CN101562346A - 电池充电装置 - Google Patents

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Abstract

一种电池充电装置，包括一用于连接充电电源的适配器、至少一可调节充电电压及充电电流的稳压电路及一可固持多种类型电池的固定装置，该适配器通过该稳压电路与该固定装置电性连接。

Description

电池充电装置
技术领域
本发明涉及一种充电装置，特别涉及一种适用于生产测试阶段的电池充电装置。
背景技术
充电电池广泛使用在手机等便携式电子装置中作为电源。在应用中，每种充电电池都配有型号与其对应的充电装置，当电池的电量用尽后，可以通过其充电装置连接到其他电源上进行充电后再次使用。一般来说，现有的充电电池具有多种多样的形状及尺寸，所需要的充电电压及充电电流也各不相同。因此，一般每种充电电池需要配置对应型号的充电装置，而无法通过与其型号不符的充电装置进行充电。
对于消费者个人来说，其使用的充电电池种类及数量一般都很少，可以很容易地为每种电池都配置专用的充电装置，不会给使用带来不便。但是，在手机等便携式电子装置的生产过程中，经常有大批完成组装的便携式电子装置需要装上已经充电的电池进行相关的性能测试。这些待测试的便携式电子装置可能使用各种不同型号的电池，因此这时往往需要对多种不同型号的电池进行充电供其使用。为每种电池都配备专用的充电装置将耗费较高的成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种适用于多种不同类型电池的电池充电装置。
一种电池充电装置，包括一用于连接充电电源的适配器、至少一可调节充电电压及充电电流的稳压电路及一可固持多种类型电池的固定装置，该适配器通过该稳压电路与该固定装置电性连接。
与现有技术相比，本发明提供的电池充电装置设有可根据电池尺寸调节的固持机构，并能够调节向电池提供的充电电压和充电电流，因此能够适用于多种不同型号的充电电池的充电工作，且不需要使用昂贵或复杂的元器件，结构简单，成本低廉。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的电池充电装置的功能模块连接图。
图2为本发明较佳实施例的电池充电装置的电路图。
图3为本发明较佳实施例的电池充电装置的固定装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的一个较佳实施例为一种用于向充电电池(图未标)充电的电池充电装置100，该电池充电装置100包括一用于连接充电电源(图未标)的适配器10、至少一监测电路20、至少一稳压电路30及一固定装置40。该监测电路20与该稳压电路30均与该适配器10电性连接，该固定装置40与该稳压电路30电性连接。使用时，待充电的电池被固持于固定装置40中，充电电源可通过该适配器10、该稳压电路30及该固定装置40向电池进行充电，监测电路20用于即时地监测充电过程，同时显示电池的充电状态。
该适配器10为现有的墙式适配器(Wall Adapter)，其中包含有由外接插头、降压变压器、全波整流器及滤波电容等元件组成的不稳压的交流/直流(AC/DC)变换器，电池充电装置100可经由该适配器10连接至现有的插座上而获得充电电源。
请一并参阅图2，该监测电路20由一电压比较器21、一导通后可发出红光的第一发光二极管22、一导通后可发出绿光的第二发光二极管23及若干电阻(图未标)连接组成。该电压比较器21为一LM393芯片，其包括八个引脚211218。其中引脚211为第一输出引脚，引脚212为第一反相输入引脚，引脚213为第一同相输入引脚，引脚214为接地引脚，引脚215为第二同相输入引脚，引脚216为第二反相输入引脚，引脚217为第二输出引脚，引脚218为电源引脚。根据LM393芯片的性质可以理解，当引脚213的输入电压高于引脚212的输入电压时，引脚211输出高电平，反之则输出低电平；当引脚215的输入电压高于引脚216的输入电压时，引脚217输出高电平，反之则输出低电平。引脚217通过适当的保护电阻(图未标)连接到第一发光二极管22的负极。引脚211连接到第二发光二极管23的负极，同时通过一反馈电阻R0连接回引脚213构成正反馈。
该稳压电路30包括一第一稳压器311及一第二稳压器312、一切换开关32、一第一稳压电阻R1、一第二稳压电阻R2及一保护电阻R3。该第一稳压器311及第二稳压器312均为LM317芯片。第一稳压器311包括一输入端311i、一输出端311o及一调节端311a。该第二稳压器312包括一输入端312i、一输出端312o及一调节端312a。该第二稳压器312的调节端312a与该第一稳压器311的输入端311i连接。
该切换开关32为一多路开关，其内部具有若干条具有不同阻值，用于选择接通的通路。该切换开关32两端跨接在该第二稳压器312的调节端312a与输出端312o之间，通过选择接通该切换开关32中不同阻值的通路可以调节该稳压电路30的输出电流。该第一稳压电阻R1两端跨接在该第一稳压器311的输出端311o与调节端311a之间。该第二稳压电阻R2为一可变电阻，其一端与该第一稳压器311的输出端311o直接连接，且该端同时与该第一稳压电阻R1串联，并经由该第一稳压电阻R1与第一稳压器311的输出端311o连接；该第二稳压电阻R2的另一端通过该保护电阻R3连接到接地点。
请一并参阅图3，该固定装置40包括一箱体41及若干装设在该箱体41上的固持机构42。该箱体41的顶板410上开设有多个滑槽组411，每一滑槽组411包括一第一滑槽4111、一与该第一滑槽4111垂直的第二滑槽4112及一与该第二滑槽4112平行的第三滑槽4113，且该第二滑槽开设在该第一滑槽4111与该第三滑槽4113之间。每一固持机构42均包括一第一固持件421、一第二固持件422及一第三固持件423及一电连接件424。该第一固持件421、第二固持件422及第三固持件423均呈条块状，可以采用绝缘材料如电木等制成。其中第一固持件421固定地装设在箱体41的顶板410上第一滑槽与第三滑槽4113之间，其延伸方向大致与第二滑槽4112平行。第二固持件422可滑动地装设在第一滑槽4111内，该第三固持件423可滑动地装设在第二滑槽4112内。该第二固持件422与第三固持件423可以通过螺栓等现有的方法固定在其所在滑槽中预定的位置，从而与第一固持件421围成一个略呈U形的有缺口的固持槽425。该电连接件424由一对使用电木等绝缘材料制成的滑块4241与一对使用金属等导电材料制成的电连接点4242组成，每一滑块4241表面上各安装有一个电连接点4242。该滑块4241可滑动地装设第三滑槽4113中，且装设在其表面的电连接点4242朝向固持槽425。
组装时，该适配器10与一充电电源(图未示)连接，该第二稳压器312的输入端312i连接到该适配器10上。该适配器10、该监测电路20及该稳压电路30均可容纳在该固定装置40的箱体41内部。选择装设在箱体41上的任一固持机构42，将该固持机构42的两个电连接点4242与该稳压电路30电性连接，具体连接方法是将一个电连接点4242连接到第一稳压电阻R1与第一稳压器31的输出端311o之间，另一个电连接点4242则连接到第二稳压电阻R2与保护电阻R3之间。
该监测电路20与该稳压电路30并联在适配器10上，用于监测电池的充电状态。其中电压比较器21的电源引脚218直接连接到适配器10上，第一反相输入引脚212、第一同相输入引脚213、第二同相输入引脚215、第二反相输入引脚216均通过适当的保护电阻(图未标)连接到适配器10上，从适配器10获得工作电压。接地引脚214接地，第一反相输入引脚212通过适当的保护电阻(图未标)连接到保护电阻R3与接地点之间，第一同相输入引脚213则通过适当的保护电阻(图未标)连接到第二稳压电阻R2与保护电阻R3之间。该适配器10接入该第一发光二极管22及第二发光二极管23的正极。该第一发光二极管22的正极同时经过适当的保护电阻(图未标)连接到该第一反相输入引脚212及第一同相输入引脚213，该第二发光二极管23的正极接入第二反相输入引脚216。
使用时，首先调节第二固持件422及第三固持件423的位置，从而调整固持槽425的大小及形状使其与一待充电的电池的型号相对应。然后将电池容置在固持槽425中，并使电池上设有充电连接点的侧面朝向固持槽425的缺口。调节电连接件424及与其相对的第二固持件422的位置，将电池的充电连接点与固定装置40的电连接点4242相互接触。这样，充电电源即可通过适配器10向第二稳压器312的输入端312i输入充电电压，通过稳压电路30的调整及电连接点4242的传导，即可对电池进行充电。充电过程中，与该电池并联的第一稳压电阻R1及第二稳压电阻R2可以使充电电压保持稳定，而与电池串联的保护电阻R3则可防止电池被直接接地而浪费电能。
根据LM317芯片的性能可知，在一定范围内，该第一稳压器311的输出端311o的输出电压Vo，亦即该电池的充电电压仅与该第一稳压电阻R1及该第二稳压电阻R2的阻值有关，而与该第一稳压器311的输入端311i的输入电压大小无关。其计算公式一般为Vo＝1.25(1+R2/R1)。因此，通过调节可变的第二稳压电阻R2的阻值，即可调节电池的充电电压，并能将充电电压稳定在所需的范围内。另一方面，通过在连接第二稳压器312的调节端312a与输出端312o的切换开关32上选择接通具有不同电阻的通路，则可以调节整个充电回路的电阻，进一步调节充电的电流。
在充电过程中，监测电路30可以通过上述第一发光二极管22与第二发光二极管23分别发光来显示电池的充电完成情况，以提醒使用者及时取出完成充电的电池。刚开始充电时电池的电压极低，而第一稳压电阻R1及第二稳压电阻R2上的电压较高(一般大于56mV)。此时电压比较器21的第一同相输入引脚213从稳压电路30得到电压输入，而第一反相输入引脚212则被通过保护电阻连接到接地点，其电压低于第一同相输入引脚213的电压，使得第一输出引脚211输出高电平，反接至该第一输出引脚211的第二发光二极管23处于截止状态。另一方面，充电电源通过上述适配器10输入该电压比较器21的第二同相输入引脚215及第二反相输入引脚216的电压相等，使第二输出引脚217输出低电平，进一步使得反接至第二输出引脚217的第一发光二极管22被导通而发出红光，表示电池处于充电过程中。
当电池充电完成后，电池具备了与稳压器输出相等的电压，此时充电电流逐渐下降，第一同相输入引脚213从稳压电路30获得的电压逐渐下降，直至与第一反相输入引脚212的电压相等。此时第一输出引脚211输出低电平，使得反接至该第一输出引脚211的第二发光二极管23导通发出绿光，表示电池充电完成；同时该低电平叠加到该第二反相输入引脚216，导致第二同相输入引脚215的电压高于第二反相输入引脚216的电压，进而使第二输出引脚217输出高电平，导致反接的第一发光二极管22截止，用以表示电池正在充电的红光熄灭。另外，反馈电阻R0可以在第一输出引脚211与第一同相输入引脚213之间构成正反馈，防止在充电完成的临界状态出现两个发光二极管同时导通而一起发光的现象。
可以理解，在实际使用中，为了节省空间、提高效率，该电池充电装置100可以进一步包括多个监测电路20及稳压电路30。每一监测电路20与一稳压电路30按照上述连接方法接成一组，一同收纳于固定装置40的箱体41中，共用同一个适配器10连接到同一个充电电源，并分别连接到一固持机构42的电连接点4242。这样，该电池充电装置100即可同时为多个电池充电。
显然，上述第一固持件421也可通过滑槽等现有手段可滑动地装设在箱体41上，并在必要时通过螺栓等现有手段固定。电连接点4242也可以设置在第一固持件421、第二固持件422及第三固持件423上用以对应不同类型电池上设置在不同位置的充电连接点。
发光二极管22、23也可以采用其他颜色，只要互相可以区别即可。该电压比较器21及稳压器31、32也可用其他具有相同功能的电路或芯片代替。
本发明提供的电池充电装置100具有可调整的固持槽425，适于容置多种不同尺寸的电池，同时可以方便地调节电池的充电电压和充电电流。因此，该电池充电装置100可以适用于多种不同型号充电电池的充电工作，且结构简单，成本低廉。

Claims (14)

1.一种电池充电装置，包括一用于连接充电电源的适配器，其特征在于：该电池充电装置还包括至少一可调节充电电压及充电电流的稳压电路及一可固持多种类型电池的固定装置，该适配器通过该稳压电路与该固定装置电性连接。
2.如权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于：该固定装置包括一用于固定电池的可调整大小及形状的的固持机构，该固持机构包括两个用于电性连接电池且可调节位置的电连接点，该电连接点与该稳压电路电性连接。
3.如权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于：该固持机构包括若干位置可调节的固持件，该若干固持件围成一个用于容置电池，且可调整大小及形状的固持槽。
4.如权利要求3所述的电池充电装置，其特征在于：该固定装置包括一可容纳该适配器及该稳压电路的箱体，该箱体开设有若干滑槽，该固持件可滑动地装设在该滑槽内。
5.如权利要求4所述的电池充电装置，其特征在于：该固持机构包括一电连接件，该电连接件可滑动地装设在该滑槽内，该电连接点装设在该电连接件上。
6.如权利要求3所述的电池充电装置，其特征在于：该稳压电路包括一第一稳压器及一第二稳压器，该第一稳压器及第二稳压器均为LM317芯片，均包括一输入端、一输出端及一调节端，该第一稳压器的输入端与该适配器连接，该第二稳压器的调节端与该第一稳压器的输入端连接。
7.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于：该稳压电路包括一切换开关，该切换开关为一多路开关，其两端跨接在该第二稳压器的调节端与输出端之间。
8.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于：该稳压电路包括一第一稳压电阻、一第二稳压电阻及一保护电阻，该第一稳压电阻两端跨接在该第一稳压器的输出端与调节端之间，该第二稳压电阻一端与该第一稳压器的输出端直接连接，且该端同时经由与其串联的该第一稳压电阻与第一稳压器的输出端连接；该第二稳压电阻另一端通过该保护电阻连接到接地点。
9.如权利要求8所述的电池充电装置，其特征在于：该第二稳压电阻为一可变电阻，该第二稳压电阻的阻值变化调节充电电压。
10.如权利要求8所述的电池充电装置，其特征在于：一个电连接点连接到该第一稳压电阻与该第一稳压器的输出端之间，另一个电连接点连接到第二稳压电阻与保护电阻之间。
11.如权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于：该充电装置进一步包括至少一监测电路，该监测电路与该适配器及该稳压电路连接以监测通过该充电装置充电的电池的充电状态。
12.如权利要求11所述的电池充电装置，其特征在于：该监测电路包括一电压比较器及与该电压比较器连接的两个发光二极管，该电压比较器与该适配器及该稳压电路连接，通过稳压电路中的电压监测通过该充电装置充电的电池的充电状态，并根据该充电状态选择导通不同的发光二极管使之发光。
13.如权利要求12所述的电池充电装置，其特征在于：该电压比较器为一LM393芯片，其包括一第一输出引脚，一第一反相输入引脚，一第一同相输入引脚，一接地引脚，一第二同相输入引脚，一第二反相输入引脚，一第二输出引脚及一电源引脚；该适配器接入该第一发光二极管及第二发光二极管的正极，且该第一发光二极管的正极同时连接到该第一反相输入引脚及第一同相输入引脚，该第二发光二极管的正极接入第二反相输入引脚；第二输出引脚连接到第一发光二极管的负极，第一输出引脚连接到第二发光二极管的负极。
14.如权利要求13所述的电池充电装置，其特征在于：该第一输出引脚同时通过一反馈电阻连接到第一同相输入引脚构成正反馈。
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