專利名稱：鎳鎘充電器控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鎳鎘充電器控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種控制電路，尤其是一種鎳鎘充電器控制電路。
技術(shù)背景現(xiàn)市場(chǎng)上的普通充電器的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)為對(duì)過(guò)放電池?zé)o法修復(fù)，無(wú)過(guò)充保護(hù)，無(wú)脈沖式充電，不能準(zhǔn)確判斷電池是否充電飽，導(dǎo)致電池爆炸及電池使用壽命短等現(xiàn)象，對(duì)電池壽命及使用安全非常不利
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種鎳鎘充電器控制電路。該電路是一種電源電路與單片機(jī)電路配合能對(duì)鎳鎘電池充電做到OV啟充的電路，并能做到脈沖方式充電，可對(duì)過(guò)放電池或長(zhǎng)期不用即有修復(fù)和延長(zhǎng)壽命作用。·本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下鎳鎘充電器控制電路，包括輸入電路、變換電路、輸出電路、采樣電路、比較放大器、電壓/頻率轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電路、單片機(jī)電路；其特征在于，所述輸入電路將220V交流市電發(fā)送給變換電路；所述變換電路通過(guò)連接輸出電路，對(duì)帶有功率的電源波形進(jìn)行調(diào)制和輸出；所述輸出電路通過(guò)整流和濾波，把輸出電壓整流成脈動(dòng)直流，并平滑成低紋波直流電壓，再傳輸給與它連接的被充電池腔；所述采樣電路對(duì)輸出電路的電壓和電流進(jìn)行采樣并交給比較放大器；所述比較方放大器通過(guò)連接采樣電路和基準(zhǔn)電路，將所采樣的電壓和電流信號(hào)與基準(zhǔn)電路提供的基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，并把差值電壓信號(hào)發(fā)送給電壓/頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)電路將從電壓/頻率轉(zhuǎn)換器發(fā)送的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的基極；所述單片機(jī)電路通過(guò)連接比較放大器來(lái)檢測(cè)輸出電流與電壓，繼而判斷充電狀態(tài)，同時(shí)調(diào)整基準(zhǔn)電路的輸出電流，并對(duì)應(yīng)向LED指示燈發(fā)出亮燈提示信號(hào)。上述方案中，所述輸入電路包括線性濾波電路、浪涌電流抑制電路和整流電路。上述方案中，所述變換電路包括開關(guān)電路、輸出隔離(變壓器)電路。上述方案中，所述單片機(jī)電路中采用型號(hào)為L(zhǎng)M7805穩(wěn)壓芯片。上述方案中，所述比較放大器采用型號(hào)為L(zhǎng)M358雙運(yùn)算放大器。采用本實(shí)用新型所述電路的鎳鎘電池充電器，可OV啟充，可以對(duì)7. 2V 18V的電池包進(jìn)行充電，該充電器輸入為交流電壓90V 264V，輸出為脈沖式恒定電流I. 5A。另外采用開關(guān)電源技術(shù)，同低頻(恒壓)充電器相比，具有省電、體積小、重量輕、效率高、不過(guò)充、功能全等優(yōu)點(diǎn)。智能快速充電，能準(zhǔn)確自動(dòng)檢測(cè)電池的充電過(guò)程，如果電池已充滿，充電器會(huì)自動(dòng)停止充電，確保不過(guò)充。具有過(guò)流、過(guò)壓、短路、時(shí)間保護(hù)等保護(hù)功能。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。[0012]圖I為本實(shí)用新型電路框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖I所示，本實(shí)用新型所述的鎳鎘充電器控制電路包括輸入電路101、變換電路102、輸出電路103、采樣電路104、比較放大器105、電壓/頻率轉(zhuǎn)換器106、驅(qū)動(dòng)電路107、基準(zhǔn)電路108、單片機(jī)電路109。其中，輸入電路101通?？梢圆捎冒ň€性濾波電路、浪涌電流抑制電路和整流電路這些現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。輸入電路101將220V交流市電發(fā)送給變換電路102。變換電路102通常采用包括開關(guān)電路、輸出隔離(變壓器)電路這些現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。變換電路102通過(guò)連接輸出電路103，對(duì)帶有功率的電源波形進(jìn)行調(diào)制和輸出。輸出電路103通過(guò)整流和濾波，把輸出電壓整流成脈動(dòng)直流，并平滑成低紋波直流電壓，再傳輸給與它連接的被充電池腔110。采樣電路104對(duì)輸出電路103的電壓和電流進(jìn)行采樣并交給比較放大器105。比較放大器105采用型號(hào)為L(zhǎng)M358雙運(yùn)算放大器。比較方放大器105通過(guò)連接采樣電路104和基準(zhǔn)電路108，將所采樣的電壓和電流信號(hào)與基準(zhǔn)電路108提供的基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，并把差值電壓信號(hào)發(fā)送給電壓/頻率轉(zhuǎn)換器106轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路107將從電壓/頻率轉(zhuǎn)換器106發(fā)送的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的基極。單片機(jī)電路109中采用型號(hào)為L(zhǎng)M7805穩(wěn)壓芯片。單片機(jī)電路109通過(guò)連接比較放大器105來(lái)檢測(cè)輸出電流與電壓，繼而判斷充電狀態(tài)，同時(shí)調(diào)整基準(zhǔn)電路108的輸出電流，并對(duì)應(yīng)向LED指示燈111發(fā)出亮燈提不信號(hào)。以下，通過(guò)一個(gè)具體電路實(shí)例來(lái)說(shuō)明本專利所述的鎳鎘充電器控制電路。如圖2所示，整個(gè)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中主要部件的功能為(I)單片機(jī)U3為廣品f呆作控制中心；(2)穩(wěn)壓芯片U5為單片機(jī)U3給電路提供5V穩(wěn)壓電源； (3) LM358雙運(yùn)算放大器U6作為比較器；(4)U2 電源 PWM。整個(gè)電路總體工作原理為供電源為市電，由U2電源PWM控制Q2導(dǎo)通與關(guān)斷脈寬最終控制輸出；LM358雙運(yùn)算放大器U6為比較器作用，反饋到電源電路，控制輸出工作的狀態(tài)；NET3，NET4, VB-為判斷電池狀態(tài)取樣信號(hào)，由單片機(jī)U3判斷后發(fā)出信號(hào)給電源電路控制輸出工作狀態(tài)；LM7805穩(wěn)壓芯片U3為通過(guò)電源轉(zhuǎn)變?yōu)?V給電路提供穩(wěn)定電壓。電路的具體工作過(guò)程和原理如下I.先上電后，再接入電池，電池的正極腳沒(méi)接觸上，電源不充電，紅燈滅，綠燈常亮；電池的負(fù)極腳沒(méi)接觸上，電源無(wú)影響；電池的溫度開關(guān)腳沒(méi)接觸上，表示電池異常，紅燈頻閃，頻率3HZ。原理當(dāng)正極腳沒(méi)接觸上，無(wú)輸出電流，單片機(jī)U3NET3沒(méi)有信號(hào)，判定沒(méi)充電；當(dāng)負(fù)極沒(méi)接上，有輸出電流，判定有電池充電；當(dāng)電池的溫度開關(guān)沒(méi)接觸上，單片機(jī)U3NET3沒(méi)有信號(hào)，VB-有信號(hào)，判定電池異常。[0027]2.先接電池，再上電，電池的正極腳沒(méi)接觸上，電源不充電,紅燈滅,綠燈常亮；電池的負(fù)極腳沒(méi)接觸上，電源無(wú)影響；電池的溫度開關(guān)腳沒(méi)接觸上，表示電池異常，紅燈頻閃，頻率3HZ。原理當(dāng)正極腳沒(méi)接觸上，無(wú)輸出電流，單片機(jī)U3NET3沒(méi)有信號(hào)，判定沒(méi)充電；當(dāng)負(fù)極沒(méi)接上，有輸出電流，判定有電池充電；當(dāng)電池的溫度開關(guān)沒(méi)接觸上，單片機(jī)U3NET3沒(méi)有信號(hào)，VB-有信號(hào)，判定電池異常。3.在充電過(guò)程中，如果電池的正極腳沒(méi)接觸上，電源不充電，紅燈滅，綠燈常亮；電池的負(fù)極腳沒(méi)接觸上，電源無(wú)影響；如果是溫度開關(guān)沒(méi)接觸上表示電池已經(jīng)充飽，紅燈亮，綠燈亮。原理當(dāng)正極腳沒(méi)接觸上，無(wú)輸出電流，單片機(jī)U3NET3沒(méi)有信號(hào)，判定沒(méi)充電；當(dāng)VB-沒(méi)接上，有輸出電流，判定有電池充電；當(dāng)電池的溫度開關(guān)沒(méi)接觸上，在充電過(guò)程中，單片機(jī)U3NET3突然沒(méi)有信號(hào)，NET4有信號(hào)，判定電池充飽。并單片機(jī)U3NET2發(fā)出信號(hào)到 LM358做比較，反饋到電源電路控制輸出電流。4.如果充電器輸出的正負(fù)極短路，那么充電器也處于恒流狀態(tài)，此時(shí)綠燈0N，紅燈0FF，短路電流90MA (AVE).原理當(dāng)正負(fù)極短路，電源電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。5.充電一分鐘后，如果電池包電壓還低于4. 8V±0. 5V的狀態(tài),表不電池異常,紅燈頻閃，頻率3HZ。原理充電一分鐘后，當(dāng)單片機(jī)U3NET4檢測(cè)還處于< 4. 8V時(shí)，由U3NET2發(fā)出信號(hào)到LM358反饋到電源電路控制輸出電流，同時(shí)控制指示燈的顯示；6.在充電過(guò)程中，如果溫度開關(guān)腳斷開，表示電池包溫度達(dá)到了溫度開關(guān)斷開的溫度，此時(shí)認(rèn)為電池包已經(jīng)充飽，紅燈亮，綠燈亮。原理在充電過(guò)程中，單片機(jī)U3NET3突然沒(méi)有信號(hào)，VB-有信號(hào)，判定電池充飽；并單片機(jī)U3NET2發(fā)出信號(hào)到LM358做比較，反饋到電源電路控制輸出電流，同時(shí)控制指示燈的顯示。7.在充電過(guò)程中，如果電池包的電壓高于28V±0. 5V，此時(shí)認(rèn)為電池包已經(jīng)充飽，紅燈亮，綠燈亮，然后電池包進(jìn)入涓流充電階段原理在充電過(guò)程中，單片機(jī)U3NET4有信號(hào)28V，判定電池充飽，并單片機(jī)U3NET2發(fā)出信號(hào)到LM358做比較，反饋到電源電路控制輸出電流，同時(shí)控制指示燈的顯示。8.在充電過(guò)程中，如果快充階段的時(shí)間到了 70Min(TYP)，此時(shí)認(rèn)為電池包已經(jīng)充飽，紅燈亮，綠燈亮，然后電池包進(jìn)入涓流充電階段原理在充電過(guò)程中，單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)為70分鐘后自動(dòng)判定電池充飽，并單片機(jī)U3NET2發(fā)出信號(hào)到LM358做比較，反饋到電源電路控制輸出電流，同時(shí)控制指示燈的顯示。9.在充電過(guò)程中，如果檢測(cè)到了電池包的-AV，此時(shí)認(rèn)為電池包已經(jīng)充飽，紅燈亮，綠燈亮，然后電池包進(jìn)入涓流充電階段。原理在充電過(guò)程中，單片機(jī)U3NET4檢測(cè)到了電池包的-Λ V，判定電池充飽，并單片機(jī)U3NET2發(fā)出信號(hào)到LM358做比較，反饋到電源電路控制輸出電流，同時(shí)控制指示燈的
顯不O10.在充電過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)紅燈一直頻閃時(shí)，只有更換好的電池包才能恢復(fù)正常.[0044]原理此現(xiàn)象符合以上第5.，判定被充電池也損壞，需更換電池。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型 還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.鎳鎘充電器控制電路，包括輸入電路、變換電路、輸出電路、采樣電路、比較放大器、電壓/頻率轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電路、單片機(jī)電路；其特征在于，所述輸入電路將220V交流市電發(fā)送給變換電路；所述變換電路通過(guò)連接輸出電路，對(duì)帶有功率的電源波形進(jìn)行調(diào)制和輸出；所述輸出電路通過(guò)整流和濾波，把輸出電壓整流成脈動(dòng)直流，并平滑成低紋波直流電壓，再傳輸給與它連接的被充電池腔；所述采樣電路對(duì)輸出電路的電壓和電流進(jìn)行采樣并交給比較放大器；所述比較方放大器通過(guò)連接采樣電路和基準(zhǔn)電路，將所采樣的電壓和電流信號(hào)與基準(zhǔn)電路提供的基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，并把差值電壓信號(hào)發(fā)送給電壓/頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)電路將從電壓/頻率轉(zhuǎn)換器發(fā)送的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的基極；所述單片機(jī)電路通過(guò)連接比較放大器來(lái)檢測(cè)輸出電流與電壓，繼而判斷充電狀態(tài)，同時(shí)調(diào)整基準(zhǔn)電路的輸出電流，并對(duì)應(yīng)向LED指示燈發(fā)出亮燈提示信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的鎳鎘充電器控制電路，其特征在于，所述輸入電路包括線性濾波電路、浪涌電流抑制電路和整流電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的鎳鎘充電器控制電路，其特征在于，所述變換電路包括開關(guān)電路、輸出隔離電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的鎳鎘充電器控制電路，其特征在于，所述單片機(jī)電路中采用型號(hào)為L(zhǎng)M7805穩(wěn)壓芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的鎳鎘充電器控制電路，其特征在于，所述比較放大器采用型號(hào)為L(zhǎng)M358雙運(yùn)算放大器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鎳鎘充電器控制電路。該電路包括輸入電路、變換電路、輸出電路、采樣電路、比較放大器、電壓/頻率轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電路、單片機(jī)電路。采用本實(shí)用新型所述電路的鎳鎘電池充電器，可0V啟充，可以對(duì)7.2V～18V的電池包進(jìn)行充電，該充電器輸入為交流電壓90V～264V，輸出為脈沖式恒定電流1.5A。另外采用開關(guān)電源技術(shù)，同低頻(恒壓)充電器相比，具有省電、體積小、重量輕、效率高、不過(guò)充、功能全等優(yōu)點(diǎn)。智能快速充電，能準(zhǔn)確自動(dòng)檢測(cè)電池的充電過(guò)程，如果電池已充滿，充電器會(huì)自動(dòng)停止充電，確保不過(guò)充。具有過(guò)流、過(guò)壓、短路、時(shí)間保護(hù)等保護(hù)功能。
文檔編號(hào)H02J7/02GK202586463SQ20122016066
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者劉素民 申請(qǐng)人:無(wú)錫市威德盛電子有限公司