專利名稱：充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電系統(tǒng)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)電池快速充電的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
客戶在使用鋰電池時，普遍存在以下情況在需要完成一定工作量或還剩一小部分工作未完成時，發(fā)現(xiàn)電池包電量不夠，這時使用者需要一小部分容量(比如的電池容量)的電池來完成工作(不需要滿容量電池)，并且希望有一種充電器的模式能在極短的時間內(nèi)，比如100S-200S完成電池容量的充電過程。但是目前快速充電的鋰離子電池充電器設(shè)計成本較高，模式選擇性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)用低成本，提供一種可選擇充電模式的充電器，使得在很短的時間內(nèi)安全的給電池一定的容量(能量)以完成
一定量的工作。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種充電系統(tǒng)，至少包括一個充電器和一個電池，充電系統(tǒng)至少包括快充充電模式和正常充電模式述快充充電模式可以在符合設(shè)定條件的情況下給電池充電，還包括一個指示裝置可以指示快充充電模式已經(jīng)完成。其中快速充電模式的充電電流大于正常充電模式的充電電流，充電時間小于正常充電模式的充電時間?？焖俪潆娔Ｊ胶驼３潆娔Ｊ降那袚Q可以由控制電路根據(jù)溫度檢測電路、電壓檢測電路實(shí)時監(jiān)測充電電池當(dāng)前的溫度和電壓值控制自動切換，也可由操作面板上的控制開關(guān)觸發(fā)，由使用者手動選擇。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明的充電器提供具有可選擇性的充電模式，其中一種模式包括依靠電池溫度變化及電壓控制的超快充電方案，該充電器設(shè)計有可選擇的快速充電模式，在低電壓且合適的溫度變化趨勢下能超額輸出充電功率以實(shí)現(xiàn)在短時間內(nèi)給電池充上的容量，該容量足以完成急需的工作。


圖1是本發(fā)明的充電器示意圖；圖2是本發(fā)明的充電器的充電電路的模塊圖；圖3是本發(fā)明的充電器的工作流程圖；圖4是圖2的充電電路圖。圖中，1、機(jī)殼；101、上機(jī)殼；102、下機(jī)殼；2、充電槽；3、操作面板；3a、控制開關(guān)； 4a、紅色LED ；4b、綠色LED ；5、充電電路；6、控制電路；7、指示電路；8、溫度檢測電路；9、電壓檢測電路；10、模式選擇電路；11、轉(zhuǎn)換充電電路；110、AC-DC輸入電路；111、DC-DC電源電路；112、直流電壓輸出電路；13、外部觸發(fā)信號。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示為本發(fā)明的充電器優(yōu)選的一種示意圖，機(jī)殼1由上機(jī)殼101和下機(jī)殼 102扣合形成一個整體，機(jī)殼1上設(shè)一可放置充電電池的充電槽2，機(jī)殼1構(gòu)成的內(nèi)腔包含充電電路，機(jī)殼1上設(shè)有操作面板3和指示充電狀態(tài)的顯示裝置，可為發(fā)光LED或LCD顯示屏，以及控制開關(guān)3a。此處顯示裝置為紅色LEMa和綠色LED4b，控制開關(guān)3a為具有背光的按鈕。充電器具有快速充電的模式，或稱Peak模式、峰值充電模式，以及正常充電模式。在快速充電模式下，充電器在極短的時間內(nèi)將電池充至一個較滿的狀態(tài)；在正常充電模式下，充電器正常充電?？刂崎_關(guān)3a的背光用于指示電池是否處于可選擇快速充電的狀態(tài)， 并用背光閃爍表示電池正在被快速充電。當(dāng)控制開關(guān)背光亮起，指示電池符合選擇快速充電的條件，按下控制開關(guān)3a后，充電進(jìn)入快速充電模式，背光閃爍，快速充電結(jié)束后控制開關(guān)3a的背光常亮。顯示裝置的紅色LEMa和綠色LED4b用于報錯和正常充電的充電狀態(tài)。當(dāng)紅色 LEMa亮，表示電池發(fā)生異常情況，在快速充電模式和正常充電模式下的異常情況均使用此方式。綠色LED4b用于指示正常充電的充電狀況，當(dāng)電池在正常充電模式下充電，綠色 LED4b閃爍，電池充滿后綠色LED4b常亮。如圖2所示，本發(fā)明的充電器充電電路5結(jié)構(gòu)包含，溫度檢測電路8、電壓檢測電路9，實(shí)時監(jiān)測充電電池當(dāng)前溫度和電壓，并將監(jiān)測數(shù)值傳送至控制電路6 ；控制電路6接收并處理溫度檢測電路8、電壓檢測電路9的信息或/和外部的操作面板3的輸入信息，控制充電電路5的充電模式，并將當(dāng)前狀態(tài)信息傳送至指示電路7，指示電路7可以包含顯示裝置，用于指示充電狀態(tài)或者其他需要顯示的信息。模式選擇電路10按照控制電路6發(fā)出的控制信號，選擇進(jìn)入快速充電模式(簡稱為Peak模式)或者正常充電模式，并可在兩種模式之間切換。轉(zhuǎn)換充電電路11與充電電池連接，包含依次連接的AC-DC輸入電路110、DC-DC電源電路111及直流電壓輸出電路112， 按照模式選擇電路10發(fā)出的充電模式對充電電池進(jìn)行充電。一種實(shí)施方式下，控制電路6根據(jù)溫度檢測電路8、電壓檢測電路9實(shí)時監(jiān)測的充電電池當(dāng)前的溫度和電壓值進(jìn)行判斷選擇，自動切換充電模式。當(dāng)溫度檢測電路8檢測到的電池溫度符合預(yù)設(shè)的溫度范圍，且電壓檢測電路9檢測到的電池電壓符合預(yù)設(shè)的電壓范圍，則控制電路6輸出一控制信號至模式選擇電路10，將充電模式切換為快速充電模式。另一種實(shí)施方式下，控制電路6接收外部觸發(fā)信號13進(jìn)行充電模式的切換。外部觸發(fā)信號13可以為開關(guān)觸發(fā)的信號，也可以為光、電、聲形式的觸發(fā)信號。在本實(shí)施例中， 優(yōu)選的，為通過操作面板3手動的控制開關(guān)3a，輸入控制信號。操作面板3或?yàn)榘存I式，或?yàn)橛|摸式，或?yàn)閮烧呓Y(jié)合的形式。也可以將指示電路7 與操作面板3的部分功能或者全部功能集成在一起。通過操作面板3可以對充電時間、充電電流進(jìn)行設(shè)置。如圖2、圖3所示，說明本發(fā)明充電器的一種工作流程，當(dāng)充電器檢測到有電池插入時，首先通過溫度檢測電路8、電壓檢測電路9檢測電池的溫度、電壓是否在允許充電的范圍內(nèi)。如果電池需要充電，則可以通過模式選擇電路10選擇進(jìn)入快速充電模式(簡稱 Peak模式)或者是正常充電模式，快速充電模式轉(zhuǎn)換充電電路11可以對充電電池提供大電流Il進(jìn)行充電，如6A，實(shí)現(xiàn)以較大的充電電流對電池進(jìn)行短時快速充電。選擇進(jìn)入快速充電模式或者是正常充電模式的方式有兩種，一種是自動切換，一種是非自動切換，即依靠外部觸發(fā)信號13觸發(fā)進(jìn)入。本實(shí)施例中僅介紹外部觸發(fā)信號13觸發(fā)進(jìn)入的方式，當(dāng)控制開關(guān)3a觸發(fā)時即進(jìn)入Peak模式。在Peak模式中，對充電時間、充電電流進(jìn)行設(shè)定，預(yù)設(shè)充電電流為II，如6A，與正常充電模式的充電電流值12相比，一般的，12為1.5A，Il > 12。設(shè)定充電時間為tl，如 3min。在此大電流的條件下對電池進(jìn)行充電，可在預(yù)設(shè)的很短時間內(nèi)使電池的能量充到一個較滿的程度，如70%，以快速滿足使用者基本的使用需要。同時在此模式下，預(yù)設(shè)充電允許的最高電池溫度為Tl，如40攝氏度，最大電池電壓為VI。當(dāng)充電時間達(dá)到設(shè)定值tl時退出Peak模式，或者當(dāng)檢測到的電池溫度或電壓系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)的最高電池溫度T1、V1 時，自動退出Peak模式。退出Peak模式后，如使用者未將電池從充電器中拔出，則充電程序轉(zhuǎn)入正常充電模式進(jìn)行充電，綠色LED4b閃爍。在正常充電模式下使用的充電電流12較Il小，如1. 5A。 在此模式下，預(yù)設(shè)一系列充電參數(shù)，如電池充電時允許的的最高電池溫度為T2，如55攝氏度，最大電池電壓為V2，并檢測電池的電流。當(dāng)檢測到的電池溫度大于等于預(yù)設(shè)的最高溫度 T2，或檢測到的電池電壓大于等于預(yù)設(shè)的最高電壓V2時，報錯并返回初始程序，紅色LED4a 亮；當(dāng)檢測到的電池電流異常，如接近于0時，結(jié)合電池電壓的檢測結(jié)果，如檢測到的電池電壓也大于等于預(yù)設(shè)的最高電壓V2，報錯并返回初始程序，紅色LEMa亮。由于在Peak模式下對電池進(jìn)行快速的大電流充電，可能對電池造成損傷或出現(xiàn)危險狀況，在Peak模式下需要對電池的各項系數(shù)進(jìn)行更嚴(yán)格的要求。故上述Peak模式和正常模式下的各項電池充電系數(shù)的關(guān)系如下T1 < T2 ；Vl < V2 ；如正常充電模式下，電池的溫度、電流、電壓系數(shù)均符合設(shè)定要求，則程序向下進(jìn)行至對充電時間的判斷。當(dāng)充電達(dá)到最長允許時間t2，如30min，且充電電流小于預(yù)設(shè)的充滿電流13，表示電池已經(jīng)充滿，結(jié)束充電，綠色LED4b常亮。如圖4所示，端口 J3接電池正極，端口 J7接電池負(fù)極，端口 J4接電池的端口 NTC， 端口 J5、J6接單節(jié)電池端口。控制電路6中的MCU微控制單元芯片選用U8，當(dāng)電池插入充電器后，U8通過溫度檢測電路8、電壓檢測電路9中的檢測端口 J4、J5、J6、J7判斷電池當(dāng)前溫度和電壓，根據(jù)當(dāng)前信息，決定是否可以進(jìn)入快速充電模式，保證充電安全。當(dāng)符合進(jìn)入快速充電模式的設(shè)定條件時，可以自動進(jìn)入快速充電模式，也可以由外部觸發(fā)信號13觸發(fā)進(jìn)入，外部觸發(fā)信號可以是圖4所示的微動開關(guān)SW1，也可以是其他的光、電、聲等其他形式的輸入信號。如果是非自動式進(jìn)入快速充電模式，在沒有外部觸發(fā)信號13觸發(fā)時，U8控制以正常充電模式進(jìn)行充電。本實(shí)施例中，優(yōu)選的是非自動式進(jìn)入快速充電模式，其過程是當(dāng)觸發(fā)微動開關(guān) Sffl,即操作面板3上的控制按鈕3a時，U8檢測到可以進(jìn)入快速充電模式，指示電路7中的發(fā)光二極管D18亮，指示可以進(jìn)入快速充電模式，控制按鈕3a的背光亮。當(dāng)微動開關(guān)SWl 被按下后，U8控制反饋電路，根據(jù)設(shè)定的快速充電電流進(jìn)行充電。發(fā)光二極管D18閃爍，指示正在進(jìn)行快速充電模式，控制按鈕3a的背光閃爍。在該模式下，U8實(shí)時監(jiān)測J4、J5、J6、 J7的電壓，同時進(jìn)入計時，并U8通過R75監(jiān)測充電器本身溫度，在異常狀況下自動轉(zhuǎn)入正常充電模式。當(dāng)快速充電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的充電時間后，快速充電完成，發(fā)光二極管D18常亮， 指示快速充電階段結(jié)束，控制按鈕3a的背光常亮。用戶此時可以將電池從充電器中拔除， 用于工作需要。當(dāng)由電池溫度或者充電器溫度等原因?qū)е轮型就Ｖ箍焖俪潆娔Ｊ綍r，發(fā)光二極管D18熄滅，指示快速充電模式不可用，自動進(jìn)入正常充電模式，指示電路7中發(fā)光二極管Dll閃爍，使操作面板3上的綠色LED4b閃爍，指示正在進(jìn)行正常充電模式。當(dāng)電池充滿后，指示電路7中發(fā)光二極管Dll常亮，綠色LED4b常亮，指示整個充電過程完成。其他實(shí)施方式中也可以通過檢測電池當(dāng)前溫度和電壓，當(dāng)符合進(jìn)入快速充電模式的設(shè)定條件時，可以自動進(jìn)入快速充電模式，實(shí)現(xiàn)電電池的短時快速充電。
其他實(shí)施方式中可以使用除了微動開關(guān)以外的其他觸發(fā)方式進(jìn)行輸入選擇，進(jìn)入快速充電模式。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種充電系統(tǒng)，至少包括一個充電器和一個電池，其特征在于所述充電系統(tǒng)至少包括快充充電模式和正常充電模式，所述快充充電模式可以在符合設(shè)定條件的情況下給電池充電，還包括一個指示裝置可以指示快充充電模式已經(jīng)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述快速充電模式，以第一電流Il對電池進(jìn)行充電，所述正常充電模式，以第二電流12對電池進(jìn)行充電，所述第一電流Il大于第二電流12，所述充電電路還包含一控制電路，通過一模式選擇電路控制兩種充電模式的切換，所述模式選擇電路，按照所述控制電路發(fā)出的控制信號，選擇進(jìn)入相應(yīng)的快速充電模式或者正常充電模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電流Il至少為6A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述快速充電模式預(yù)設(shè)一第一充電時間tl，所述正常充電模式預(yù)設(shè)一第二充電時間t2，所述第一充電時間tl小于第二充電時間t2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述快充充電模式所符合的設(shè)定條件為允許的最高電池溫度為Tl，最大電池電壓為VI。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述指示裝置還可以指示電池是否處于可選擇快充充電模式的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述指示裝置為具有背光的控制開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)根據(jù)溫度檢測電路、電壓檢測電路實(shí)時監(jiān)測電池當(dāng)前的溫度和電壓值控制自動切換充電模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，由所述控制電路接收外部觸發(fā)信號進(jìn)行充電模式切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述外部觸發(fā)信號由控制開關(guān)觸發(fā)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制開關(guān)為按鍵式。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括正常充電模式狀態(tài)顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充電系統(tǒng)，至少包括一個充電器和一個電池，充電系統(tǒng)至少包括快充充電模式和正常充電模式述快充充電模式可以在符合設(shè)定條件的情況下給電池充電，還包括一個指示裝置可以指示快充充電模式已經(jīng)完成。本發(fā)明的充電器提供具有可選擇性的充電模式，可以依靠電池溫度變化控制的超快充電方案，可實(shí)現(xiàn)在低電且合適的溫度變化趨勢下能超額輸出充電功率以實(shí)現(xiàn)在短時間內(nèi)安全的給電池一定的容量(能量)以完成一定量的工作。
文檔編號H02J7/06GK102457094SQ201110039840
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者吳南飛, 楊德中, 段俊雅 申請人:南京德朔實(shí)業(yè)有限公司