充電器和具有該充電器的電動(dòng)助力車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種充電器，包括溫度采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集被充電電池所在環(huán)境的溫度，并發(fā)送采集的溫度值；中央控制模塊，用于接收溫度值，并將溫度值與預(yù)先存儲(chǔ)的被充電電池的電壓和電流的參數(shù)進(jìn)行分析運(yùn)算，運(yùn)算出溫度值對(duì)應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制占空比，并發(fā)送脈沖寬度調(diào)制占空比；數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊，用于接收脈沖寬度調(diào)制占空比，并根據(jù)脈沖寬度調(diào)制占空比，生成充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并發(fā)送充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)；電源模塊，用于接收充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并根據(jù)接收的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，輸出與之相適配的充電參數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在任何環(huán)境溫度下，充電器都能輸出最佳充電參數(shù)，避免了充電器在低溫環(huán)境下出現(xiàn)電池欠充和在高溫環(huán)境下電池過充的問題。
【專利說明】充電器和具有該充電器的電動(dòng)助力車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，涉及一種充電器和具有該充電器的電動(dòng)助力車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鉛酸電池是電動(dòng)助力車主要?jiǎng)恿υ矗瑥V泛應(yīng)用于電動(dòng)助力車領(lǐng)域。使用常規(guī)的充電技術(shù)，電池壽命只有一年多，大量廢棄的電池造成極大的環(huán)境污染，已不能適應(yīng)日益發(fā)展的電動(dòng)車市場(chǎng)需求，更不能適應(yīng)國家節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)要求。影響電池使用性能和壽命的原因有:鉛酸電池極板極化、電解液失水、濃度分布不均、過度充放電等。這其中除了電池本身的特性影響外，充放電過程是最直接和最重要的壽命影響因素。有研究表明，絕大部分引起電池失效的原因是電池長(zhǎng)期充電不足和過度充電。因此充電器的充電過程科學(xué)化、智能化程度，將對(duì)鉛酸電池電動(dòng)助力車的使用和推廣起到至關(guān)重要的作用。
[0003]鉛酸電池在充電過程中的析氣是造成電解液失水的重要原因，要減少電池電解液的失水，就應(yīng)減輕電池充電時(shí)的析氣量。而在不同的環(huán)境溫度下，電池的析氣電壓點(diǎn)不同。傳統(tǒng)充電器采用單一充電參數(shù)，如果要保證夏天高溫時(shí)不過度充電，會(huì)降低析氣電壓點(diǎn)，但這樣冬天低溫時(shí)往往電池充不足電量，造成電池極板極化。要保證冬天電池充足，單一充電參數(shù)又會(huì)造成在夏天電池的過度充電，造成電池充電析氣量的增大，電解液的失水，甚至造成電池的充鼓。
[0004]除傳統(tǒng)單一參數(shù)充電器外，市場(chǎng)上還有兩種多參數(shù)的充電器，一種是雙參數(shù)充電器，該充電器采用設(shè)置一固定溫度為界，低于該固定溫度充電器自動(dòng)設(shè)定一組充電參數(shù)，高于該固定溫度充電器自動(dòng)設(shè)定另一組充電參數(shù)。這樣只是在一定程度上減輕了電池夏天充電過度、冬天充電不足情況的發(fā)生。但由于鉛酸電池在不同環(huán)境溫度下，析氣點(diǎn)電壓不同，而且兩者之間呈一非線性關(guān)系。所以這種雙參數(shù)充電器不能真正保證在任何環(huán)境溫度下，充電器都能輸出最佳充電參數(shù)。另一種是靠手動(dòng)設(shè)置的多參數(shù)充電器，是在充電器上設(shè)置多個(gè)按鍵開關(guān)。每個(gè)按鍵開關(guān)對(duì)應(yīng)一溫度下的充電參數(shù)，靠手動(dòng)按下按鍵開關(guān)來設(shè)定不同溫度對(duì)應(yīng)的充電參數(shù)。由于技術(shù)和成本上的限制，一般只會(huì)設(shè)定3— 5組按鍵開關(guān)，也就是說最多只有五組充電參數(shù)。所以這種充電器也不能真正保證在任何環(huán)境溫度下，充電器都能輸出最佳充電參數(shù)。而且過多的按鍵開關(guān)會(huì)降低充電器的可靠性，用戶在實(shí)際使用時(shí)無法確定環(huán)境溫度，帶來使用上的不便。
[0005]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中充電器不能在任何環(huán)境溫度下，輸出最佳充電參數(shù)的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中充電器不能在任何環(huán)境溫度下，輸出最佳充電參數(shù)的問題，本發(fā)明提出一種充電器和具有該充電器的電動(dòng)助力車，能夠?qū)崿F(xiàn)在任何環(huán)境溫度下，自動(dòng)輸出最佳充電參數(shù)，避免了充電器在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，出現(xiàn)低溫下電池欠充以及高溫下電池過充的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 一種充電器。
[0009]該充電器包括:
[0010]溫度采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集被充電電池所在環(huán)境的溫度，并發(fā)送采集的溫度值；
[0011]中央控制模塊，用于接收溫度值，并將溫度值與預(yù)先存儲(chǔ)的被充電電池的電壓和電流的參數(shù)進(jìn)行分析運(yùn)算，運(yùn)算出溫度值對(duì)應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制占空比，并發(fā)送脈沖寬度調(diào)制占空比；
[0012]數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊，用于接收脈沖寬度調(diào)制占空比，并根據(jù)脈沖寬度調(diào)制占空比，生成與該脈沖寬度調(diào)制占空比對(duì)應(yīng)的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并發(fā)送充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)；
[0013]電源模塊，用于接收充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并根據(jù)接收的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，輸出與該充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)相適配的充電參數(shù)。
[0014]此外，該充電器還包括電流采集模塊和電壓采集模塊，其中，電流采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集充電時(shí)被充電電池的充電電流；電壓采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集充電時(shí)被充電電池的充電電壓。
[0015]其中，在通過電流采集模塊和電壓采集模塊粉筆采集到被充電電池的充電電流和充電電壓后，中央控制模塊還用于根據(jù)電流采集模塊采集的充電電流值和電壓采集模塊采集的充電電壓值，確定被充電電池的實(shí)際電量。
[0016]此外，該充電器還包括顯示模塊，用于顯示被充電電池的實(shí)際電量。
[0017]其中，顯示模塊顯示被充電電池實(shí)際電量的顯示方式包括以下至少之一:以圖標(biāo)的形式顯示、以百分比的形式顯示、以文字的形式顯示、以不同顏色的形式顯示。
[0018]其中，以圖標(biāo)的形式顯示包括以下至少之一:以電池圖標(biāo)的形式顯示、以扇形區(qū)的形式顯示。
[0019]此外，顯示模塊還用于顯示被充電電池的連接狀態(tài)。
[0020]另外，該充電器還包括告警模塊，用于在被充電電池的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)出
報(bào)警聲音。
[0021]其中，被充電電池的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常的情景包括以下至少之一:被充電電池處于未連接狀態(tài)、被充電電池處于反接狀態(tài)、被充電電池處于錯(cuò)接狀態(tài)。
[0022]其中，中央控制器為STM8S嵌入式微處理器，電源模塊為恒流恒壓電源模塊，顯示模塊為液晶顯示器，告警模塊為蜂鳴器。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電動(dòng)助力車。該電動(dòng)助力包括上述充電器。
[0024]本發(fā)明通過溫度采集模塊實(shí)時(shí)采集被充電電池所在環(huán)境的溫度，并將采集的溫度值發(fā)送給中央控制模塊，通過中央控制模塊和數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊計(jì)算出與該溫度值對(duì)應(yīng)的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并將該充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)作為恒流恒壓開關(guān)電源雙閉環(huán)控制電路的基準(zhǔn)電壓，從而保證了在不同環(huán)境溫度下，恒流恒壓開關(guān)電源模塊均能輸出與該溫度值相適配的充電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在任何環(huán)境溫度下，充電器都能輸出最佳的充電參數(shù)，不僅避免了充電器在低溫環(huán)境下，出現(xiàn)電池欠充，和在高溫環(huán)境下，電池過充的問題，而且提高了被充電電池的使用性能，同時(shí)也有效的延長(zhǎng)了被充電電池的使用壽命，具有節(jié)能、環(huán)保、低成本和可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。
[0025]此外，本發(fā)明還通過顯示模塊來實(shí)時(shí)顯示被充電電池的實(shí)際電量，提示被充電電池是否充滿，從而進(jìn)一步的避免了因被充電電池的過度充電或充電不足而造成的充電器和被充電電池的損壞的情況發(fā)生。另外，本發(fā)明在被充電電池出現(xiàn)異常連接狀態(tài)時(shí)，還通過告警模塊進(jìn)行聲音報(bào)警，提示用戶，從而避免了因被充電電池連接不正確而導(dǎo)致充電器和被充電電池出現(xiàn)損壞的情況發(fā)生，大大的提高了充電器和被充電電池的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的充電器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的充電器的系統(tǒng)框架圖；
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在液晶顯示模塊中進(jìn)行圖標(biāo)文字提示時(shí)的示意圖；
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整充電輸出參數(shù)功能的電路原理圖；
[0031]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多種充電狀態(tài)提示功能的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了 一種充電器。
[0034]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的充電器包括:
[0035]溫度采集模塊11，用于實(shí)時(shí)采集被充電電池所在環(huán)境的溫度，并發(fā)送采集的溫度值；
[0036]中央控制模塊12，用于接收溫度值，并將溫度值與預(yù)先存儲(chǔ)的被充電電池的電壓和電流的參數(shù)進(jìn)行分析運(yùn)算，運(yùn)算出溫度值對(duì)應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制占空比，并發(fā)送脈沖寬度調(diào)制占空比；
[0037]數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊13，用于接收脈沖寬度調(diào)制占空比，并根據(jù)脈沖寬度調(diào)制占空比，生成與該脈沖寬度調(diào)制占空比對(duì)應(yīng)的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并發(fā)送充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)；
[0038]電源模塊14，用于接收充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并根據(jù)接收的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，輸出與該充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)相適配的充電參數(shù)。
[0039]此外，該充電器還包括電流采集模塊(未示出)和電壓采集模塊(未示出)，其中，電流采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集充電時(shí)被充電電池的充電電流；電壓采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集充電時(shí)被充電電池的充電電壓。
[0040]其中，在通過電流采集模塊和電壓采集模塊粉筆采集到被充電電池的充電電流和充電電壓后，中央控制模塊12還用于根據(jù)電流采集模塊采集的充電電流值和電壓采集模塊采集的充電電壓值，確定被充電電池的實(shí)際電量。
[0041]此外，該充電器還包括顯示模塊(未示出)，用于顯示被充電電池的實(shí)際電量。其中，顯示模塊顯示被充電電池實(shí)際電量的顯示方式可以為以圖標(biāo)的形式顯示，例如，以電池圖標(biāo)的形式顯示(例如，以電池空間為進(jìn)度條的電池圖標(biāo)、在電池空間內(nèi)以六段格為進(jìn)度的電池圖標(biāo))，或者以扇形圖標(biāo)的形式顯示，還可以為以百分比的形式顯示，或者以文字的形式顯示，再者以不同顏色的形式顯示。
[0042]此外，顯示模塊還用于顯示被充電電池的連接狀態(tài)。
[0043]另外，該充電器還包括告警模塊，用于在被充電電池的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲音。其中，被充電電池的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常的情景包括以下至少之一:被充電電池處于未連接狀態(tài)、被充電電池處于反接狀態(tài)、被充電電池處于錯(cuò)接狀態(tài)。
[0044]實(shí)際應(yīng)用時(shí)，中央控制器可以采用STM8S嵌入式微處理器，電源模塊可以采用恒流恒壓電源模塊，顯示模塊可以采用液晶顯示器，告警模塊可以采用蜂鳴器。
[0045]通過本發(fā)明的上述方案，能夠根據(jù)環(huán)境溫度，自動(dòng)適配與之對(duì)應(yīng)的最佳充電參數(shù)，真正做到在任何環(huán)境溫度下給電池充電，電池不會(huì)過充電，也不會(huì)欠充電。從而有效的提高了電池的使用性能和使用壽命。
[0046]以下從充電器系統(tǒng)框架的角度對(duì)本發(fā)明的上述技術(shù)方案進(jìn)行說明。
[0047]圖2是充電器的系統(tǒng)框架圖，從圖2中可以看出，系統(tǒng)主要由中央控制模塊(嵌入式CPU)、溫度采樣模塊、數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊、液晶顯示模塊、充電提示告警模塊、恒流恒壓開關(guān)電源模塊和電源管理系統(tǒng)等組成。
[0048]其中，溫度采樣模塊實(shí)時(shí)采樣充電時(shí)環(huán)境溫度，并將采樣的溫度參數(shù)送入中央控制模塊，嵌入式CPU中的電源管理系統(tǒng)將實(shí)時(shí)溫度參數(shù)與預(yù)存的電池參數(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊，以產(chǎn)生不同的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，該電壓基準(zhǔn)參數(shù)作為恒流恒壓開關(guān)電源雙閉環(huán)控制電路的基準(zhǔn)電壓，保證了在不同環(huán)境溫度下，恒流恒壓開關(guān)電源模塊輸出與之適配的充電參數(shù)。
[0049]其中，液晶顯示模塊采用低成本的段式LED背光液晶顯示器件構(gòu)成，針對(duì)需要顯示的圖標(biāo)文字，配合中央控制模塊的控制，可精確的顯示提示充電器的工作狀態(tài)。嵌入式(PU根據(jù)充電電流、電池電壓反饋的采樣參數(shù)值判定當(dāng)前被充電電池充入的實(shí)際電量，并分為六段式圖標(biāo)顯示。這種結(jié)合文字顯示進(jìn)行充電過程的可視化監(jiān)控，方便了用戶對(duì)充電狀態(tài)的掌握。液晶顯示模塊除實(shí)時(shí)顯示被充電電池充入的電量外，結(jié)合充電提示告警模塊，不僅可在液晶屏上顯示“正常充電”、“電池充滿”、“電池錯(cuò)接”、“電池未接”四種不同的充電狀態(tài)。同時(shí)對(duì)應(yīng)“電池反接”、“電池錯(cuò)接”、“電池未接”三種錯(cuò)誤充電狀態(tài)，具有聲音報(bào)警提示功能，以及時(shí)提示用戶糾正充電器與電池的錯(cuò)誤連接，避免出現(xiàn)充電器和電池的人為損壞。提示功能如圖3所示，圖3是在液晶顯示模塊中進(jìn)行圖標(biāo)文字提示時(shí)的示意圖。
[0050]以下從技術(shù)原理的角度對(duì)本發(fā)明的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0051]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明可以采用STM8S嵌入式微處理器作為中央控制模塊(MCU)，由MCU完成溫度、被充電電池電壓、充電電流的A/D采樣轉(zhuǎn)換。利用MCU中的電源管理系統(tǒng)，對(duì)采集的溫度、電壓、電流分析運(yùn)算。并在其內(nèi)部完成數(shù)字信號(hào)處理，產(chǎn)生數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊所需的PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制信號(hào)XPWM信號(hào)經(jīng)濾波后，成為外部恒流恒壓電源模塊中雙閉環(huán)控制電路LM324比較器的基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓決定了充電器輸出的電壓和電流參數(shù)。同時(shí)MCU通過對(duì)電池電壓、充電電流信號(hào)的采樣監(jiān)控，以判定充電器當(dāng)前的工作狀態(tài)，控制液晶顯示模塊進(jìn)行相應(yīng)的顯示和提示，充電告警提示模塊對(duì)異常充電狀態(tài)進(jìn)行告警提
/Jn ο
[0052]圖4是自動(dòng)根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整充電輸出參數(shù)功能的電路原理圖，從圖4中可以看出，恒流恒壓電源主電路采用隔離式單端反激開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以UC3842固定頻率電流模式的PWM控制集成電路芯片為電路核心，使用四運(yùn)放LM324完成電壓、電流信號(hào)采樣。經(jīng)光電隔離后反饋到UC3842②腳，UC3842輸出可調(diào)占空比的脈沖間隙式驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ql工作，UC3842輸出的脈沖占空比受②腳反饋信號(hào)控制。U5A和U?分別為電壓反饋和電流反饋回路，驅(qū)動(dòng)光電隔離管，一方面實(shí)現(xiàn)前級(jí)與初級(jí)的電器隔離，另一方面實(shí)現(xiàn)恒壓恒流控制。
[0053]反饋控制過程為:當(dāng)輸出電壓(電流)丨一U4A驅(qū)動(dòng)電流丨一U4B電流? — UC3842②腳電壓丨一UC3842⑥腳輸出脈沖占空比丨一輸出電壓(電流)I。
[0054]此外，在U5A反相端基準(zhǔn)電壓高于同相端時(shí)，電壓反饋回路U5A暫不起作用，UC3824受電流反饋U?控制，以實(shí)現(xiàn)先期的恒流充電。在恒流充電過程中，恒流恒壓電源輸出電流恒定，輸出電壓隨充電時(shí)間逐漸升高。當(dāng)輸出電壓高到一定值時(shí)，U5A同相端電壓高于反相端，電壓反饋開始起作用，充電器進(jìn)入恒壓充電段。此時(shí)的電壓稱為均充電壓。
[0055]由此可見，充電器由恒流轉(zhuǎn)恒壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)受控于U5A反相端的基準(zhǔn)電壓，既可通過調(diào)整U5A反相端基準(zhǔn)電壓，來調(diào)高或調(diào)低均充電壓。而均充電壓是充電器的重要參數(shù)之一，如均充電壓過高，充電進(jìn) 入電池析氣電壓點(diǎn)后，充電電流仍保持恒流大電流，會(huì)造成電池析氣量增大。如均充電壓過低，充電提前進(jìn)入恒壓段，充電電流下降，造成電池欠充。而環(huán)境溫度的高低與電池析氣電壓點(diǎn)成正比關(guān)系，因此，根據(jù)采集到環(huán)境溫度參數(shù)經(jīng)MCU運(yùn)算后得到與之適配的U5A反相端的基準(zhǔn)電壓，可以實(shí)現(xiàn)控制充電器均充電壓值的大小。
[0056]在本發(fā)明中，采用中央控制模塊(MCU)輸出的一路PWMl信號(hào)，經(jīng)R30、C31濾波后作為電壓反饋U5A反相端的基準(zhǔn)電壓，即數(shù)字電壓基準(zhǔn)。該電壓的大小取決于PWMl信號(hào)的占空比，而PWMl信號(hào)的占空比的取值又是根據(jù)MCU溫度采樣值的大小和MCU中預(yù)存的電池相關(guān)參數(shù)運(yùn)算而得，PWMl/[目號(hào)占空比大小決定U5A反相端的基準(zhǔn)電壓大小，U5A反相端的基準(zhǔn)電壓大小決定充電器均充電壓的高低，從而實(shí)現(xiàn)充電器均充電壓參數(shù)與環(huán)境溫度的自動(dòng)適配。適配控制過程如下:環(huán)境溫度丨一PWMl信號(hào)占空比丨一U5A反相端的基準(zhǔn)電壓I —充電器均充電壓丨一在進(jìn)入電池析氣電壓時(shí)充電電流丨一電池析氣量I。
[0057]本發(fā)明在不同環(huán)境溫度下，充電器具有不同的最佳均充電壓值。當(dāng)溫度升高時(shí)，均充電壓自動(dòng)下降，在充電進(jìn)入析氣電壓時(shí)，充電電流已下降，從而減少了析氣量，避免電解液失水；由于低溫時(shí)，電池析氣電壓點(diǎn)會(huì)升高，當(dāng)溫度下降時(shí)，均充電壓隨析氣電壓點(diǎn)的升高而自動(dòng)升高，在進(jìn)入析氣電壓點(diǎn)前，充電器保持恒流大電流充電模式，不僅保障了電池充入足夠的電量，不會(huì)出現(xiàn)欠充，同時(shí)又縮短了充電時(shí)間。有效的提高了鉛酸電池的使用性能和使用壽命。
[0058]此外，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上MCU還可以再增加一路PWM2信號(hào)輸出，經(jīng)濾波后作為電流反饋回路U?反相端的基準(zhǔn)電壓。改變?cè)摂?shù)字基準(zhǔn)電壓，可改變恒流段的充電電流大小。這樣不僅可以保證均充電壓和環(huán)境溫度的自動(dòng)適配，而且還可保證充電電流與環(huán)境溫度的自動(dòng)適配。從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)環(huán)境溫度的不同，充電器自動(dòng)適配調(diào)整更佳更為科學(xué)的充電參數(shù)。
[0059]另外，在上述技術(shù)方案中，還可采用帶D/A輸出的嵌入式CPU，直接利用D/A輸出的直流電壓作為反饋回路的基準(zhǔn)電壓。
[0060]圖5是多種充電狀態(tài)提示功能的電路原理圖，從圖5中可以看出，被充電電池電壓和充電電流的采樣值分別送至STM8S的VOLAD和CURAD AD輸入端。MCU根據(jù)以上參數(shù)，利用IXD液晶顯示模塊和BELL蜂鳴器，可實(shí)現(xiàn)多種充電提示功能。多種提示功能包括如下:
[0061]MCU根據(jù)采集到的電池電壓值，經(jīng)換算為電池實(shí)際充入的電量，在液晶顯示模塊上以六段圖標(biāo)實(shí)時(shí)顯示。方便用戶精確的了解當(dāng)前已充入電池的電量，估算還需要充電的時(shí)間。
[0062]當(dāng)采集的電池電壓值偏離正常值時(shí)，液晶顯示模塊將以文字方式顯示“電池錯(cuò)接”，同時(shí)蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警聲，提示用戶及時(shí)更換與充電器匹配的電池。
[0063]當(dāng)M⑶采集的電流小至零時(shí)，液晶顯示模塊將以文字方式顯示“電池未接”，同時(shí)蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警聲，提示用戶及時(shí)檢查充電器與電池連接是否正常。
[0064]當(dāng)電池極性與充電器極性接反時(shí)，傳感器U4會(huì)產(chǎn)生告警信號(hào)IG，IG信號(hào)送到MCU。液晶顯示模塊將以文字方式顯示“電池錯(cuò)接”，同時(shí)蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警聲，提示用戶及時(shí)糾正充電器與電池的連接方式。同時(shí)由QU Q5和DlO組成的電池反接保護(hù)電路，當(dāng)電池反接時(shí)保護(hù)充電器不會(huì)被損壞。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種電動(dòng)助力車，該電動(dòng)助力車包括上述的充電器。
[0066]綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過溫度采集模塊實(shí)時(shí)采集被充電電池所在環(huán)境的溫度，并將采集的溫度值發(fā)送給中央控制模塊，通過中央控制模塊和數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊計(jì)算出與該溫度值對(duì)應(yīng)的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并將該充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)作為恒流恒壓開關(guān)電源雙閉環(huán)控制電路的基準(zhǔn)電壓，從而保證了在不同環(huán)境溫度下，恒流恒壓開關(guān)電源模塊均能輸出與該溫度值相適配的充電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在任何環(huán)境溫度下，充電器都能輸出最佳的充電參數(shù)，不僅避免了充電器在低溫環(huán)境下，出現(xiàn)電池欠充，和在高溫環(huán)境下，電池過充的問題，而且提高了被充電電池的使用性能，同時(shí)也有效的延長(zhǎng)了被充電電池的使用壽命，具有節(jié)能、環(huán)保、低成本和可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。
[0067]此外，本發(fā)明還通過顯示模塊來實(shí)時(shí)顯示被充電電池的實(shí)際電量，提示被充電電池是否充滿，從而進(jìn)一步的避免了因被充電電池的過度充電或充電不足而造成的充電器和被充電電池的損壞的情況發(fā)生。另外，本發(fā)明在被充電電池出現(xiàn)異常連接狀態(tài)時(shí)，還通過告警模塊進(jìn)行聲音報(bào)警，提示用戶，從而避免了因被充電電池連接不正確而導(dǎo)致充電器和被充電電池出現(xiàn)損壞的情況發(fā)生，大大的提高了充電器和被充電電池的使用壽命。
[0068]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種充電器，其特征在于，包括:溫度采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集被充電電池所在環(huán)境的溫度，并發(fā)送采集的溫度值；中央控制模塊，用于接收所述溫度值，并將所述溫度值與預(yù)先存儲(chǔ)的所述被充電電池的電壓和電流的參數(shù)進(jìn)行分析運(yùn)算，運(yùn)算出所述溫度值對(duì)應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制占空比，并發(fā)送所述脈沖寬度調(diào)制占空比；數(shù)字電壓基準(zhǔn)模塊，用于接收所述脈沖寬度調(diào)制占空比，并根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制占空比，生成與該脈沖寬度調(diào)制占空比對(duì)應(yīng)的充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并發(fā)送所述充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)；電源模塊，用于接收所述充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，并根據(jù)接收的所述充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)，輸出與該充電電壓基準(zhǔn)參數(shù)相適配的充電參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，進(jìn)一步包括:電流采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集充電時(shí)所述被充電電池的充電電流；電壓采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集充電時(shí)所述被充電電池的充電電壓；并且，所述中央控制模塊還用于根據(jù)所述電流采集模塊采集的充電電流值和所述電壓采集模塊采集的充電電壓值，確定所述被充電電池的實(shí)際電量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電器，其特征在于，進(jìn)一步包括:顯示模塊，用于顯示所述被充電電池的實(shí)際電量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電器，其特征在于，所述顯示模塊顯示所述被充電電池實(shí)際電量的顯示方式包括以下至少之一:以圖標(biāo)的形式顯示、以百分比的形式顯示、以文字的形式顯示、以不同顏色的形式顯/Jn ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電器，其特征在于，所述以圖標(biāo)的形式顯示包括以下至少之一:以電池圖標(biāo)的形式顯示、以扇形區(qū)的形式顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述顯示模塊還用于顯示所述被充電電池的連接狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于，進(jìn)一步包括:告警模塊，用于在所述被充電電池的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲音。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電器，其特征在于，所述被充電電池的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常的情景包括以下至少之一:被充電電池處于未連接狀態(tài)、被充電電池處于反接狀態(tài)、被充電電池處于錯(cuò)接狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的充電器，其特征在于，所述中央控制器為STM8S嵌入式微處理器，所述電源模塊為恒流恒壓電源模塊，所述顯示模塊為液晶顯示器，所述告警模塊為蜂鳴器。
10.一種電動(dòng)助力車，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的充電器。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103441547SQ201310395249
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】龐小虎 申請(qǐng)人:四川川奇機(jī)電有限責(zé)任公司