专利名称：矿灯电池充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种充电装置，具体是一种矿灯电池充电装置。
背景技术：
目前，在矿业企业矿灯管理中使用的矿灯充电管理装置只能对矿灯充电时 的几个开关量进行监测，如充电中、充电完成、有无矿灯，并将几个开关量 信息传输到PC机进行集中显示管理，同时在PC机中建立数据库，将矿灯充 电信息与人员考勤管理相结合，实现信息化管理；但是不能实现实时监控管理， 而且在硬件实现上，现有矿灯充电管理装置的每个矿灯充电位置均采用一块带 有开关电源的充电板进行充电，为了实现监测管理，每块充电板都必须引出至 少三根数据线，以四层、96位矿灯充电位置为例，每层接到数据采集板的数据 线就有72根，按四层计算就有288根，由于连接线多，使制作、安装都不方 便；另外在数据采集中，对于每个灯位的管理均采集的是模拟信号，经数据采 集板上的比较器比较转换成开关量，由于充电电流的信号量仅mv级，在传输 过程中很容易受到干扰，尤其是在96个开关电源的共同干扰下，严重影响了 模拟信号的准确传输，进而亦无法保证经模拟信号转换得到的开关量的准确 性，使得现有矿灯充电管理装置存在不可靠性。并且现有矿灯充电管理装置仅 能对单一规格的矿灯电池进行充电。
发明内容
本实用新型为了解决现有矿灯充电管理装置不能对矿灯电池整个充电过程进行实时监测、仅能对单一规格的矿灯电池进行充电、且工作不可靠等问题， 提供了 一种矿灯电池充电装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现的矿灯电池充电装置，包括主控单
元和至少一个充电单元，所述主控单元包含32位ARM微处理器、连接于ARM 微处理器控制信号输入端的键盘、连接于ARM微处理器数据输出端的显示器 驱动电路，显示器驱动电路连接有显示器；所述充电单元包含经接口电路与主 控单元ARM微处理器信号传输端相连的控制芯片、至少一个功率输出电路， 所述功率输出电路包含与稳压电源相连的PWM控制电路、连接于PWM控制 电路输出端的滤波电路，以及输入端与滤波电路输出端连接、输出端与待充电 矿灯电池相连的开关电路、和连接于开关电路输出端的电压采集电路和电流采 集电路，电压采集电路和电流采集电路的输出端、以及PWM控制电路和开关 电路的控制信号输入端与控制芯片的数据传输端相连。
在对矿灯电池进行充电时，矿灯电池的电压信号Ue、电流信号Ie经电压 采集电路和电流采集电路实时地传输至充电单元控制芯片，经控制芯片A/D转 换，并在相关软件的支持下，控制芯片根据矿灯电池实时的电压、及其电池容 量，输出PWM控制信号、开关信号，确定相应的充电电流，对矿灯电池实现 预充电、恒流快充、恒压尾充的三个过程的完整充电，同时控制芯片将矿灯电 池实时的充电电压、充电电流的数字信号传输至主控单元的ARM微处理器， 并经由显示器显示；充电单元的控制芯片在相应软件的支持下，能实现如下功 能当充电电压达到恒压充电电压时，变恒流为恒压充电；当恒压充电电流低 于50mA时，停止充电；当矿灯一直处于充电位置上时，矿灯电池的电压降到 一定值后，可自动开启充电装置进行充电；当矿灯从充电位置上移走时，准确得到移走信息；在保护方面，当接入的矿灯电池电压低于0.5V时，则判断电 池短路不进行充电，输出故障信息。
另外，主控单元是人机交互的主要窗口，经连接于主控单元ARM微处理 器控制信号输入端的键盘可以重新设定各充电单元控制芯片的参数(一般充电 单元的充电电压在3.2V-5.1V之间、充电电流在3000mA-1500mA之间进行设 定)，使得矿灯电池充电装置的各充电单元能分别对不同规格的矿灯电池进行 充电，而不是让矿灯电池充电装置只适合单一规格电池的充电。
并且，由功率输出电路实时采集的矿灯电池的电压、电流信号经控制芯片 A/D转换成数字信号，主控单元与充电单元之间以数字信号进行传输，在控制 过程中完全实现了数字控制，因此，具有极强的抗干扰能力。
与现有技术相比，本实用新型所述矿灯充电装置除对矿灯充电中、充电完 成、有无矿灯的几个信号进行监测管理外，能对矿灯充电的全过程进行监控管 理，对矿灯电池以预充电、恒流充电、恒压充电三个过程进行完整的充电，能 够提高电池的使用寿命；充电单元的充电电压及充电电流都可以经主控单元重 新设定，使得充电单元能用于不同规格矿灯电池的充电，提高了矿灯充电装置 的使用范围；在矿灯电池的充电控制过程中完全实现了数字控制，具有极强的 抗干扰能力。所述功率输出电路中的PWM控制电路、滤波电路、开关电路、 电压采集电路和电流采集电路是现有公知电路，且有多种电路变形，本领域的 技术人员很容易实现。因此，本实用新型对功率输出电路未作详细的描述，但 在附图中给出了具体的电路连接原理图。
本实用新型是高可靠全数字化矿灯电池充电监控管理控制装置，结构合 理，使用效果好，功能上占有极大的优势，具有广泛的市场空间。
图1为本实用新型主控单元的电路原理图； 图2为本实用新型充电单元的电路原理图； 图3为本实用新型功率输出电路的电路原理图；具体实施方式
矿灯电池充电装置，包括主控单元和至少一个充电单元，所述主控单元包 含32位ARM微处理器、连接于ARM微处理器控制信号输入端的键盘、连接 于ARM微处理器数据输出端的显示器驱动电路，显示器驱动电路连接有显示 器；所述充电单元包含经接口电路与主控单元ARM微处理器信号传输端相连 的控制芯片、至少一个功率输出电路，所述功率输出电路包含与稳压电源相连 的PWM控制电路、连接于PWM控制电路输出端的滤波电路，以及输入端与 滤波电路输出端连接、输出端与待充电矿灯电池相连的开关电路、和连接于开 关电路输出端的电压采集电路和电流采集电路，电压采集电路和电流采集电路 的输出端、以及PWM控制电路和开关电路的控制信号输入端与控制芯片的数 据传输端相连。
具体实施时，所述32位ARM微处理器采用LPC2119型ARM微处理器； 显示器驱动电路采用PCF8676DF型芯片；充电单元的控制芯片采用 STC12LE5408AD型增强型51单片机，该单片机集成有8路10位A/D转换、 4路PWM输出和UART串行口输出，8路10位A/D转换可对4路独立的功 率输出电路中电压采集电路和电流采集电路的充电电压、充电电流进行A/D转 换，STC12LE5408AD型增强型51单片机以A/D转换得到的数字信号为依据， 在相关软件的支持下，转换成PWM输出，经功率输出电路的PWM控制电路、滤波电路对待充电的矿灯电池进行充电，即经功率输出电路完成对电池充电的
恒流、恒压调节控制。所述32位ARM微处理器、显示器驱动电路采用的芯 片和充电单元的控制芯片皆是集成芯片，当所用集成芯片的型号选定后，各集 成芯片之间的对应连接关系是已知的，因此该充电装置的内部电路中的具体连 接，诸如各集成芯片之间的对应连接、各集成芯片正常工作所需的一些外围电 路等，对计算机领域的技术人员来说是已知且容易实现的，因此未作详细的描 述，但在附图中给出了具体的电路连接原理图；每一充电单元包含4个功率输 出电路，即能同时对四个矿灯同时充电，以96位矿灯充电位置为例，需要24 个充电单元完成，各充电单元的控制芯片经公知RS-485接口电路与主控单元 ARM微处理器信号传输端相连，使数据线从288根减少到48根，安装调试方 便，同时抗干扰能力强。另外，本实用新型所述充电装置的主控单元可经 CAN-BUS工业总传输总线、网络服务器与远程微型计算机相连，实现远程控 制。
权利要求1、一种矿灯电池充电装置，其特征在于包括主控单元和至少一个充电单元，所述主控单元包含32位ARM微处理器、连接于ARM微处理器控制信号输入端的键盘、连接于ARM微处理器数据输出端的显示器驱动电路，显示器驱动电路连接有显示器；所述充电单元包含经接口电路与主控单元ARM微处理器信号传输端相连的控制芯片、至少一个功率输出电路，所述功率输出电路包含与稳压电源相连的PWM控制电路、连接于PWM控制电路输出端的滤波电路，以及输入端与滤波电路输出端连接、输出端与待充电电池相连的开关电路、和连接于开关电路输出端的电压采集电路和电流采集电路，电压采集电路和电流采集电路的输出端、以及PWM控制电路和开关电路的控制信号输入端与控制芯片的数据传输端相连。
2、 根据权利要求1所述的矿灯电池充电装置，其特征在于充电单元的控 制芯片采用STC12LE5408AD型增强型51单片机。
3、 根据权利要求1或2所述的矿灯电池充电装置，其特征在于所述32位 ARM微处理器采用LPC2119型ARM微处理器。
专利摘要本实用新型涉及一种充电装置，具体是一种矿灯电池充电装置。解决了现有矿灯充电管理装置不能对矿灯电池整个充电过程进行实时监测等问题，包括主控单元和至少一个充电单元，所述主控单元包含微处理器、键盘、显示器驱动电路，显示器驱动电路连接有显示器；所述充电单元包含控制芯片、至少一个功率输出电路，所述功率输出电路包含PWM控制电路、滤波电路，以及开关电路、电压采集电路和电流采集电路，电压采集电路和电流采集电路的输出端、以及PWM控制电路和开关电路的控制信号输入端与控制芯片的数据传输端相连。本实用新型是高可靠全数字化矿灯电池充电监控管理控制装置，结构合理，使用效果好，功能上占有极大的优势，具有广泛的市场空间。
文档编号H02J7/00GK201113486SQ200720102958
公开日2008年9月10日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者崔振忠, 彭建成 申请人:彭建成