專利名稱：充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電器，尤其涉及一種鋰電池充電器，能實(shí)現(xiàn)鋰電池快速充電的 充電器。
背景技術(shù)：
客戶在使用鋰電池時(shí)，普遍存在以下情況在需要完成一定工作量或還剩一小部 分工作未完成時(shí)，發(fā)現(xiàn)電池包電量不夠，這時(shí)使用者需要一小部分容量(比如&%的電池容 量)的電池來完成工作(不需要滿容量電池)，并且希望有一種充電器的模式能在極短的時(shí) 間內(nèi)，比如100S-200S完成電池她容量的充電過程。但是目前快速充電的鋰離子電池充電 器設(shè)計(jì)成本較高，模式選擇性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)用低成本，提供一種 可選擇充電模式的充電器，使得在很短的時(shí)間內(nèi)安全的給電池一定的容量(能量)以完成
一定量的工作。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種充電器，包含機(jī)殼、操作面板，機(jī)殼上設(shè)一 可放置充電電池的槽，機(jī)殼構(gòu)成的內(nèi)腔包含充電電路，充電電路具有快速充電模式，以大電 流對充電電池進(jìn)行充電，充電電路還具有正常充電模式，以正常電流對充電電池進(jìn)行充電， 兩種充電模式的切換由控制電路進(jìn)行控制。其中快速充電模式的充電電流大于正常充電模式的充電電流，充電時(shí)間小于正常 充電模式的充電時(shí)間?？焖俪潆娔Ｊ胶驼３潆娔Ｊ降那袚Q可以由控制電路根據(jù)溫度檢測電路、電壓檢 測電路實(shí)時(shí)監(jiān)測充電電池當(dāng)前的溫度和電壓值控制自動(dòng)切換，也可由操作面板上的控制開 關(guān)觸發(fā)，由使用者手動(dòng)選擇。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明的充電器提供具有可選擇性的充電模式，其中 一種模式包括依靠電池溫度變化及電池控制的超快充電方案，該充電器設(shè)計(jì)有可選擇的 快速充電模式，在低電且合適的溫度變化趨勢下能超額輸出充電功率以實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)給 電池充上a%的容量，該容量足以完成急需的工作。


圖1是本發(fā)明的充電器示意圖； 圖2是本發(fā)明的充電器的充電電路的模塊圖； 圖3是本發(fā)明的充電器的工作流程圖； 圖4是圖2的充電電路圖。圖中，1、機(jī)殼；101、上機(jī)殼；102、下機(jī)殼；2、充電槽；3、操作面板；3a、控制開關(guān)； 4a、紅色LED ；4b、綠色LED ；5、充電電路；6、控制電路；7、指示電路；8、溫度檢測電路；9、電 壓檢測電路；10、模式選擇電路；11、轉(zhuǎn)換充電電路；110、AC-DC輸入電路；111、DC-DC電源電路；112、直流電壓輸出電路；13、外部觸發(fā)信號。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示為本發(fā)明的充電器優(yōu)選的一種示意圖，機(jī)殼1由上機(jī)殼101和下機(jī)殼 102扣合形成一個(gè)整體，機(jī)殼1上設(shè)一可放置充電電池的充電槽2，機(jī)殼1構(gòu)成的內(nèi)腔包含 充電電路，機(jī)殼1上設(shè)有操作面板3和指示充電狀態(tài)的顯示裝置，可為發(fā)光LED或LCD顯示 屏，以及控制開關(guān)3a。此處顯示裝置為紅色LED4a和綠色LED4b，控制開關(guān)3a為具有背光 的按鈕。充電器具有快速充電的模式，或稱Peak模式、峰值充電模式，以及正常充電模式。 在快速充電模式下，充電器在極短的時(shí)間內(nèi)將電池充至一個(gè)較滿的狀態(tài)；在正常充電模式 下，充電器正常充電?？刂崎_關(guān)3a的背光用于指示電池是否處于可選擇快速充電的狀態(tài)， 并用背光閃爍表示電池正在被快速充電。當(dāng)控制開關(guān)背光亮起，指示電池符合選擇快速充 電的條件，按下控制開關(guān)3a后，充電進(jìn)入快速充電模式，背光閃爍，快速充電結(jié)束后控制開 關(guān)3a的背光常亮。顯示裝置的紅色LED4a和綠色LED4b用于報(bào)錯(cuò)和正常充電的充電狀態(tài)。當(dāng)紅色 LED4a亮，表示電池發(fā)生異常情況，在快速充電模式和正常充電模式下的異常情況均使用 此方式。綠色LED4b用于指示正常充電的充電狀況，當(dāng)電池在正常充電模式下充電，綠色 LED4b閃爍，電池充滿后綠色LED4b常亮。如圖2所示，本發(fā)明的充電器充電電路5結(jié)構(gòu)包含，溫度檢測電路8、電壓檢測電 路9，實(shí)時(shí)監(jiān)測充電電池當(dāng)前溫度和電壓，并將監(jiān)測數(shù)值傳送至控制電路6 ；控制電路6接收 并處理溫度檢測電路8、電壓檢測電路9的信息或/和外部的操作面板3的輸入信息，控制 充電電路5的充電模式，并將當(dāng)前狀態(tài)信息傳送至指示電路7，指示電路7可以包含顯示裝 置，用于指示充電狀態(tài)或者其他需要顯示的信息。模式選擇電路10按照控制電路6發(fā)出的控制信號，選擇進(jìn)入快速充電模式(簡稱 為Peak模式)或者正常充電模式，并可在兩種模式之間切換。轉(zhuǎn)換充電電路11與充電電池 連接，包含依次連接的AC-DC輸入電路110、DC-DC電源電路111及直流電壓輸出電路112， 按照模式選擇電路10發(fā)出的充電模式對充電電池進(jìn)行充電。一種實(shí)施方式下，控制電路6根據(jù)溫度檢測電路8、電壓檢測電路9實(shí)時(shí)監(jiān)測的充 電電池當(dāng)前的溫度和電壓值進(jìn)行判斷選擇，自動(dòng)切換充電模式。當(dāng)溫度檢測電路8檢測到 的電池溫度符合預(yù)設(shè)的溫度范圍，且電壓檢測電路9檢測到的電池電壓符合預(yù)設(shè)的電壓范 圍，則控制電路6輸出一控制信號至模式選擇電路10，將充電模式切換為快速充電模式。另一種實(shí)施方式下，控制電路6接收外部觸發(fā)信號13進(jìn)行充電模式的切換。外部 觸發(fā)信號13可以為開關(guān)觸發(fā)的信號，也可以為光、電、聲形式的觸發(fā)信號。在本實(shí)施例中， 優(yōu)選的，為通過操作面板3手動(dòng)的控制開關(guān)3a，輸入控制信號。操作面板3或?yàn)榘存I式，或?yàn)橛|摸式，或?yàn)閮烧呓Y(jié)合的形式。也可以將指示電路7 與操作面板3的部分功能或者全部功能集成在一起。通過操作面板3可以對充電時(shí)間、充 電電流進(jìn)行設(shè)置。如圖2、圖3所示，說明本發(fā)明充電器的一種工作流程，當(dāng)充電器檢測到有電池插入時(shí)，首先通過溫度檢測電路8、電壓檢測電路9檢測電池的溫度、電壓是否在允許充電的 范圍內(nèi)。如果電池需要充電，則可以通過模式選擇電路10選擇進(jìn)入快速充電模式(簡稱 Peak模式)或者是正常充電模式，快速充電模式轉(zhuǎn)換充電電路11可以對充電電池提供大電 流Il進(jìn)行充電，如6A，實(shí)現(xiàn)以較大的充電電流對電池進(jìn)行短時(shí)快速充電。選擇進(jìn)入快速充 電模式或者是正常充電模式的方式有兩種，一種是自動(dòng)切換，一種是非自動(dòng)切換，即依靠外 部觸發(fā)信號13觸發(fā)進(jìn)入。本實(shí)施例中僅介紹外部觸發(fā)信號13觸發(fā)進(jìn)入的方式，當(dāng)控制開 關(guān)3a觸發(fā)時(shí)即進(jìn)入Peak模式。在Peak模式中，對充電時(shí)間、充電電流進(jìn)行設(shè)定，預(yù)設(shè)充電電流為II，如6A，與正 常充電模式的充電電流值12相比，一般的，12為1. 5A，11>12。設(shè)定充電時(shí)間為tl，如3min。 在此大電流的條件下對電池進(jìn)行充電，可在預(yù)設(shè)的很短時(shí)間內(nèi)使電池的能量充到一個(gè)較滿 的程度，如70%，以快速滿足使用者基本的使用需要。同時(shí)在此模式下，預(yù)設(shè)充電允許的最高 電池溫度為Tl，如40攝氏度，最大電池電壓為VI。當(dāng)充電時(shí)間達(dá)到設(shè)定值tl時(shí)退出Peak 模式，或者當(dāng)檢測到的電池溫度或電壓系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)的最高電池溫度Tl、Vl時(shí)，自動(dòng) 退出Peak模式。退出Peak模式后，如使用者未將電池從充電器中拔出，則充電程序轉(zhuǎn)入正常充電 模式進(jìn)行充電，綠色LED4b閃爍。在正常充電模式下使用的充電電流12較Il小，如1. 5A。 在此模式下，預(yù)設(shè)一系列充電參數(shù)，如電池充電時(shí)允許的的最高電池溫度為T2，如55攝氏 度，最大電池電壓為V2，并檢測電池的電流。當(dāng)檢測到的電池溫度大于等于預(yù)設(shè)的最高溫度 T2，或檢測到的電池電壓大于等于預(yù)設(shè)的最高電壓V2時(shí)，報(bào)錯(cuò)并返回初始程序，紅色LED4a 亮；當(dāng)檢測到的電池電流異常，如接近于0時(shí)，結(jié)合電池電壓的檢測結(jié)果，如檢測到的電池 電壓也大于等于預(yù)設(shè)的最高電壓V2，報(bào)錯(cuò)并返回初始程序，紅色LED4a亮。由于在Peak模式下對電池進(jìn)行快速的大電流充電，可能對電池造成損傷或出現(xiàn) 危險(xiǎn)狀況，在Peak模式下需要對電池的各項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行更嚴(yán)格的要求。故上述Peak模式和 正常模式下的各項(xiàng)電池充電系數(shù)的關(guān)系如下
TKT2; VKV2;
如正常充電模式下，電池的溫度、電流、電壓系數(shù)均符合設(shè)定要求，則程序向下進(jìn)行至 對充電時(shí)間的判斷。當(dāng)充電達(dá)到最長允許時(shí)間t2，如30min，且充電電流小于預(yù)設(shè)的充滿電流13，表示 電池已經(jīng)充滿，結(jié)束充電，綠色LED4b常亮。如圖4所示，端口 J3接電池正極，端口 J7接電池負(fù)極，端口 J4接電池的端口 NTC， 端口 J5、J6接單節(jié)電池端口?？刂齐娐?中的MCU微控制單元芯片選用U8，當(dāng)電池插入充 電器后，U8通過溫度檢測電路8、電壓檢測電路9中的檢測端口 J4、J5、J6、J7判斷電池當(dāng) 前溫度和電壓，根據(jù)當(dāng)前信息，決定是否可以進(jìn)入快速充電模式，保證充電安全。當(dāng)符合進(jìn) 入快速充電模式的設(shè)定條件時(shí)，可以自動(dòng)進(jìn)入快速充電模式，也可以由外部觸發(fā)信號13觸 發(fā)進(jìn)入，外部觸發(fā)信號可以是圖4所示的微動(dòng)開關(guān)SW1，也可以是其他的光、電、聲等其他形 式的輸入信號。如果是非自動(dòng)式進(jìn)入快速充電模式，在沒有外部觸發(fā)信號13觸發(fā)時(shí)，U8控 制以正常充電模式進(jìn)行充電。本實(shí)施例中，優(yōu)選的是非自動(dòng)式進(jìn)入快速充電模式，其過程是當(dāng)觸發(fā)微動(dòng)開關(guān) Sffl,即操作面板3上的控制按鈕3a時(shí)，U8檢測到可以進(jìn)入快速充電模式，指示電路7中的發(fā)光二極管D18亮，指示可以進(jìn)入快速充電模式，控制按鈕3a的背光亮。當(dāng)微動(dòng)開關(guān)SWl 被按下后，U8控制反饋電路，根據(jù)設(shè)定的快速充電電流進(jìn)行充電。發(fā)光二極管D18閃爍，指 示正在進(jìn)行快速充電模式，控制按鈕3a的背光閃爍。在該模式下，U8實(shí)時(shí)監(jiān)測J4、J5、J6、 J7的電壓，同時(shí)進(jìn)入計(jì)時(shí)，并U8通過R75監(jiān)測充電器本身溫度，在異常狀況下自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常 充電模式。當(dāng)快速充電時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的充電時(shí)間后，快速充電完成，發(fā)光二極管D18常亮， 指示快速充電階段結(jié)束，控制按鈕3a的背光常亮。用戶此時(shí)可以將電池從充電器中拔除， 用于工作需要。當(dāng)由電池溫度或者充電器溫度等原因?qū)е轮型就Ｖ箍焖俪潆娔Ｊ綍r(shí)，發(fā)光 二極管D18熄滅，指示快速充電模式不可用，自動(dòng)進(jìn)入正常充電模式，指示電路7中發(fā)光二 極管Dll閃爍，使操作面板3上的綠色L ED4b閃爍，指示正在進(jìn)行正常充電模式。當(dāng)電池充 滿后，指示電路7中發(fā)光二極管Dll常亮，綠色LED4b常亮，指示整個(gè)充電過程完成。其他實(shí)施方式中也可以通過檢測電池當(dāng)前溫度和電壓，當(dāng)符合進(jìn)入快速充電模式 的設(shè)定條件時(shí)，可以自動(dòng)進(jìn)入快速充電模式，實(shí)現(xiàn)電電池的短時(shí)快速充電。其他實(shí)施方式中可以使用除了微動(dòng)開關(guān)以外的其他觸發(fā)方式進(jìn)行輸入選擇，進(jìn)入 快速充電模式。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種充電器，包含機(jī)殼、操作面板，機(jī)殼上設(shè)一可放置充電電池的槽，機(jī)殼構(gòu)成的內(nèi)腔具有充電電路，其特征在于，所述充電電路具有快速充電模式，以第一電流I1對充電電池進(jìn)行充電，所述充電電路還具有正常充電模式，以第二電流I2對充電電池進(jìn)行充電，所述充電電路還包含一控制電路，通過一模式選擇電路控制兩種充電模式的切換，所述模式選擇電路，按照所述控制電路發(fā)出的控制信號，選擇進(jìn)入相應(yīng)的快速充電模式或者正常充電模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述第一電流Il大于第二電流12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述快速充電模式預(yù)設(shè)一第一充電時(shí) 間tl，所述正常充電模式預(yù)設(shè)一第二充電時(shí)間t2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電器，其特征在于，所述第一充電時(shí)間tl小于第二充電時(shí) 間t2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述充電電路還包含指示電路，用于指 示充電狀態(tài)、充電模式的狀態(tài)、異常狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述充電電路還包含溫度檢測電路、 電壓檢測電路，實(shí)時(shí)監(jiān)測充電電池當(dāng)前溫度和電壓，并將監(jiān)測數(shù)值傳送至所述控制電路，所 述控制電路接收并處理溫度檢測電路、電壓檢測電路的信息或/和外部的所述操作面板的 輸入信息，控制所述充電電路的充電模式，并將當(dāng)前狀態(tài)信息傳送至所述指示電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述充電電路還包含轉(zhuǎn)換充電電路， 與充電電池連接，按照所述模式選擇電路發(fā)出的充電模式將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電壓，對 充電電池進(jìn)行充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電器，其特征在于，由所述控制電路根據(jù)所述溫度檢測電 路、電壓檢測電路實(shí)時(shí)監(jiān)測充電電池當(dāng)前的溫度和電壓值控制自動(dòng)切換充電模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，由所述控制電路接收外部觸發(fā)信號進(jìn) 行充電模式切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的充電器，其特征在于，所述外部觸發(fā)信號由操作面板上的控 制開關(guān)觸發(fā)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電器，其特征在于，所述控制開關(guān)為按鍵式。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換充電電路包含AC-DC輸入電 路、與所述AC-DC輸入電路連接的DC-DC電源電路及與所述DC-DC電源電路連接的直流電 壓輸出電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充電器，尤其涉及一種鋰電池充電器，能實(shí)現(xiàn)鋰電池快速充電的充電器，包含機(jī)殼、操作面板，機(jī)殼上設(shè)一可放置充電電池的槽，機(jī)殼構(gòu)成的內(nèi)腔包含充電電路，充電電路具有快速充電模式，以大電流對充電電池進(jìn)行充電，充電電路還具有正常充電模式，以正常電流對充電電池進(jìn)行充電，兩種充電模式的切換由控制電路進(jìn)行控制。本發(fā)明的充電器提供具有可選擇性的充電模式，可以依靠電池溫度變化控制的超快充電方案，可實(shí)現(xiàn)在低電且合適的溫度變化趨勢下能超額輸出充電功率以實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)安全的給電池一定的容量(能量)以完成一定量的工作。
文檔編號H02J7/10GK101986509SQ20101051421
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者吳南飛, 楊德中, 段俊雅 申請人:南京德朔實(shí)業(yè)有限公司