專利名稱：一種恒壓限流充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種充電器。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進步，能源問題已日益突出。煤、石油等非可再生能源的大量使用，不僅無法滿足可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，而且會對環(huán)境造成巨大的污染。電動自行車體積小，使用方便，電動自動車以蓄電池提供動能，目前電動自行車蓄電池充電器無顯示器，無法對蓄電池充電時行控制處理，增加了充電控制的難度，無法實時的檢測蓄電池在充電過程中的充電情況。給使用者帶來不便，影響電動車的發(fā)展。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進行完善與改進，提供一種恒壓限流充電器，以達(dá)到充電過程可視且可控的目的。為此，本實用新型采取以下技術(shù)方案。一種恒壓限流充電器，包括控制模塊、功率模塊，其特征在于:所述的控制模塊包括能用于顯示充電過程的顯示屏、用于充電計時的時鐘芯片、與功率模塊相連的用于對輸出電壓進行檢測的電壓檢測電路、輸出電流進行檢測的電流檢測電路、用于充電控制的充電電路及引腳與顯示屏、時鐘芯片、電壓檢測電路、電流檢測電路相連的單片機。與普通的電瓶車充電器相比，增設(shè)顯示屏，顯示屏提供人機界面，令整個充電過程可控并能實時顯示充電狀態(tài)在用戶面前，使用戶直觀了解蓄電池的充電狀況，提高使用的可靠性，避免因不知曉充電時間，過早結(jié)束充電，蓄電池儲電量不足，造成中途無電的情況發(fā)生。另外，增加一路電壓檢測電路與電流檢測電路，能實時的監(jiān)測充電過程中的充電電壓與充電電流，配以專用的時鐘芯片能實時的顯示電動自行車在整個充電過程中的充電時間的實時顯示，并能記錄本次充電時間以及整個過程的累積充電時間，從而體現(xiàn)蓄電池已使用的時間，了解蓄電池的情況?？刹捎?位STC系列單`片機進行控制，能友好的將實際采集到的充電電壓充電電流數(shù)據(jù)以及本次充電時間，累積充電時間實時地顯示在用戶面前。顯示器能顯示充電過程的整個環(huán)節(jié)，包括“充電開始”，“充電進行中”，“充電結(jié)束”等，配以動態(tài)顯示畫面，能在顯示器上面反應(yīng)充電過程中蓄電池的電量等，更為人性化，可視性提高，用戶使用方便、直觀。作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術(shù)特征。所述的控制模塊還包括用于防止反接的防反接電路。有效的防止了用戶在使用過程中由于誤操作而導(dǎo)致電瓶損壞以及充電器損壞失效可能的發(fā)生。所述的控制模塊還包括用于用戶輸入的功能鍵，所述的功能鍵與單片機引腳相連。增加按鍵輸入功能，用戶在實用過程中能根據(jù)自己的需要進行電動車充電時間的自行設(shè)置，也能對充電累積時間的清零以及查詢每次充電過程中的充電情況。所述的控制模塊還包括用于調(diào)節(jié)顯示屏的背光調(diào)節(jié)電路。[0009]所述的防反接電路包括二極管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、三極管、場效晶體管，蓄電池的正極連接端與二極管的正極相連，二極管的負(fù)極與三極管的集電極及第三電阻一端相連，第三電阻的另一端與三極管的基極及第五電阻一端連接，第五電阻的另一端與場效晶體管的漏極及蓄電池的負(fù)極連接端連接；三極管的集電極與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第四電阻的一端及場效晶體管的柵極連接；第四電阻的另一端與場效晶體管的源極相連。電壓檢測電路包括分壓電阻、濾波電阻、濾波電容、運算放大器，充電電壓經(jīng)分壓電阻分壓、濾波電阻和濾波電容一階濾波后，經(jīng)運算放大器電壓跟隨之后，將模擬電壓送至單片機的模擬口引腳。所述的背光調(diào)節(jié)電路包括兩個濾波電路、用于電壓跟隨的運算放大器、用于比例放大的運算放大器；由單片機輸出的占空比信號，經(jīng)過兩個濾波電路濾波、運算放大器電壓跟隨、運算放大器反向比例運算放大之后，加載至顯示屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)。增加對液晶屏亮度的調(diào)節(jié)功能，以及按鍵喚醒液晶屏背光的暗滅，更進一步的做到了節(jié)能。所述的控制模塊設(shè)有多個不同光色的指示燈以區(qū)別充電過程的各狀態(tài)。所述的充電電路包括比較器、可調(diào)電阻、穩(wěn)壓二極管、分壓電阻、檢測電阻、光電耦合器；所述的比較器同相輸入端與可調(diào)電阻相連，比較器的反相輸入端與電流檢測電路相連，比較器的輸出端與光電I禹合器一端相連，比較器的反相輸入端與輸出端之間設(shè)一電容，光電耦合器另一端與單片機引腳相連，穩(wěn)壓二級管的輸出端與分壓電阻一端相連，分壓電阻的另一端與比較器同相輸入端相連。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻可調(diào)節(jié)充電電流，充電電路為閉環(huán)控制，使充電電路在過流的情況下，能迅速將輸出電壓降低。有益效果:與普通的電瓶車充電器相比，增設(shè)顯示屏，顯示屏提供人機界面，令整個充電過程可控并能實時顯示充電狀態(tài)在用戶面前，使用戶直觀了解蓄電池的充電狀況，提高使用的可靠性，避免 因不知曉充電時間，過早結(jié)束充電，蓄電池儲電量不足，造成中途無電的情況發(fā)生。另外，增加一路電壓檢測電路與電流檢測電路，能實時的監(jiān)測充電過程中的充電電壓與充電電流，配以專用的時鐘芯片能實時的顯示電動自行車在整個充電過程中的充電時間的實時顯示，并能記錄本次充電時間以及整個過程的累積充電時間，從而體現(xiàn)蓄電池已使用的時間，了解蓄電池的情況?？刹捎?位STC系列單片機進行控制，能友好的將實際采集到的充電電壓充電電流數(shù)據(jù)以及本次充電時間，累積充電時間實時地顯示在用戶面前。顯示器能顯示充電過程的整個環(huán)節(jié)，包括“充電開始”，“充電進行中”，“充電結(jié)束”等，配以動態(tài)顯示畫面，能在顯示器上面反應(yīng)充電過程中蓄電池的電量等，更為人性化，可視性提高，用戶使用方便、直觀。充電時電流大小可調(diào)，擴大適用范圍，提高蓄電池使用壽命。充電電路為閉環(huán)控制，使充電電路在過流的情況下，能迅速將輸出電壓降低，提高充電器工作的安全、可靠性。

圖1是本實用新型防反接電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型充電電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型電壓檢測電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實用新型電流檢測電路結(jié)構(gòu)圖。[0019]圖5是本實用新型單片機引腳圖。圖6是本實用新型背光調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明。本實用新型包括控制模塊、功率模塊，所述的控制模塊包括能用于顯示充電過程的顯示屏、用于充電計時的時鐘芯片、與功率模塊相連的用于對輸出電壓進行檢測的電壓檢測電路、輸出電流進行檢測的電流檢測電路、用于充電控制的充電電路、用于防止反接的防反接電路、用于用戶輸入的功能鍵、用于調(diào)節(jié)顯示屏的背光調(diào)節(jié)電路、單片機，單片機的弓丨腳與顯示屏、時鐘芯片、電壓檢測電路、電流檢測電路、功能鍵相連。圖1為防反接電路，防反接電路包括二極管D1，第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5、三極管Q4、場效晶體管Q2，蓄電池的正極連接端與二極管Dl的正極相連，二極管Dl的負(fù)極與三極管Q4的集電極及第三電阻R3 —端相連，第三電阻R3的另一端與三極管Q4的基極、第五電阻R5 —端連接，第五電阻R5的另一端與場效晶體管Q2的漏極、蓄電池的負(fù)極連接端連接；三極管Q4的集電極與第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端與第四電阻R4的一端及場效晶體管Q2的柵極連接；第四電阻R4的另一端與場效晶體管Q2的源極相連。當(dāng)OUT+接蓄電池正端時，OUT-接蓄電池負(fù)端時，Q2導(dǎo)通，此時Q4導(dǎo)通，MOSFET便有電流流過。當(dāng)OUT+接蓄電池負(fù)端時，OUT-接蓄電池正端時，此時Q2不導(dǎo)通，Q4截止，MOSFET中無電流流過，不進行充電。圖2為充電電路，充電電路包括比較器LM393、可調(diào)電阻R30、穩(wěn)壓二極管IC5、分壓電阻R29、R30及檢測電阻R19、光電耦合器IC2 ;所述的比較器LM393同相輸入端與可調(diào)電阻R30相連，比較器LM393的反相輸入端與電流檢測電路相連，比較器LM393的輸出端與光電率禹合器IC2 —端相連，比較器LM393的反相輸入端與輸出端之間設(shè)一電容C22 ;光電I禹合器IC2另一端與單片機引·腳相連，穩(wěn)壓二級管IC5的輸出端與分壓電阻R29 —端相連，分壓電阻R29的另一端與比較器LM393同相輸入端相連。調(diào)節(jié)R30，使比較器LM393的2腳為一個合適的電壓，就可以將輸出電流控制在8A。IC5提供一個基準(zhǔn)電壓2.5V, —上電全電流充電8A，隨著電瓶電壓上升，電流慢慢減小。IC5輸出2.5V，通過R29，R30分壓為0.2V。到IC4A，IC4A反向輸入是采樣R19的電壓，這個電壓正比于輸出電流，組成了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。此時光耦導(dǎo)通量增加。反饋到3842的2腳電壓升高，輸出占空比變小，從而使輸出電壓降低，電流也隨之降低。隨著電池電壓上升，充電電流變小。圖3為電壓檢測電路，電壓檢測電路包括分壓電阻R109、R111、濾波電阻R110、濾波電容C112、運算放大器LM358，充電電壓經(jīng)分壓電阻R109、Rlll分壓，生成VTEST信號，經(jīng)濾波電阻RllO和濾波電容C112 —階濾波，運算放大器LM358電壓跟隨之后，將模擬電壓送至單片機的模擬口引腳，以進行電壓的采集分析。圖4為電流檢測電路，由于檢測充電電流的電阻為水泥電阻，其阻值很小，功率容量大，所以在對電流信號進行采集的同時，進行了一定的信號放大。已便于采集信號的更加精準(zhǔn)。圖5為單片機引腳圖，主要完成信號的采樣，與實時運算，并配合按鍵輸入，能對充電過程中的一些參數(shù)進行相應(yīng)的設(shè)置。[0028]圖6為背光調(diào)節(jié)電路，顯示屏為LCD顯示屏，背光調(diào)節(jié)電路包括兩個濾波電路、用于電壓跟隨的運算放大器U102A、用于比例放大的運算放大器U102 ;由單片機輸出的占空比信號，經(jīng)過兩個濾波電路濾波、運算放大器U102A電壓跟隨、運算放大器U102反向比例運算放大之后，加載至顯示屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)。該電路只要實現(xiàn)LCD背光的調(diào)節(jié)，其中PWMO信號為輸出占空比可變的信號，經(jīng)過兩個一階RC濾波電路之后，經(jīng)U102A電壓跟隨之后，輸出一個直流電壓，再經(jīng)U102反向比例運算放大之后，輸出一個負(fù)壓，該負(fù)壓加載到IXD顯示屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)，根據(jù)這個電壓可以進行LCD亮度的調(diào)節(jié)。以上圖1-6所示的一種恒壓限流充電器是本實用新型的具體實施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實用新型實質(zhì)性特點和進步，可根據(jù)實際的使用需要，在本實用新型的啟示下，對其進行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的 等同修改，均在本方案的保護范圍之列。
權(quán)利要求1.一種恒壓限流充電器，包括控制模塊、功率模塊，其特征在于:所述的控制模塊包括能用于顯示充電過程的顯示屏、用于充電計時的時鐘芯片、與功率模塊相連的用于對輸出電壓進行檢測的電壓檢測電路、輸出電流進行檢測的電流檢測電路、用于充電控制的充電電路及引腳與顯示屏、時鐘芯片、電壓檢測電路、電流檢測電路相連的單片機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊還包括用于防止反接的防反接電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊還包括用于用戶輸入的功能鍵，所述的功能鍵與單片機引腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊還包括用于調(diào)節(jié)顯示屏的背光調(diào)節(jié)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的防反接電路包括二極管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、三極管、場效晶體管，蓄電池的正極連接端與二極管的正極相連，二極管的負(fù)極與三極管的集電極及第三電阻一端相連，第三電阻的另一端與三極管的基極及第五電阻一端連接，第五電阻的另一端與場效晶體管的漏極及蓄電池的負(fù)極連接端連接；三極管的集電極與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第四電阻的一端及場效晶體管的柵極連接；第四電阻的另一端與場效晶體管的源極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:電壓檢測電路包括分壓電阻、濾波電阻、濾波電容、運算放大器，充電電壓經(jīng)分壓電阻分壓、濾波電阻和濾波電容一階濾波、運算放大器電壓跟隨之后，成為模擬電壓并送至單片機的模擬口引腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的背光調(diào)節(jié)電路包括兩個濾波電路、用于電壓跟隨的運算放大器、用于比例放大的運算放大器；由單片機輸出的占空比信號，經(jīng)過兩個濾波電路濾波、運算放大器電壓跟隨、運算放大器反向比例運算放大之后，加載至顯示 屏的背光調(diào)節(jié)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的控制模塊設(shè)有多個不同光色的指示燈以區(qū)別充電過程的各狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒壓限流充電器，其特征在于:所述的充電電路包括比較器、可調(diào)電阻、穩(wěn)壓二極管、分壓電阻、檢測電阻、光電耦合器；所述的比較器同相輸入端與可調(diào)電阻相連，比較器的反相輸入端與電流檢測電路相連，比較器的輸出端與光電耦合器一端相連，比較器的反相輸入端與輸出端之間設(shè)一電容，光電稱合器另一端與單片機引腳相連，穩(wěn)壓二級管的輸出端與分壓電阻一端相連，分壓電阻的另一端與比較器同相輸入端相連。
專利摘要一種恒壓限流充電器，涉及一種充電器。目前電動自行車蓄電池充電器無顯示器，無法對蓄電池充電時行控制處理，增加了充電控制的難度，無法實時的檢測蓄電池在充電過程中的充電情況。給使用者帶來不便，影響電動車的發(fā)展。本實用新型包括控制模塊、功率模塊，其特征在于所述的控制模塊顯示屏、時鐘芯片、電壓檢測電路、電流檢測電路、充電電路及單片機。顯示屏提供人機界面，用戶使用方便、直觀，更為人性化。
文檔編號H02J7/02GK203104067SQ20132014101
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者周斌斌, 陸利軍, 束林, 閔武志 申請人:臥龍電氣集團股份有限公司, 浙江臥龍新能源有限公司