自适应电池充电电路制造技术

一种可对多类电池充电并能避免电池过充与欠充的自适应电池充电电路，包括电源电路、控制电路与脉冲充电电路。控制电路包括一单片机，脉冲充电电路包括多条并联的充电支路，每一充电支路由单片机一单独引脚控制。单片机从脉冲充电电路及电流采样电路处实时获取每一充电支路的充电电压信号和充电电流信号，与预设的基准数据比较判断电池种类；单片机另计算各个充电支路的充电电压信号与充电电流信号随时间的变化量，及正脉冲与零脉冲间的电压差值信息，判断电池当前所处的充电状态，以此修正电池的充电曲线并确定充电阶段；单片机还获取电池的最大充电电压、电压正斜率、电压零增量、电压负增量以及电池容量增量判断电池的充饱程度，确定是否终止充电。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

自适应电池充电电^各
'本技术涉及电池充电电路，具体是涉及能识别不同的电池 种类并选取相应充电方案的电池充电电路。
技术介绍
目前只对镍氢、镍隔电池充电，或单独对碱性电池充电的充电 电路已经较为普及，但是既对碱性电池又对镍氬、镍隔电池充电， 并能识别电池种类自动选择充电方案的全自动自适应充电电路还远 未被人们认识和广泛应用。现有的对碱性电池的充电，均只是采用 限流恒压或定时的控制方法。此方法有很多不足之处，因碱性电池 随着充电次数的增加其内阻有着不同变化，其充电曲线也有明显的 改变。只采用限流恒压的充电方法有些碱性电池在循环充电多次后 因其内部的电解液在充放过程中减少，内阻变得很高，此时若还采 用与之前充电同样的饱和截止电压，其充电效率就会非常低，甚至 会充不进电。另有些电池循环充电多次后因其负极锌青产生了部分 结晶，内阻变得很低，此时充电的电能大部分用在分解水上，使碱 性电池电解液中的水份电解产生氢气与氧气，这些气体增高电池内 部的压力，容易产生漏液和爆炸。现有技术中尚未有对碱性电池、镍氢电电池、镍隔电池的自适应充电技术，相关文献中提到了一些现代充电技术的新方法，例如 l.在中国专利ZL01109995.X中提到一种多用途充电装置，提出可对镍氢、镍隔、铅酸、及一次普通锌锰千电池充电。但是要根据 不同的电池种类人为的去调整开关S来选择不同的恒压输出，由此 看此技术并非自适应，而且是采用串联恒压控制方式，因电池的内 阻与充电曲线不可能完全一样，所以此方式容易产生过充、欠充与 漏液。2.在申请号为94111648.4的中国专利申请中指出了对两种电 池类型的全自动充电器，通过检测电池的温度与电压，实现从9种 充电模式中选择一种认为是最佳的充电模式。但也不能对碱性电池 进4亍全自动充电。从这些充电控制的新技术看来，目前尚未见从综合因素考虑全 面解决碱性电池、镍氢电电池、镍隔电池的自适应充电技术的方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种自适应电池充电电路，解决现有 技术中不能同时对碱性电池、镍氬电池与镍镉电池进行自适应充电的问题。所提供的自适应电池充电电路，包括电源电路、控制电路与脉 冲充电电路，所述控制电路包括一单片机，所述脉冲充电电路包括 多条并联的充电支路，每一充电支路由单片机一单独引脚控制，所 述单片机从脉冲充电电路及电流采样电路处实时获取每一充电支路的充电电压信号和充电电流信号，与预设的基准数据进行比较判断 电池种类；所述单片机计算各个充电支路的充电电压信号与充电电流信号随时间的变化量，及充电正脉冲与零脉冲间的电压差值信息， 判断电池当前所处的充电状态，根据该充电状态修正制定电池的充 电曲线并确定充电阶段；所述单片机获取电池的最大充电电压、电 压正斜率、电压零增量、电压负增量、以及电池容量增量判断电池 的充饱程度，根据电池充饱程度终止充电。进一步的，所述单片机包括一计数器，用于在电池充电开始后 开始计时，在达到预设的最长充电时间后中止电池充电。与现有技术相比，本技术提供的自适应电池充电电路可根据 电池的种类与充电情况做出全方位的调整，有效的保障了充电曲线与 实际曲线相符，以达到最佳的充电效果。此外通过对各个变化量的计 算与置信度考查而终止快速充电，对每条充电支路充电的电池实现单 独的电量检测、容量检测、时间计时等，有效的避免了电池过充与欠 充现象，大大延长了电池的使用寿命。附图说明图l为本技术自适应充电电路的电路框图。 图2为本技术自适应充电电路一实施方式的具体电路图。具体实施方式参阅图l所示，本技术的自适应电池充电电路主要包括电 源电路20、控制电路30、脉冲充电电路40、电流采样电路60、显 示部分70以及基准稳压源80。其中电源电路20接收宽电压交流输入AC85-265V 10作适当转换后为控制电路30、显示部分70以及基 准稳压源80提供工作电压。此外，由所述电源电路20提供电压给 基准稳压源80,再由基准稳压源80输出稳定电压，该稳定电压作为 控制电路30的基准电压。所述控制电路30内部预存有系列参数与 程序。例如碱性电池、镍氢电池以及镍镉电池等各自预先设定的最 大电压、最长时间、电源的初始输出电压、内阻、电压负增量-AV 等。所述控制电路30从所述电流采样电路60实时获取电池充电电 流信息，并从脉冲充电电路40实时获取充电电压信号，根据获取的 充电信息判断电池的充电情况，以此控制电源电路20的输出与脉冲 充电电路40的充电脉宽或占空比完成电池50的充电。下面结合图2具体介绍本技术自适应电池充电电路的各个模块。电源电路20:电源电路20接收85-265VAC IO的交流电压，整流滤 波后经开关调整模块ICl送到变压器Tl,由变压器T1输出两组电压， 一组经二极管D3与电容C5整流滤波后输出电压Vccl (3V)到脉冲充 电路40给各电池充电，另一组经二极管D2与电容C4整流滤波后输出 电压Vcc2 (10V)到两个电路，其一是到三极管Q2与芯片IC7经稳压 后输出电压Vcc (5V)供控制电路30,即单片机IC5工作，其二是到 基准稳压源80,由基准稳压源80内的稳压芯片IC6稳压后为控制电路 30提供基准电压。电源电路20由单片机IC5通过光电耦合器IC2输出控制信号控制。 具体为，电源电路20内包括开关调整模块IC1，光电耦合器IC2根据单片机IC511脚输出的控制信号来控制开关调整模块IC1的输出，使电源 电路20根据电池的种类与状态做出相应的调整。电源电路20内部还包括由二极管D1 、电阻R1及电容C3组成的尖 峰电压吸收回路，用于吸收开关调整模块IC1关断时变压器T1上产生 的尖峰电压，确保开关调整模块IC1工作安全。开关调整模块IC1内含135度保护电路(未图示)，当温度超过限 定温度时，保护电路则自动降低电源电路20的输出功率，避免温度过 高损坏元件。电流采样电路60由电阻R5与R4组成，其连接于电池充电路径上， 主要用于将各类电池与各状态电池的充电电流信号实时送往单片机 IC5的13脚，来完成电池充电电流的采样工作。基准稳压源80主要由三极管Q1、稳压芯片IC6、电阻R29、 R31、 R32、 R33、 R35、及电容C14组成，主要是根据单片机IC5的第4脚输 出的控制信号将不同的稳压值送往单片机IC5的第12脚，来完成提供 基准电压的工作。显示部分70包括多个并联设置的显示支路，每一支路包括指示灯 单元以及与发光单元串联的电阻。图2中显示部分包括四条显示支路， 由发光二极管LED1、 LED2、 LED3、 LED4、以及分别与该等发光二 极管连接的电阻R22、 R23、 R24、 R25、 R26、 R40、 R41、 R42组成。 所述四条显示支路从单片IC5的第7脚、8脚、9脚、IO脚获取各个电池 的显示信息，进而做出相应的显示，具体显示内容如下自^f佥插电源后所有指示灯亮分别以红绿交替闪烁一秒后熄灭。镍氢电池充电指示电池充电，相对应指示灯中以红灯长亮。 碱性电池充电指示电池充电，相对应指示灯以红绿色交替闪烁。 充满指示相对应指示灯中以绿灯长亮。锌锰干电池接入自适应充电电路拒绝充电，相对应指示灯不做 任何显示。电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应电池充电电路，包括电源电路、控制电路与脉冲充电电路，其特征在于，所述控制电路包括一单片机，所述脉冲充电电路包括多条并联的充电支路，每一充电支路由单片机一单独引脚控制，所述单片机从脉冲充电电路及电流采样电路实时获取每一充电支路的充电电压信号和充电电流信号，与预设的基准数据进行比较判断电池种类；所述单片机计算各个充电支路的充电电压信号与充电电流信号随时间的变化量，及充电正脉冲与零脉冲间的电压差值信息，判断电池当前所处的充电状态，根据该充电状态修正制定电池的充电曲线并确定充电阶段；所述单片机获取电池的最大充电电压、电压正斜率、电压零增量、电压负增量、以及电池容量增量判断电池的充饱程度，根据电池充饱程度终止充电。

【技术特征摘要】
1. 一种自适应电池充电电路，包括电源电路、控制电路与脉冲充电 电路，其特征在于，所述控制电路包括一单片机，所述脉冲充电电 路包括多条并联的充电支路，每一充电支路由单片机一单独SI脚控 制，所述单片机从脉冲充电电路及电流采样电路实时获取每一充电 支路的充电电压信号和充电电流信号，与预设的基准数据进行比较判断电池种类；所述单片机计算各个充电支路的充电电压信号与充 电电流信号随时间的变化量，及充电正脉冲与零脉冲间的电压差值 信息，判断电池当前所处的充电状态，根据该充电状态修正制定电 池的充电曲线并确定充电阶段；所述单片机获取电池的最大充电电 压、电压正斜率、电压零增量、电压负增量、以及电池容量增量判 断电池的充饱程度，根据电池充饱程度终止充电。2. 如权利要求1所述的自适应电池充电电路，其特征在于，所述单 片机包括一计数器，用于在电池充电开始后开始计时，在达到预设 的最长充电时间后中止电池充电。3. 如权利要求1所述的自适应电池充电电路，其特征在于，还包括 一显示部分，所述显示部分包括多个并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仕清，王庆海，
申请(专利权)人：李仕清，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]