一種充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電領(lǐng)域，特別涉及一種帶有自動調(diào)節(jié)功能的充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的由電池包供電的電動工具主要通過具有有線接口的充電器或者是電源連接器進(jìn)行充電，而采用電池包由于其續(xù)航能力有限，需要頻繁對其進(jìn)行更換或及時(shí)充電。在很多地區(qū)，因?yàn)榄h(huán)境或者使用場景限制不具備電源接口，不能及時(shí)對電池包進(jìn)行充電，因此不能保證在特殊環(huán)境以及長時(shí)間的工作需要。
[0003]另一方面，由于各種電池包中的電池元件的化學(xué)物質(zhì)、電池包的標(biāo)稱電壓等特征不相同，往往需要匹配不同的充電設(shè)備。這樣對于使用者來說，對于不同的電池包需要購買不同的充電器，而且攜帶起來非常不方便，此外，還可能造成電池包插錯(cuò)充電器的情況，如果充電設(shè)備中沒有相應(yīng)的識別和保護(hù)系統(tǒng)，類似的誤操作會導(dǎo)致電池包的損壞，給使用者帶來不必要的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種帶有自動調(diào)節(jié)功能的充電系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種充電系統(tǒng)，包括:
無線功率發(fā)射裝置，用于發(fā)射電磁能量；
適配器，用于提供有線電力輸出；
無線電源接入單元，所述無線電源接入單元包括用來無線地接收來自無線功率發(fā)射裝置發(fā)射的電磁能量的接收線圈和用于對接收電力進(jìn)行整流和電力檢測的接收電路模塊；
有線電源接入單元，所述有線電源接入單元包括用于與適配器配接的連接器；
信號檢測模塊，用于檢測外部有線電源或無線電源接入的狀態(tài)；
充電檢測電路,用于檢測可充電電池的電池參數(shù)；及
控制單元，控制單元能夠根據(jù)所述信號檢測模塊檢測到的有線電源或無線電源的接入狀態(tài)對電力通道進(jìn)行管理，所述控制單元還包括電池監(jiān)控模塊，控制單元利用電池監(jiān)控模塊從充電檢測電路得到電池參數(shù)并控制無線功率發(fā)射裝置或適配器的電力輸出以向可充電電池提供合適的電力。
[0006]進(jìn)一步地，所述無線功率發(fā)射裝置包括電氣連接的電源、發(fā)射電路、發(fā)射線圈以及供電控制單元。
[0007]進(jìn)一步地，所述無線電源接入單元發(fā)射線圈與所述無線功率發(fā)射裝置接收線圈之間能夠進(jìn)行功率傳輸與數(shù)據(jù)通信。
[0008]進(jìn)一步地，所述無線功率發(fā)射裝置能夠根據(jù)無線電源接入單元輸出功率狀況進(jìn)行功率自動調(diào)整。
[0009]進(jìn)一步地，所述充電檢測電路能夠檢測可充電電池的電壓狀態(tài)，將其發(fā)送至控制單元，所述控制單元基于上述數(shù)據(jù)并通過無線電源接入單元將充電控制信號傳遞至無線功率發(fā)射裝置，所述無線功率發(fā)射裝置的供電控制單元根據(jù)接收到的充電控制信號對發(fā)射線圈的工作頻率以及輸出功率自動調(diào)節(jié)。
[0010]進(jìn)一步地，所述適配器包括第一控制端口，所述有線電源接入單元的連接器包括第二控制端口，所述控制單元通過所述第一、第二控制端口控制適配器的電壓輸出端口的輸出值。
[0011]進(jìn)一步地，所述適配器包括電氣連接的變壓器、反饋環(huán)路、光耦隔離控制電路、PffM控制器、MOSFET功率開關(guān)管。
[0012]進(jìn)一步地，所述充電檢測電路包括電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路，所述控制單元通過充電檢測電路采得電池包當(dāng)前電壓、電流和溫度從而通過匹配網(wǎng)絡(luò)向適配器的控制端口輸出充電信號，并且控制適配器的充電過程。
[0013]進(jìn)一步地，所述控制單元根據(jù)電力通道的接入狀態(tài)，按照接入的先后順序控制電力的傳輸通道。
[0014]進(jìn)一步地，接收電路模塊電氣連接在接收線圈與充電檢測電路之間，所述接收電路模塊包括諧振電路和整流電路，用于對接收電力進(jìn)行整流和電力檢測，所述整流電路是全橋整流電路，其包括至少兩個(gè)三極管，所述控制單元能夠提供控制信號控制所述三極管的開通與關(guān)斷進(jìn)而控制整流電路的輸出。
[0015]本發(fā)明提供的帶自動調(diào)節(jié)功能的充電系統(tǒng)，無論采用有線電源或者無線電源接入，都能夠通過電池包對電力輸出進(jìn)行控制，采用無線電力接入時(shí)，根據(jù)無線電源接入單元輸出功率的需求變化，調(diào)節(jié)無線功率發(fā)射裝置輸出功率大小，可以較大程度的滿足用戶的需求。而采用有線電力接入時(shí)，通過控制適配器進(jìn)而控制充電過程，無需攜帶各種充電器對電池進(jìn)行充電，操作簡單方便。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖2a、2b分別是本發(fā)明實(shí)施方式中的兩種不同的整流電路的電路原理框圖；
圖3為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的帶有電池包的鉆類工具的主視圖；
圖4為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的用于對鉆類工具的電池包進(jìn)行充電的充電器；
圖5為發(fā)明第二種實(shí)施方式的電池包的電路原理框圖；
圖6為本發(fā)明第二種實(shí)施方式的帶有電池包的鉆類工具和無線功率發(fā)射裝置的主視圖；
圖7為本發(fā)明第三種實(shí)施方式的帶有自動調(diào)節(jié)功能的充電系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖8為本發(fā)明第三種實(shí)施方式的電池內(nèi)置的鉆類工具和充電裝置的主視圖；
圖9為本發(fā)明第三種實(shí)施方式中的適配器的電路原理框圖；
圖10為本發(fā)明第四種實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖1laUlb為本發(fā)明充電系統(tǒng)的邏輯控制圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0018]請參閱圖1至圖3，圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的充電系統(tǒng)100的電路原理框圖，圖中標(biāo)示110代表無線功率發(fā)射裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，無線功率發(fā)射裝置包括電源111、發(fā)射電路112和發(fā)射線圈113，具體的，無線發(fā)射線圈111與發(fā)射電路112電性連接。這里的電源一般是指AC電源，與AC電源連接后，AC電源經(jīng)發(fā)射電路的AC-DC模塊(圖未示)轉(zhuǎn)化為直流電源為電路中的其他模塊供電。應(yīng)當(dāng)理解，無線充電技術(shù)通常在本領(lǐng)域中是已知的，其主要分為電磁感應(yīng)方式和磁共振方式。電磁感應(yīng)方式通過將AC電流施加與用于無線電力傳輸?shù)陌l(fā)送線圈來改變磁場，并通過由于磁場的變化而從相鄰的接收線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流對電池進(jìn)行充電。在磁共振方式中，發(fā)送線圈以特定頻率輻射磁場，如果具有與發(fā)送線圈的頻率相同的頻率的接收線圈接近發(fā)送線圈，則發(fā)送線圈通過由于共振而產(chǎn)生的能量隧道接收電力以對電池提供電力，本發(fā)明并未限定采用無線充電的具體方式，也就是說，可以采用任意一種無線充電方式對無線電源接入單元進(jìn)行無線供電。
[0019]圖1中120代表電力接收裝置，其包括兩個(gè)電力接入單元，分別是無線電源接入單元121和有線電源接入單元122，信號檢測模塊123，控制單元124以及充電電路125。
[0020]其中無線電源接入單元121包括接收線圈1211和接收電路模塊1212。接收線圈用來無線地接收來自無線功率發(fā)射裝置110發(fā)射的電磁能量，接收電路模塊1212對接收電力進(jìn)行整流和電力檢測，并將信號傳遞給信號檢測模塊123。具體的，接收電路模塊1212包括諧振電路和整流電路(圖未標(biāo))。請同時(shí)參照圖2a和圖2b,圖2a和圖2b分別表TJK不同的整流電路的具體實(shí)現(xiàn)方式，圖2a表示可以作為交流輸入的由兩個(gè)二極管D1、D2和兩個(gè)三極管Qll和Q12組成的全橋整流電路，其通過控制Qll和Q12的CTLl、CTL2信號，控制Ql1、Q12的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)輸入整流；如果Ql1、Q12同時(shí)關(guān)斷，那么VOUT沒有電壓輸出；其中CTLU CTL2的控制信號由控制單元124提供。圖2b表示可以作為交流輸入的由四個(gè)三極管Q1、Q2、Q3、Q4組成的全橋整流電路，通過控制Q1、Q4與Q2、Q3的CTL1、CTL4、CTL2、CTL3信號，控制Q1、Q2、Q3、Q4的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)同步整流；如果Ql、Q2、Q3、Q4同時(shí)關(guān)斷，那么VOUT沒有電壓輸出；CTL1、CTL2、CTL3、CTL4的控制信號由控制單元124提供。
[0021]本發(fā)明的實(shí)施方式中無線電源接入單元121采用通過控制單元124控制整流橋開關(guān)的方式進(jìn)行充電，可以降低電路熱損耗，提高充電效率。與在整流橋后增加新的控制開關(guān)管相比，控制整流橋開關(guān)的方案可以減少元件數(shù)量，減少待機(jī)功耗，提升充電效率。
[0022]接收線圈1211用于接收無線功率發(fā)射裝置提供的電磁能量，并通過諧振電路將高頻穩(wěn)定正弦波傳遞給整流電路。整流電路用于對高頻正弦波進(jìn)行整流，將高頻穩(wěn)定正弦波轉(zhuǎn)化為直流。所述接收電路模塊1212還可以包括通信電路模塊(圖未示)，用來與可充電電池130以及無線功率發(fā)射裝置110之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信數(shù)據(jù)可以是電池?zé)o線充電狀態(tài)及控制指令，也可以是電池的其他電氣特性參數(shù)。
[0023]有線電源接入單元122包括連