CN2662518Y - 镍氢电池快速充电器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型是一种镍氢电池快速充电器，它包括电池充电电路、电池电压检测电路和电池充电电流检测电路，其特征在于：设有单片机、恒流控制电路、电池温度检测电路，电池电压检测电路、电池电流检测电路和电池温度检测电路的检测信号分别输入单片机，经单片机处理后，分别输出信号对恒流控制电路和电池充电控制电路进行控制，所述的电池充电控制电路的电流由恒流控制电路提供。该产品充电速度快，效率高，有利于提高电池的使用寿命。

Description

镍氢电池快速充电器
所属领域
本实用新型涉及一种镍氢电池快速充电器。
技术背景
已有的镍氢电池充电器对镍氢充电池充电，无法进行智能判断处理，故存在有充电速度慢、效率低导致充电池发热等问题，严重的影响了被充电池的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种镍氢电池快速充电器，它充电速度快，效率高，有利于提高电池的使用寿命。
本实用新型是这样构成的，它包括电池充电电路、电池电压检测电路和电池充电电流检测电路，其特征在于：设有单片机、恒流控制电路、电池温度检测电路，电池电压检测电路、电池电流检测电路和电池温度检测电路的检测信号分别输入单片机，经单片机处理后，分别输出信号对恒流控制电路和电池充电控制电路进行控制，所述的电池充电控制电路的电流由恒流控制电路提供。
较之已有的镍氢电池充电器而言，本实用新型的显著优点在于：
1、由于采用了单片机和恒流控制电路，实现对电池的大电流恒流充电，大幅度的提高了充电速度和充电效率。
2、电路中所设置的电池电压检测电路、电池充电电流检测电路及电池温度检测电路可经单片机实现对充电工况的多方位监控和调节，从而确保电池不欠充不过充。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型的电子线路图。
具体实施例
参照图1，本实用新型的镍氢电池快速充电器，包括电池充电电路、电池电压检测电路和电池充电电流检测电路，其特征在于：设有单片机、恒流控制电路、电池温度检测电路，电池电压检测电路、电池电流检测电路和电池温度检测电路的检测信号分别输入单片机，经单片机处理后，分别输出信号对恒流控制电路和电池充电控制电路进行控制，所述的电池充电控制电路的电流由恒流控制电路提供。
上述充电器还设有电源适配器电路、电源稳压电路、控制、选择按键信号电路和状态显示电路，电源适配器电路的输出端一路与电池充电电路相连接，另一路与稳压电路的输入端相连接，控制、选择按键信号电路与单片机的输入端相连接。
为了实现对多个电池进行充电，所述的电池充电控制电路具有四个电池充电控制电路，所述的电池电压检测电路具有四个电池电压检测电路，所述的电池温度检测电路具有四个电池温度检测电路，所述的状态显示电路具有四个状态显示电路。
本实用新型实施例电路具体构造说明如下，(参见图2)：
(1)电源适配器中：3PIN直流电源插座JP1，提供作为12V±30％的直流电源输入接口，3~5A保险丝FUSE2，二极管VD1为反接保护用，电容C1、C2作电源虑波用。
(2)恒流控制电路中：由U1、V2、L1、VD2及一些电阻电容组成一恒流控制电路。U1漏极接输入电源，源极接虑波电感L1，和续流二极管VD2，电阻R23上拉，位于U1漏极与栅极之间；三极管V2集电极连U1的栅极，基极经过电阻R23接到单片机U4的I/O口上，电阻R24连V2基极到地，R31、电容C9连V2发射极到地，R33、电容C10、C11一端连电感L1，另一端接地。
输入电流经过恒流控制电路调节后提供给电池充电使用。恒流控制信号由单片机U4 I/O口送出。
(3)电池充电控制电路中：
MOSFET管U2A、三极管Q1、二极管D1及电阻R4、R8及电池接口B5组成一路充电控制电路，U2A漏极经二极管D1接电池接口B5(充电电池正极端)，U2A源极接电池接口B5(充电电池负极端)，三极管Q1基极经电阻R4接到一单片机的I/O口，集电极接U2A的栅极；
MOSFET管U2B、三极管Q2、二极管D2及电阻R5、R12及电池接口B6组成一路充电控制电路，U2B漏极经二极管D2接电池接口B6(充电电池正极端)，U2B源极接电池接口B6(充电电池负极端)，三极管Q2基极经电阻R5接到一单片机的I/O口，集电极接U2B的栅极；
MOSFET管U3A、三极管Q3、二极管D3及电阻R3、R13及电池接口B7组成一路充电控制电路，U3A漏极经二极管D3接电池接口B7(充电电池正极端)，U3A源极接电池接口B7(充电电池负极端)，三极管Q3基极经电阻R6接到一单片机的I/O口，集电极接U3A的栅极；
MOSFET管U3B、三极管Q4、二极管D4及电阻R7、R14及电池接口B8组成一路充电控制电路；U3B漏极经二极管D4接电池接口B8(充电电池正极端)，U3B源极接电池接口B8(充电电池负极端)，三极管Q4基极经电阻R7接到一单片机的I/O口，集电极接U3B的栅极。
四组控制电路组合为串行结构，U2A漏极接经过恒流控制电路调节后的输入的电流，U2B漏源极接U2A的源极，U3A漏极接U2B的源极，U3B漏极接U3A的源极。电阻R8、R12、R13、R14分别为U2A、U2B、U3A、U3B的栅极上拉电阻，一端接栅极，另一端都接+12端。
在充电控制电路中四个MOSFET管各自经由一三极管由单片机I/O输出控制，B5、B6、B7、B8电池接口中任意一路有电池在时，充电时相应的控制MOSFET管为断开状态，在未充电状态时为开通状态。
(4)电源稳压电路中：由三极管V，电阻R1、R2、R3，电容C3、C4，集成稳压块N1组成，三极管集电极接输入的直流电源，发射极输出，提供一稳定的电源给单片机工作用；
(5)单片机包括：单片机(16F818)U4，I/O扩展片(CD4015)U6。U4用于对电池电压采样，电池充电控制，电流采样，电流恒流控制，温度采样，控制、按键处理，状态显示控制；U6为U4的I/O口扩展用。
(6)电池电压检测电路中：
电阻R15、R17，电容C5组成一分压积分电路。电阻R15一端分别连电池接口B5(充电电池正极端)，另一端接电阻R17、电容C5，电池电压经过R15、R17分压再经过C5积分后，由U6选通供单片机U4采样。D5，D6为U4的I/O口保护二极管；
电阻R16、R19，电容C6组成一分压积分电路。电阻R16一端分别连电池接口B6(充电电池正极端)，另一端接电阻R19、电容C6，电池电压经过R16、R19分压再经过C6积分后，由U6选通供单片机U4采样。D7，D9为U4的I/O口保护二极管；
电阻R18、R26，电容C7组成一分压积分电路。电阻R18一端分别连电池接口B7(充电电池正极端)，另一端接电阻R26、电容C7，电池电压经过R18、R26分压再经过C7积分后供单片机U4采样。D8，D10为U4的I/O口保护二极管；
电阻R21、R22，电容C8组成一分压积分电路。电阻R21一端分别连电池接口B8(充电电池正极端)，另一端接电阻R22、电容C8，电池电压经过R21、R22分压再经过C8积分后，由U6选通供单片机U4采样。D11，D12为U4的I/O口保护二极管。
(7)电池充电电流检测电路中：由电阻R38，R39，电容C12组成一采样，积分电路。提供给单片机U4采样。
(8)电池温度检测电路中：电阻R40与热敏电阻RT1组成一路分压电路，电阻R41与热敏电阻RT2组成一路分压电路，电阻R420与热敏电阻RT3组成一路分压电路，电阻R43与热敏电阻RT4组成一路分压电路；电容C13、C14、C15、C16起虑波作用。四路温度-电压信号都由U6选通输入供单片机U4采样。
(9)状态显示电路中：由电阻R34、R35、R36、R37与四个LED灯LED1、LED2、LED3、LED4组成四路显示指示。四路显示由单片机U4控制。
(10)控制、选择按键信号电路中：由电阻R44、R45、R46、R47，与开关按键TS2、SW1、SW2组成三路信号输入，提供给单片机U4处理。TS用作***自检，SW1用作AA电池或AAA电池选择，SW2以作备用。
具体功能说明
***接上电源后，整个***处于待机检测保护状态，随时检测是否有电池***，准备充电，同时防止意外过流现象。开始充电时，由SW1选择是充AA电池或充AAA电池。
第一步：检测，识别电池；
如果检测到任意一电池槽上有电池，马上识别非充电池与坏电池，采样到的电压值偏低、或偏高于正常的AA/AAA电池电压偏低，或者检测到电池的内阻很大时都认为是非充电池与坏电池，作LED显提示，不作充电。检测到非充电电池或坏的电池时，LED指示灯闪烁。
第二步：预充，检测；
在第一步的基础上，检测到电池电压相对偏低、容量相于偏低时，将以采用少电流充电，以激活电池内部化学反应，以保护电池；一当电池电压上升到1.0~1.2V以上时，转入快充。在预充充电时，如果电池电压一直不上升将当坏电池处理。同时防止过压，过流现象。好的电池充电时，相应的LED指示灯常亮。
第三步：快充，检测，判别；
充电电池进入快充阶段时，将以1C~2C的恒定电流充电，同时检测电池电压、-ΔV参数、电池温度、充电时间等参数。全过程监控充电电池，让电池充满，而不欠充不过充。同时保护电池，不过压、不过流、不超时、不超过充电电池的温度等；电池充满后，相应LED指示灯灭。
第四步：涓充，检测；
电池充满后，如果电池还在，将以涓流方式补充充电，以补充电池自身放电而造成的电量损失。同时监测电流电压。
本实用新型构思新颖，设计合理，使用效果好，具有较大的推广应用价值。

Claims (3)

1、一种镍氢电池快速充电器，它包括电池充电电路、电池电压检测电路和电池充电电流检测电路，其特征在于：设有单片机、恒流控制电路、电池温度检测电路，电池电压检测电路、电池电流检测电路和电池温度检测电路的检测信号分别输入单片机，经单片机处理后，分别输出信号对恒流控制电路和电池充电控制电路进行控制，所述的电池充电控制电路的电流由恒流控制电路提供。
2、根据权利要求1所述的镍氢电池快速充电器，其特征在于：还设有电源适配器电路、电源稳压电路、控制、选择按键信号电路和状态显示电路，电源适配器电路的输出端一路与电池充电电路相连接，另一路与稳压电路的输入端相连接，控制、选择按键信号电路与单片机的输入端相连接。
3、根据权利要求1或2所述的镍氢电池快速充电器，其特征在于：所述的电池充电控制电路具有四个电池充电控制电路，所述的电池电压检测电路具有四个电池电压检测电路，所述的电池温度检测电路具有四个电池温度检测电路，所述的状态显示电路具有四个状态显示电路。
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