CN201294401Y - 智能电池全能充电适配器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种智能电池全能充电适配器，包括连接市电的电源单元和包含充/放电控制电路的恒压恒流模块，所述电源单元通过适配器连接口连接所述的恒压恒流模块，所述恒压恒流模块设有智能电池充电接口，其还包括：分别与所述恒压恒流模块和智能电池充电接口连接的智能控制模块，所述智能控制模块包括MCU微控制器以及与所述MCU微控制器连接的LED指示灯控制单元和指示灯组，该适配器不仅能对电池进行充电，且能对电池进行分析，并可对充电程序实行全程监控，通过指示灯告知用户。

Description

智能电池全能充电适配器
技术领域：
本实用新型涉及电池适配器领域。
背景技术：
随着各种各样的数码产品、小型电器在人们生活、工作中广泛应用，与之配套的可充电电池以及充电器也获得巨大发展，随后为解决同一充电器适应多种规格、型号充电电池的技术问题，电池适配器便应运而生，目前，已知市场上有一种便携式电源适配器，由适配器主体、适配器主体电源插头、便携式电器连接线组成，该种电池适配器存在如下缺点：即它仅对电池进行充电，无检测汇报和控制功能，如电池本身有异常则不能反映出来，更得不到更好的控制，具有一定的潜在危险，也无法报告电池的当前功性能状况。
实用新型内容：
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种智能电池全能充电适配器，该适配器不仅能对电池进行充电，而且还解决了对电池进行识别、分析、并进而判断该电池性能状况的问题，从而决定是否给予充电，并可对充电程序实行全程监控，通过指示灯告知用户。
一种智能电池充电适配器，包括连接市电的电源单元和包含充/放电控制电路的恒压恒流模块，所述电源单元通过适配器连接口连接所述的恒压恒流模块，所述恒压恒流模块设有智能电池充电接口，其特征在于还包括：
分别与所述恒压恒流模块和智能电池充电接口连接的的智能控制模块，所述智能控制模块包括MCU微控制器以及与所述MCU微控制器连接的LED指示灯控制单元和指示灯组。
所述MCU微控制器集成有：电池识别模块、电池电量检测模块、充电电流比较电路和电池温度检测模块。
所述电源单元还包括第二路输出，所述第二路输出通过一组带屏蔽的直流电源线组直接连接用户用电设备的电源输入端。
所述恒压恒流模块包括依次顺序连接的整流模块、滤波模块、调压模块和恒压恒流控制模块。
设置在所述智能控制模块上的指示灯组包括指示“安全充电”、“充电完成”、“电池异常”、“电池联接指示”、“电量≤25％”、“电量≤50％”、“电量≤75％”、“电量≤100％”、“健康状态≤65％”、“健康状态65％-85％”、“健康状态≥85％”的指示灯。
本实用新型与现有技术比较，具有如下好的效果：
1.外置充电：方便备用电池同步充电，还能令电池充电时表面温度更快散出从而延长电池有效使用寿命；
2.瞬间了解电池：电池当前功性能状况一目了然，通过LED瞬间了解电池当前性能状况和电量信息；
3.充电更安全：比电脑充电增加了更多充电保护功能，还能实时掌握充电时电池表面温度而加以充电电流控制，使电池充电更安全；
4.通用性强：内嵌多方案程序实现多品牌通用性，多种品牌不同型号电池只要更换不同连接器就能实现通用。
附图简要说明：
图1是本实用新型智能电池全能充电适配器的结构示意图；
图2是本实用新型智能电池全能充电适配器的一个实施例的构造示意图；
图3是本实用新型智能电池全能充电适配器的另一个实施例构造示意图；
图4是本实用新型智能电池全能充电适配器的运行流程图；
图5是本实用新型智能电池全能充电适配器所选用的MCU微处理器原理图。
图6是本实用新型智能电池全能充电适配器的电路原理图；
图7是本实用新型智能电池全能充电适配器的LED指示灯控制单元的电路原理图；
图8是本实用新型智能电池全能充电适配器的恒压恒流模块图；
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进行详细描述：
如图1、图6及图7所示，本实用新型所涉及的智能电池全能充电适配器，包括连接市电的电源单元和包含充/放电控制电路的恒压恒流模块，所述电源单元通过适配器连接口连接所述的恒压恒流模块，所述恒压恒流模块设有智能电池充电接口，其还包括：分别与所述恒压恒流模块和智能电池充电接口连接的的智能控制模块，所述智能控制模块包括MCU微控制器(电路原理如图6所示)以及与所述MCU微控制器连接的LED指示灯控制单元(其电路原理如图7所示)和指示灯组(电路如图7所示)。
所述MCU微控制器集成有：电池识别模块、电池电量检测模块、充电电流比较电路和电池温度检测模块(图6)。
如图2所示，所述电源单元的输出还包括第二路(图2中DC所示)，所述第二路输出通过一组带屏蔽的直流电源线组(图未示)接用户的用电设备的电源输入端。
如图8所示，所述恒压恒流模块包括依次顺序连接的整流模块、滤波模块、调压模块和恒压恒流控制模块。
如图7所示，所述智能控制板所设置的指示灯组包括指示“安全充电”、“充电完成”、“电池异常”、“电池联接指示”、“电量≤25％”、“电量≤50％”、“电量≤75％”、“电量≤100％”、“健康状态≤65％”、“健康状态65％-85％”、“健康状态≥85％”的指示灯。
所述MCU微控制器的电路原理图如图5所示，其中MCU各引脚功能描述如下：
请参考图6和图7，1脚：微控制器的复位脚；2、3脚：与被充、检电池的通讯(读取所需的电量、健康状态、电芯电压、电压、电流、温度......等；4、5脚：为微控制器提时钟频率；6脚：为识别电池脚。7脚：为特定电池开通的引脚。8：控制对被充、检电池进行开/关；9脚：NC脚；10脚：为接地脚；11、12、13脚：NC脚；14、15、16脚：分别为控制开/关(预充、恒流、恒压)电路。17脚：发出开通指示灯的时钟信号；18脚：发出移位控制信号；19脚：开通指示灯的信息输出脚；20脚：电源脚。
LED指示灯信号控制器采用74HC595微控制器，除了和微控制器的相互作用外，1-7、15脚分别为由微控制器控制作用下输出高/低电平的效果，以达到开通或关闭指示灯的作用。
当MCU的识别脚识别到电池后，先通过2、3脚对被充、检电池进行通讯并读取所需的信息，通过微控制器进行分析、判定，然后通过17、18、19脚将状态显示出来，根据实际情况，由8、14、15、16脚对被充、检电池进行充电与否的动作，并实时通过2、3脚对被充、检电池进行读取、判定、及动作。
本实用新型的工作过程是这样的：
1.智能控制板中所设置的MCU微控制器与智能电池进行通信获取该电池相关数据后作出功性能判断和选择适合***控制并通过指示灯指示给用户看；
2.依据获取数据对电池进行适合***控制选择并和调整适合充电电压开始充电；
3.利用在电池端连接器上安装温度检测***和电池本身数据报告实现充电全过程安全监控和电量实时显示，并对电池实时进行“小电流预充电”、“快速充电”、“安全充电”、“停止充电”、“恢复充电”程序判断和启用并指示。
本实用新型的具体结构可根据需要来确定，可制作成外挂型、整合型或者是座式型，其中
(1)外挂型是AC适配器与智能控制板分开设置，为选配件，如图2所示；
(2)整合型是把AC适配器与智能控制板整合在一起用连接器切换；如图3所示；
(3)座式型是把AC适配器整合在一起或外置AC适配器单独不用连接器直接卡座式对电池充电或电脑配电(图未示)。
如图4所示，当开启AC电源，使本实用新型的智能控制板组件开始工作时，首先将对电池进行识别，检测其健康状态，并通过指示灯显示；
接着***会检测电池电量，并判断电量是否为100％，如果电量为100％，则不开启MOS管，并显示充电完成；如果电量没有达到100％，则开启MOS管进行充电进程；
在此过程中，***会检测充电电流，如果没有充电电流，则将信号发送给异常指示灯，异常指示灯亮，同时关闭MOS管；如果判断有充电电流，则继续检测电池温度，并判断电池温度是否小于60℃，如果温度大于60℃，则指令异常指示灯亮；如果温度小于60℃，则接着检测电量，并显示当前电池电量，同时***会比较充电电流是否大于电池终电流，如果满足充电电流大于电池终电流，则执行检测电池当前电压的任务，根据检测的电池电压判断，如果3组电池电压小于13.05伏或者4组电压小于17.4伏则返回到检测充电电流；如果3组电池电压大于或等于13.05伏或者4组电压大于或等于17.4伏则关闭MOS管，充电完成；
如果不满足充电电流大于电池终电流的条件，则进行判断电池健康状态是否大于95％，如果是，则关闭MOS管；如果健康状态小于或等于95％，则显示异常。
有关指示灯的设置实例及功能描述如表1所示：
表1指示灯设置功能表
Figure Y20082021298800081
采用合适单片机编写多方案程序可以实现多品牌电池一个智能电池全能充电适配器通用，图6及图7即是本实用新型所列举的一个优选的实施例的电路原理图。
下面具体描述各实施例的组件连接方式：
在图2所示的一个实施例中，连接过程分为：
(1)电源单元与带屏蔽直流电源线组(图未示)连接；电源输出口与3P线焊接。
(2)电源单元与智能控制板连接，将电池电源输出口与直流电源输入口用导线焊接
(3)组合：将电源单元、智能控制板分别放入底盒1中，将上盖盖紧底盒1；
A、电脑使用：将电源线组件中的AC电源插头接于市电电源，将3P插头与AC接口2连接。将电脑插头插于(电压、电流、接口)相匹配的电脑上。
B、电池充电：被充、检电池的电池接口与电池连接线9的插头铜片端10根据正确方向相连接；电池连接线9的别一端7P插头11与智能控制板组件的电池接口8连接；将AC电源插头接市电；此时就会根据运行流程图图4的步骤进行充电、检测，并通过指示灯组5(图5所示)显示出来。
在图3中的另一个实施例中，智能电池全能充电适配器包括控制盒12、从DC电源向控制盒12输送电源的连接线14以及用于连接待充电池的电池连接线9，它们连接及工作过程包括：
一)、将智能控制板放入底盒中；将适配器DC插头与控制盒12的电源接口3相连；
二)、电池充电：被充、检电池的电池接口与电池连接线9的插头铜片端10根据正确方向相连接；电池连接线9的另一端7P插头11与智能控制板组件的电池接口8连接；然后将DC连接线14接通DC电源；此时就会根据运行流程图图4的步骤进行充电、检测，并通过指示灯组5(如图2或图3所示)显示出来。
通过上述实施例所揭示的技术方案可以知道，本实用新型在原仅有单一功能的电源适配器上增加了可直接对智能电池脱机外置充电、检测、安全保护控制功能，既能给笔记本电脑和其他移动设备当适配器使用，又能直接给笔记本电池和其他该移动设备智能电池充电，并在充电过程中，对电池进行功性能检测和判断、结果通过指示灯的形式报告出来，且具有一定安全***，对于电池充电过程出现异常高温、电压超高、保护控制功能失控等现象能起到很好的保护控制作用，并指示用户此电池存在问题，报告电池的当前功性能状况；同时，本实用新型有如下有益效果：通用性强，采用合适单片机编写多方案程序实现多品牌电池一个智能电池全能充电适配器通用。

Claims (5)

1、一种智能电池充电适配器，包括连接市电的电源单元和包含充/放电控制电路的恒压恒流模块，所述电源单元通过适配器连接口连接所述的恒压恒流模块，所述恒压恒流模块设有智能电池充电接口，其特征在于还包括：
分别与所述恒压恒流模块和智能电池充电接口连接的的智能控制模块，所述智能控制模块包括MCU微控制器以及与所述MCU微控制器连接的LED指示灯控制单元和指示灯组。
2、如权利要求1所述的智能电池充电适配器，其特征在于：所述电源单元还包括第二路输出，所述第二路输出通过一组带屏蔽的直流电源线组直接连接用户用电设备的电源输入端。
3、如权利要求1或2所述的智能电池充电适配器，其特征在于：所述MCU微控制器集成有：电池识别模块、电池电量检测模块、充电电流比较电路和电池温度检测模块。
3、如权利要求1或2所述的智能电池充电适配器，其特征在于：所述恒压恒流模块包括依次顺序连接的整流模块、滤波模块、调压模块和恒压恒流控制模块。
4、如权利要求1或2所述的智能电池充电适配器，其特征在于：设置在所述智能控制模块上的指示灯组包括指示“安全充电”、“充电完成”、“电池异常”、“电池联接指示”、“电量≤25％”、“电量≤50％”、“电量≤75％”、“电量≤100％”、“健康状态≤65％”、“健康状态65％-85％”、“健康状态≥85％”的指示灯。
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