專利名稱：智能型電池再生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種新型電池再生器，特別是關(guān)于一種智能型電池再生器。
由于工商業(yè)的發(fā)達(dá)，電池使用率越來越高，但令人頭痛的環(huán)保問題便隨之而來，而充電電池的使用可使今日令人頭痛的環(huán)保問題改善，對于電池使用頻繁者而言更是經(jīng)濟(jì)上的一大福音，故充電電池是今日電池的主流。但在充電電池的充電方式上還存在許多問題，以至充電電池在使用率上無法普及。本實用新型針對此問題作一番改良，以使充電電池更普及，更希望對社會上之環(huán)保問題有所助益。
關(guān)于以往的電池充電方式，我們將就其充電電池在充電中、充飽電后及使用上的方便性加以探討。首先就充電電池充電而言，一般即依充電電池的最大充電負(fù)荷，做一持續(xù)性充電。但這種持續(xù)性充電將使充電電池溫度上升加快，由于電池溫度越高，充電效率越差，故對充電電池而言此乃一缺點(diǎn)。
尤其充電電池充電飽和之后，電池溫度已上升發(fā)熱，若繼續(xù)充電，則充電電池將加速老化，甚至產(chǎn)生大量氧造成電解液的流失，使電池容量減少。故以往的保護(hù)手段，即在充電電池充電飽和之后，對其停止充電做為保護(hù)，但停止充電后的充電飽和電池將自行放電，這便減少了充電電池本身的電能。
再就其方便性而言，以往對不同性質(zhì)的充電電池，不可利用同一電池充電電路來充電。若冒然使用，不但影響充電電池壽命，而且會使充電電池?zé)龤б灾粱馃蔀?zāi)，這對使用者而言更是心理上的一大負(fù)擔(dān)。故而在以往的同類電池充電器中，往往需要一設(shè)定開關(guān)作為不同性質(zhì)電池間的充電電路轉(zhuǎn)換。另一不方便性，即在同一電池充電器中，以往的設(shè)計往往不能做較多改變，要為使用者做不同電壓的充電電池充電，則須依不同充電電池的電壓需求，購置電池充電器，不但使用上不方便，經(jīng)濟(jì)上更是損失。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有電池充電器的上述缺失，而提供一種智能電池再生器，即能在同一電池充電器中對多個不同電壓的充電電池充電，同時能對各電池充電的程度給予自動監(jiān)控和調(diào)節(jié)。
本實用新型提供了一種智能電池再生器，它是利用不同充電電池間具有不同的電池內(nèi)阻，經(jīng)計算后做為電池種類的自動鑒別。并利用掃描控制方式，對充電電池做周期性循環(huán)充電，能平均分配電池槽的充電電能，減少電能供應(yīng)時產(chǎn)生的熱功率損耗，并能減少充電電源的損耗，達(dá)省電效果。而在充電電池充電飽和后，自動改以微小的間歇性脈沖充電，以補(bǔ)充電池充電飽和后自行放電所損失的電能。另對于不同電壓的充電電池，則在同一電池充電器中，提供不同的電壓充電型式，以方便使用者使用。
為了使有關(guān)領(lǐng)域的科技人員能更進(jìn)一步了解本實用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非對本實用新型加以限制。有關(guān)該實施例的附圖為

圖1系本實用新型智能型電池再生器的組成方框圖；圖2系本實用新型智能型電池再生器的實施電路圖；圖3系本實用新型智能型電池再生器的動作流程圖；本實用新型對一次電池及二次電池的判別，是從電池的內(nèi)阻而正確的區(qū)分出來。因可充電電池的內(nèi)阻小，而一次電池的內(nèi)阻大，由此若能精確測出電池內(nèi)阻，同時配合微處理器運(yùn)算及判斷，則可作不同電池的充電。
一般充電電池中即存有一電池內(nèi)阻r，而電池內(nèi)部電壓可用V2來表示，電池外部充電電壓為V1，當(dāng)對電池充入一固定電流I時，由歐姆定律得知V1＝V2+I×r＝V2+ΔV其中ΔV為電池內(nèi)阻r充電時產(chǎn)生之電池內(nèi)阻壓降，當(dāng)不對電池充電時，電流I＝0由歐姆定律得知V1＝V2所以電池內(nèi)阻r＝(V1-V2)/I因此分別測量充電前電池的端電壓，及充電后電池的端電壓，即可計算出電池內(nèi)阻，本實用新型即利用此電池內(nèi)阻來自動鑒別電池種類。
而對于充電電池的充電方式，本實用新型是利用掃描控制方式，對充電電池做周期性循環(huán)充電。對其詳細(xì)說明如下若充電電池充電時，充電電池有四顆，則輪流對每一充電電池充電，由第一顆充電至第四顆。以一周期表示，則每一顆充電電池即獲得1/4個周期的充電，但其充電效果卻較以往等量之充電電量高出一倍。如此則有別于以往的持續(xù)性充電，不但減少電池溫度上升使電能效率提高，并可減化輸入電源設(shè)計及材料成本，對于充電電源更有減少損耗之省電效果。而其周期性循環(huán)充電，是利用微處理器輸出掃描訊號，控制充電電路的充電，做周期性循環(huán)充電。
另充電電池充電飽和后的處理，是利用微處理器，取得充電電池充電飽和后的訊號，控制其充電方式，自動改以微小的間歇性脈沖充電，以補(bǔ)充電池自行放電所損失的電能。而對于充電電池的顯示部分，是由微處理器獲得的充電資料，控制發(fā)光二極管的閃爍速度，做為充電電池于充電時的指示，如無法充電、在充電中、充電飽和等狀態(tài)指示，以便告知使用者。
且本實用新型亦可對充電電池反向放置時，能將其錯誤放置訊號輸入微處理器，以控制充電電路停止充電，做為檢知保護(hù)。對于不同電壓的充電電池充電，本實用新型是依充電電池所需的電壓，利用升壓器配合充電電路做為改善。
為了使有關(guān)技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本實用新型，以下就其整體作一說明。圖1系本實用新型電池充電器的組成方框圖，它是包括一電源輸入端1、一穩(wěn)壓電路2、一升壓電路3、一微處理器4、一組電池充電槽5、一組恒定電壓脈沖輸出控制電路6、一組電壓電平轉(zhuǎn)換電路7及一組發(fā)光二極管電路8所組成。其各單元間的關(guān)系如下(1)電源輸入端1，是對穩(wěn)壓電路2及升壓電路3提供電源；(2)穩(wěn)壓電路2，是由電源輸入端1獲得電源，經(jīng)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換后，對微處理器4及發(fā)光二極管電路8提供電源供應(yīng)；(3)升壓電路3，是由電源輸入端1獲得電源，再做電壓轉(zhuǎn)換，并輸入至恒定電壓脈沖輸出控制電路6；(4)恒定電壓脈沖輸出控制電路6，由升壓電路3獲得充電的電源，并由微處理器4獲得控制訊號，做為充電電源輸出至電池充電槽5的控制裝置；(5)電池充電槽5，獲得恒定電壓脈沖輸出控制電路6所控制的充電電源，對槽內(nèi)充電電池充電，并輸出電池電壓至電壓電平轉(zhuǎn)換電路7；(6)電壓電平轉(zhuǎn)換電路7，獲得電池充電槽5內(nèi)的充電電池電壓，然后做電壓電平轉(zhuǎn)換，并將處理后電壓輸入給微處理器4；(7)微處理器4，獲得電壓電平轉(zhuǎn)換電路7的轉(zhuǎn)換電壓，并做模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換再將其計算，及輸出恒定電壓脈沖輸出控制電路6的控制訊號，并輸出充電狀態(tài)訊號至發(fā)光二極管電路8；(8)發(fā)光二極管電路8，獲得微處理器4輸出的充電狀態(tài)訊號，做為狀態(tài)顯示輸出。
而其技術(shù)手段是利用上述微處理器，將電壓電平轉(zhuǎn)換電路獲得的充電電池于充電前后的電壓，做模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換并做計算以自動鑒別電池種類，并對充電電池的充電方式做一掃描式周期性循環(huán)充電控制。
圖2系本實用新型智能型電池再生器的實施電路圖，以下茲就說明(1)電源輸入端1，提供穩(wěn)壓電路2及升壓電路3所需的電源。
(2)穩(wěn)壓電路2，從電源輸入端1處獲得輸入電源，經(jīng)電容C1，輸入穩(wěn)壓器21第2腳，再經(jīng)穩(wěn)壓器21處理，由第3腳輸出，經(jīng)電容C2產(chǎn)生電壓Vcc，做為發(fā)光二極管電路8及微處理器4的工作電源。穩(wěn)壓器21和微處理4的型號和管腳如圖2所示。
(3)升壓電路3，由電源輸入端1處獲得工作電源，直接作為1.5伏充電電池電源；另由工作電源輸入電壓，經(jīng)升壓器31處理，并輸出電壓經(jīng)電阻R2、R3、R4及電容C3、C4處理，產(chǎn)生電壓Vdd，做為9伏充電電池及12伏充電電池的充電電壓源。升壓器31的結(jié)構(gòu)型號和管腳如圖2所示。
(4)恒定電壓脈沖輸出控制電路6，由升壓電路3獲得1.5伏的充電電源，經(jīng)限流電阻R15、R16、R17、R18及晶體管開關(guān)Q1、Q2、Q3、Q4的控制，做為電池充電槽5內(nèi)的1.5伏充電電池充電控制，而晶體管開關(guān)Q1、Q2、Q3、Q4則接受微處理器4輸出訊號，將此輪流輸出訊號傳至電阻R11、R12、R13、R14作為掃描充電控制；并由升壓電路3獲得9伏的充電電源Vdd，經(jīng)電阻R25及晶體管開關(guān)Q8，做為電池充電槽5內(nèi)的9伏充電電池充電控制，其中晶體管開關(guān)Q8，亦接受微處理器4輸出訊號，經(jīng)電阻R23控制晶體管開關(guān)Q7再由電阻R24控制晶體管開關(guān)Q8；另由升壓電路3獲得12伏的充電電源Vdd，經(jīng)電阻R22及晶體管開關(guān)Q6，做為電池充電槽5內(nèi)的12伏充電電池充電控制，其中晶體管開關(guān)Q6，亦接受微處理器4輸出訊號，經(jīng)電阻R20控制晶體管開關(guān)Q5再由電阻R21控制晶體管開關(guān)Q6。
(5)電池充電槽5，獲得恒定電壓脈沖輸出控制電路6所控制的1.5伏、9伏、12伏充電電源，對槽內(nèi)充電電池充電，并輸出電池電壓至電壓電平轉(zhuǎn)換電路7。
(6)電壓電平轉(zhuǎn)換電路7，獲得電池充電槽5內(nèi)的充電電池電壓，然后經(jīng)電阻R27與R26、R29與R28、R31與R30、R33與R32分別做為1.5伏充電電池的電壓電平轉(zhuǎn)換，并將處理后電壓輸入給微處理器4，其中二極管D1、D2、D3、D4做為充電電池反裝時的保護(hù)；而9伏及12伏的電池電壓電平轉(zhuǎn)換，分別由電阻R35與R34、電阻R37與R36完成，再將處理后電壓輸入至微處理器4，另二極管D5、D6則做為9伏及12伏充電電池反裝時的保護(hù)。
(7)微處理器4，獲得電壓電平轉(zhuǎn)換電路7的1.5伏、9伏、12伏充電電池的轉(zhuǎn)換電壓，并做模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換再將其計算，以判斷充電電池的狀態(tài)，判斷后再將狀態(tài)訊號送至發(fā)光二極管電路8；另微處理器4，亦對恒定電壓脈沖輸出控制電路6做掃描式充電控制，分別經(jīng)由電阻R11、R12、R13、R14、R20、R23和對應(yīng)的晶體管開關(guān)Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q7完成之。
(8)發(fā)光二極管電路8，獲得微處理器4輸出的1.5伏充電電池充電狀態(tài)訊號后，利用穩(wěn)壓電路2所產(chǎn)生的電源Vcc，經(jīng)由電阻R5、R6、R7、R8，分別對發(fā)光二極管LED1、LED2、LED3、LED4做1.5伏充電電池的狀態(tài)指示，在充電中以慢閃表示、無法充電以快閃表示、充電飽和以恒亮表示；另由微處理器4獲得輸出的9伏及12伏充電電池充電狀態(tài)訊號后，經(jīng)由電阻R9對晶體管開關(guān)Q9做控制，控制由穩(wěn)壓電路2所產(chǎn)生的電源Vcc，經(jīng)由電阻R10對LED5所指示的充電狀態(tài)指示，在充電中以慢閃表示、無法充電以快閃表示、充電飽和以恒亮表示。
圖3系本實用新型智能型電池再生器的動作流程圖，以下茲就說明電池放入電池充電槽310后，即獲得電池充電前電壓值311，再做模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換312，然后判斷電池是否反裝313，反裝則充電停止314，否則以掃描方式對各電池充電槽輪流充電315，由各電池充電槽獲得充電后電壓值316，將其做模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換317，再計算電池內(nèi)阻318，然后決定電池是否可充電319，若不能充電則LED快閃指示320，再判斷電池是否取出321，是則充電停止314，否則回至決定是否可以充電319，若是決定電池可充電，則以掃描方式對各電池充電槽輪流充電322，然后LED以慢閃指示323，再判斷是否充電飽和324，未飽和即回至以掃描方式對各電池充電槽充電322，飽和即以LED恒亮指示325，再判斷電池是否取出326，取出則充電停止314，否則以間歇性脈沖做電池充電327，再回至判斷是否充電飽和324。
由以上的實例說明可知本實用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1.具有不須任何開關(guān)選擇，可以自動鑒別電池種類，進(jìn)而決定充電與否。
2.以掃描方式做周期性循環(huán)充電，能平均分配電池槽的充電電能，減少電能供應(yīng)時的功率損耗，并具省電效果。
3.電池充電飽和后，自動改以微小之間歇性脈沖充電，以補(bǔ)充電池充電飽和后自行放電所損失的電能。
4.可做為不同電壓的充電電池充電。
5.具有充電電池反向放置檢知保護(hù)。
上述具體實施例是用來詳細(xì)說明本實用新型的目的、特征及功效，對于熟悉此類技藝之人士而言，根據(jù)上述說明，有可能對該具體實施例作部分變更及修改，而并不脫離出本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容，所以本實用新型的專利保護(hù)范圍僅是由權(quán)利要求范圍來確定。
權(quán)利要求1.一種電池再生器，其特征在于為智能型電池再生器，其中元器件包括一電源輸入端，一穩(wěn)壓電路，一升壓電路，一恒定電脈沖輸出控制電路，一組電池充電槽，一組電壓電平轉(zhuǎn)換電路，一微處理器及一組發(fā)光二極管電路；各元器件的聯(lián)接方式和動用電源輸入端是聯(lián)接并提供電源給穩(wěn)壓電路和升壓電路，穩(wěn)壓電路是接收自電源輸入端來的電源并經(jīng)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換后輸出給微處理器，升壓電路是由電源輸入端獲得電源并做電壓轉(zhuǎn)換后輸出給恒定電壓脈沖輸出控制電路，而恒定電壓脈沖輸出控制電路是由升壓電路獲得電源并由微處理器獲得控制信號，做為充電電源輸出至電池充電槽，電池充電槽由恒定電壓脈沖輸出控制電路獲得充電電源，對槽內(nèi)各充電電池充電，并輸出電池電壓至電壓電平轉(zhuǎn)換電路，電壓電平轉(zhuǎn)換電路獲得電池充電槽內(nèi)的充電電池電壓，做電壓電平轉(zhuǎn)換并收處理后的電壓輸送給微處理器，微處理器聯(lián)接穩(wěn)壓電路、恒定電壓脈沖輸出控制電路、發(fā)光二極管電路以及電壓電平轉(zhuǎn)換電路，它由穩(wěn)壓電路獲得穩(wěn)壓電源，并由電壓電平轉(zhuǎn)換電路獲得轉(zhuǎn)換電壓后，做模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換和計算，輸出控制信號給恒定電壓脈沖輸出控制電路，并輸出充電狀態(tài)信號至發(fā)光二極管電路，發(fā)光二極管電路由微處理器獲得充電狀態(tài)信號，做為狀態(tài)顯示輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的電池再生器，其特征在于微處理器將由電壓電平轉(zhuǎn)換電路獲得的充電電池于充電前后的電壓，做模擬和計算出電池內(nèi)阻以自動鑒別電池種類、判斷充電池的狀態(tài)并對充電池的充電方式做掃描式周期循環(huán)充電控制。
3.如權(quán)利要求1所述的電池再生器，其特征在于微處理器輸出掃描信號，控制充電電池充電，做周期性循環(huán)充電，當(dāng)充電電池充電飽和后便自動以微小的間歇性脈沖充電，以補(bǔ)充電池自行放電所損失的電能。
4.如權(quán)利要求1所述的電池再生器，其特征在于微處理器由電壓電平轉(zhuǎn)換電路獲得的電池充電槽內(nèi)充電電池電壓，其中多個二極管做為充電電池反裝時的保護(hù)，對反向放置的充電電池能控制恒定電壓脈沖輸出控制電路停止充電。
5.如權(quán)利要求1所述的電池再生器，其特征在于微處理器輸出充電狀態(tài)信號至發(fā)光二極管電路，通過控制發(fā)光二極管電路的閃爍速度，以指示充電電池充電狀態(tài)，指示無法充電、在充電中及充電飽和。
專利摘要一種智能型電池再生器，尤其是指一種藉由電源輸入端、穩(wěn)壓電路、升壓電路、恒定電壓脈沖輸出控制電路、電池充電槽、微處理器、電壓電平轉(zhuǎn)換電路及發(fā)光二極管電路組成之，可做電池充電時智能式狀態(tài)指示、電池充電飽和后的放電補(bǔ)償、電池反向放置檢知保護(hù)、不同電壓的充電電池充電及利用不同性質(zhì)電池間的不同電池內(nèi)阻做自動鑒別電池種類，并以掃描方式控制恒定電壓脈沖輸出控制電路，對電池充電槽內(nèi)電池做周期性循環(huán)充電，能平均分配電池槽的充電電能，減少電能供應(yīng)時的功率損耗，并具省電效果。
文檔編號H01M10/44GK2242523SQ9521785
公開日1996年12月11日 申請日期1995年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月31日
發(fā)明者沈德鴻, 陳永祥 申請人:云辰電子開發(fā)股份有限公司