多功能蓄電池智能充電器及充電方法
【專利摘要】本發明涉及一種多功能蓄電池智能充電器及充電方法，市電通過整流電路整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路；電壓電流傳感器接入充電主電路中，采集充電電壓和電流送主控MCU；輸入設備設定充電電池參數送入主控MCU，主控MCU輸出控制信號經過驅動電路隔離放大驅動充電主電路的MOSFET管；主控MCU輸出充電狀態數據到顯示設備。主控MCU內有充電數據庫，通過充電電流電壓實時監控，調整充電主電路的控制信號，實現電壓或電流的閉環控制。可以對市場上不同類型的蓄電池充電，智能充電，有效地維護電池的特性，延長電池的使用壽命。
【專利說明】多功能蓄電池智能充電器及充電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電池充電器，特別涉及一種多功能蓄電池智能充電器及充電方法。
【背景技術】
[0002]蓄電池，作為一種有效的能源供給，被廣泛地應用于各種設備上。當前，我國的蓄電池存在使用壽命偏低的問題，其問題一方面在于蓄電池使用維護不當，另一方面在于缺少一個能夠維護電池特性的充電器。我國市場上很多充電器結構相對簡單，采用單一的充電方式，充電過程簡單粗暴，對電池特性造成了極大損害，從而減小了蓄電池的使用壽命，造成了很大的浪費。我國部分場合還存在不同類型蓄電池充電器混用的情況，由于不同類型蓄電池充電電壓不同，從而會出現過充或充電不足的現象，甚至出現安全隱患。
[0003]為了提高蓄電池的使用壽命，對蓄電池的維護需要建立精確的充電制度并加以實施，才能使該蓄電池達到最優的性能和最長的使用壽命。
【發明內容】
[0004]本發明是針對現在電池種類多，充電不當易造成電池損壞的問題，提出了一種多功能蓄電池智能充電器及充電方法，充電過程結合不同類型電池特性設計，充電曲線平滑，可以有效地維護電池的特性，延長電池的使用壽命。
[0005]本發明的技術方案為:一種多功能蓄電池智能充電器，包括整流電路、充電主電路、主控MCU、驅動電路、電壓電流傳感器、輸入設備及顯示設備，市電通過整流電路整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路；電壓電流傳感器接入充電主電路中，采集充電電壓和電流送主控MCU ;輸入設備設定參數送入主控MCU，主控MCU輸出控制信號經過驅動電路隔離放大驅動充電主電路的MOSFET管；主控MCU輸出充電狀態數據到顯示設備。
[0006]所述多功能蓄電池智能充電器的充電方法，具體包括如下步驟:
1)充電器上電后，用按鍵在顯示屏上設置電池類型和相關參數，充電器內預設的四種電池,包括:鋰電池、鉛酸電池、鎳氫蓄電池及磷酸鐵鋰電池,然后將電池接入充電接口，主控MCU可根據充電接口兩端的電壓自動識別電池是否接入及電源極性，識別成功即可開始進入充電狀態，在液晶屏上會顯示識別成功與開始充電提示；
2)充電過程中，主控MCU通過電壓電流傳感器采集實時電池的充電電壓與充電電流，并根據電池電壓和充電電流估算出電池的剩余電量，然后查詢電池的充電數據庫，根據充電數據庫內相應剩余電量區間電池的理想充電電壓電流，主控MCU調整充電主電路的控制信號，實現電壓或電流的閉環控制，液晶屏上實時顯示電池的充電電壓、充電電流和剩余電量大小；
3)充電過程中，如果出現電池斷開故障，充電器將自動切斷充電主電路，等待電池接入繼續充電； 4)充電完成后，充電王電路自動斷開，在液晶屏上顯不充電完成。
[0007]本發明的有益效果在于:本發明多功能蓄電池智能充電器，可以對市場上不同類型的蓄電池充電，智能充電，有效地維護電池的特性，延長電池的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明多功能蓄電池充電器的結構框圖；
圖2為本發明多功能蓄電池充電器的充電主電路接線圖；
圖3為本發明多功能蓄電池充電器的程序框圖。
【具體實施方式】
[0009]傳統充電器充電方式為針對單一類型電池的恒壓或恒流充電，本充電器可以針對不同電池類型，采用分階段變流充電，根據電池的剩余電量實時控充電電壓與電流。
[0010]如圖1所示多功能蓄電池充電器的結構框圖，包括整流電路、充電主電路、主控MCU、驅動電路、電壓電流傳感器、輸入設備及顯示設備。220V交流市電通過整流電路，把交流電壓整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路，如圖2所示充電主電路接線圖，可以輸出正負可控電壓，提供充電電壓，開關元件為N溝道MOSFET ；主控MCU采用32位單片機控制；驅動電路采用驅動隔離芯片，將主控MCU產生的控制信號隔離放大驅動充電主電路的MOSFET管；電壓電流傳感器接入充電主電路中，檢測充電電壓和電流，用于實現充電過程中電壓電流的閉環控制；輸入設備為按鍵，顯示設備為LCD液晶屏，充電前用按鍵選擇充電電池類型和電池參數，在液晶屏上顯示，充電過程可實時顯示充電參數，包括充電電壓、充電電流和剩余電量估計。
[0011]充電器通過主控MCU協調控制各模塊實現充電功能，軟件程序燒寫在主控MCUROM中，如圖3所示多功能蓄電池充電器的程序框圖，軟件涉及電池充電數據庫、充電控制程序、數據采樣與處理、外設驅動等。
[0012]電池充電數據庫為不同種類電池充電過程中剩余電量與電池充電電壓電流的對應表，該部分數據經過試驗驗證有利于維護電池充電特性。
[0013]充電控制程序涉及充電過程中的控制與保護。
[0014]數據采樣與處理部分涉及電壓電流數據的轉換及剩余電量的計算，并通過查詢電池充電數據庫計算出實時的充電電壓與電流。
[0015]驅動部分指充電主電路中MOSFET驅動電路。
[0016]使用中，首先用按鍵在顯示屏上設置電池類型和相關參數，充電器提供四種預設的電池類型,包括:鋰電池、鉛酸電池、鎳氫蓄電池及磷酸鐵鋰電池。然后將電池接入充電接口，主控MCU可根據充電接口兩端電壓自動識別電池是否接入及電池極性(正反向均可充電)，識別成功即可開始進入充電狀態，在液晶屏上會顯示識別成功與開始充電提示。
[0017]充電過程中，主控MCU通過電壓電流傳感器可以實時檢測電池的充電電壓與充電電流，控MCU通過電壓電流傳感器采集實時電池的充電電壓與充電電流，并根據電池電壓和充電電流估算出電池的剩余電量，然后查詢電池的充電數據庫，根據充電數據庫內相應剩余電量區間電池的理想充電電壓電流。液晶屏上實時顯示電池的充電電壓、充電電流和剩余電量大小。在充電過程中，如果因為偶然因素電池斷開，充電器將自動進入充電器將自動切斷充電主電路，等待電池接入繼續充電。
[0018]充電完成后，充電主電路自動斷開，在液晶屏上顯示充電完成。
【權利要求】
1.一種多功能蓄電池智能充電器，其特征在于，包括整流電路、充電主電路、主控MCU、驅動電路、電壓電流傳感器、輸入設備及顯示設備，市電通過整流電路整成直流，給充電主電路供電；充電主電路為橋式可逆斬波電路；電壓電流傳感器接入充電主電路中，采集充電電壓和電流送主控MCU ;輸入設備設定參數送入主控MCU，主控MCU輸出控制信號經過驅動電路隔離放大驅動充電主電路的MOSFET管；主控MCU輸出充電狀態數據到顯示設備。
2.權利要求1所述充電器的充電方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 1)充電器上電后，用按鍵在顯示屏上設置電池類型和相關參數，充電器內預設的四種電池,包括:鋰電池、鉛酸電池、鎳氫蓄電池及磷酸鐵鋰電池,然后將電池接入充電接口，主控MCU可根據充電接口兩端的電壓自動識別電池是否接入及電源極性，識別成功即可開始進入充電狀態，在液晶屏上會顯示識別成功與開始充電提示； 2)充電過程中，主控MCU通過電壓電流傳感器采集實時電池的充電電壓與充電電流，并根據電池電壓和充電電流估算出電池的剩余電量，然后查詢電池的充電數據庫，根據充電數據庫內相應剩余電量區間電池的理想充電電壓電流，主控MCU調整充電主電路的控制信號，實現電壓或電流的閉環控制，液晶屏上實時顯示電池的充電電壓、充電電流和剩余電量大小； 3)充電過程中，如果出現電池斷開故障，充電器將自動切斷充電主電路，等待電池接入繼續充電； 4)充電完成后，充電王電路自動斷開，在液晶屏上顯不充電完成。
【文檔編號】H02J7/10GK104201752SQ201410450656
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】程啟明, 李明, 王鶴霖, 陳根, 徐聰, 張海清 申請人:上海電力學院