CN104467137A - 一种单片机开关电源智能充电器 - Google Patents

一种单片机开关电源智能充电器 Download PDF

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Abstract

本 发明 公开了 一种单片机开关电源智能充电器 ，其关键在于：所述单片机开关电源智能充电器包括单片机U1；R7、R8、R9、D9、Q4、U2组成U1的供电回路；R11用于充电电流检测，D10和D11用作各种状态指示;Q5通过R12与Q4的发射极端VDD端相连组成防反接电路；RT2、R21与U1的19脚通过PD2端相连组成温度检测电路。Q3通过R15连接U1的20脚，R10为放电电阻，从而组成负脉冲电路。Q1由U1通过T1、Q2直接驱动。本 发明 采用正负脉冲方式充电，所采用的元器件少，成本低，正负脉冲去极化效果好,温升低,气体复合效率高，极大的延长了充电电池循环使用寿命,有着广阔的应用前景。

Description

一种单片机开关电源智能充电器
技术领域
    本发明涉及一种单片机开关电源智能充电器。
背景技术
    目前，市场上的充电器一般不含单片机，少数含有单片机的都只是做辅助控制，不参与开关电源的工作。还需要另外增加UC3842、TL494类PWM芯片组成开关电源，增加运放LM358做恒流，TL431做电压控制，负脉冲控制还需要时基电NE555、CD4060等芯片。因为所需元器件多，因此，制造成本高，而且控制不够精细，因而不可避免地对电池产生冲击破坏作用，导致活性物质脱落，严重影响电池使用寿命。
发明内容
 本发明的目的是提供一种单片机开关电源智能充电器。
为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述单片机开关电源智能充电器包括单片机U1；单片机U1的1脚通过电阻R22和发光二极管D21连接+5V电源；单片机U1的2脚连接I/V端；单片机U1的3脚通过电阻R17连接+VOUT端，还分别通过电阻R18或电容C12后接地；单片机U1的4脚通过电容C13后接地；单片机U1的5脚连接VF端；单片机U1的6脚、10脚、12脚、14脚和16脚空置；单片机U1的7脚接地；单片机U1的8脚通过电容C14后接地；单片机U1的9脚连接+5V电源端，还通过电容C15后接地；单片机U1的11脚通过电容C16后接地；单片机U1的13脚连接PWM端；单片机U1的15脚通过电阻R19和发光二极管D10后连接+5V电源端；单片机U1的17脚连接VK端；单片机U1的18脚通过电阻R20、单片机U1的19脚通过电阻R21后共同连接+5V电源端，单片机U1的19脚还直接连接PD2端；单片机U1的20脚通过电阻R15连接三极管Q3的基极；三极管Q3的基极和发射极之间连接有电阻R16；三极管Q3的发射极通过电阻R11连接防反接MOS管Q5的1脚；三极管Q3的集电极连接电阻R10到VCC端；电阻R10和电阻R9之间A端通过保险管F2连接OUT+端、A端直接连接OUT+端、A端通过电阻R6和电容C5连接变压器T1的12端、A端还通过电容C6连接变压器T1的9端和10端、以及A端还与二极管D7的负极相连；防反接MOS管Q5的1脚与三极管Q6的发射极连通；防反接MOS管Q5的2脚连接OUT-端；防反接MOS管Q5的3脚通过电阻R12连接VDD端，还与三极管Q6的集电极连通；三极管Q6的基极通过电阻R13连接VK端；三极管Q6的发射极通过电阻R14连接I/V端；变压器T1的12端连接二极管D7的正极；变压器T1的9端和10端连通后通过电容C7和二极管D8与变压器T1的11端连通；变压器T1的11端通过二极管D8与三极管Q4的集电极连通；三极管Q4的基极连接稳压二极管D9的负极，稳压二极管D9的正极分别连接变压器T1的9端以及三极管Q3的发射极；三极管Q4的发射极通过电容C10连接三极管Q3的发射极、直接连接集成电路U2的3端、通过电容C8连接集成电路U2的2端、还直接连接VDD端；集成电路U2的2端和1端之间连接电容C9，集成电路U2的2端连接三极管Q3的发射极，集成电路U2的1端连接+5V电源端，集成电路U2的1端还通过电容C11连接三极管Q3的发射极；三极管Q3的发射极接地；集成电路U2的3端通过电阻R23和电机M后与三极管Q7的集电极相连，集成电路U2的3端 还通过电阻R23和电容C17后连接三极管Q7的集电极；三极管Q7的基极通过电阻R24连接VF端；三极管Q7的发射极接地，该发射极还通过热敏电阻RT2连接PD2端；变压器T1的2端和5端连通；变压器T1的3端和1端之间串联有电阻R4和二极管D5，电阻R4上并联有电容C3；变压器T1的3端还通过电容C2接地、通过二极管D2和二极管D3的串路接地、还通过二极管D1和二极管D4的串路接地；二极管D2的正极还连接滤波器LF1的3端，二极管D1的正极连接滤波器LF1的1端；滤波器LF1的4端通过热敏电阻RT1连接AC IN2端；滤波器LF1的2端通过电阻R1连接AC IN2端、通过保险管F1连接AC IN1端、还通过电容C1连接AC IN2端；变压器T1的1端连接开关管驱动三极管Q1的1端，开关管驱动三极管Q1的2端接地，开关管驱动三极管Q1的3端和2端之间连接电阻R3，开关管驱动三极管Q1的3端通过电阻R2连接变压器T2的2端；变压器T2的1端接地，变压器T2的1端还通过电容C4连接三级管Q2的发射极；变压器T2的6端连接二极管D6后接地；变压器T2的5端连接VDD端；变压器T2的4端连接三极管Q2的集电极；三极管Q2的基极通过电阻R5连接PWM端；三极管Q2的发射极接地。
     所述电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D9、三极管Q4、集成电路U2组成单片机U1的供电回路；电阻R11用于充电电流检测，发光二极管D10和发光二极管D11用作各种状态指示。
    所述防反接MOS管Q5的3端通过电阻R12与三极管Q4的发射极端共同连接VDD端相连，从而组成防反接电路；热敏电阻RT2、电阻R21与单片机U1的19脚通过PD2端相连组成温度检测电路。
    所述三极管Q3的基极通过电阻R15连接单片机U1的20脚，电阻R10为放电电阻，从而组成负脉冲电路。
    所述开关管驱动三极管Q1由单片机U1通过变压器T1直接驱动。
所述单片机U1的型号为STM8S003。
    本发明采用正负脉冲方式充电，降低了对蓄电池的极板、活性物质的损伤利用正负脉冲、恒流、恒压自动修复模式,使充电无损害而且快速；在工作过程中，仅仅由一块单片机产生PWM信号，无需其他PWM芯片、运放比较器芯片参与工作，通过单片机控制充电、负脉冲放电、温度控制、恒压、恒流、定时、状态指示、电池状态判断、散热风扇等各项工作指标；在没接电池或者充满电的情况下，220V交流输入端的功耗为零，因此具有节能环保的功能；而且结构中所采用的元器件少，成本低，充电速度快、正负脉冲去极化效果好,温升低,气体复合效率高,因此，极大的延长了充电电池循环使用寿命,有着广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
    下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种单片机开关电源智能充电器，包括单片机U1；单片机U1的1脚通过电阻R22和发光二极管D21连接+5V电源；单片机U1的2脚连接I/V端；单片机U1的3脚通过电阻R17连接+VOUT端，还分别通过电阻R18或电容C12后接地；单片机U1的4脚通过电容C13后接地；单片机U1的5脚连接VF端；单片机U1的6脚、10脚、12脚、14脚和16脚空置；单片机U1的7脚接地；单片机U1的8脚通过电容C14后接地；单片机U1的9脚连接+5V电源端，还通过电容C15后接地；单片机U1的11脚通过电容C16后接地；单片机U1的13脚连接PWM端；单片机U1的15脚通过电阻R19和发光二极管D10后连接+5V电源端；单片机U1的17脚连接VK端；单片机U1的18脚通过电阻R20、单片机U1的19脚通过电阻R21后共同连接+5V电源端，单片机U1的19脚还直接连接PD2端；单片机U1的20脚通过电阻R15连接三极管Q3的基极；三极管Q3的基极和发射极之间连接有电阻R16；三极管Q3的发射极通过电阻R11连接防反接MOS管Q5的1脚；三极管Q3的集电极依次串联电阻R10、电阻R9、电阻R8、电阻R7和三极管Q4的基极；电阻R10和电阻R9之间A端通过保险管F2连接OUT+端、A端直接连接OUT+端、A端通过电阻R6和电容C5连接变压器T1的12端、A端还通过电容C6连接变压器T1的9端和10端、以及A端还与二极管D7的负极相连；防反接MOS管Q5的1脚与三极管Q6的发射极连通；防反接MOS管Q5的2脚连接OUT-端；防反接MOS管Q5的通过电阻R12连接VDD端，还与三极管Q6的集电极连通；三极管Q6的基极通过电阻R13连接VK端；三极管Q6的发射极通过电阻R14连接I/V端；变压器T1的12端连接二极管D7的正极；变压器T1的9端和10端连通后通过电容C7和二极管D8与变压器T1的11端连通；变压器T1的11端通过二极管D8与三极管Q4的集电极连通；三极管Q4的基极连接稳压二极管D9的负极，稳压二极管D9的正极分别连接变压器T1的9端以及三极管Q3的发射极；三极管Q4的发射极通过电容C10连接三极管Q3的发射极、直接连接集成电路U2的3端、通过电容C8连接集成电路U2的2端、还直接连接VDD端；集成电路U2的2端和1端之间连接电容C9，集成电路U2的2端连接三极管Q3的发射极，集成电路U2的1端连接+5V电源端，集成电路U2的1端还通过电容C11连接三极管Q3的发射极；三极管Q3的发射极接地；集成电路U2的3端通过电阻R23和电机M后与三极管Q7的集电极相连，集成电路U2的3端 还通过电阻R23和电容C17后连接三极管Q7的集电极；三极管Q7的基极通过电阻R24连接VF端；三极管Q7的发射极接地，该发射极还通过热敏电阻RT2连接PD2端；变压器T1的2端和5端连通；变压器T1的3端和1端之间串联有电阻R4和二极管D5，电阻R4上并联有电容C3；变压器T1的3端还通过电容C2接地、通过二极管D2和二极管D3的串路接地、还通过二极管D1和二极管D4的串路接地；二极管D2的正极还连接滤波器LF1的3端，二极管D1的正极连接滤波器LF1的1端；滤波器LF1的4端通过热敏电阻RT1连接AC IN2端；滤波器LF1的2端通过电阻R1连接AC IN2端、通过保险管F1连接AC IN1端、还通过电容C1连接AC IN2端；变压器T1的1端连接开关管驱动三极管Q1的1端，开关管驱动三极管Q1的2端接地，开关管驱动三极管Q1的3端和2端之间连接电阻R3，开关管驱动三极管Q1的3端通过电阻R2连接变压器T2的2端；变压器T2的1端接地，变压器T2的1端还通过电容C4连接三级管Q2的发射极；变压器T2的6端连接二极管D6后接地；变压器T2的5端连接VDD端；变压器T2的4端连接三极管Q2的集电极；三极管Q2的基极通过电阻R5连接PWM端；三极管Q2的发射极接地。
所述电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D9、三极管Q4、集成电路U2组成单片机U1的供电回路；电阻R11用于充电电流检测，发光二极管D10和发光二极管D11用作各种状态指示。
    所述防反接MOS管Q5的3端通过电阻R12与三极管Q4的发射极端共同连接VDD端相连，从而组成防反接电路；热敏电阻RT2、电阻R21与单片机U1的19脚通过PD2端相连组成温度检测电路。
    所述三极管Q3的基极通过电阻R15连接单片机U1的20脚，电阻R10为放电电阻，从而组成负脉冲电路。
所述开关管驱动三极管Q1由单片机U1通过变压器T1直接驱动。
所述单片机U1的型号为STM8S003。
本发明采用正负脉冲方式充电，降低了对蓄电池的极板、活性物质的损伤利用正负脉冲、恒流、恒压自动修复模式,使充电无损害而且快速；在工作过程中，仅仅由一块单片机产生PWM信号，无需其他PWM芯片、运放比较器芯片参与工作，通过单片机控制充电、负脉冲放电、温度控制、恒压、恒流、定时、状态指示、电池状态判断、散热风扇等各项工作指标；在没接电池或者充满电的情况下，220V交流输入端的功耗为零，因此具有节能环保的功能；而且结构中所采用的元器件少，成本低，充电速度快、正负脉冲去极化效果好,温升低,气体复合效率高,因此，极大的延长了充电电池循环使用寿命,有着广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述单片机开关电源智能充电器包括单片机U1；单片机U1的1脚通过电阻R22和发光二极管D21连接+5V电源；单片机U1的2脚连接I/V端；单片机U1的3脚通过电阻R17连接+VOUT端，还分别通过电阻R18或电容C12后接地；单片机U1的4脚通过电容C13后接地；单片机U1的5脚连接VF端；单片机U1的6脚、10脚、12脚、14脚和16脚空置；单片机U1的7脚接地；单片机U1的8脚通过电容C14后接地；单片机U1的9脚连接+5V电源端，还通过电容C15后接地；单片机U1的11脚通过电容C16后接地；单片机U1的13脚连接PWM端；单片机U1的15脚通过电阻R19和发光二极管D10后连接+5V电源端；单片机U1的17脚连接VK端；单片机U1的18脚通过电阻R20、单片机U1的19脚通过电阻R21后共同连接+5V电源端，单片机U1的19脚还直接连接PD2端；单片机U1的20脚通过电阻R15连接三极管Q3的基极；三极管Q3的基极和发射极之间连接有电阻R16；三极管Q3的发射极通过电阻R11连接防反接MOS管Q5的1脚；三极管Q3的集电极连接电阻R10到VCC端；电阻R10和电阻R9之间A端通过保险管F2连接OUT+端、A端直接连接OUT+端、A端通过电阻R6和电容C5连接变压器T1的12端、A端还通过电容C6连接变压器T1的9端和10端、以及A端还与二极管D7的负极相连；防反接MOS管Q5的1脚与三极管Q6的发射极连通；防反接MOS管Q5的2脚连接OUT-端；防反接MOS管Q5的3脚通过电阻R12连接VDD端，还与三极管Q6的集电极连通；三极管Q6的基极通过电阻R13连接VK端；三极管Q6的发射极通过电阻R14连接I/V端；变压器T1的12端连接二极管D7的正极；变压器T1的9端和10端连通后通过电容C7和二极管D8与变压器T1的11端连通；变压器T1的11端通过二极管D8与三极管Q4的集电极连通；三极管Q4的基极连接稳压二极管D9的负极，稳压二极管D9的正极分别连接变压器T1的9端以及三极管Q3的发射极；三极管Q4的发射极通过电容C10连接三极管Q3的发射极、直接连接集成电路U2的3端、通过电容C8连接集成电路U2的2端、还直接连接VDD端；集成电路U2的2端和1端之间连接电容C9，集成电路U2的2端连接三极管Q3的发射极，集成电路U2的1端连接+5V电源端，集成电路U2的1端还通过电容C11连接三极管Q3的发射极；三极管Q3的发射极接地；集成电路U2的3端通过电阻R23和电机M后与三极管Q7的集电极相连，集成电路U2的3端 还通过电阻R23和电容C17后连接三极管Q7的集电极；三极管Q7的基极通过电阻R24连接VF端；三极管Q7的发射极接地，该发射极还通过热敏电阻RT2连接PD2端；变压器T1的2端和5端连通；变压器T1的3端和1端之间串联有电阻R4和二极管D5，电阻R4上并联有电容C3；变压器T1的3端还通过电容C2接地、通过二极管D2和二极管D3的串路接地、还通过二极管D1和二极管D4的串路接地；二极管D2的正极还连接滤波器LF1的3端，二极管D1的正极连接滤波器LF1的1端；滤波器LF1的4端通过热敏电阻RT1连接AC IN2端；滤波器LF1的2端通过电阻R1连接AC IN2端、通过保险管F1连接AC IN1端、还通过电容C1连接AC IN2端；变压器T1的1端连接开关管驱动三极管Q1的1端，开关管驱动三极管Q1的2端接地，开关管驱动三极管Q1的3端和2端之间连接电阻R3，开关管驱动三极管Q1的3端通过电阻R2连接变压器T2的2端；变压器T2的1端接地，变压器T2的1端还通过电容C4连接三级管Q2的发射极；变压器T2的6端连接二极管D6后接地；变压器T2的5端连接VDD端；变压器T2的4端连接三极管Q2的集电极；三极管Q2的基极通过电阻R5连接PWM端；三极管Q2的发射极接地。
2.如权利要求1所述的单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D9、三极管Q4、集成电路U2组成单片机U1的供电回路；电阻R11用于充电电流检测，发光二极管D10和发光二极管D11用作各种状态指示。
3.如权利要求2所述的单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述防反接MOS管Q5的3端通过电阻R12与三极管Q4的发射极端共同连接VDD端相连，从而组成防反接电路；热敏电阻RT2、电阻R21与单片机U1的19脚通过PD2端相连组成温度检测电路。
4.如权利要求3所述的单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述三极管Q3的基极通过电阻R15连接单片机U1的20脚，电阻R10为放电电阻，从而组成负脉冲电路。
5.如权利要求4所述的单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述开关管驱动三极管Q1由单片机U1通过变压器T1直接驱动。
6.如权利要求1至5任一所述的单片机开关电源智能充电器，其特征在于：所述单片机U1的型号为STM8S003。
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