一種用于電池的充電器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池充電技術領域，尤其涉及一種用于電池的充電器。
【背景技術】
[0002]目前，現有的充電器的充電端口在沒有連接電池的時候，都是直接把其內設的充電管理芯片的充電輸出引至充電端口，這種設置方式是為了防止芯片和電池的損壞。此時充電管理芯片會一直或斷續的在端口上產生一個充電電壓，用于監測是否有電池連接并需要充電。雖然充電管理芯片大多有過壓和過流保護功能，但是，裸露的充電端口在短路的瞬間也會有較大的電流通過。然而這種充電端口引腳帶電的情況在一些應用中是不允許的，例如:在醫療器械等領域中有隔離等級和漏電流的要求，在一些有可燃氣體的環境中，微笑的電火花也會引起嚴重的事故。因此，上述結構的充電器在適用的領域中存在著局限性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，為解決現有的充電器在未連接電池時，存在著充電端口引腳帶電的技術問題，提供一種用于電池的充電器。該充電器能夠保證電池在未接入充電器時，充電端口引腳不帶電，提高了系統的可靠性。
[0004]為實現上述目的，本發明提供一種用于電池的充電器，包括:電源、電池接口、電壓調節電路、A/D轉換芯片、單片機、繼電器驅動電路、繼電器和充電控制電路；所述的電壓調節電路用于采集從電池接口接入的電池的電壓信號后進行電壓調節，生成適于A/D轉換芯片輸入的電壓信號；所述的A/D轉換芯片用于將輸入的電壓信號轉換成數字信號輸出至單片機；所述的單片機通過接收的數字信號控制繼電器驅動電路驅動繼電器執行通斷電操作；所述繼電器的兩端分別連接電池接口與充電控制電路；所述的充電控制電路通過電源的驅動為電池充電。
[0005]作為上述技術方案的進一步改進，所述的單片機通過設定的電壓閾值與接收的數字信號進行比較，如果數字信號低于電壓閾值，則判定電池為電壓不正常狀態，并控制繼電器驅動電路驅動繼電器斷電，如果數字信號高于電壓閾值，則判定電池為電量充滿狀態，并控制繼電器驅動電路驅動繼電器斷電，如果數字信號介于電壓閾值的范圍內，則判定電池為電量未充滿狀態，并控制繼電器驅動電路驅動繼電器通電。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進，還包括電平轉換芯片，所述的電平轉換芯片一端連接電池接口上設有的DATA接口，其另一端連接單片機；所述的DATA接口用于采集電池輸出的載有電池數據的電壓信號，所述的電平轉換芯片用于將所述的電壓信號進行電平轉換后輸入至單片機，所述的單片機根據接收到的電壓信號對電池進行識別。
[0007]本發明的一種用于電池的充電器的優點在于:
[0008]本發明的充電器解決了現有的電池充電器、代電池充電功能的設備所存在的在沒有接入電池時，電池端口的帶電問題，利用單片機的檢測和控制繼電器的通斷電，保證電池在未接入充電器時，充電端口引腳不帶電，提高了系統的可靠性；適用于對電池接口的帶電有嚴格控制的場合(如:醫療器械、石油、化工、紡織和煤礦等領域)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施例中的一種用于電池的充電器的電路結構示意圖。
[0010]圖2是利用本發明實施例中的充電器配置充電電流值的流程圖。
[0011]附圖標記
[0012]1、電池接口2、電平轉換芯片 3、充電控制電路
[0013]4、繼電器5、電壓調節電路 6、A/D轉換芯片
[0014]7、繼電器驅動電路 8、單片機9、鋰電池
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明所述的一種用于電池的充電器進行詳細說明。
[0016]如圖1所示，本發明的用于電池的充電器包括:電源、電池接口 1、電壓調節電路5、A/D轉換芯片6、單片機8、繼電器驅動電路7、繼電器4和充電控制電路3 ;所述的電壓調節電路5用于采集從電池接口 I接入的電池的電壓信號后進行電壓調節，生成適于A/D轉換芯片6輸入的電壓信號；所述的A/D轉換芯片6用于將輸入的電壓信號轉換成數字信號輸出至單片機8 ;所述的單片機8通過接收的數字信號控制繼電器驅動電路7驅動繼電器4執行通斷電操作；所述繼電器4的兩端分別連接電池接口 I與充電控制電路3 ;所述的充電控制電路3通過電源的驅動為電池充電。
[0017]如圖1所示，以鋰電池為例，利用上述充電器在進行充電工作時，鋰電池9的V+電壓經過電壓調節電路5轉換為A/D轉換芯片6的正常輸入電壓，再由單片機8進行數字采集。單片機8通過端口的電壓判斷是否有電池連接，若有電池接入，則控制繼電器驅動電路7打開繼電器4，連通電池接口 I與充電控制電路3，實現鋰電池9的充電。若鋰電池9充滿則關閉繼電器4，切斷電池接口 I與充電控制電路3的連接。通過電池接口 I接收電池V+的電壓和充電控制電路3輸出的充電狀態信號判斷，若檢測到電池斷開則關閉繼電器4，切斷充電控制電路3與電池接口 I的連接，保證在沒有電池的狀態時，電池接口 I沒有電壓輸出。
[0018]基于上述結構的充電器，在本實施例中，還包括電平轉換芯片2，所述的電平轉換芯片2 —端連接電池接口 I上設有的DATA接口，其另一端連接單片機8 ;所述的電池接口I的信號包括:GND/V+/DATA，所述的DATA接口用于采集電池輸出的載有電池數據的電壓信號，所述的電平轉換芯片2用于將所述的電壓信號進行電平轉換后輸入至單片機8，所述的單片機8根據接收到的電壓信號對電池進行識別。所述的電池數據主要包括電池序列號、制造商等信息，電平轉換芯片主要實現單片機的接口保護功能，可按電池的5V電平轉換為單片機的3.3VTTL電平。
[0019]電池的DATA信號通過電平轉換芯片2與單片機8進行通訊，單片機8在檢測到電池接口 I的V+信號正常后，會通過DATA信號與電池進行通訊，識別電池是否符合充電條件，如果電池是有效的，則控制繼電器驅動電路7打開繼電器4，連接充電控制電路3和鋰電池9，對電池進行充電。
[0020]另外，如果對于電池電壓的精度要求不高，A/D轉換芯片2可以采用單片機8內部設有的A/D進行數據處理；繼電器4也可以替換為MOSFET管，作為充電控制電路與電池之間鏈路的控制器件。
[0021]基于上述結構的充電器，單片機的具體控制流程如圖2所示:
[0022]首先，利用單片機采集經A/D轉換芯片處理后的數字信號，通過設定的電壓閾值與接收的數字信號進行比較，如果數字信號低于電壓閾值，則判定電池的電壓不正常，(對于單節鋰電池可以設定電壓閾值為2.5V?4.2V范圍，2節或者多節串聯的情況可以線性提高此檢測電壓閾值)，則控制繼電器驅動電路關閉繼電器，使電池接口不帶電；
[0023]否則，檢測電池是否充滿，如果數字信號高于電壓閾值，則判定電池為電量充滿狀態，則控制繼電器驅動電路關閉繼電器，防止電池多次反復充電，降低電池壽命；
[0024]否則，如果數字信號介于電壓閾值的范圍內，則判定電池為電量未充滿狀態，此時單片機通過一線制通訊端口 DATA與電池通訊，判斷電池是否有效，如果無效，則控制繼電器驅動電路關閉繼電器；此功能用于防止充電端口插入異常帶電設備或者其他型號電池，而導致充電故障。
[0025]如果判定電池有效，則控制繼電器驅動電路打開繼電器，連接充電控制電路和電池接口，開始給電池充電，并延遲2秒時間(此時間可以根據實際情況調整)，用于檢測從充電控制電路接收的充電狀態信號，如果充電狀態信號顯示充電異常，則控制繼電器驅動電路關閉繼電器，停止給電池充電；否則，繼續執行電池充電操作，并進行下一循環的檢測。
[0026]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種用于電池的充電器，包括電源和電池接口(I)，其特征在于，還包括:電壓調節電路(5)、A/D轉換芯片(6)、單片機(8)、繼電器驅動電路(7)、繼電器(4)和充電控制電路(3);所述的電壓調節電路(5)用于采集從電池接口⑴接入的電池的電壓信號后進行電壓調節，生成適于A/D轉換芯片(6)輸入的電壓信號；所述的A/D轉換芯片(6)用于將輸入的電壓信號轉換成數字信號輸出至單片機(8);所述的單片機(8)通過接收的數字信號控制繼電器驅動電路(7)驅動繼電器⑷執行通斷電操作；所述繼電器⑷的兩端分別連接電池接口(I)與充電控制電路⑶；所述的充電控制電路⑶通過電源的驅動為電池充電。
2.根據權利要求1所述的用于電池的充電器，其特征在于，所述的單片機(8)通過設定的電壓閾值與接收的數字信號進行比較，如果數字信號低于電壓閾值，則判定電池為電壓不正常狀態，并控制繼電器驅動電路(7)驅動繼電器(4)斷電，如果數字信號高于電壓閾值，則判定電池為電量充滿狀態，并控制繼電器驅動電路(7)驅動繼電器(4)斷電，如果數字信號介于電壓閾值的范圍內，則判定電池為電量未充滿狀態，并控制繼電器驅動電路(7)驅動繼電器⑷通電。
3.根據權利要求2所述的用于電池的充電器，其特征在于，還包括電平轉換芯片(2)，所述的電平轉換芯片(2) —端連接電池接口(I)上設有的DATA接口，其另一端連接單片機(8);所述的DATA接口用于采集電池輸出的載有電池數據的電壓信號，所述的電平轉換芯片(2)用于將所述的電壓信號進行電平轉換后輸入至單片機(8)，所述的單片機(8)根據接收到的電壓信號對電池進行識別。
【專利摘要】本發明提供了一種用于電池的充電器，包括：電源、電池接口(1)、電壓調節電路(5)、A/D轉換芯片(6)、單片機(8)、繼電器驅動電路(7)、繼電器(4)和充電控制電路(3)；所述的電壓調節電路(5)用于采集從電池接口(1)接入的電池的電壓信號后進行電壓調節；所述的單片機(8)通過接收的數字信號控制繼電器驅動電路(7)驅動繼電器(4)執行通斷電操作；所述繼電器(4)的兩端分別連接電池接口(1)與充電控制電路(3)；所述的充電控制電路(3)通過電源的驅動為電池充電。該充電器利用單片機的檢測和控制繼電器的通斷電，保證電池在未接入充電器時，充電端口引腳不帶電，提高了系統的可靠性。
【IPC分類】H02J7-00
【公開號】CN104682522
【申請號】CN201510144977
【發明人】江樂陽, 文章, 馬力
【申請人】北京中科盛康科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月30日