 14. 8V (以鉛酸蓄電池為例)時，電壓將維持此值，充電進(jìn)入恒壓充電階段。此時電壓由R35， R80，R81固定阻值來分壓，而電壓參考點電壓值為2. 5V固定值。同時，R81是個可調(diào)電阻， 則通過改變其阻值大小，來調(diào)節(jié)不同的輸出電壓值，即可給予不同的電池種類進(jìn)行充電補(bǔ) 給；在恒壓階段時，電流檢測點1檢測的充電流參考值在不斷的變小，經(jīng)過R83，R82之比的 倍數(shù)放大，由第一比較器U8A調(diào)整輸出端1的電壓。即當(dāng)?shù)诙容^器U8B的反相端6檢測 的電壓值低于2. 5V時，則輸出端7輸出低電平，D84未導(dǎo)通，則Q2截止。此時，電池端電壓 檢測點的電壓值則由R35，R80來分壓。同時，電池端電壓值降為13. 6V(以鉛酸蓄電池為例)，此時，充電進(jìn)入浮充階段(也即轉(zhuǎn)換電流階段)。由此，未利用MCU等微控制處理電路，也即可實現(xiàn)三段式的充電模式。同時，根據(jù) 改變可調(diào)電阻R81阻值的大小，來實現(xiàn)為不同種類的電池組進(jìn)行充電。如圖4所示是本發(fā)明具體實施方式
中控制電路的電路連接圖。如圖5所示是理想狀態(tài)下三段式充電器充電曲線圖式，由此可以看出電壓、電流 在不同階段的變化值。如圖6所示是本發(fā)明一種三段式充電器的充電曲線圖式，在恒流 充電階段，充電器充電電流保持恒定4A，充入電量快速增加，電池電壓上升；在恒壓充電階 段，充電器充電電壓保持恒定14. 8V左右，充入電量繼續(xù)增加，電池電壓緩慢上升，充電電 流下降；蓄電池充滿，充電電流下降到低于浮充轉(zhuǎn)換電流300mA左右，充電器充電電壓降低 到浮充電壓13. 6V;在浮充充電階段，充電器充電電壓保持為浮充電壓13. 6V左右。在恒壓充電階段，充電器充電電壓的參考電壓為14.8V左右。此值高有利于快速 充足電，但是容易使電池失水，充電后期電流下不來，結(jié)果使電池發(fā)熱變形；此值低不利于 電池快速充足電，有利于向涓流階段轉(zhuǎn)換。這個值雖然沒有步驟c、d中參考電壓值那樣嚴(yán) 格，但是也不要過高。通常浮充電壓的參考電壓為13. 6V左右，過底，會引起電池極板硫化， 造成容量下降，電池提前終止；過高，會造成熱失控，電池嚴(yán)重失水，提前終止。偏差太大會造成電池鹽化，電壓過高將使電池失水，容易使電池發(fā)熱變形，設(shè)置此 浮充點的目的是可以保持電池在充滿電的狀態(tài)而又不過充，平衡電池的自然放電，便于電 池的日常維護(hù)以及使用壽命的延長。轉(zhuǎn)換電流是切換最佳充電電壓到浮充電壓的設(shè)定點，此值高有利于避免過分失水 和熱失控，但不利于電池快速充滿電。此值低有利于充滿電但是由于電池一直在最高電壓 狀況下充電，容易使電池失水，引發(fā)熱失控，甚至還沒降到轉(zhuǎn)折電流，就會把電池充壞。所 以，根據(jù)實際使用狀況，轉(zhuǎn)換電流給出的參考值有一定范圍，正負(fù)50毫安甚至100毫安都是 允許的，但是不允許小于200毫安。上述說明只是該發(fā)明的具體實施方式
，其不對發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對上述的具體實施方式
作修改或變形，而不 背離發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
一種三段式充電器，其特征在于，該充電器包括整流濾波電路、DC/DC變換電路、直流輸出接口和控制檢測電路，其中所述整流濾波電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入，所述DC/DC變換電路的輸出接所述直流輸出接口的輸入，所述直流輸出接口的輸出接所述控制檢測電路的輸入，所述控制檢測電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述控制檢測電路分為檢測電路和控 制電路兩部分，其中所述檢測電路的輸入與所述直流輸出接口的輸出相連接，所述檢測電 路的輸出與所述控制電路的輸入相連接，所述控制電路的輸出與所述DC/DC變換電路的輸 入相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電器，其特征在于，所述充電器還包括保護(hù)電路，其輸入與 所述檢測電路的輸出相連接，其輸出與所述控制電路的輸入相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的充電器，其特征在于，所述充電器還包括交流濾波電 路，其輸出與所述整流濾波電路的輸入相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的充電器，其特征在于，所述充電器還包括高頻變壓器 和直流濾波電路，所述高頻變壓器的輸入與所述DC/DC變換電路的輸出相連接，所述高頻 變壓器的輸出與所述直流濾波電路的輸入相連接，所述直流濾波電路的輸出與所述直流輸 出接口的輸入相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電器，其特征在于，所述充電器還包括高頻變壓器和直流 濾波電路，所述高頻變壓器的輸入與所述DC/DC變換電路的輸出相連接，所述高頻變壓器 的輸出與所述直流濾波電路的輸入相連接，所述直流濾波電路的輸出與所述直流輸出接口 的輸入相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于，所述充電器還包括輔助電源電路，其輸 入與所述交流濾波電路的輸出相連接，其輸出與所述控制檢測電路的輸入相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電器，其特征在于，所述檢測電路主要包括第一比較器、第 二比較器、三極管、可調(diào)電阻，其中所述第一比較器的輸出端與所述第二比較器的反向端連 接，所述第二比較器的輸出端與所述三極管的基極相連接，所述第二比較器的同相端與所 述三極管的發(fā)射極相連接，所述可調(diào)電阻在所述三極管的集電極與發(fā)射極之間。
全文摘要
一種三段式充電器，包括整流濾波電路、DC/DC變換電路、直流輸出接口和控制檢測電路，其中所述整流濾波電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入，所述DC/DC變換電路的輸出接所述直流輸出接口的輸入，所述直流輸出接口的輸出接所述控制檢測電路的輸入，所述控制檢測電路的輸出接所述DC/DC變換電路的輸入。本發(fā)明成本低、電路簡單、具有較高的工作效率和良好的可靠性，是一種性價比較高的產(chǎn)品。
文檔編號H02J7/00GK101872984SQ200910053809
公開日2010年10月27日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者仝芳軒, 周正仙, 孫春輝, 席剛, 皋魏 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司