一种智能充电器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种充电器，尤其是涉及一种智能充电器。本实用新型专利技术的技术方案如下，一种智能充电器，包括：主控电路、显示模块、按键和ＬＥＤ单元、充电单元。主控电路分别与液晶显示模块、按键和ＬＥＤ单元和充电单元采用数据总线连接；其特征在于：所述主控电路还至少连接一个充放电单元连接；每个充放电单元由控制电路、接口电路、高电位充放电电路１和低电位充放电电路２构成本实用新型专利技术的有益效果，所述充电器可使串联电池组，在长期使用过程中，能够得到更好的匹配，在充电时得到一定程度的修复，每节电池都能够充到最佳状态，从而延长电池的使用寿命。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种充电器，尤其是涉及一种智能充电器。所述充电器 是对列车尾部安全装置的电池组内每节电池单独充电，保证每节电池都充到 最佳状态，使得电池组中电池能够更好的匹配，从而延长电池的使用寿命。技术背景随着电子技术和移动通信技术的飞速发展，便携式电子设备越来越与人 们的生活密不可分，因此对电池产业提出了更高的要求。列车上的通讯设备 通常采用智能电池组。所谓智能电池组是一种采用专用的容量管理芯片，对 电池的充放电过程进行监测和对电池容量进行统计，在电池组内还采用保护 电路，用于防止电池过度充电、过度放电或短路等。智能电池组能够准确地 监测电池充放电过程，从而统计出电池的容量，通过标准的通讯接口，为向 其充电的设备提供工作电压，电流等重要参数。现有的智能电池组由两节电 池串接而成，每节电池都设有保护电路，两节电池的充放电由容量统计电路 来监测，参见图1所示。然而，智能电池组在使用和维护中，存在问题也尤为突出。由于智能电 池组采用两节电池串联而成，现有技术中，通常采用串联的充电模式。这种 充电模式的特点是充电器结构简单，便于控制，价格便宜，充电电流的大 小依据所用电池的结构参数来选取。这是因为采用串联充电模式的充电器， 它所关注的是电池组内电池的共性， 一直充到终结，不关注每个电池单体的 个性问题。所以，采用串联充电模式的条件是，所用两节电池间的性能要匹配，即一致性要好。否则，性能优的电池在充电过程中，因过充而提前失效。 性能劣的电池，在放电过程中，因负载过大而失效。从某种程度上来讲，串 联充电的方法加剧了两节电池间的不匹配，反而縮短了电池的寿命。所述保护电路为基于CS213的单节锂电池保护电路。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中，'串联充电的两节电 池在充电中的不一致、不匹配的缺陷。提供一种带容量统计的，对两节电池 进行平衡充电的充电器，简称平充式充电器。本技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案如下， 一种智能充 电器，包括主控电路 用于采集每组充电单元、放电单元的数据信号，控制显示模块显示和按键的操作； 显示模块 显示充电板的工作状态和电池组的参数； 按键和LED单元用于输入控制信号、显示工作状态。充电单元 每节电池单独进行充电、单独放电，与电池相连，负责电池的充电容量的统计，并且采集电压、电流，送给充电单 元控制电路和负责控制充、放电，采集电池的状态信息； 所述主控电路分别与液晶显示模块、按键和LED单元和充电单元连接; 其特征在于所述主控电路至少连接一个充放电单元；每个充放电单元由控 制电路、高电位充放电电路(1)和低电位充放电电路(2)构成；所述高电 位充放电电路(1)由接口电路(14)、容量统计电路(ll)、充电电路(12)和放电电 路(13)构成；容量统计电路(ll)、充电电路(12)和放电电路(13)并联连接后与被充电的智能电池中的高端电池(35)连接；所述控制电路通过数据线 (HDQ1')、接口电路(14)、数据线(HDQ1)与容量统计电路(ll)连接，通 过控制线(cr、 Dl')、接口电路(14)、控制线(Cl、 Dl)分别与充电电路 (12)和放电电路(13)连接；所述低电位充放电电路(2)由容量统计电路(21)、充 电电路(22)和放电电路(23)构成，容量统计电路(21)、充电电路(22)和放电电 路(23)并联连接后与被充电的智能电池中的低端电池(34)连接；所述控制电 路通过数据线(HDQ2)与容量统计电路(21)连接；所述控制电路通过控制 线(Cl、 Dl)与充电电路(22)和放电电路(23)连接。所述控制电路通过数据线(HDQ3)与被充电的智能电池中的容量统计 电路3连接。所述控制电路采用ATmegl6单片机。所述接口电路由四个独立的光耦电路。所述充电电路采用LTC4002电路。所述容量统计电路采用BQ2060电路。所述放电电路采用TIP122电路。本技术的有益效果是所述充电器可使串联电池组，在长期使用过 程中，能够得到更好的匹配，在充电时得到一定程度的修复，每节电池都能 够充到最佳状态，从而延长电池的使用寿命。附图说明图l:为现有智能电池龟路原理图；图2:为本技术充电器总体框图；图3:为本技术充电单元框图；图4:为本技术的接口电路示意图；具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步描述电池组中，串联的两节电池在长期的使用过程中，渐渐会产生较大差异。 由于其内部化学性质的影响，即使相同的充电电流，相同的充电时间，电池 的电压也会有很大差异。本技术采用的平充方法是对每节电池单独充 电，单独保护。这样能保证每节电池在充电时，都能够充到最佳状态。平充 式充电器能够修复两节电池间的差异，使电池更好的配对，从而延长电池的 使用寿命。图2为充电器的结构框图。主控电路分别与液晶显示模块、按键和LED 单元、充电单元采用数据总线连接。本技术为节省成本，主控电路连接 四个充放电单元连接，可对四个电池组同时充电。列车上采用的智能电池组的电压为8.4V，由于电池组是封装好的，在充 电时不能打开电池盒，所以两节电池不共地。也就是说，两节电池的电压没 有相同的参考点。高端电池以PackT作为参考点，Pack+点电压为8.4V; PackT为中间点4.2V; Pack—为参考地OV。本技术是对电池组内每节 电池单独充电，每个充放电单元由控制电路、高电位充放电电路l和低电位 充放电电路2构成。所述高电位充放电电路由接口电路14、容量统计电路 11、充电电路12和放电电路13构成，充电电路12、放电电路13对高端的 电池充放电，容量统计11负责统计高端电池的容量。所述低电位充放电电路2由容量统计电路21、充电电路22和放电电路 23构成，充电电路22和放电电路23对低端的电池充放电，容量统计电路21负责统计低端电池的容量。控制电路与低端电池和低电位充放电电路2共用地，既有相同的参考'0 电位。接口电路14与高端电池和高电位充放电电路1共用地，既有相同的 参考0，其电位是在低端电池之上，即其以低端电池的4.2V为参考0电 位。由于两部分电路不共地，充电单元的控制电路要实现对高端电池充放电 的控制和通信，就需要对高电平进行隔离或转换，所以需要采用接口电路。 所述接口电路14由光耦组成，负责电平的转换，实现对高端电池电路的控 制。图3中，HDQ1，经过接口电路转换为HDQ1， Cl'转换为Cl， Dl' 转换为Dl。HDQ通信协议为单线协议，通过HDQ单总线与容量统计芯片通信，读 取电池的信息，如电压、电流、容量等。控制电路的核心为一ATmegl6L单片机，其作用之一是通过UART串 行口与主控电路通信，显示电池组的充放电参数。其作用之二是通过 HDQ1，、 HDQ2、 HDQ3、 Cl，、 Dl'、 C2和D2， 7个IO口与容量统计电路 11、充电电路12、放电电路13、容量统计电路21、充电电路22、放电电路 23、电池组内的容量统计电路33通讯。HDQ1'、 Cl'、 Dl'分别通过接口 电路的光耦隔离与容量统计电路11、充电电路12、放电电路13连接。HDQ2、 C2、 D2、 HDQ3分别与容量统计电路21、充电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能充电器，包括：主控电路：用于采集每组充电单元、放电单元的数据信号，控制显示模块显示和按键的操作；显示模块：显示充电板的工作状态和电池组的参数；按键和ＬＥＤ单元：用于输入控制信号、显示工作状态；充电单元：每节电池单独进行充电、单独放电，与电池相连，负责电池的充电容量的统计，并且采集电压、电流，送给充电单元控制电路和负责控制充、放电，采集电池的状态信息；所述主控电路分别与液晶显示模块、按键和ＬＥＤ单元和充电单元连接；其特征在于：所述主控电路至少连接一个充放电单元；每个充放电单元由控制电路、高电位充放电电路（１）和低电位充放电电路（２）构成；所述高电位充放电电路（１）由接口电路（１４）、容量统计电路（１１）、充电电路（１２）和放电电路（１３）构成；容量统计电路（１１）、充电电路（１２）和放电电路（１３）并联连接后与被充电的智能电池中的高端电池（３５）连接；所述控制电路通过数据线（ＨＤＱ１’）、接口电路（１４）、数据线（ＨＤＱ１）与容量统计电路（１１）连接，通过控制线（Ｃ１’、Ｄ１’）、接口电路（１４）、控制线（Ｃ１、Ｄ１）分别与充电电路（１２）和放电电路（１３）连接；所述低电位充放电电路（２）由容量统计电路（２１）、充电电路（２２）和放电电路（２３）构成，容量统计电路（２１）、充电电路（２２）和放电电路（２３）并联连接后与被充电的智能电池中的低端电池（３４）连接；所述控制电路通过数据线（ＨＤＱ２）与容量统计电路（２１）连接；所述控制电路通过控制线（Ｃ１、Ｄ１）与充电电路（２２）和放电电路（２３）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种智能充电器，包括主控电路用于采集每组充电单元、放电单元的数据信号，控制显示模块显示和按键的操作；显示模块显示充电板的工作状态和电池组的参数；按键和LED单元用于输入控制信号、显示工作状态。充电单元每节电池单独进行充电、单独放电，与电池相连，负责电池的充电容量的统计，并且采集电压、电流，送给充电单元控制电路和负责控制充、放电，采集电池的状态信息；所述主控电路分别与液晶显示模块、按键和LED单元和充电单元连接；其特征在于所述主控电路至少连接一个充放电单元；每个充放电单元由控制电路、高电位充放电电路(1)和低电位充放电电路(2)构成；所述高电位充放电电路(1)由接口电路(14)、容量统计电路(11)、充电电路(12)和放电电路(13)构成；容量统计电路(11)、充电电路(12)和放电电路(13)并联连接后与被充电的智能电池中的高端电池(35)连接；所述控制电路通过数据线(HDQ1’)、接口电路(14)、数据线(HDQ1)与容量统计电路(11)连接，通过控制线(C1’、D1’)、接口电路(14)、控制线(C1、D1)分别与充电电路(12)和放电电路(13)连接；所述低电位充放电电路(2)由容量统计电路(21)、充电电路(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永兴，蒋国平，马幼军，赵泰洋，王洁，谭艳芹，
申请(专利权)人：杨永兴，蒋国平，马幼军，赵泰洋，王洁，谭艳芹，
类型：实用新型
国别省市：31[]