一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種鉛酸電池充電器。具體地說，涉及一種通過檢測電池組電壓，判斷鉛酸電池組節(jié)數(shù)，確定充電電壓的鉛酸電池充電器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高，使用鉛酸電池供電的電動自行車、電動汽車等電器設(shè)備得到普及，但是不同電器設(shè)備，由于使用的鉛酸電池節(jié)數(shù)不一樣，用的充電器輸出電壓也就不同，不同電器設(shè)備的充電器一般不能混用，所以每個電器設(shè)備都配備了專用的充電器，這樣導(dǎo)致了電器設(shè)備成本的升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對以上不足，提供一種能對電器設(shè)備使用電池組串聯(lián)節(jié)數(shù)的多少做出判斷，并確定的充電器充電電壓的鉛酸電池充電器。
[0004]鉛酸電池剛充滿電時(shí)，每節(jié)電池電壓最高可到12.5V以上，在使用過程中，電壓隨著放電過程而逐漸降低，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)(例如9V)，電池能輸出的電流顯著減小，這時(shí)就需要再次充電。但是在空載時(shí)，電池的電壓變化不大，每節(jié)電池電壓基本都在
11.5V-12.5V之間，所以，通過鉛酸電池組空載時(shí)的電壓，可以判斷出電池組的串聯(lián)節(jié)數(shù)。
[0005]本發(fā)明所述的鉛酸電池充電器，設(shè)有電池電壓檢測電路，作用是在充電器給電池組開始充電之前，首先測量電池空載電壓，將電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換路轉(zhuǎn)換成8位二進(jìn)制數(shù)字信號，輸送到單片機(jī)電路，單片機(jī)電路將測得的電壓數(shù)值除以11.5，取整數(shù)N作為判斷電池串聯(lián)節(jié)數(shù)的依據(jù)。單片機(jī)電路根據(jù)電池節(jié)數(shù)輸出兩路控制信號，一路控制晶閘管整流電路的導(dǎo)通角，調(diào)整晶閘管整流電路輸出電壓，使供給開關(guān)電源的直流電壓為合適的數(shù)值；另一路控制電壓取樣電路，選取適合的數(shù)據(jù)，使開關(guān)電源輸出電壓為(12*N+2) V，充電電壓比電池電壓高出2V，本充電器中可適應(yīng)的電池節(jié)數(shù)N為1-9節(jié)。
[0006]本充電器采用了晶閘管整流電路，是因?yàn)殚_關(guān)電源模塊TL494的占空比在10% -50%之間，根據(jù)開關(guān)電源的工作原理可知，開關(guān)電源使用二極管整流時(shí)，整流電路供給開關(guān)電源的直流電壓為固定的300V，要改變開關(guān)電源的輸出電壓只能通過調(diào)整開關(guān)電源的電壓取樣電路的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，所以開關(guān)電源能輸出電壓的最高和最低電壓比為4倍。如果使開關(guān)電源輸出電壓適應(yīng)1-9節(jié)電池充電，則輸出最高電壓和最低電壓比為9倍，所以采用一般二極管整流電路，不能實(shí)現(xiàn)輸出電壓高低值之比達(dá)9倍的充電器。
[0007]本充電器中，單片機(jī)根據(jù)電池組的串聯(lián)節(jié)數(shù)，輸出一路控制信號到晶閘管整流電路，控制晶閘管整流電路的導(dǎo)通角，電池串聯(lián)節(jié)數(shù)越多，控制晶閘管導(dǎo)通角越大，整流輸出的直流電壓越高；單片機(jī)輸出第二路信號到開關(guān)電源的電壓取樣電路，用于改變電壓取樣電路的數(shù)據(jù)，電壓取樣電路的輸出電壓為取樣電壓，取樣電壓由取樣電路從開關(guān)電源輸出電壓中分壓產(chǎn)生，電壓取樣電路數(shù)據(jù)決定了取樣電壓與電源輸出電壓比例，而開關(guān)電源是通過改變輸出電壓，使取樣電壓與電源的基準(zhǔn)電壓相等，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的。因此，不同的電壓取樣電路的數(shù)據(jù)決定開關(guān)電源的不同占空比，也就出現(xiàn)不同的輸出電壓。通過以上兩個方面的協(xié)調(diào)控制，使開關(guān)電源輸出電壓高、低值之比達(dá)9倍。
[0008]為解決以上問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器，包括晶閘管智能整流電路、開關(guān)電源電路、電壓取樣電路、電池電壓檢測電路和單片機(jī)控制電路；
[0009]晶閘管智能整流電路，接收單片機(jī)控制電路的控制信號，改變晶閘管導(dǎo)通角，調(diào)整整流輸出的直流電壓；
[0010]開關(guān)電源電路，通過改變電壓取樣電路的數(shù)據(jù)，輸出適合電池組充電電壓的穩(wěn)壓電源電路；
[0011]電壓取樣電路，是開關(guān)電源電路的一個組成單元，由兩個并聯(lián)的上取樣電阻和兩個并聯(lián)的下取樣電阻組成，每個取樣電阻分別與一個場效應(yīng)管串聯(lián)，在單片機(jī)控制電路的控制下，通過不同效應(yīng)管導(dǎo)通，可選擇一個或二個上取樣電阻和一個或二個下取樣電阻接通，共獲得9種取樣電阻的組合，每種取樣電阻值開關(guān)電源對應(yīng)一種輸出電壓，開關(guān)電源電路可輸出9種電壓值；
[0012]所述電池電壓檢測電路，測量電池空載電壓，將電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換路轉(zhuǎn)換成8位二進(jìn)制數(shù)字信號給單片機(jī)電路，作為判斷電池節(jié)數(shù)的依據(jù)；
[0013]單片機(jī)控制電路，接收電池電壓檢測電路的信號，判斷電池的節(jié)數(shù)，根據(jù)電池節(jié)數(shù)輸出兩路控制信號，一路控制晶閘管智能整流電壓的導(dǎo)通角，另一路控制電壓取樣電路的數(shù)值，使開關(guān)電源輸出相應(yīng)的穩(wěn)定電壓。
[0014]晶閘管智能整流電路由芯片IC^ IC2,電阻R1-R5'電容器(^-(:2組成；芯片IC i為智能可控整流芯片，型號為MJYD-JL-100，芯片1(^的兩個交流端接220V交流電，兩個直流端并接電容C1，芯片IC1的直流供電端DC12V接12V電源，兩個接地端GND接地，芯片1(^的控制端CON外接電阻R5，R5的另一端接集成運(yùn)放IC 2，1(:2集成運(yùn)放IC 2的型號為LM324，IC 2的輸出端與電阻R3連接點(diǎn)，R3的另一端接與運(yùn)放IC1的反相端，IC2的同相端經(jīng)電阻R4接地，1(:2的反相端接電阻R 2，民的另一端接電阻R^C 2的連接點(diǎn)，C 2另一端接地，R i的另一端接單片機(jī)控制電路。
[0015]開關(guān)電源電路由芯片1(:3和外圍元件構(gòu)成，芯片1(:3為電源專用芯片，型號為TL494 ;芯片1(:3的I腳接電阻1?6，1?6的另一端接電壓取樣電路輸出端VF，電壓取樣電路“ + ”、
分別接電池的正極和負(fù)極，構(gòu)成電壓反饋電路，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電源；電流取樣電阻R13—端接地，另一端接電阻Rn，電阻R11的另一端接芯片1(:3的15腳，實(shí)現(xiàn)電流反饋電路，構(gòu)成限流保護(hù)電路。
[0016]電壓取樣電路由芯片IC4、IC5、場效應(yīng)管T1-T4、電阻R14-R29組成?’芯片IC 4、1(:5為雙運(yùn)放，型號為 LM324，四個運(yùn)放器與外圍電阻 R14、R15.R16.R17.R18.R19.R24.R25.R26.R27.R28.R29組成4個反相放大器，單片機(jī)控制電路(4)輸出的控制信號經(jīng)電阻R14、R17、R26、R29，分別輸入到4個反相放大器的反相輸入端；4個反相放大器的輸出信號分別經(jīng)過電阻阻R16、R19、R24、R27接場效應(yīng)管T ^T4的柵極，場效應(yīng)管T 1、T3的源極和場效應(yīng)管T 2、T4的漏極接在一起，連取樣電壓輸出端Vf，場效應(yīng)管T1J3的漏極分別接電阻R2tl和R22,電阻R2tl和R22另一端接電源輸出的正極，電阻R2tl和R 22為上取樣電阻；場效應(yīng)管T 2、T4的源極分別接電阻R 21和R 23，電阻R21和R 23的另一端接地，電阻R 21和R 23為下取樣電阻。
[0017]電池電壓檢測電路由芯片IC6、電阻R3tl和R31組成，電阻R3tl和R31串聯(lián)，上端接電池正極，下端接地，R3tl和R31連接點(diǎn)與芯片的26腳的連接，芯片IC 6的8、14、15、17、18、19、20和21腳接單片機(jī)電路，芯片IC6型號是ADC0809，為A/D轉(zhuǎn)換芯片，輸出8位數(shù)字信號到單片機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)電池充電前電壓檢測功能。
[0018]本新型采取以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):本充電器能給使用電池組電壓不同的電器設(shè)備充電，實(shí)現(xiàn)一個充電器多用，節(jié)約了電器設(shè)備的成本，使用更加方便。
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施對本新型作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0020]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器的結(jié)構(gòu)方框圖；
[0021]附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器的晶閘管智能整流電路圖；
[0022]附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器的開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖；
[0023]附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器的電壓取樣電路結(jié)構(gòu)圖；
[0024]附圖5為本發(fā)明實(shí)施例中一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器的電池電壓檢測電路結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖中:
[0026]1-晶閘管智能整流電路，2-開關(guān)電源電路，3-電池電壓檢測電路，4-單片機(jī)控制電路，5-電壓取樣電路。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，一種自動適應(yīng)鉛酸電池組電壓的充電器，包括晶閘管智能整流電路1、開關(guān)電源電路2、電壓取樣電路、電池電壓檢測電路3和單片機(jī)控制電路4。
[0028]晶閘管智能整流電路1，是能夠在控制信號作用下改變輸出電壓的整流電路。
[0029]開關(guān)電源電路2，是通過改變電壓取樣電路的數(shù)據(jù)，可改輸出電壓大小的穩(wěn)壓電源電路；
[0030]電池電壓檢測電路3，測量電池空載電壓，將電壓信號經(jīng)