專(zhuān)利名稱(chēng)：蓄電池用微電腦快慢充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄電池充電的專(zhuān)用裝置，特別是一種蓄電池用微電腦快慢充電器。
背景技術(shù)：
申請(qǐng)?zhí)?00420055018.3，名稱(chēng)為“蓄電池用充電器”的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)，采用微電腦開(kāi)關(guān)電源電路和控制電路蓄電池充電器，它能實(shí)現(xiàn)智能化負(fù)脈沖方式充電，避免蓄電池電阻極化和濃差極化，有效延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。申請(qǐng)?zhí)?2219131.3名稱(chēng)為“智能化快速電動(dòng)工具充電器”實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)的充電器具有快速充電，延長(zhǎng)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。上述充電器不能調(diào)用不同軟件的信息裝置，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)充電器既能快充又能慢充的需要，同時(shí)，因在光電反饋時(shí)沒(méi)有考慮使用線性光電技術(shù)，使快速保護(hù)能力不能充分發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用微電腦控制的能實(shí)現(xiàn)快慢充電以及過(guò)載快速反饋的蓄電池充電器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的快慢充電器，包括整流供電電路、脈沖功率放大及變壓電路，還包括微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路、充電及線性取樣回路，微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路的輸出端與脈沖功率放大及變壓電路的輸入端相聯(lián)，脈沖功率放大及變壓電路的輸出端聯(lián)接充電及線生取樣回路的輸入端，充電及線性取樣回路的輸出端與待充電蓄電池的正、負(fù)極相接，充電及線性取樣回路還與微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路的另一輸入端聯(lián)接，并將電流大小信息送回微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路處理控制。
作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，微電腦快慢充波形產(chǎn)生及控制電路由單片機(jī)IC1、電阻R8、R9、R10、R11和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S組成，裝于充電器殼體上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S經(jīng)電阻R9聯(lián)接電源Vccl，并與單片機(jī)IC1的并行輸出口線P1.1相接，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的另一端經(jīng)電阻R10接地，單片機(jī)IC1的并行輸出口線P1.0通過(guò)電阻R11聯(lián)接脈沖功率放大及變壓電路中開(kāi)關(guān)管VMOS的柵極Q5，單片機(jī)IC1的中斷輸入口INT0經(jīng)電阻R8聯(lián)接到充電及線性取樣回路的光電耦合器IC2的次級(jí)接受管集電極。
作為上述優(yōu)選結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)，充電及線性取樣回路由整流二極管D1、取樣電阻R1、穩(wěn)壓電容C1、比較器集成電路A1、分壓電阻R2、R3、限流電阻R4、工作點(diǎn)偏置電阻R5、R6、光電耦合器IC2和限流電阻R7組成，待充電蓄電池的正、負(fù)極分別聯(lián)接在穩(wěn)壓電容C1的正、負(fù)極輸出端Q3、Q4，工作點(diǎn)偏置電阻R5、R6、限流電阻R4分別聯(lián)接光電耦合器IC2初級(jí)發(fā)光管的正極，所述偏置電阻R5另一端接電源Vcc，所述偏置電阻R6另一端、光電耦合器IC2初級(jí)發(fā)光管的負(fù)極、IC2的次級(jí)接受管的發(fā)射極分別接電源地，限流電阻R4的另一端聯(lián)接比較器集成電路A1的輸出端，光電耦合器IC2次級(jí)接受管的集電極經(jīng)限流電阻R7與電源Vccl相聯(lián)，光電耦合器IC2次級(jí)接受管的發(fā)射極還與單片機(jī)IC1的接地口線Vss相接。
整流供電電路為微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路、充電及線性取樣回路、脈沖功率放大及變壓電路提供直流電源。微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路的輸出端與脈沖功率放大及變壓電路的輸入端相聯(lián)，脈沖功率放大及變壓電路的輸出端聯(lián)接充電及線性取樣回路的輸入端，充電及線性取樣回路的輸出端與待充電蓄電池的正、負(fù)極相接，充電及線性取樣回路還與微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路的另一輸入端聯(lián)接，并將電流大小信息送回微機(jī)快慢充波形嚴(yán)生及控制電路處理。
操縱位于充電器殼體上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)，就能實(shí)現(xiàn)蓄電池的快、慢充電。當(dāng)用戶(hù)需要快充電時(shí)，接通轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，調(diào)用快充子程序，單片機(jī)并行口線P1.0發(fā)出占空比大但帶有大停歇脈間的組合脈沖矩形波2，蓄電池為快充電狀態(tài)。反之，需慢充電時(shí)則斷開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，調(diào)用慢充子程序，單片機(jī)并行口線P1.0輸出占空比小的連續(xù)脈沖矩形波1，蓄電池被慢充電。脈沖功率放大及變壓電路則將從單片機(jī)并行口P1.0輸出的小功率脈沖變?yōu)轵?qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器的大功率脈沖，而脈沖變壓器將初級(jí)的高壓變換成充電所需的低壓，充電回路負(fù)責(zé)將脈沖變壓器形成的脈沖電壓進(jìn)行整流穩(wěn)壓后對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，而線性取樣回路是在光電耦合器線性偏置后將電流大小信息靈敏地送回單片機(jī)控制電路進(jìn)行處理控制。
本實(shí)用新型采用了微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路，接通或斷開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，運(yùn)用快充或慢充子程序，可靠簡(jiǎn)便地滿(mǎn)足了同一臺(tái)充電器既能快充又能慢充的需求。同時(shí)，由于調(diào)用脈間延時(shí)、脈寬延時(shí)循環(huán)子程序，使快充時(shí)大電流負(fù)脈沖充電、慢充時(shí)小電流峰值恒流充電的平均電流均保持在較為理想的充電曲線范圍內(nèi)，避免了開(kāi)始充電時(shí)的大電流沖擊以及浮沖使溫度升高，消除了一般快速充電所引起的蓄電池電阻極化和濃差極化，有效延長(zhǎng)了充電器及蓄電池的使用壽命。因?yàn)楣怆婑詈掀鞣答仌r(shí)使用線性光電技術(shù)進(jìn)行工作點(diǎn)的偏置，過(guò)載反饋迅速，快速可靠地保護(hù)充電器免遭損壞。應(yīng)用單片機(jī)具有軟件限流限壓的功能，又避免了電網(wǎng)突然的電沖擊，過(guò)載電流等引起充電器及蓄電池的損壞。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的電路框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3為快慢充波形產(chǎn)生的軟件實(shí)現(xiàn)主程序框圖；圖4為快慢充波形產(chǎn)生的軟件實(shí)現(xiàn)中斷子程序框圖。
具體實(shí)施方式
由圖1和圖2可知，整流供電電路1將220V交流電經(jīng)橋堆整流及電容濾波穩(wěn)壓后，給單片機(jī)IC1、比較器集成電路A1、光電耦合器IC2集成電路、VMOS開(kāi)關(guān)管等提供直流電源。脈沖功率放大及變壓電路4由開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器T和開(kāi)關(guān)管VMOS組成，所述脈沖變壓器T的初級(jí)連接220V整流后的直流輸出，脈沖變壓器T的次級(jí)端Q1和Q2分別聯(lián)接整流二極管D1的正極和取樣電阻R1。整個(gè)脈沖功率放大及變壓電路4起脈沖放大及脈沖變壓的作用。
當(dāng)設(shè)置在充電器殼體上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)位置時(shí)，調(diào)用慢充子程序，充電器為慢充電狀態(tài)。單片機(jī)并行輸出口線P1.0發(fā)出小占空比矩形波1，提供開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器T所需的激勵(lì)脈沖頻率，經(jīng)過(guò)R11限流后直接驅(qū)動(dòng)VMOS開(kāi)關(guān)管進(jìn)行開(kāi)關(guān)通斷，從而將經(jīng)過(guò)交流220V整流得到的直流高壓變換為開(kāi)關(guān)電源所需的脈沖電壓，開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器T的次級(jí)得到經(jīng)過(guò)變壓后的較低的脈沖電壓，經(jīng)二極管D1整流及電解電容C1濾波后，提供蓄電池慢充電所需穩(wěn)定的電壓和較小的電流。隨著充電過(guò)程的繼續(xù)，蓄電池電壓不斷變化，充電電流則不斷變化，為了縮短充電時(shí)間，保證充電電流恒定，需不停調(diào)整矩形波1的脈寬和脈間，調(diào)整引起的電流變化，由采樣電阻R1兩端輸出，作為比較器集成電路A1的正端輸入，與比較器集成電路A1負(fù)端設(shè)定電壓值比較，設(shè)定電壓由電源+5V經(jīng)過(guò)電阻R2、R3分壓得到，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，比較器集成電路A1輸出高電平，經(jīng)電阻R4以及電阻R5、R6線性偏置后使光電耦合器IC2中的初級(jí)發(fā)光二極管導(dǎo)通，將發(fā)光管次級(jí)接受管導(dǎo)通，經(jīng)限流電阻R8給單片機(jī)中斷輸入口INT0一個(gè)低電平觸發(fā)脈沖，啟動(dòng)圖4中所示的中斷子程序，中斷子程序通過(guò)調(diào)整矩形波1脈寬延時(shí)和脈間延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)保持電流的恒定，進(jìn)入中斷子程序首先改變脈寬脈間延時(shí)循環(huán)次數(shù)，然后進(jìn)入循環(huán)脈沖發(fā)生階段，即調(diào)用脈間延時(shí)循環(huán)子程序、并行輸出口線P1.0置高電平、調(diào)用脈寬延時(shí)循環(huán)子程序、并行口P1.0置低電平等四個(gè)步驟，從而保持了電流的恒定。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，調(diào)用快充子程序，充電器為快充狀態(tài)，單片機(jī)并行輸出口線P1.0發(fā)出大占空比矩形波2，提供開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器T所需的激勵(lì)脈沖頻率，由于矩形波2是具有大停歇脈間的組合脈沖波形，提供給蓄電池快充電的電流是具有大停歇時(shí)間的負(fù)脈沖電流。同樣，隨著充電過(guò)程的繼續(xù)，蓄電池電壓的不斷變化，大充電電流則不斷變化，為了保證充電時(shí)峰值電流恒定，需不停調(diào)整矩形波2的脈寬和脈間，以達(dá)到峰值恒定的目的，其采樣及調(diào)整過(guò)程與慢充電時(shí)相同。
單片機(jī)IC1可使用內(nèi)部具有FLASH程序存儲(chǔ)器的AT89C51芯片。比較器集成電路A1可選用LM393集成電路。光電耦合器IC2可用線性光電管PIC817。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S選用普通的按鈕開(kāi)關(guān)固接在充電器殼體上。
權(quán)利要求1.一種蓄電池用微電腦快慢充電器，包括整流供電電路(1)、脈沖功率放大及變壓電路(4)，其特征在于還包括微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)、充電及線性取樣回路(3)，微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)的輸出端與脈沖功率放大及變壓電路(4)的輸入端相聯(lián)，脈沖功率放大及變壓電路(4)的輸出端聯(lián)接充電及線性取樣回路(3)的輸入端，充電及線性取樣回路(3)的輸出端與待充電蓄電池的正、負(fù)極相接，充電及線性取樣回路(3)還與微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)的另一輸入端聯(lián)接，并將電流大小信息送回微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)處理控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池用微電腦快慢充電器，其特征在于所述微電腦快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)由單片機(jī)IC1、電阻R8、R9、R10、R11和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S組成，裝于充電器殼體上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S經(jīng)電阻R9聯(lián)接電源Vcc1、并與單片機(jī)IC1的并行輸出口線P1.1相接，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的另一端經(jīng)電阻R10接地，單片機(jī)IC1的并行輸出口線P1.0通過(guò)電阻R11聯(lián)接脈沖功率放大及變壓電路(4)中開(kāi)關(guān)管VMOS的柵極Q5，單片機(jī)IC1的中斷輸入口INT0經(jīng)電阻R8聯(lián)接到充電及線性取樣回路(3)的光電耦合器IC2的次級(jí)接受管集電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池用微電腦快慢充電器，其特征在于所述充電及線性取樣回路(3)由整流二極管D1、取樣電阻R1、穩(wěn)壓電容C1、比較器集成電路A1、分壓電阻R2、R3、限流電阻R4、工作點(diǎn)偏置電阻R5、R6、光電耦合器IC2和限流電阻R7組成，待充電蓄電池的正、負(fù)極分別聯(lián)接在穩(wěn)壓電容C1的正、負(fù)極輸出端Q3、Q4，工作點(diǎn)偏置電阻R5、R6、限流電阻R4分別聯(lián)接光電耦合器IC2初級(jí)發(fā)光管的正極，所述偏置電阻R5另一端接電源Vcc，所述偏置電阻R6另一端、光電耦合器IC2初級(jí)發(fā)光管的負(fù)極、IC2的次級(jí)接受管的發(fā)射極分別接電源地，限流電阻R4的另一端聯(lián)接比較器集成電路A1的輸出端，光電耦合器IC2次級(jí)接受管的集電極經(jīng)限流電阻R7與電源Vcc1相聯(lián)，光電耦合器IC2次級(jí)接受管的發(fā)射極還與單片機(jī)IC1的接地口線Vss相接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蓄電池用微電腦快慢充電器，包括整流供電電路(1)、充電及線性取樣回路(3)、微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)、脈沖功率放大及變壓電路(4)。接通或斷開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)用快充或慢充子程序，單片機(jī)分別輸出大小占空比矩形波，實(shí)現(xiàn)大電流負(fù)脈沖快充電以及小電流恒流慢充電。充電回路將脈沖變壓器形成的脈沖電壓整流穩(wěn)壓后給待充蓄電池充電，線性取樣回路在光電耦合器工作點(diǎn)線性編置后將電流大小信息反饋到微機(jī)快慢充波形產(chǎn)生及控制電路(2)進(jìn)行處理控制，從而過(guò)載保護(hù)快速，簡(jiǎn)便可靠地滿(mǎn)足了同一臺(tái)充電器既能快充又能慢充的需求，避免蓄電池電阻極化和濃差極化，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/02GK2772097SQ200520069400
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者楊龍興 申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院